Brevet FR2628461A1 — publié le 19890915

La présente invention concerne une barre pour construction multidimensionnelle en treillis, du type comprenant un élément tubulaire présentant, à chacune de ses extrémités, un trou axial Gui a un diamètre plus petit que ie diamètre intérieur de l'élisent tubulaire et å travers lequel passe un boulon pour la fixation de ia barre à un noeud de raccord de ladite construction en treillis, et une bague disposée autour dudit boulon, a l'extérieur de l'életent tubulaire, et accouplée mécanisuement au boulon pour tourner avec lui. Les barres de ce type sont bien connues et sont utilisées deja depuis de nombreuses années, notamment dans le domaine du batiment, par exemple pour la construction des charpentes, en général des charpentes destinées a la couverture de grandes sur'aces, comme par exemple des salles de spectacles ou de sport, des stades, des supermarchés ou des hypermarchés, etc. Les barres en question peuvent être réalisées en diverses matières telles que l'acier, l'aluminium, le bois selon l'usage auquel elles sont destinées, l'acier étant usuellement adopté quand les barres sont employées pour la construction des charpentes ou d'autres structures similaires. Dans ce dernier cas, afin de protéger les barres contre la corrosion, elles sont zinguées extérieurement et intérieurement conformément aux normes et règlements en vigueur. Cette opération de zingage est habituellement effectuée par trempage des -barres dans un bain de zinc fondu, de préférence à une galvanisation par électrolyse qui ne permet pas d'obtenir d'une manière aussi economique une couche superficielle de zinc aussi epaisse que par le procédé de trempage a cnauc. Pres de chacune de leurs extrémités, les barres connues présentent au moins un large trou dans leur surface latérale. Ces trous ont une double fonction. D'une part, ils permettent au zinc fondu de pénétrer a l'intérieur de la barre quand celle-ci est plongée dans le bain de zinc, et, en même temps, ils permettent à l'air contenu dans la barre de s'échapper rapidement hors de celie-ci '(autrement, la barre pourrait éclater sous l'action de la brusque augmentation de pression de l'air dans la barre due à l'augmentation de température). D'autre part, ils permettent, après l'opération de zingage, la mise en piace des boulons de fixation dans les trous axiaux aux extrémités de la barre.Il faut en effet savoir que la tête de chaque boulon doit nirnalement se trouver à l'intérieur de la barre et a un diamètre plus grand que celui du trou axial, de sorte que le boulon ne peut pas être introduit axialement dans ie trou correspondant depuis l'extérieur de ia barre. Les trous prevuc dans la surface latérale des barres connues présentent néanmoins plusieurs inconvénients. Ils sont souvent inesthétiques. Quand les barres sont exposées à la pluie ou à l'humidité, celle-ci peut pénétrer par les trous et s'accumuler dans la barre. Les trous affaiblissent mécaniquement les barres, de sorte que, pour qu'elles puissent résister à des efforts prédéfinis, le concepteur de l'ouvrage doit choisir des barres ayant soit un plus grand diamètre Si l'on considère qutune charpente ou autre structure construite a partir de barres du type susindiqué peut comporter plusieurs dizaines de milliers ou plusieurs centaines de milliers de barres, on conçoit, aisément que la nécessité d'utiliser des barres de plus grand diamètre ou de plus grande épaisseur entraîne une augmentation substantielle du poids et du prix des matériaux utilisés (non seulement des barres, mais aussi des supports et des fondations qui doivent être dimensionnés en conséquence). La presente invention a donc essentiellement pour but de remédier a ces inconvénients, en fournissant une barre qui peut être complètement dépourvue de trous dans sa surface latérale ou dont les trous, s'il y en a, ont des dimensions réduites a un point tel qu'ils ne sont plus géants ou sont beaucoup moins genants qu' auparavant. Far ailleurs, dan les barres connues l'accouplement entre le boulon et la bague est habituellement réalisé au moyen d'une goupille, qui traverse diamétralement le boulon et dont les extrémités