Brevet FR2646889A1 — publié le 19901116

Elément modulaire et structures présentant une surface sphérique La présente invention a pour objet un élément modulaire pour la réalisation de structures présentant extérieurement une surface sphérique. Elle a egalement pour objet les structures å surface sphérique rèalis.i à l'aide des dits éléments. I1 est connu de produire des structure sphériques à partir d'éléments en feuille. Par exemple pour la constitution de luminaires Brevet français N081584, de mappemondes Brevet US N024Ô6164. De tels objets donnent des exemples de structures de forme sensiblement sphérique réalisées au moyen d'éléments en feuille dont le pourtour est muni d'encoches. lais il stagit en fait de divers types de polyédres approximativement sphériques. L'élément modulaire de base selon l'invention permet d'obtenir des structures réellement sphériques, qui de oe fait, ont de nombr -euses applications industrielles notamment en tant que support publioitaire,puzzle ,luminaire ,mappemonde, calendrier,etc linsi l'invention vise un élément modulaire pour la réalisation de structures présentant exterieurement une surface sphérique pour la constitution d'objets sphériques tels que par exemple, un elé -ment de puzzle, de luminaire, de mappemonde, de support publici -taire;;caractérisé en ce que,il est constitué par une feuille mince et flexible, dont le pourtour, présentant une alternance de parties convexes et concaves, est muni d'encoches s'opposant deux à deux, tous les points définis par les encoches appartenant exa -ctement 9 une surface sphérique et situés sur cette surface selon la projection sphérique d'un polyédre régulier inscrit å faceS triangulairq de telle sorte que figure au moins parmi ces points les sommets d'un triangle sphérique, défini d'une part par un sommet du polyédre régulier inscrit et le centre d'une face adjacente au dit sommet, et d'autre part, par le milieu d'une aréte,du dit polyédre adjacente au dit sommet, qui est en coincidence, soit avec une encoche, soit avec le milieu de la surface de l'élément. Selon d'autres particularités de l'invention: -chaque élément modulaire peut etre constitué en au moins deux parties reliées entre elles par plusieurs encoches. - chaque élément modulaire peut étre prévu directement à surface sphérique. - chaque élément modulaire peut etre plan, dans ce cas, la grandeur du triangle sphérique qui défini la position de ses trois encoches principales est egale ou inférieure à la projection sphé -rique correspondant avec un sommet, le centre d'une face adjacente et le milieu d'une sréte adjacente pour l'icosaédre inscrit. - l'invention vise egalement l'application d'un ensemble de ces éléments a la réalisation d'une structure á surface exterieure sphérique obtenue par l'assemblage de plusieurs élements assujettis les uns aux autres de telle sorte qu'une paire d'encoches située sur un bord convexe d'un élément s'engage dans une paire d'encoches située sur le bord concave d'un autre elément, les zones de recou -vrement des élements juxtaposéettant en contact une petite bande de la surface exterieur de l'un avec une petite bande cor -respondante de la surface intérieure de l'autre. - l'élément modulaire comporte dans son epaisseur des décrochements ou des feuillures qui rattrapent les différences de niveau occasionés a la surface exterieure de la structure sphérique par les zones de recouvrement formées par les assemblages. - -Cette structure est préferentiellement constituée d'éléments identiques, définis d'apres la projection sphérique de l'icosaédre, de l'octaèdre ou du tetraédre. - chaque élément présente dans une zone de son pourtour compri -se entre deux encoches, des parties concaves et convexes, de façon a obtenir des jours entre les éléments assemblés pour permettre la ventilation de la structure.0n obtient le meme résultat en pratiquant des découpes fermées dans l'élément. - la structure sphérique selon l'invention est constituée d'une part d'éléments réalisés dans une matiére transparente et d'autre part d'éléments constitués chacun d'une feuille mince dont le pour -tour s'inscrit entre plusieurs points d'accrochage de façon a etre pris en sandwich entre les zones de recouvrement des éléments de la structure assemblés par ces accrochages et de façon a tapisser