Brevet FR2647861A1 — publié le 19901207

SYSTEME D'ASSEMLAGE DE DEUX ÉLEMENTS DE STRUCTURES MÉCANIQUES La présente invention concerne des systèmes d'assemblage d'éléments de structures mécaniques, et plus particulièrement des systèmes d'assemblage assurant des liaisons rigides et démonta- bles de tels éléments. Plus précisément, la présente invention prévoit un système d'assemblage pour lier de façon dénontable une face d'un premier élément 3 une face d'un deuxième élément. il conprend une première et une deuxième pièces dont chacune comporte - une plaque d'appui, chacune étant complémentaire de l'autre, - des moyens pour la fixer à l'élément correspondant, - des moyens de positionnement, de guidage et de blocage respectivement mâle et fenelle, solidaires de la plaque d'appu', l'engagement de l'un de Ces moyens dans l'autre amenant à se rapprocher jusqu'à venir l'une contre l'autre les plaques d'appui pour réaliser une liaison rigide et démontable des deux éléments. De préférence, les plaques d'appui ont des surfaces planes. Selon une réalisation de la presente invention, le moyen de positionnement, de guidage et de blocage mâle de la première pièce comprend une âme liée à sa plaque d'appui et des premiers moyens de guidage et de blocage formés sur au motns une des faces de l'âme. La plaque d'appui de la deuxième pièce est munie d'une première fente selon une direction longitudinale. Le moyen de positionnement, de guidage et de blocage femelle de la deuxième pièce comprend d'une part un fourreau lié à la plaque d'appui et s'ouvrant vers la première fente et d'autre part des seconds moyens de guidage et de blocage formés sur au moins une des faces internes du fourreau destinés à coopérer avec les premiers moyens de guidage et de blocage lors-de l'assemblage des première et deuxième pièces par emboitement du fourreau sur l'âme. La coopération des premiers et seconds moyens de guidage et de blocage amène les deux plaques d'appui à venir en contact l'une de l'autre et amène la deuxième pièce à reposer en appui sur la première pièce par l'intermédiaire d'une part de leurs plaques d'appui et d'autre part de leurs moyens de guidage et de blocage respectifs. Selon une caractéristique de la présente invention, l'âme de la première pièce est normale à sa plaque d'appui et le fourreau de la deuxième pièce est normal à sa plaque d'appui. En particulier, les premiers moyens de guidage et de blocage sont formés par une première surface de glissement plane, en saillie par rapport à l'âne et perpendiculaire à elle, oblique par rapport à la plaque d'appui, la convergence entre la plaque d'appui et la première surface de glissenent étant réalisée d'une part suivant une direction qui est sensiblement celle selon laquelle le fourreau est engagé sur l'âme et d'autre part dans le même sens que celui de l'engagement. Les seconds moyens de guidage et de blocage sont formés par une deuxième surface de glissement en saillie sur la face interne du fourreau et complémentaire de la première surface de glissement. La présente invention prévoit en outre un procédé de fixation à l'élément correspondant de la deuxième pièce du système d'assemblage qui comprend les étapes suivantes - ménager dans la face de l'élément destinée à recevoir la deuxième pièce une deuxième fente de dimensions légèrement supérieures à celles du moyen de positionnement, de guidage et de blocage femelle, - introduire le moyen de positionnement, r guidage et de blocage femelle dans la deuxième fente jusqu'3 avoir amené en contact la plaque d'appui et la face de l'élément, et - fixer par les moyens de fixation la plaque d'appui à l'élément. