Brevet FR2616203A1 — publié le 19881209

La présente invention concerne une--structure tridimentionnelle à assemblage par emboitement. La partition tridimentionnelle de l'espace consiste à découper celuici en de petits volumes élémentaires, chaque volume étant délimité par des barres, celles-ci étant assemblées entre elles à leurs extrémités par des noeuds. Ces structures sont principalement utilisées pour réaliser des systèmes constructifs. Elles sont généralement en métal, les barres et les noeuds d'assemblage étant des pièces distinctes. Leur utilisation est intéressante pour la réalisation de volumes simples et répétitifs mais devient problématique pour les surfaces complexes ou courbes. La structure selon l'invention permet de s'affranchir des limites habituelles de tels systèmes, ne nécessite pas l'emploi de noeuds distincts des barres et peut s'utiliser avec des matériaux dé natures diverses (bois par exemple). La figure 7 est une vue éclatée d'une telle structure. On peut y distinguer deux types de barres, les barres femelles (1) présentant un ou plusieurs évidements à chacune de leurs extrémités et les barres mâles (2) ayant leurs extrémités façonnées selon un profil identique à l'évidement des barres femelles (1). Ce profil est tronconique sur l'exemple représenté. L'emboitement est tenu par collage ou vissage. L'assemblage étant constitué, la structure réalise une partition de l'espace. Les extrémités des barres femelles (1) sont les sqmmets de polygones dont les barres mâles (2) sont les côtés. L'exemple représente une maille rectangulaire, mais celle-ci peut être un polygone, régulier ou non, de forme quelconque (triangle, carré, pentagone, hexagone, etc...). La structure délimite également deux surfaces incluant chacune une partie des barres mâles (surface "haute" incluant les barres (5) et surface "basse" incluant les barres (6)). Les barres femelles peuvent être perpendiculaires aux deux surfaces ainsi délimitées. Les barres mâles ou femelles peuvent être d'une forme quelconque ou présenter une symétrie de révolution axiale, ce qui rend leur fabrication aisée à l'aide d'un tour de production. La figure 2 représente simultanément deux variantes, l'une consiste à ajouter des barres de triangulation (4) assemblées selon le même procédé d'emboitement, l'autre consiste à utiliser plus de deux "couches" de barres mâles (2), les barres femelles ayant alors des évidements sur autant de niveaux que le nombre de "couches" dé barres mâles. L'exemple représente le cas de trois "couches". La figure 3 montre la possibilité de réaliser la courbure des surfaces délimitées par la structure (dans une ou deux directions) en modifiant simultanément l'angle formé par les axes des barres mâles et femelles, et les longueurs relatives des barres mâles situées sur la surface "externe" par rapport à celles situées sur la surface "interne". Ce principe s'applique également dans le cas d'une structure à plusieurs "couches". La figure 4 montre un cas extrême où la courbure devient un changement brusque de direction. La figure 8 indique la possibilité de réaliser une courbure continue de la structure, les bords des barres mâles en contact avec les surfaces internes ou externes de la structure ayant un galbe identique à la courbure générale. L'exemple représente le cas où, en plus, les barres mâles ont une symétrie axiale de révolution. La figure 5 montre une variante selon laquelle l'emboîtement mâlefemelle est rendu autoblocant. La partie extrême des barres mâles (2) venant s'emboiter dans l'évidement des barres femelles (1) possède une lente augmentation de section (7) suivie d'un brusque rétrécissement (8). Ce profilage étant réalisé à l'identique sur l'évidement des pièces femelles, il permet aux parties mâles de pénétrer "à force" grâce à la souplesse du matériau. Une fois que les rétrécissements de section (8) sont en vis à vis, l'emboîtement devient inamovible. La structure peut être recouverte sur au moins une de ses faces par un materiau ; elle constitue alors l'âme d'un panneau sandwich. Dans ce cas de recouvrement, il est intéressant de réaliser un méplat tO sur le bord des barres mâles en contact avec la surface à recouvrir. Cette possibilité est schématisée sur la figure 7. Afin de maintenir ce méplat orienté dans la bonne direction, il est possible d'empêcher