inté -rieurement les éléments transparents de la structure en etant visi -ble de l'extérieur. - la structure sphérique selon l'invention est tapissé exterieure -ment d'éléments constitués chacun d'une feuille mince dont le pour -tour s'inscrit entre plusieurs points d'accrochage et présente des languettes convexes qui sont prises en sandwich entre les zones de recouvrement des éléments de la structure assemblés. - application des éléments et des structures ainsi caractérisés à la constitution de supports publicitaires et de lucinair ,lesquels peuvent etre distribués en lot d'éléments prêt à assembler. Les dessins annexés illustrent l'invention: Les figures 1,8,10,13,15,16,20,23 et 25 représentent différents exemples de l'élément modulaire selon l'invention. Les figures 2,9,11,12,14,17,21,22,et 24 représentent des structures à surface sphérique selon l'invention. Les figures 3,4 et5 des détails pour l'assemblage de la structure représentée Fig.2 Les figures 7 et 18 , des élements modulaires en deux parties. La figure 19 une structure réalisée avec des éléments modulaires en deux parties. La figure 27 une vue montrant une partie de l'interieur de la struc -ture représentée Fig.2 et dont l'un des élément est doublé d'un élé -ment approprié qui le tapisse intérieurement. La figure 28, montre la name structure que Fig.2 , et dont l'un des élément est doublé d'un élément approprié qui le tapisse exterieurement. La figure 26 une vue montrant l'élément approprié qui tapisse inte -rieuresent la structure de la fiv. 27 La figure 29 une vue montrant 1' élément approprié qui tapisse extérieurement la structure de la Fig. 28 La figure 31 montre une projection plane correspondant a une map- -pemonde pour une structure du type de la Fig.2 La figure 30 l'un des élément pour la mappemonde. La figure 6 est une coupe de l'élément représenté Fig.6 En référence ces cesdessins, l'élément modulaire selon l'inven- -tion, est constitué par une feuille mince et flexible (E) dont le pourtour,présentant une alternance de parties convexes et concaves, est muni d'encoches(5,C,3,B,2,A sur la Fig.l) ou (4,C,3,B,2,A sur la Fig.23) s'opposant deux A deux,tous les points définis par les encochez appartenant exactement à une surface sphérique(S)et situés sur cette surface selon la projection sphérique d'un polyèdre régulier inscrit & faces triangulaires (: un icosaèdre Fig.l et 2,Fig.8 et 9,Fig.10 et ll,Fig.13 et 12,Fig 15 et 14; un tétraèdre Fig 16 et 17,Fig 20 et 21; un octaèdre Fig 23 et 22, Fig 25 et 24.) de telle sorte que figure au moins parmi ces points les sommets d'un triangle sphérique défini d'une part par un sommet du polyèdre régulier inscrit: (5,pour les icosaédres; 3A pour le tetraedre; 4 pour les octsédres)et le centre d'une face adjacente au dit sommet (3, pour les icosaédres et les octa -édres),(3B pour les tétraèdres, mais comme le tetraédre est son pro -pre dual, 3B et 3A peuvent permuter dans ee oas.) et d'autre part, par le milieu d'une aréte, du dit polyédre adjacente au dit sommet qui est en corncindence, soit avec une encoche (2),soit avec le mi -lieu de la surface de l'élément (O)sur les figures 10 et il. Pour construire de grandes structures, chaque élément modulaire peut être constitué en au moins deux parties, reliées entre elles par plusieurs encoches, mais dans ce cas les parties qui constituent l'élément modulaire sont chacune de formesdifférentescomme le sont (E') et (E") sur les figures 7 et 18. Dans les réalisationSpréferées de l'invention chaque élément modulaire est formé en surface spherique et c'est le cas des exemples présentés sur les dessins. Cependant dans certaines conditions l'élément modulaire selon 1' invention peut etre plan, pour cela il faut que la grandeur du tri -angle sphérique qui défini la position de ses trois encoches prin -cipales soit egaltou inférieure à la projection sphérique correspon -dant avec un sommet (3) le centre d'une face adjacente (3) et le milieu d'une aréte adjacente (2) pour I'icosaédre inscrit.Ainsi l'élément ne présente que de petites largeurs par rapport au diamétre de la surface sphérique qui le défini et les ecarts sont négligeables notamment dans le cas de l'élément représenté Fig.15 L'application d'un ensemble de ces éléments à la réalisation d'une structure a surface exterieure