Brevet FR2650053A1 — publié le 19910125

La présente invention est relative à un dispositif d'assemblage de poutres pour la constitution d'une structure, servant par exemple à la réalisation d'une armature d'emballage, d'un meuble de rangement ou de décoration, lesdites poutres pouvant être par exemple en matière synthétique ou métalliques. L'invention a pour but de fournir un dispositif de ce genre qui -est d'une structure simple, qui présente une bonne résistance mécanique, qui est d'un faible prix de revient et qui assure une tenue ferme des poutres. A cet effet, le dispositif d'assemblage de poutres selon l'invention est caractérisé par-le fait qu'il comporte une pièce présentant au moins deux cavités recevant chacune l'extrémité d'une poutre, ces cavités comprenant un fond fermé de butée et présentant une section droite correspondant à celle des poutres, et de préférence identique à celle-ci. Avantageusement, cette pièce comporte des moyens d'immobilisation des poutres, moyens qui de préférence sont constitués par des saillies qui s'étendent à l'intérieur des cavités et qui retiennent les poutres par friction. Les cavités, qui sont ménagées dans l'épaisseur des parois de la pièce, sont par exemple orientées suivant des directions perpendiculaires. Pour faciliter l'introduction des extrémités des poutres dans les cavités, les lèvres qui encadrent l'entrée de chacune desdites cavités sont profilées, par exemple en biseau ou en courbe. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, dans lequel le dispositif d'assemblage est destiné à la réception de poutres en cornières, les cavités sont en forme de L, et la pièce comporte alors une première paroi en forme d'équerre plate, une deuxième paroi plane perpendiculaire à la première paroi et qui s'étend le long d'un bord extérieur de l'équerre plate, et une troisième paroi perpendiculaire aux deux autres parois, qui s'étend le long de l'autre bord extérieur de l'équerre plate et -est raccordée à la deuxième paroi le long d'un bord perpendiculaire à l'équerre plate s'étendant à partir du sommet saillant de l'équerre. Dans ce mode de réalisation, chaque cavité en L s'étend à la fois dans une extrémité libre d'une branche de la première paroi et dans l'extrémité libre de la deuxième, ou respectivement de la troisième paroi. Avantageusement, la pièce comporte une troisième cavi té qui est ménagée dans les zones adjacentes des deuxième et troisième parois, perpendiculairement aux deux autres Cavités, les trois cavités recevant des poutres perpendiculaires deux à deux. Le dispositif ci-dessus est de préférence complété par un pied qui est assujetti à la pièce pour l'appui de la structure sur un support, notamment le sol. On comprendra bien l'invention à la lecture du complé-ment de description qui va suivre et en référence aux dessins annexés qui font partie de la description et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective arrachée de la pièce du dispositif d'assemblage de l'invention, selon un premier mode de réalisa tion. - la figure 2 est une coupe dans le plan II-II de la pièce de la figure 1 à laquelle a été assujetti un pied de montage pour l'appui sur le sol, - la figure 3 est une vue en perspective de la pièce du dispositif d'assemblage de l'invention, selon un second mode de réalisation, - la figure 4 est une vue de profil selon la direction IV de la pièce de la figure 3, et - la figure 5 est une vue en perspective arrachée montrant une partie d'une structure assemblée à l'aide du dispositif selon l'invention. et - la figure 6 est une vue en perspective de deux pièces du dispositif d'assemblage selon l'invention, disposées dos-à-dos par leurs équerres, permettant la constitution d'une pièce d'assemblage intermédiaire ou encore permettant la liaison entre deux assemblages stockés en superposition et améliorant la stabilité d'un tel édifice. On a représenté sur la figure 1, en perspective arrachée, une pièce (1) qui fait partie du dispositif selon l'invention pour l'assemblage de poutres en vue de la constitution d'une structure. Dans le mode de réalisation préféré représenté, la pièce (1) est agencée pour recevoir trois poutres en forme de cornière, poutres qui sont perpendiculaires deux deux et dont les extrémités sont adjacentes. Dans cette application, la pièce (1) comporte une première paroi (2) en forme d'équerre plate, une deuxième paroi plane (3) perpendiculaire à la première paroi (2) et s'étendant le long d'un bord extérieur (4) de l'équerre plate. et une troisième paroi plane (5) perpendiculaire aux deux autres parois, s'étendant le long de l'autre bord extérieur (6) de l'équerre plate et raccordée à la deuxième paroi (3) le long d'un bord (7) qui est perpendiculaire à l'équerre plate et qui s'étend à partir du sommet saillant (8) de celle-ci. Cette pièce (1) est destinée à la réception des extrémités libres de trois poutres (non représentées sur la figure 1), poutres qui sont de préférence en matière synthétique