sont engagees dans des entes ions.1çudinaes et dias-tralenent opposées de la bague. Ainsi, tout mouvement de rotation communique à la bague, par exemple a-u moyen d'une clé appropriée, est transmis au boulon qui peut en outre avoir un mouvement axial, dans les limites définies par la longueur des fentes lóngitudinales de la bague, pour être visse dans un trou taraudé d'un noeud de raccord de la construction en treillis. Etant donné qu'avec ce mode d'accouplement par goupille un trou doit nécessairement être perçé diamétralement dans le boulon pour recevoir la goupille, le boulon est donc mécaniquement affaibli. I1 en résulte que, pour pouvoir résister a des efforts prêdéfinis, il est nécessaire de choisir des boulons ayant un diametre plus grand que celui qui, en l'absence dudit trou diamétral, serait strictement nécessaire pour résister auxdits efforts. Ceci contribue aussi å augmenter de façon non néglIgeable le poids et le prix de la construction. En outre, par suite de la présence des fentes dans la bague, l'humidité peut pénétrer entre la bague et le boulon et provoquer de la sorte une dégradation de ces éléments par la rouille. La présente invention a subsidiairement pour but de remédier aussi à ces inconvénients. A cet effet, la barre selon l'invention est caractérisée en ce que ledit trou axial est formé dans un embout amovible, qui est pourvu d'une partie filetée avec un pas de vis en sens inverse du pas de vis du boulon et qui est fixe à l'extrémité correspondante de l'élément tubulaire, lequel est lui-même pourvu à cet effet d'une partie filetée complémentaire de celle de l'embout, l'ensemble étant tel qu'une large ouverture axiale, ayant un diamètre plus grand que celui de la té-e au boulon. est présente a l'extrémité de l'élément tubulaire quand l'embout est enlevé. Ainsi, quand les embouts sont enlevés aux deux ext-ewivés de la barre et quand celle-cit est plongée dans le bain de zinc fondu, le zinc peut pénétrer à l'interieur de la barre et l'air qu'elle contient peut s'en échapper a travers les larges ouvertures axiales libérées aux deux extrémités de la barre, sans qu'il soit nécessaire de prévoir de larges ouvertures dans la surface latérale de celle-ci. Après que la barre a été zinguée, chaque boulon de fixation, installé au préalable dans le trou axial de l'embout correspondant, peut être mis en place à l'extrémité de la barre simplement en vissant l'embout à ladite extrémité. Selon une autre caractéristique de l'invention le boulon comporte, entre sa tête et sa partie filetée, une partie ayant une section transversale non circulaire, et ie trou central de la bague a une section transversale dont la forme est complémentaire de celle de la partie a section non circulaire du boulon pour leur accouplement. D'autres caractéristiques et avantages de la presente invention ressortiront mieux au cours de la description qui va suivre de diverses formes d'exécution de la présente invention données en reférence aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 montre, en partie en élévation et en partie en coupe longitudinale une barre connue avec, å chacune de ses extrémités, un noeud de raccord pour une construction multidimensionnelle en treillis. La figure 2 est une vue à plus grande échelle et en coupe longItudinale montrant l'une des extrémités d'une barre conforme -a la présente invention. La figure 3 est une vue semblable a la figure 2, montrant une variante. Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe respectIvement suivant les lignes IFY-IV et V-V de la figure 3. Les figures 6 à 8 sont des vues semblables à celles des figures 2 et 3, montrant trois autres formes d'executicn. La barre 1 montrée dans la figure 1 comprend un tube 2, a chacune des extrémités duquel un capuchon 3 est soudé. Chacun des deux capuchons 3 est percé en son milieu d'un trou axial 4 à travers lequel passe un boulon 5, dont la tête 5a a un diamètre plus grand que celui du trou 4 et se trouve a l'intérieur du capuchon 3. Près de chaque extrémité, le tube 2 comprend un large trou 2a å travers lequel le boulon 5 peut être introduit dans le tube 2, puis dans le trou 4 du capuchon 3 adjacent