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles les figures 1, et 19 représentent deux vues en perspec tive différentes d'une même première pièce d'un système d 'assen- blage selon la présente invention les figures 2A et 2B représentent deux vues en perspec tive différentes d'une même deuxième pièce d'un système d'assem- blase selon la présente invention la figure 3 représente en perspective deux éléments d'une structure mécanique en cours d'assemblage, l'un des éléments portant la pièce représentée aux figures 1A et 13 et l'autre la pièce représentée aux figures 2A et 2B; la figure 4 represente, avant assemblage, deux pièces d'un système d'assemblage selon une variante de la présente inven tion ; et la figure 5 représente une variante de la pièce repré sentée aux figures 2A et 23. les figures 1A et 1B représentent deux vues en perspec tive différentes d'une même pièce 1 d'un système d'assemblage selon un mode de réalisation de la présente invention. Cette pièce comprend une plaque d'appui 2. Des orifices 3 sont ménagés dans cette plaque d'appui pour laisser passer des organes de fixation comme par exemple des vis (représencés sur la figure 3) qui serviront à la fixer à un élément d'une structure mécanique. Ces orifices permettront d'encastrer avec un léger retrait ces organes de fixation. Une âme 4 constituée d'une plaque normale à la plaque d'appui 2 est solidaire de celle-ci. Cette âme comprend en saillie sur chacune de ses faces principales, de manière synétrique par rapport au plan médian de l'âme parallèle à ses faces, une surface de glissement 5. Les surfaces de glissement sont planes et perpendiculaires à l'âme. Elles sont obliques par rapport à la plaque d'appui 2, avec un angle d'obliquité a. On désigne par la référence 6 les deux côtés de tranche de l'âme qui sont adjacents, à une de leurs extrémités, à la plaque d'appui 2. Sur les figures lA et 13, ces'drue côtés da tranche 6 sont perpendiculaires à la plaque d'appui. Les figures 2A et 28 représentent deux vues en perspective diférentes d'une même deuxième pièce 11 d'un système d'assemblage selon la présente invention destinée à coopérer avec la pièce 1 dt figures 1A et 13. La pièce 11 comprend une plaque d'appui 12 qui est traversée par des orifices 13 dans lesquels on introduira des vis (non représentées) pour fixer cette plaque d'appui à un deuxième élément que l'on souhaite assembler à l'élément portant la pièce 1. La plaque d'appui 12 comporte une fente 14 selon une direction longitudinale. Un fourreau 15 est lié et perpendiculaire à la plaque d'appui 12. Il s'ouvre sur la fente 14 de cette plaque d'appui. On désigne par la référence 16 les deux catés de tranche du fourreau qui sont adjacents, à une de leurs extrémités, à la plaque d'appui 12. Sur les figures 2A et 2B, ces deux côtés de tranche 16 sont perpendiculaires à la plaque d'appui. Deux surfaces de glissement 17 sont chacune disposées en saillie sur une des deux faces internes du fourreau. Elles sont chacune complémentaires d'une surface de glissement 5 de la pièce 1 (les limites des surfaces de glissement 17 sont dessinées en pointillés sur la figure 2A ; sur la figure 2B, on a simplement représenté de façon schématique la présence des surfaces de glissement 17 par une ligne en pointillés). Ces surfaites de glissement 17 sont planes ; elles sont perpendiculaires aux faces internes du fourreau ; elles présentent un angle d'obliquité a par rapport à la plaque d'appui 12. La convergence entre les plaques d'appui et les surfaces de glissement, sur les deux pièces 1 et 11, est réalisée suivant une direction qui est sensiblement celle selon laquelle on engagera le fourreau 15 sur l'âme 4, et dans le même sens que celui de l'engagement. La figure 3 représente en perspective deux éléments 21 et 22 d'une structure mécanique en cours d'assemblage. La plaque d'appui 2 de la pièce 1 des figures 1A et 13 est fixée sur une face de l'élément 21 par des vis 23. Une fente 24, de dimensions légèrement supérieures a celles du fourreau 15, a été managée dans la face de l'élément 22 devant recevoir la pièce 11 des figures 2A et 25. Le fourreau a ensuite été introduit dans la fente 24 jusqu'à ce que la plaque d'appui 12 