Brevet FR2596824A1 — publié le 19871009

DISPOSITIF D'ASSEMBLAGE A TENON ET A MORTAISE DE DEUX ELEMENTS STRUCTURAUX IDENTIQUES. La présente invention a trait aux techniques d'assemblage d'éléments structuraux et concerne plus particulièrement un assemblage de deux éléments par pénétration d'au moins une partie appelée tenon et préformée dans un élément, ou dans une pièce portée par cet élément, dans au moins un trou appelé mortaise et pratiqué dans l'autre élément. Cette technique d'assemblage, dite assemblage à tenon et à mortaise, est couramment employée pour la réalisation de jointures de meubles. Quelques perfectionnements ont été apportés à ce type d'assemblage afin d'améliorer la résistance, la solidité et la rigidité de la structure assemblée selon cette technique, ainsi que le démontrent les dispositifs et procédés d'assemblage décrits et représentés dans les brevets franchais NO 1.561.310, NO 2.131.133, NO 2.356.033, NO 2.428.169, NO 2.514.801, NO 2.516.183, NO 2.515.014, etc... Partant de ces constatations, le demandeur a mené des recherches axées plus particulièrement sur un nouveau mode de réalisation d'un dispositif d'assemblage à tenon et à mortaise de deux éléments structuraux, ceci par embottement mutuel de l'un dans l'autre. Suivant l'invention, ce dispositif d'assemblage est remarquable en ce que les deux éléments structuraux sont de forme identique et sont constitués chacun d'un corps de liaison comportant: - une face de contact contre laquelle vient se plaquer, lors de l'opération d'assemblage, la face de contact de l'autre élément, - n branches parallèles qui, formant tenons et s'étendant en saillie de la face de contact, sont réparties régulièrement sur la circonférence d'un cercle, - et n trous qui, formant mortaises, sont ménagés dans le susdit corps de liaison et sur la périphérie de ce dernier. Le dispositif d'assemblage à tenon et à mortaise de l'invention, offre un grand intérêt dans la mesure où les deux éléments "mâle" et "femelle" sont identiques. En effet, le même élément joue à la fois le rôle mâle et le rôle femelle. Aussi, la réalisation des éléments structuraux de l'invention, est simple et donc particulièrement indiquée pour une fabrication en série. Ce dispositif d'assemblage, qui s'effectue axialement le long d'un axe normal aux faces de contact de deux éléments, peut être utilisé pour la jointure de meubles notamment lorsque les deux éléments structuraux sont portés par des pièces desdits meubles à joindre. Ce dispositif trouve également une application comme jeu de construction lorsque les éléments structuraux sont indépendants. Les éléments peuvent être également associés à d'autres pour définir des structures éclatées de figures géométriques très diverses. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, n est un nombre entier supérieur ou égal à deux. Ce dispositif d'assemblage n'offre pas de limite quant au nombre de tenons et de mortaises dès lors que le corps de liaison est conçu de manière à recevoir ce nombre n de branches et de trous. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les n trous sont répartis régulièrement et en alternance avec les branches, sur la circonférence d'un cercle dont le rayon et le centre sont les mêmes que ceux du cercle dans lequel sont incrites les susdites branches. Cette disposition des branches et des trous, en alternance régulière sur la circonférence d'un cercle, implique d'office un positionnement du corps de liaison autour du centre de ce cercle et autorise n positions d'assemblage autour de l'axe normal aux faces de contact. En effet, il suffit d'opérer à chaque fois, une rotation de 3600/n autour dudit axe d'assemblage des deux éléments structuraux pour obtenir les n différentes positions d'assemblage. A chaque position d'asemblage, les deux éléments structuraux ont un décalage angulaire de 360/2n entre eux. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les n trous sont répartis régulièrement et en alternance avec les branches, sur la circonférence d'un cercle dont le rayon est le même et le centre et différent de ceux du cercle dans lequel sont inscrites les susdites branches. Cette disposition est prévue pour limiter à l'unité les n positions d'assemblage entre les deux éléments. Cette caractéristique offre un grand avantage lorque cette position est importante à respecter notamment pour un assemblage de pièces mécaniques où une seule position est autorisée. Ce nouveau dispositif d'assemblage met en présence d'importantes surfaces de contact, ce qui a pour conséquence immédiate d'améliorer la liaison du noeud d'assemblage tout en assurant une répartition des contraintes sur toutes les surfaces en contact. D'autres caractéristiques et d'autres avantages de la présente invention, ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit, donnant, à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés, divers modes de