au trou 2a. Une bague 6 entoure la partie du boulon 5 qui se trouve a l'extérieur du capuchon 3, et est accouplée mécaniquement au boulon par une goupille 7.Les extrémités de a goupille 7 sont engagées dans des fentes longitudinales 8 de la bague 6 pour autoriser un mouvement axial relatif limité entre ladite bague et le boulon 5. La bague 6 peut avoir une surfa-ce extérieure prismatique, par exemple à section droite hexagonale, de telle façon qu'on puisse la faire tourner avec une clé appropriée. Ainsi, en faisant tourner la bague 6, le boulon 5 peut être vissé dans l'un des trous taraudés 9 d'un noeud de raccord 10 auquel peuvent être raccordées plusieurs barres d'une construction multidimensionnelle en treillis. Dans la figure 2, les éléments de la barre de la présente invention, qui sont identiques ou qui jouent le même râle que ceux de la barre connue de la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de référence et ne seront donc pas décrits à nouveau en détail. La barre 1 de la figure 2 diffère de celle de la figure 1 en ce que le trou axial 4 est formé non pas dans un capuchon 3 soudé au tube 2, mais dans un embout amovible 13. L'embout 1 comporte une partie 13a, filetée extérieurement, qui est vissée dans le trou central taraudé 14a d'une bague 14, elle-meme fixée rigidement au tube 2, par exemple par un cordon annulaire de soudure. Un épaulement 13b de l'embout 13 limite la pénétration de celui-ci dans le trou taraudé 14a de la bague 14 quand il y est vissé. Le diamètre extérieur de la partie filetée 13a de l'embout 13 et le diamètre intérieur du trou taraudé 14a sont plus grands que le diamètre de la tete 5a du boulon 5, de façon à avoir une large ouverture à l'extrémité du tube 2 quand l'embout est enlevé et de façon que l'embout 13 puisse être engagé avec le boulon 5 dans le trou 14a. Il est ainsi possible de se passer des trous 2a dans la surface latérale du tube 2 (figure 1). La partie 13a de l'embout 13 et le trou 14a de la bague 14 sont respectivement filetée et taraudé avec un pas de vis inverse de celui du boulon 5. De cette manière, quand on fait tourner la bague 6 pour visser le boulon 5 dans l'un des trous taraudés d'un noeud de raccord, tel que l'un des deux noeuds 10 de la figure 1, et quand, du fait de cette opération de vissage, la tête 5a du boulon 5 vient en contact avec l'extrémité interne de l'embout 13, celui--ci n'a pas tendance à se dévisser et a sortir du trou taraudé 14a, mais au contraire à être serré encore plus fortement dans ledit trou 14a, consolidant ainsi l'assemblage. Dans la forme,d'executicn de Sa figure 2, le boulon 5 et la bague 6 sont identiques à ceux de la figure 1. Toutefois, selon une autre caractéristique de l'invention, le boulon 5 peut comporter, entre sa tête 5a et sa partie filetée 5b, 'une partie 5c ayant une section transversale non circulaire, par exemple une section hexagonale comme montree dans les figures 3,4 et 5.La partie 5c du boulon 5 passe librement à travers le trou central 4 de l'embout 13 et peut tourner librement dans celui-cI. D'autre part, la partie 5c du boulon 5 est engagée à coulissement dans ie trou central de la bague 6, mais peut tourner avec celle-ci grace au fait que la section transversale du trou central de la bague 6 a une forme complémentaire de celle de la partie 5c comme cela est nettement visible dans la figure 4. Ainsi, l'accouplement entre la bague 6 et le boulon 5 est effectué sans aucune goupille et sans avoir å percer aucun trou dans le boulon 5, de sorte que celui-ci n'est pas affaibli mécaniquement et peut avoir une section, donc un diamètre plus petits que dans le cas des figures 1 et 2. Afin d'éviter que la bague 6 ne soit perdue pendant les périodes de stockage ou de manutention de la barre 1, une gorge circulaire peut être avantageusement formée dans le trou central de la bague, près de son extrémité la plus éloignée du capuchon 3 et du tube 2, et un joint torique 11, en une matière élastomère, peut être disposé dans ladite gorge entre la bague 6 et le boulon 5. Etant donne que le joint torique 11 pénètre partiellement entre deux filets consécutifs de la partie filetée 5b du boulon 