la rotation de l'assemblage en interposant un tourillon (9) venant s'emboiter de part et d'autre des barres mâles (2) et femelles (1) dans des trous d'un diamètre identique à celui du dit tourillon (voir fig. 6). L'ensemble de la structure peut être conçue et fabriquée par des procédés informatiques comprenant - la conception assistée par ordinateur permettant de saisir le volume général de la structure et de dimentionner chaque barre, - la production automatique des barres par des machines outils à commandes numériques utilisant directement les valeurs dimeationnelles déterminées par le système de conception assistée par ordinateur. La figure 9 montre une variante consistant à renforcer l'assemblage par un matériau ç de nature différente (câble métallique par exemple) placé dans l'axe des barres mâles (2) et traversant l'extrémité de la barre femelle (1). Ce renforcement est intéressant pour les parties de la structure travaillant en traction. REVENDICATIONS 1) Structure tridimentionnelle caractérisée en ce que l'assemblage des barres est réalisé par emboîtement de barres mâles (2) dans des barres femelles (1). Les évidements des extrémités des barres femelles étant d'un profil identique aux extrémités des barres mâles, les extrémités des barres femelles devenant les sommets des polygones dont les barres mâles sont les côtés 2) Structure selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'assemblage (3) est complété par un matériau (Il) placé de façon continue dans l'axe des barres mâles (2) et traversant l'extrémité de la barre femelle (1) 3) Structure selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisée en ce que l'assemblage (3) entre les barres mâles et femelles est tronconique, le plus petit diamètre du tronc de cône étant situé à l'extrémité de la barre mâle 4) Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que.l s'emboiter dans l'évidement des barres femelles (1) possède une lente augmentation de section (7) suivie d'un brusque rétrécissement (8). Ce profilage étant réalisé à l'identique sur l'évidement des pièces femelles, il permet aux parties mâles de pénétrer "à force" grâce à la souplesse du matériau. Une fois que les rétrécissements de section (8) sont en vis à vis, l'emboîtement devient inamovible. 5) Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'un assemblage élémentaire composé de deux barres mâles (2) et de deux barres femelles (1) est renforcé par une barre mâle (4) placée en diagonale du quadrilatère et assemblée selon le même procédé d'emboitement (3). 6) Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'assemblage mâle-femelle est muni d'un dispositif empêchant la rotation des barres mâles autour de leur axe. Ce dispositif consisté à percer parallèlement à l'axe des barres mâles (2) un trou, à l'extrémité de celles-ci et un trou en vis à vis, dans l'évidement des barres femelles (1) de façon qu'un tourillon (9) inséré lors du montage, eapéche la rctation des barres mâles 2; autour de leur axe longitudinal. 7) Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en c que le bord des barres mâles (2) situé à l'extérieur de la structure, possède un méplat (10). 8) Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la surface générale définie par la structure possède une ou deux courbures ou un changement brusque de direction, réalisé en modifiant simultanément l'angle formé par les axes des barres mâles (5,6) et femelles (1) et, les longueurs relatives des barres mâles (5 > situées sur la surface "externe", par rapport à celles (6) situées sur la face "interne". 9) Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les barres mâles d2) présentent un galbe concave ou convexe sur leurs bords en contact avec les surfaces concaves et convexes délimitées par la structure. Ce galbe étant identique à la courbure générale de la structure à cet endroit. 10) Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la dite structure est composée de plus de deux "couches" de barres mâles (2). Les barres femelles (1) ayant alors des évidements sur autant de niveaux que le nombre de "couches" de barres mâles (2); 11) Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'au moins une des faces de la structure est recouverte d'une manière uniforme par un matériau, l'ensemble de la structure formant alors "l'âme" d'un panneau sandwich.