ou métalliques. A cet effet, la pièce (1) présente des cavités respectives qui comportentchacune un fond fermé de butée et dont la section droite de chacune correspond, et est de préférence identique, à celle des poutres. Pour l'assemblage préférentiel dans lequel les poutres ont une forme de cornière et ont au surplus une section identique, la pièce (1) comprend une première cavité (9) à section droite en L. Cette cavité (9) présente une première partie (9a) ménagée dans l'épaisseur d'une première branche (2a) de l'équerre plate (2), et une deuxième partie (9b) ménagée dans l'épaisseur de la deuxième paroi (3). Les parties (9a, 9b) de la cavité (9) s'étendent chacune, à partir de l'extrémité libre de la pièce (1), jusqu'à un fond fermé de butée de la poutre correspondante, ce fond étant constitué, pour la partie (9a), par une partie pleine (10) située à l'angle (2c) de l'équerre (2), formée dans l'épaisseur de la pièce (1), et, pour la partie (9b), par une cloison (il). De manière analogue et symétrique, une deuxième cavité (12) est ménagée dans l'épaisseur de la deuxième branche (2b) de l'équerre plate (2) et dans l'épaisseur de la troisième paroi Comme on l'a indiqué précédemment, la pièce (1) est avantageusement destinée à la réception d'une troisième poutre. A cet effet, la pièce (I) présente une troisièn Cette troisième cavité (13) présente une première partie (13a) ménagée dans l'épaisseur de la deuxième paroi (3), à partir de la cloison de butée (11), et une seconde partie (13b) ménagée dans l'épaisseur de la troisième paroi (5), à partir de la cloison (14) constituant le fond de celle des deux parties (12b) de la cavité (12) qui est symétrique de la partie (9b). La cavité (13) s'étend donc à partir des bords supérieurs perpendiculaires de la pièce (1), et elle s'étend sur sensiblement toute la hauteur de chaque paroi (3, 5), en passant au-delà de la partie ~ pleine (10) de la paroi (2) (voir figure 2) pour se terminer par un fond fermé de butée (15) situé dans le même plan que la face inférieure de l'équerre plate (2). De préférence, les lèvres (25) qui encadrent l'entrée de chacune des cavités (9, 12, 13) sont profilées, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas perpendiculaires à la direction générale des cavités et des poutres correspondantes, ce qui a pour effet de faciliter la pénétration de l'angle et des extrémités des ailes, généralement droites, des poutres. Ce profil de lèvre (25) peut être constitué par un biseau ou par une forme courbe donnée à chacun des deux grands côtés de chacune des deux parties de chaque cavité. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, ce profil en courbe est réalisé en creux, de sorte que, pour l'introduction d'une poutre, ce sont d'abord l'angle et les coins d'extrémité des ailes de la poutre qui s'engagent entre les lèvres et pénètrent dans la cavité associée. Avantageusement, la pièce (1) comporte des moyens d'immobilisation des poutres lorsque celles-ci ont été introduites à fond dans les cavités associées. Ces moyens peuvent être constitués par exemple par des broches traversant les parois de la pièce et les poutres ou, plus simplement, et comme représenté dans les exemples des figures 1 à 4, par de simples saillies (16) qui s'étendent longitudinalement à l'intérieur des cavités, sensiblement en leur milieu, à partir de la paroi d'encadrement extérieur, pour en réduire localement l'aire en section droite et pour retenir ainsi les poutres par friction, la pénétration des poutres se faisant grâce à une légère déformation de la matière constituant la pièce (1) et/ou constituant lesdites poutres. La pièce (1) décrite ci-dessus peut constituer un élément angulaire d'une structure (17) et plus précisément, elle peut constituer n'importe lequel des quatre éléments anguiaires d'une structure en forme de cadre, étant entendu qu'alors seules deux des trois entrées de chaque élément sont utilisées, à savoir les entrées (9, 12), et elle peut aussi constituer n'importe lequel des huit éléments angulaires hauts et bas d'une structure en forme de parallélépipède (voir figure 5), structure pour laquelle les trois entrées (9, 12, 13) de chaque élément angulaire sont alors utilisées. Dans ce dernier cas, on peut avantageusement associer à chacune des quatre pièces (I) constituant un élément bas un pied (18) pour l'appui de la structure (17) sur un support, par exemple le sol.Comme montré sur la figure 2, le pied (18) est par exemple creux et tronconique, en s'évasant vers le bas, et il comporte une paroi supérieure horizontale (19) sur laquelle repose la pièce (1) par la face inférieure de l'équerre plate (2), dans la zone de l'angle de celle-ci et dans les zones des branches (2a, 2b) immédiatement adjacentes à cet angle. Ainsi, avantageusement, le centre de la paroi supérieure (19) du pied (18) est situé à l'aplomb de la partie d'angle (2c) de la pièce (I) dans laquelle il n'existe pas de cavité de réception d'une poutre. On