Brevet FR2657102A1 — publié le 19910719

La présente invention se réfère aux systèmes d'assemblage traditionnels du genre sur appui simple, à entaille, à enfourchement, à tenon et mortais à platine ou gousset ayant pour objet de fixer entre elles deux poutres de charpente de diverses sections et de diverses natures,présentant l'une par rapport à l'autre une inclinaison quelconque dans l'espace. On s'est depuis longtemps efforcé de réaliser des charpentes ou struc tures porteuses de telle sorte que les pièces qui la composent puissent se fixer et s'orienter entre elles pour satisfaire aux multiples formes archi tecturales tout en présentant à leur jonction la résistance mécanique vou lue. Pour cela, on fait appel aux assemblages usuels du genre sur appui simple avec chevauchement desp0tres entre elles ou à des assemblages plus élaborés nécessitant des usinages en forme d'entaille, de tenon et mortaise d'enfourchement ou encore à des assemblages nécessitant des pièces de rac cordement telles que platines ou goussets,diversement usinées et solidaire des poutres par des éléments de fixation tels que clous, vis,tire-fond, boulons ou rivets selon le matériau qui compose la charpente. Dans la plupart des cas, ces modes d'assemblage ne permettent que d'immobiliser les poutres entre elles selon un angle déterminé et immuable dans l'espace ou au mieux variable et ajustable dans un seul plan de celui-ci. I1 résulte de ces modes d'assemblage usuels deux inconvénients majeurs: - ils sont généralement spécifiques du matériau dans lequel est réalisée la charpente: acier, bois, aluminium... et ne constituent pasde solution polyvalente; - ils n'offrent pas de solution satisfaisante à la double néces sité de fixer les poutres entre elles et d'en ajuster les angles de rac cordement dans les trois dimensions de l'espace, au moment de la pose. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier à ces inconvénients et à permettre la réalisation d'un système d'assemblage qui réponde mieux que jusqu'à présent aux désidérata de la pratique. A cet effet le dispositif d'assemblage est composé d'un ensemble articu comportant un étrier solidaire d'une des poutres et dont les deux montants sont munis de paliers traversés par un axe parallèle à cette poutre et su lequel coulisse une-piece-en forme de parallèlipipède rectangle,elle-même traversée Ear un second axe perpendiculaire au premier et fixé librement sur l'extrémité échancrée d'un tube cylindrique solidaire de l'autre poutI dans laquelle il pourra tourner directement ou par manchon interposé. Le dispositif d'assemblage ainsi constitué offre une triple articulatioi dans l'espace et permet de raccorder les poutres entre elles dans toutes les directions en les orientant convenablement l'une par rapport à l'autre au moment de la fixation et sans usinage préalable ou correctif. Enfin il offre un moyen d'assemblage polyvalent compatible avec tous les matériaux métalliques ou organiques constitutifs de la charpente, ne faisant appel qu'à des techniques élémentaires de fixation savoir vissas rivetage ou boulonnage. Le dessin annexé, donné à titre d'texemple, permettra de mieux cogprendr l'invention,les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: -Fig.I est une vue en perspective du dispositif d'assemblage const tué conformément à l'invention. -Fig.2 est une coupe verticale de l'assemblage réalisé avec ce dispositif entre deux éléments de structure bois ou métallique, de section rectangulaires. -Fig.3 est une coupe du même assemblage selon A.A (Fig2) -Fig.4 est une vue semblable à Fig2, mais illustrant un exemple d'assemblage entre profilés aluminium dont les filières ont été conçues pour optimiser le montage et éviter le manchon de raccordement. - Fig.5 est une coupe particulière du montage précédent, selon B.E (Fig.4), montrant le profil spécifique du chevron. aluminium. La Fig.I qui est une vue en perspective du dispositif d'assemblage selo l'invention, illustre l'agencement des différentes parties constitutives de l'ensemble et les fonctions qu'elles remplissent pour réaliser