réalisation de dispositifs d'assemblage respectant les concepts fondamentaux de l'invention. Sur ces dessins: - les figures 1A, 2A, 3A, 4A, sont des vues en perspective représentant quatre modes différents de réalisation d'éléments structuraux conformes aux dispositions de l'invention; - les figures 1B, 2B, 3B, 4B, sont des vues en perspective des éléments structuraux des figures 1A, 2A, 3A, 4A respectivement, représentés en regard de ces derniers selon un décalage angulaire de 3600/2n; - les figures 1C, 2C, 3C, 4C, sont des vues en perspective représentant les quatre assemblages de deux éléments structuraux identiques en regard. Les deux éléments structuraux, représentés sur les figures 1A et 1B et référencés respectivement A1 et B1, sont de forme identique et sont constitués chacun d'un corps de liaison 1A, 1B comportant une face de contact 2Afi 2Bs contre laquelle vient se plaquer, lors de l'opération d'assemblage illustrée sur le dessin de la figure 1C, la face de contact 2B,2A de l'autre élément. Sur cette face de contact 2A 2Bs s'étendent en saillie normalement au plan de ladite face, deux branches parallèles 3A' 3B qui forment deux tenons destinés à venir s'emboîter dans deux trous 4B' 4A respectivement, lesquels formant mortaises sont ménagés dans le corps de liaison 1B, 1A, sur la périphérie de ce dernier. Il est à noter que, conformément à une caractéristique préférentielle de l'invention, les branches 3As 3B d'une part, et les trous 4As 4B d'autre part, sont répartis régulièrement et en alternance sur la circonférence d'un même cercle. Pour réaliser l'assemblage des deux éléments A1 et B1, comme illustré sur le dessin de la figure 1C, il suffit: - de faire exécuter à l'un des deux éléments structuraux, et en l'occurence à l'élément B1, une rotation de 900 (3600/2n, n représentant le nombre de branches 3A' 3B) autour de l'axe d'assemblage illustré par les flèches A et B; - de déplacer rectilignement, comme l'indiquent les flèches A et B, les deux éléments A1 et B1 l'un vers l'autre; - et d'introduire simultanément les branches 3A de l'élément A1 dans les trous 4B de l'élément B1 d'une part, et les branches 3B de l'élément B1 dans les trous 4A de l'élément A1. On constate que les faces de contact 2A de l'élément A1 touchent sur toutes ses surfaces, les faces de contact 2B de l'élément B1. La plus grande surface de contact est obtenue entre toutes les parties constitutives des deux éléments structuraux A1 et B1, si on prend la même dimension pour l'épaisseur du corps de liaison lA,lB, pour la longueur des branches 3Aw3B située en saillie des faces des contacts 2AX 2B et pour la profondeur-des trous 4A4B. On comprend que la conjuguaison de toutes les surfaces de contact a pour avantage immédiat de renforcer l'assemblage. Les deux éléments structuraux A2 et B2, représentés sur les dessins des figures 2A, 2B et 2C, sont également identiques et sont constitués chacun des quatre parties constitutives des éléments de l'invention et, plus précisément: - d'un corps de liaison - d'une face de contact 2As 2B; - de deux branches ou tenons - et de deux trous ou mortaises 4Af4B. Ces deux éléments A2 et B2 sont différents des éléments A1 et B1 car, selon une autre caractéristique de réalisation préférentielle de l'invention, les branches 3Ab 3B d'une part, et les trous 4As 4B d'autre part, sont répartis régulièrement et en alternance sur la circonférence de deux cercles différents ayant le même rayon mais deux centres différents. Cette disposition permet d'augmenter la surface des faces de contact 2As 2B et également de limiter à une seule position les possibilités d'assemblage autour de l'axe normal aux faces de contact. Pour réaliser l'assemblage des deux éléments A2 et B2, comme illustré sur le dessin de la figure 2C, il suffit: - de faire exécuter à l'un des deux éléments structuraux, et en l'occurence à l'élément B2, une rotation de 1800 autour de l'axe d'assemblage; - de déplacer rectilignement, comme l'indiquent les flèches A et B, les deux éléments A2 et B2 l'un vers l'autre; - et d'introduire simultanément les branches 3A de l'élément A2 dans les trous 4B de l'élément B2 d'une part, et les branches 3B de l'élément B2 dans les trous 4A de l'élément A2. On comprend, comme le montre très bien le dessin de la figure 2C, que l'on ne peut réaliser l'assemblage que d'une seule manière en opérant une rotation de 1800 et ceci, quel que soit le nombre n de branches 3A' 3B ou de trous 4A' 4B. Dans le cas des éléments A1 et B1 c'est-à-dire dans le cas plus général où les éléments structuraux ont leurs branches et leurs trous disposés sur la circonférence d'un même cercle, le nombre de possibilités de positions d'assemblage sont égales au nombre n de branches 3A' 3B ou de trous 4A' 4B. Les figures 3A et 3B illustrent deux éléments structuraux A3 et B3 dans lequel le nombre et la forme des différentes parties constitutives sont