sphérique obtenue par l'assemblage de plusieurs éléments identiques assujettis les uns aux autres est mon -tré en détail sur les figures de l, 5.Les élements identiques à surface sphérique sont au nombre de 60. Les Fig 3 et 4 montrent l'accrochage de deux éléments ensemble.La paire d'encoches (B) et(2) d'un bord convexe d'un élément s'engage dans une paire d'encoches (A) et (2) située sur le bord concave d'un autre élément,l'accrochage n'est pas visible de l'exterieur de la structure, il se fait vers l'interieur, les zones de recouvrement des éléments, mettent en con -tact une petite bande de la surface exterieure de l'un avec une petite bande de la surface interieurcde l'autre (G). La figure 5 montre une vue eclatée de la structure, qui est constituée d'eléments accouplés.L'assemblage de ces couples se fait selon la procédure sui -vante: (A,B) d'un couple avec (C) d'un autretles encoches (3) s'ac- -crochent ensembles par trois et les encoches (5) s'accrochent ensem -bles par cinq.La Fig 6 montre comment définir la courbure de l'élé -ment représenté Fig.l en construisant les quatre triangles sphériques dont les sommets correspondent à la position des encoches. Les mesures d'arcs sont les suivantes K=16,472 Li9,188 M=20,554 P=20905 Dans un mode de réalisation particulier l'élément modulaire dela Fig 6 comporte dans son epaisseur des feuillures (coupe Q,Q) qui per -mettent d'absorber les différences de niveau occasionées à la surface exterieurede la structure sphérique par les zones de recouvrements (G) formées par les assemblages. Dans un autre mode de réalisation particulier ou la structure est utilisée comme luminaire, chaque élément présente dans les zones de son pourtour entre deux encoches, des décrochements particuliers de forme concave qui ménagent des jours (T) Fig 32 entre les éléments assenblés de la structure à surface sphérique, pour en assurer la ventilation. Dans un autre mode de réalisation ,qui est particulierement ånte- -ressant la structure à surface sphérique selon l'invention est constituéed'une part d1 éléments réalisés dans une matière transparente ( voir la Fig. 27 qui montre,vue de l'interieur, la même structure que Fig.2, et d'autre part d'éléments (V) constitués chacun d'une feuille mince dont le pourtour s'inscrit entre plusieurs points dt accrochage(5,A,2,B,3,C,) de façon a etre pris en sandwich entre les zones de recouvrement des élements (w) de la structure, assemblés par ces accrochages et de façon à tapisser intérieurement les élem -ents transparents (w) de la structure en etant visible de 1' exteri- -eur.On voit en (R),Fig26 le recto de l'élément (V),imprimé d'une image, qui est donc visible de l'exterieur de la structure, tout en etant protégé par l'epaisseur des éléments transparents ( Dans le cas ou une source lumineuse est placée a l'interieur de la structure cette image est illuminée par transparence. La Fig 26bis montre un autre mode de réalisation de l'élement (V). Dans un autre mode de réalisation, la structure a surface sphérique selon l'invention, est tapissetexterieurement, d'élements constitués chacun d'une feuille mince (J)dont le pourtour s'inscrit entre plu -sieurs points d'accrochage et présente des languettes convexes qui sont prises en sandwich entre les zones de recouvrement des éléments assemblés de la structure à surface sphérique (Fig 28 et 29) La Fig 31 montre en projection plane et simplifiée, les 60 éléments de type (V) permettant de tapisser intérieurement une structure trans -parente telle que Fig.2 pour constituer une mappemonde. Fig 30 un des elément (F) de la mappemonde du meme type que l'élément (V).Il peut etre constitue par une feuille de papier, imprimée et découpée. Les éléments modulaires et les structures à surface sphérique selon l'invention sont particulièrement destiné, du fait que leur surface sphérique peut etre entierement garnie d'images et de textes, a servir de support publicitaire. Elles sont également destinées a lot d'éléments ret à assembler, constituer des luminaires .Livrées en leur oonsiruction, du fait des combinaisons d'images possibles sur une surface sphérique, en fait un nouveau type de jeu de puzzle. REVENDICATIONS 1) élément modulaire pour la réalisation de structures présentant extérieurerent une surface sphérique, pour la constitution