la jonc tion articulée entre une poutre i et une poutre 2. La poutre 2 peut intervenir dans la structure de la charpente en qua lité de panne simple, de panne faitière ou sablière,de noue ou d'arètier et présenter par conséquent les angles de raccordement les plus variés par rapport a la poutre 1 qui peut être,par exemple, un chevron. L'étrier 3 destiné R fixer le système d'articulation sur la poutre 2 es constitué d'une platine échancrée 4 dont les deux montants 5 sont munis de paliers 6 dans lesquels s'emmanche un axe 7 dont l'immobilisation transversale sera avantageusement assurée par un crantage moleté à l'une de ses extrémités. Cet axe 7 et les paliers qui le reçoivent sont parallèles au flanc et aux arètes de la poutre 2. On notera que les paliers sont directement issus du filage si l'étrier est réalisé en aluminium et qu'il s'agira de pièces rapportées si l'étrier est réalisée en acier. La pièce de liaison 8, en forme de parallèlipipède rectangle, est percé d'un trou rond 9 qui lui permet de s'engager librement sur l'axe 7 au moment de son montage, de tourner autour de cet axe et de glisser sur lui dans les limites de l'échancrure 10 comme on le verra par la suite. La pièce 8 comporte un autre perçage 11, perpendiculaire au perçage 9 de telle sorte que l'axe 12 qui sty engage librement permette au tube 13 de pivoter dans deux plans orthogonaux, l'un passant par l'axe 7,l'autre par l'axe 12. On voit que la liaison entre les pièces 13 et 8 nécessite que cette der ni ère présente une section carrée inscrite au jeu près dans la circonférence intérieure du tube 13. Pour faciliter l'assemblage de ces deux pièces, on réalisera de préfèrence un épaulement à chaque extrémité de l'axe 12 afin de le bouteroller sur le tube 13. La rotation dudit tube autour de l'axe 12 sera rendue possible grâce à une échancrure 14 dont la profondeur appropriée lui permettra d'échapper, dans son débattement, au contour de la pièce 8. Enfin, le tube 3 viendra s'engager dans un manchon 15, composé d'un tube ajusté 16 et d'une platine 17 convenablement percée en 18 et 19 pour assurer la fixation avec le chevron 1. L'immobilisation tr3nsversale et angulaire du tube 13 par rapport au chevron sera réalisée par l'intermédiaire d'une vis ou d'une clavette passant dans le perçage 20 et s'engageant dans ledit chevron. Ce dispositif d'assemblage va donc permettre aux deux pièces de charente 1 et 2 de prendre toute inclinaison souhaitée l'une par rapport à l'autre en leur offrant la possibilité de tourner autour des trois axes: 7, 12 et 13. Comme l'illustre Fig.2, ce dispositif reçoit une application immédiate sur des pièces de charpente bois ou acier, à faces planes, en évitant tout entaille ou usinage qui en diminuerait les sections et par suite les résis tances mécaniques. Cette figure qui est une coupe verticale sur le noeud d'assemblage montre le débattement offert par le dispositif dans un plan perpendiculaire au petit coté de la poutre 2. L'étrier 3 comporte alors une platine 4,en applique sur la poutre 2, disposée tangentiellement aux paliers 6 de telle sorte que le débattement des coins de la pièce 8 se fasse dans l'épaisseur de l'dchancrure 10 de Fi( Dans ce cas particulier, les paliers 6 seront également positionnés à l'extrémité inférieure des montants 5 de l'étrier de sorte que l'angle supérieur du chevron 1, coupé d'onglet, ne bute pas dans l'étrier 3 quel que soit l'angle de pente. Fig 3 qui est une coupe horizontale, montre le débattement autorisé par le dispositif dans un plan perpendiculaire à l'axe 12. Sur cette figure, on constate que le débattement est limitépar la prése et l'encombrement des paliers 6 contre lesquels vient buter symétriquement le tube 13 et l'on comprend ici pourquoi il y a intétérèt à faire coulisse: la pièce 8 sur l'axe 7 dans les limites de l'échancrure 10. On effectuera un compromis entre l'épaisseur et la largeur des zones 6 et 10 en fonction des résistances mécaniques à assurer et du débattement souhaité en évitant,pour des considérations esthétiques, de donner à l'étrier 3 une largeur plus