vienne en contact de l'élément 22. La plaque d'appui 12 a été fixée à l'élément par des vis (non visibles sur la figure). Pour assembler les éléments 21 et 22, en supposant l'élément 21 fixe et l'élément 22 mobile, on positionne tout d'abord l'élément 22 de telle façon que le pourtour interne du fourreau de la pièce 11, du côté où les surfaces de glissement 17 sont proches de la plaque d'appui 12, encadre le pourtour du côté de tranche 6 de l'âme du côté où les surfaces de glissement 5 sont éloignées de la plaque d'appui 2. On déplace ensuite sensiblement dans la direction longitudinale l'élément 22 pour que le fourreau s'engage sur l'âme ; à cette étape, les surfaces de glissement 5 et 17 complémentaires guident la pièce 11 dans son mouvement par rapport à la pièce 1 et amènent les plaques d'appui 2 et 12 au contact l'une de l'autre. En position finale d'assemblage, la pièce 11 repose sur la pièce 1 par l'intermédiaire d'une part de leurs plaques d'appui et d'autre part de leurs surfaces de glissement respectives. Comme on vient de le voir, le système d'assemblage permet d'assembler deux éléments très rapidement et très facilement. D'une manière similaire, les deux éléments peuvent être séparés l'un de l'autre très rapidement et très facilement. I1 suffit pour cela de déplacer sensiblement dans la direction longitudinale, et dans le sens opposé à celui de l'assemblase, l'élément mobile 22. Les séquences d'opérations à réaliser pour assembler et séparer les deux éléments dans le cas où l'élément 21 est mobile et l'élément 22 est fixe, ou bien dans le cas ou les deux éléments sont mobiles, se déduisent sans difficulté de ce qui précède et ne seront pas décrites. Sur la figure 3, l'élément 22 est du type parallélépipédique. L3 plaque d'appui 12 est fixée sur une face rectangulaire. Ses dimensions sont celles de cette face rectangulaire qui la reçoit (on utilise toute la surface de la face rectangulaire pour avoir d'une part un meilleur appui sur la plaque d'appui 2 et d'autre part une bonne fixation avec davantage de vis et une meilleure répartition ; en outre, on évite que la plaque d'appui ne déborde de la face rectangulaire pour se garder d'accrochages éventuels). Puisque les côtés de tranche 16 du fourreau sont perpendiculaires à la plaque d'appui, le fourreau ne déborde pas de l'élément 22. On a ainsi une liaison propre et nette, et l'on ne risque pas d'accrocher un élément extérieur au fourreau. Pour avoir un assemblage des pièces 1 et li à la fois rigide et sans débordement, les dimensions des faces de l'âme 4 sont sensiblement égales à celles des faces du fourreau, les côtés de tranche 6 de l'âme étant perpendiculaires à la plaque d'appui 2. De plus, la longueur interne du fourreau-doit normalement être inférieure au double de l'épaisseur de l'âme en tout point, en position d'assemblage. Par ailleurs, l'angle d'obliquité (a) entre les surfaces de glissement et les plaques d'appui dans les pièces 1 et 11 est de préférence compris entre 100 et 170 quand on utilise de l'acier (un angle de 15 correspond au cône de frottement de l'acier, et ainsi à l'autoblocage). Les pièces 1 et 11 des figures lA,lB et 2A,2B sont toutes deux symétriques par rapport à un plan médian perpendiculaire à leurs plaques d'appui respectives. On pourrait cependant prévoir un système d'assemblage comprenant deux pièces asymétriques qui comporteraient chacune par exemple une surface de glissement sur un seul côté. Selon une première variante de l'invention, l'âne et le fourreau sont chacun traversés par une ouverture, ces ouvertures étant placées de telle façon qu'elles sont situées en vis-à-vis quand les éléments 21 et 22 sont en position finale d'assemblage. Une telle ouverture dans l'âme de la pièce 1 est désignée par la référence 26 sur la figure 3. L'ouvétturr correspondante dans le fourreau de la pièce 11 n'est pas visible sur cette figure ; mais cette ouverture dans le