5, il retient ainsi la bague 6 et l'empêche de glisser axialement le long du boulon 5. Dans la forme d'exécution représentée sur la figure 3, la bague 6 a une surface périphérique extérieure tronconique et au moins un trou, par exemple deux trous borgnes 12 sont percés radialement dans sa surface extérieure, de telle façon que l'on puisse faire tourner la bague 6 en engageant un outil approprié dans l'un au moins dec deux trous 12. Il va cependant de soi que la surface periphèrique extérieure de la bague 6 pourrait avoir tout autre forme permettant de la faire tourner facilement, à la main ou au moyen d'un outil approprié, par exemple une forme prismatique à section hexagonale comme celle montrée dans la figure 1. Dans les figures -2 et 3, l'embout 13 est vissé dans le trou taraude 14a d'une bague 14, elle-mGme fixée par soudage a l'extremite du tube 2. Toutefois. la bague 14 et le tube L peuvent être d'une seule pièce, c'est-a- dire que, pr une operation appropriée d'usinage ou de mise en forme, le tube 2 lui-même peut avoir une épaisseur de paroi plus grande à chacune de ses extrémités qu'entre celies-ci, et il peut être taraudé pour recevoir directement l'embout 13. Les figures 6 à 8 montrent d'autres formes d'exécution, dans lesquelles l'embout 13 est vissé directement dans l'extrémité correspondante du tube 2 (figures 6 et 7), qui est dans ce cas filetée intérieurement en 2b, ou sur l'extrémité correspondante du tube 2 (figure 8), qui est dans ce cas filetée extérieurement en 2c, alors que l'embout 13 est fileté intérieurement en 13c. Il est du reste bien entendu que la forme d'exécution de la présent invention qui a été décrite ci-dessus a été donnée à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportees par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. C'est ainsi notamment que, au lieu d'avoir une forme hexagonale, la section transversale de la partie 5c du boulon 5 peut avoir tout autre forme polygonale, par exemple carrée, ou encore être pourvue de cannelures longitudinales, le trou central de la bague 6 ayant bien entendu une forme complémentaire de celle de la partie 5c. REVENDICATIONS 1. - Barre pour construction multidimensionnelle en treillis, comprenant un élément tubulaire (2) présentant, à chacune de ses extrémités, un trou axial (4) qui a un diametre plus petit que le diamètre intérieur de l'élément tubulaire et à travers lequel passe un boulon (5) pour la fixation de la barre (1) à un noeud de raccord (10 > - de ladite construction en treillis, et une bague (6) disposée autour dudit boulon, a l'extérieur de l'élément tubulaire, et accouplée mécaniquement au boulon pour tourner avec lui, caracterlsée en ce que ledit trou axial (4) est formé dans un embout amovible (13) qui est pourvu d'une partie filetée , l'ensemble étant tel qu'une large ouverture axiale, ayant un diamètre plus grand que celui de la tête (5a > du boulon (5), est présente à l'extrémité de l'élément tubulaire (2) quand l'embout est enlevé. 2.- Barre selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'embout (13) est fileté extérieurement et sa partie filetée (13a) a un diamètre extérieur plus grand que celui de la tête (5a) du boulon (5). 3.- Barre selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'embout 4.- Barre selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'embout (13) est vissé dans une bague (14) qui est filetée intérieurement (en 14a) et qui est elle-meme soudée à l'extrémité de l'élément tubulaire (2). 5.- Barre selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'embout (13) est fileté intérieurement 6.- Barre selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caractérisée en ce que le boulon 7.- Barre selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite section non circulaire a une forme polygonale, de préférence hexagonale. 8.- Barre selon la revendication 6 ou 7, caractérisee en ce qu'une gorge circulaire est formée dans le trou central de la bague (6) près de son extrémité la plus éloigne de l'élément tubulaire (2), et en ce qu'un joint torique (11), en une matière élastomère, est disposé dans ladite gorge entre la bague (6) et le boulon (5).