importante que celle de la poutre 1. Fig.4 illustre en coupe verticale un exemple de raccordement entre poutres réalisées en aluminium filé. On sait que le filage d'aluminium autorise la réalisation de profils aux contours les plus variés adaptables, entre autres, aux considérations d'assemblage. Pour minimiser les encombrements relatifs des divers éléments entre eux et en assurer la meilleure combinaison mécanique, on proposera pour la poutre 2, intervenant en pièce maitresse ( faitière, noue et arètier), un profil réalisé selon le dessin et dont le contour offre à l'étrier 3 une face d'appui en fond de rainure 21 et une face de fixation 22. L'étrier 3 lui-meme réalisé en aluminium filé comporte alors des palier à mi-hauteur des montants 5, le tout étant disposé symétriquement par rapport à l'axe vertical dudit étrier. Dans cette disposition , le système d'assemblage autorise un débattemen d'environ 1200 entre positions extrêmes du tube 13. A titre indicatif, on a fait figurer, en pièces voisines, la plaque de couverture 23 et le joint de faitage 23qui complètent ce montage. Fig.5 montre selon une coupe B.B (Fig.4) la section souhaitable de la poutre 1. Le tube 13 ne fait alors plus appel à un manchon rapporté pour se solidariser avec la poutre. Il s engage directement dans la nervure cylindrique 24 qui surmonte le corps de la poutre et sert, par ailleurs, de support de joint clipé dans la rainure 25. A titre indicatif, on a également fait figurer sur cette vue la présent d'une plaque de couverture 23 et du joint 26 en pièces voisines. Enfin, on montre sur l'exemple illustré par la Fig.5 le mode d'immobili sation transversale et angulaire du tube 13 dans la nervure 24 par le truchement d'une vis auto-taraudeuse 27. Bien entendu, le dispositif d'assemblage peut être utilisé de part et d'autre d'une poutre principale; ce qui est en particulier le cas dans les toiture à deux ou plusieurs pans où les faitières, noues et arètiers reçoi vent deux séries de chevrons. Dans l'exemple décrit par les figures 4 et 5, la poutre 2 sera alors jumelée dos à dos ou symétriquement articulée par l'intermédiaire des rainures 28.pour recevoir de part et d'autre des étriers 3. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'est do née qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite en rien le domaine d'applica tion de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. En particulier la pièce 13 et son éventuel manchon 15 dont on a recomma dé la forme cylindrique sont susceptibles d'avoir une section rectangulair si l'on veut se priver du troisième axe de rotation du dispositif; axe don on ne se sert que rarement, lorsqu'on veut, par exemple, satisfaire des prescriptions d'architecture exigeant la perpendicularité de tous les éléments de charpente avec le sol. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assemblage du genre sur appui simple, à entaille, à enfourchement, à tenon et mortaise, à platine ou gousset ayant pour objet de fixer entre elles deux poutres de charpente de diverses sections et de diverses natures et qui présentent l'une par rapport à l'autre une inclnaison quelconque, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un ensemble articulé comportant un étrier 3 solidaire d'une des poutres 2 et dont les deux montants 5 sont munis de paliers 6 traversés par un axe 7 parallèle à cette poutre et sur lequel tourne et coulisse une pièce de liaison 8, elle-même traversée par un second axe 12 perpendiculaire au premier et fixé librement à l'extrémité échancrée d'un tube cylindrique 13 solidaire de l'autre poutre 1 par emmanchement direct ou par l'inter médiaire d'un manchon rapporté 15. 2. Dispositif selon la revendication 1. caractérisé en ce que le tube de fixation 13 avec la poutre 1 présente une section réctangulaire plutot que cylindrique. 3. Dispositif selon les revendications 1.et 2. caractérisé en ce que l'étrier de fixation 3 avec la poutre 2 présente des montants 5 qui se prolongent sous les paliers 6 pour prendre appui dans certains cas sur une rainure orthogonale au plan de fixation.