distincts de ceux des deux éléments structuraux A1 et B1. En effet, ils sont constitués chacun, conformément aux dispositions principales de l'invention: - d'un corps de liaison 1A, 1B, - d'une face de contact 2Aw 2B; - de trois branches ou tenons 3A' 3B; - et de trois trous ou mortaises 4A' 4B. La forme des différentes parties constitutives des éléments A3 et B3 offre un aspect original et attrayant notamment pour un jeu de construction car l'assemblage des deux éléments, tel qu'illustré sur le dessin de la figure 3C, permet de reproduire un volume hexagonal. Les figures 4A, 4B et 4C illustrent deux autres éléments structuraux A4 et B4 à deux branches 3A' 3B et à deux trous 4A' 4B' comportant des déformations complémentaires sur leurs faces destinées à être en contact, ceci afin de consolider l'assemblage normal en y associant un assemblage sous la forme de "clip". On comprend que les dispositifs d'assemblage ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés aux exemples de réalisation ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention prise dans son esprit et dans ses aspects les plus larges. Ainsi, la forme, les dimensions, le matériau des différentes parties constitutives pourront être adaptés en fonction des paramètres des deux éléments structuraux à assembler et des contraintes que doit subir la structure en résultant. Comme on l'a précisé utilement dans le présent mémoire, le dispositif de l'invention trouve de nombreuses applications pour la réalisation de jointures de meubles, de pièces mécaniques, de noeuds d'assemblage pour jeux de construction, etc... Afin de permettre une meilleure compréhension des dessins, une liste des références avec leurs légendes est ci-après énumérée. * A1, A2, A3, A4 .................. premier élément structural * B1, B2, B3, B4 ......................... deuxième élément structural * 1A, 1B ........................ corps de liaison * 2A, 2B ........................ face de contact *3A, 3B ........................ branches ou tenons *4A, 4B ......................... trous ou mortaises REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assemblage de deux éléments structuraux (A, B) par pénétration d'au moins une partie (3) appelée tenon et préformée dans un élément (A), ou dans une pièce portée par cet élément, dans au moins un trou (4) appelé mortaise et pratiqué dans l'autre élément (B), CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les deux éléments structuraux (A, B) sont de forme identique et sont constitués chacun d'un corps de liaison (1) comportant: - une face de contact (2 ) contre laquelle vient se plaquer, lors de A l'opération d'assemblage, la face de contact (2B) de l'autre élément, - n branches (3) parallèles qui, formant tenons et s'étendant en saillie de la face de contact (2), sont réparties régulièrement sur la circonférence d'un cercle, - et n trous (4) qui, formant mortaises, sont ménagés dans le corps de liaison (1) et sur la périphérie de ce dernier. 2. Dispositif d'assemblage selon la revendiaction 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE n est un nombre entier supérieur ou égal à 2. 3. Dispositif d'assemblage selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les n trous (4) sont répartis régulièrement et en alternance avec les branches (3) sur la circonférence d'un cercle dont le rayon et le centre sont les mêmes que ceux du cercle dans lequel sont inscrites les branches (3). 4. Dispositif d'assemblage selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les n trous (4) sont répartis régulièrement et en alternance avec les branches (3) sur la circonférence d'un cercle dont le rayon est le même et le centre est différent de ceux du cercle dans lequel sont inscrites les branches (3). 5. Dispositif d'assemblage selon les revendications 1 à 4 prises ensemble, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la longueur des branches (3) en saillie de la face de contact (2) est égale à la profondeur des trous (4). 6. Dispositif d'assemblage selon la revendication 5, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la profondeur des trous (4) est égale à l'épaisseur du corps de liaison (1). 7. Dispositif d'assemblage selon la revendication 3, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les deux éléments structuraux (Al, A3, A4, Bl, B3, B4) sont assemblés selon n positions et selon un décalage angulaire de 3600/2n entre eux, par rapport à l'axe d'assemblage. 8. Dispositif d'assemblage selon la revendication 4, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les deux éléments structuraux (A2, B2) sont assemblés selon une seule position et selon un décalage angulaire de 1800 entre eux, par rapport à l'axe d'assemblage. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les faces de contact (2), les branches (3) ou les trous (4) comportent des préformations conjuguées destinées à consolider l'assemblage