d'objets sphériques tels que par exemple, un élément de puzzle, de luminaire de mappemonde, de support publicitaire; caractérisé en ce qu'il est constitué par une feuille mince et flexible (E)dont le pourtour, présentant une alternance de parties convexes et concaves , est muni (5,C,3,B,2,A) (3A,C,3B,B,2,A) d'encoches d deux,tousles pointa définis par les encoches appartenant exactement à une surface sphérique (S) et situés sur cette surface selon la projection sphéri- -que d'un polyèdre régulier inscrit à faces triangulaires tel qu'un icosaèdre,un octaèdre ou un tetraèdre, ------- de telle sorte que figure au moins parmi ces points les sommets d'un triangle sphérique, défini d'une part par un sommet du polyèdre régu -lier inscrit (5 pour l'icosaèdre) ou (4 pour l'octaèdre)ou(3A pour le tétra -édre) et le centre d'une face adjacente au dit sommet (3 pour l'ico -saédre et l'octaédre,et 3B pour le tetraédre), et d'autre part, par le milieu d'une aréte,du dit polyédre adjacente Bu dit sommet,qui est en coSncidenoe, soit avec une encoche (2),soit avec le milieu de la surface de l'élément (0;; 2) Elément modulaire selon la revendication 1 caractérisé en ce qu' il est constitué d'an moins deux parties (E' et E") relies,par l'in -teriédiaire de plusieurs encoches,entre elles. 3,) Elément nodulaire selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'élément modulaire est formé en surface sphérique. 4) Elément modulaire selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il est plan et que la grandeur du triangle sphérique qui défini la position de ses trois encoches principales (5,3,2) est egale ou in -ferieure à la projection sphérique correspondant avec un sommet (5) le centre d'une face adjacente (3) et le milieu d'une aréte adjacente(2) pour l'icosaédre inscrit. 5) Elément modulaire selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comporte dans son épaisseur des feuillures (L) 6) Application d'un ensemble d'éléments selon l'une quelconque des revendications précedentes i la réalisation d'une structure presentant une surface exterieure sphérique caractérisétpar le fait qu' elle est obtenue par l'assemblage de plusieurs éléments modulaire du meme type assujettis les uns aux autres de telle sorte qu'une paire d'encoches (B et 2) d'unbord convexe d'un élément, s'engage dans une paire d'enco -ches ( A et 2) situées sur le bord concave d'un autre élément, les zones de recouvrement des éléments juxtaposés mettant en contact une petite bande de la surface exterieure de l'un avec une petite bande correspondante de la surface interieure de l'autre (G). 7) Structure a surface sphérique selon la revendication 6 appliquée notamment à la réalisation d'un luminaire, oaractérisécen ce que chacun des éléments qui la constitue présente dans les zones de son pourtour entre deux encoches, des décrochemets particuliers de formes concaves qui ménagent des jours (T) entre les éléments assemblés de façon a assurer la ventilation de la structure. 8) Structure à surface sphérique selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'elle est constituée d'une part d'éléments réalisés dans une matiére transparente (w) et d'autre part d'éléments (V) constitués chacun d'une feuille mince dont le pourtour s'inscrit entre plusieurs points d'accrochages (5,1,2,B,3,C) de façon å étre pris en sandwich entre les zones de recouvrement (G) des éléments (w) de la structure, assemblés par ces accrochages et de façon à tapisser interieurement les éléments trans -parents de la structure en etant visible de lexterieur. 9) Structure à surface sphérique selon la revendication 6 et caractérisée en ce que les éléments qui la constitue sont tapissés extérieurement avec des éléments (J) constitués chacun d'une feuille mince dont le pourtour s'inscrit entre plusieurs points d'accrochages (5,A,2,B,3,C) et présente des languettes convexes qui sont prises en sandwich entre les zones de recouvrements des éléments assemblés de la structure. 10) Application des éléments modulaires et des structures à surface sphérique selon l'une quelconque des revendications précédentes à la réalisation de supports publicitaires. 11) Application des éléments modulaires et des structures à surface sphérique selon l'une quelconque des revendications précédentes à la réalisation de puzzles.