fourreau est prolongée par une ouverture 27 ménagée dans l'élément 22. Une goupille de blocage (non représentée) peut être introduite dans les ouvertures 26 et 27. Elle permet d'empêcher tout mouvement accidentel des pièces 1 et 11 l'une par rapport à l'autre. La figure 4 représente très schématiquement une deuxième variante de l'invention. Le système d'assemblage comprend ici encore une première pièce 31 dans laquelle une âme 32 est solidaire d'une plaque d'appui 33. Une deuxième pièce 36 possède un fourreau 37 lié à une plaque d'appui 38. Cependant, selon cette deuxième variante, les côtés de tranche 41 de l'âme qui sont adjacents, à une de leurs extrémités, à la plaque d'appui 33 sont inclinés par rapport à cette plaque d'appui avec un angle d'inclinaison b différent de 90 , et les côtés de tranche 42 du fourreau qui sont adjacents, à une de leurs extrémités, à la plaque d'appui 38 sont inclinés par rapport à cette plaque d'appui avec le même angle d'inclinaison b. Cela permet de réaliser un assemblage d'éléments 45 et 46 (représentés avec des lignes brisées) inclinés l'un par rapport à l'autre dans lequel l'âme 32 et le fourreau 37 ne débordent pas de la section de l'élément 46 (cela aurait été le cas avec les pièces 1 et 11 des figures 1,15 et 2A,73). Selon une troisième variante de l'invention, on peut prévoir un système d'assemblage dans lequel l'âne et le fourreau, tout en étant disposés suivant des plans longitudinaux, présentent un même angle par rapport à leurs plaques d'appui respectives qui est différent de 90". Il est en outre possible de prévoir un système d'assemblage combinant les caractéristiques des deuxième et troisième variantes de l'invention, c'est-à-dire un système d'assemblage dans lequel l'âme et le fourreau ont des côtés de tranche adjacents, à une de leurs extrémités, aux plaques d'appui qui ne sont pas nornaux à ces plaques d'appui et dans lequel l'âme et le fourreau, tout en étant disposés suivant des plans longitudinaux, présentent un même angle par rapport à leurs plaques d'appui respectives qui est différent de 900. La figure 5 représente une quatrième variante de l'invent ion selon laquelle les surfaces de glissement 17 de la pièce 11 (figure 2A) sont remplacées chacune par un ergot 51 de sorte qu'en position finale d'assemblage, le repos sur la pièce 1 (figures 1A et 1B) se fait par l'intermédiaire d'une part des plaques d'appui respectives et d'autre part des ergots 51 sur les surfaces de glissement 5. La plaque d'appui 12 de la deuxième pièce 11 a été représentée comme fendue de part en part. Dans une variante de l'invention la fente peut s'arrêter dans la partie de la plaque opposée au caté d'introduction de la deuxième pièce dans la première. ta présente invention peut être utilisée. avec des poutres de différents matériaux tels que du bois, du mental, etc. De plus, elle stapplique à un très grand nombre de domaines. On pourra par exemple l'utiliser dans l'assemblage de poutres pour constituer l'ossature porteuse d'habitations. On pourra l'employer plus généralement pour des structures dans lesquelles on recherche des liaisons rigides et démontables, telles que le mobilier en "kit", les tentes, etc. REVENDICATIONS 1. Système d'assemblage pour lier de façon démontable une face d'un premier élément à une face d'un deuxième élément, caractérisé en ce qu'il comprend une première (1,31) et une deuxième (11,36) pièces dont chacune comporte - une plaque d'appui (2, 33 ; 12, 38), chacune étant complémentaire de l'autre, - des moyens pour la fixer à l'élément correspondant, - des moyens de positionnement, de guidage et de blocage respectivement mâle et femelle, solidaires de la plaque d'appui, l'engagement de l'un de ces moyens dans l'autre amenant à se rapprocher jusqu'à venir l'une contre l'autre les plaques d'appui pour réaliser une liaison rigide et démontable des deux éléments. 2. Système d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques d'appui (2, 33 ; 12, 38) ont des surfaces planes. 3. Système d'assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que - le moyen de positionnement, de guidage et de blocage mâle de la première pièce (1, 31) comprend une âme ayant la forme générale d'un plaque (4, 32) liée à sa plaque d'appui (2, 33) et des premiers moyens de guidage et de blocage formés sur au moins une des faces de l'âme, - la plaque d'appui (12, 38) de la deuxième pièce (11, 36) est munie d'une première fente (14) selon une direction longitudinale, et le moyen de positionnement, de guidage et de blocage femelle de la deuxième pièce comprend d'une part un fourreau (15, 37) lié à la plaque d'appui et s ouvrant vers la première fente et d'autre part des seconds moyens de guidage et de blocage formés sur au moins une des faces internes du fourreau destinés à coopé rer avec les premiers moyens de guidage et de blocage lors de l'assemblage des première et deuxième pièces par embottement du fourreau sur l'âme, la coopération des premiers et seconds moyens de guidage et de blocage amenant les deux plaques d'appui à venir en contact l'une de l'autre et amenant la deuxième pièce à reposer en appui sur la première pièce par l'intermédiaire d'une part de leurs plaques d'appui et d'autre part de leurs moyens de guidage et de blocage respectifs. 4. Système d'assemblage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'âme (4,37) de la première pièce (1, 31) est normale à sa plaque d'appui (2, 33), et en ce que le fourreau (15, 37) de la deuxième pièce (11, 36) est normal à sa plaque d'appui (12, 38). 5. Système d'assenjlagr selon la revendication 4, caractérisé en ce que les premiers moyens de guidage et de blocage sont formés par une première surface de glissement (5) plane, en sail- lie par rapport à l'âme (4, 32) et perpendiculaire à elle, oblique par rapport à la plaque d'appui (2, 33), la convergence entre la plaque d'appui et la première surface de glissement étant réalisée d'une part suivant une direction qui est sensiblement celle selon laquelle le fourreau (15, 37) est engagé sur l'âme et d'autre part dans le même sens que celui de l'engagement. 6. Système d'assemblage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les seconds moyens de guidage et de blocage sont formés par une deuxième surface de glissement (17) en saillie sur la face interne du fourreau (15, 37) et complémentaire de la première surface de glissement (5). 7. Système d'assemblage selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'angle d'obliquité entre la première surface de glissement (5) et la plaque d'appui (2) de la première pièce (1), ainsi qu'entre la deuxième surface de glissement (17) et la plaque d'appui (12) de la deuxième pièce (11), est compris entre 100 et 170 pour des pièces en acier afin de réaliser un autoblocage. 8. Système d'assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend . une première (26) et une deuxième ouvertures traversant transversalement l'âme (4, 32) de la première pièce (1, 31) et le fourreau (15, 37) de la deuxième pièce (11, 36), respectivement, les première et deuxième ouvertures étant placées de façon à ce qu'elles soient situées en vis-à-vis l'une de l'autre en position finale d'assemblage, et - une goupille de blocage qui prend place dans les premiere et deuxième ouvertures pour empêcher tout mouvement accidentel des deux pièces l'une par rapport à l'autre. 9. Système d'assemblage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les seconds moyens de guidage et de blocage sont formés par un ergot (51) en saillie sur la face interne du fourreau (15, 37). 10. Système d'assemblage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la face de l'élément destinée à recevoir la deuxième pièce comprend une rainur (24) de dimensions légèrement supérieures à celles du fourreau (15, 37) de la deuxième pièce pour insertion de cecte deuxième pièce.