peut donc facilement réaliser dans cette zone la fixation de la pièce (1) sur le pied (18). Cette fixation peut être obtenue de diverses manières, par exemple par une vis traversant la paroi horizontale (19) du pied (18) et se vissant dans un orifice fileté (21) pratiqué dans l'angle (2c) de la pièce (1) ou, comme représenté, par un téton (20) saillant au-dessus de la paroi (19) et qui traverse un alésage profilé (21) de la partie pleine (2c).Pour assurer un parfait blocage du pied (18) sous la pièce basse (1), le téton (20) présente alors avantageusement un renflement (20a) à son extrémité et l'alésage (21) est formé de deux parties tronconiques convergentes vers le milieu de l'équerre (2) prise dans son épaisseur. Dans une réalisation préférentielle, chaque pièce (I) et chaque pied (18) sont en matière plastique, en polypropylène de préférence, et sont obtenus par injection. Le téton (20) est alors formé de matière avec le pied (18). En variante, la construction mâle (20)-femelle (21) précitée peut être prévue selon une disposition relative contraire, c'est-à-dire avec un téton, une vis ou un axe fileté débordant sous la face inférieure de l'équerre plate (2) et avec un orifice, lisse ou taraudé, pratiqué dans la paroi supérieure horizontale (19) du pied (18). La première disposition relative, organe mâle prévu sur le pied (18) et organe femelle pratiqué dans la pièce (I), semble toutefois être la plus intéressante, notamment au plan du stockage et du transport des pieds et des pièces avant emploi, car ainsi les pièces peuvent être empilées, emboîtées les unes dans les autres, et les pieds peuvent être également empilés, emboîtés les uns dans les autres grâce à leur évidement tronconique (18a), le téton (20) d'un pied venant alors se plaqueur sous la paroi (19) du pied superposé. Dans l'exemple représenté sur la figure 5, la structure (17) comporte des montants verticaux tels que (22), dont un seul est représenté, et des traverses horizontales (23, 24) qui sont perpendiculaires entre elles et aux montants (22). II est à noter que, avec les pièces (1) telles que décrit ci-dessus, les poutres (22, 23, 24) en forme de cornière sont disposées de telle manière que leurs angles rentrants sont orientés vers l'intérieur de la structure (17). En figures 3 et 4, il a été représenté une seconde construction de la pièce (I), seconde construction qui diffère de celle représentée aux figures I et 2 par des décrochements en retrait des lèvres (25 > des entrées (9, 12) et par des évidements dans la zone de l'angle de l'équerre (2). Ainsi, les décrochements (26) prévus en retrait des lèvres (25) des entrées (9, 12) ont pour conséquence d'affiner les parois des deux branches dé l'équerre (2) et, des plats (3, 5) dans leurs zones d'extrémité où débouchent les cavités (9, 12) ; I'avantage de telles parois affinées est qu'elles sont plus souples, et donc plus aptes à quelques déformations ponctuelles grâce auxquelles l'introduction des extrémités des cornières (22, 23, 24), qui ne sont pas toujours rigoureusement à 900, sera facilitée. Ainsi, la partie (2c) d'angle de l'équerre (2), partie qui normalement est pleine excepté la prévision de l'orifice (21), présente un ou plusieurs évidements qui ont pour avantage de constituer des allégements au point de vue matière. On génère de la sorte des gains sur les temps de fabrication, sur le poids de matière, et par suite sur le coût de fabrication de chaque pièce (1). Préférentiellement, I'évidement ou les évidements sont prévus pour être symétriques par rapport au plan (27) passant par l'arête (8) et par l'axe de l'orifice (21), pour éviter les phénomènes de vrille naturelle. Toutefois, outre cette disposition symétrique, il est préférable de prévoir plusieurs évidements, par exemple quatre, repérés sur la figure 3 par les références (28, 29, 30, 31), car entre deux évidements voisins se trouve formée une nervure, respectivement (32, 33, 34) qui améliore la rigidité de la pièce (1). L'assemblage constitué par les pièces (1) et les poutres 22, 23, 24) trouve une première application dans la constitution d'une structure d'emballage. En n'utilisant que les entrées (9, 12) de quatre pièces (1), on forme un cadre qui peut être utilisé soit en tant que cadre raidisseur d'un fond de sac. par exemple un sac de jute, soit en tant que cadre de protection pour la base ou pour le haut d'un emballage de produits, ledit emballage étant ensuite clos par une enveloppe d'un film plastique ou par des cerclages qui enserrent et bloquent les deux cadres protecteurs. En utilisant les trois entrées (9, 12, 13) de huit pièces (1), on peut réaliser une structure parallélépipédique qui assure une bonne protection de l'objet emballé au niveau des huit angles et au niveau des douze arêtes de cette structure. L'utilisation de quatre pieds (18) permet de réhausser du sol l'assemblage parallélépipédique précité. On favorise ainsi la prénension d'un tel emballage par des engins de manutention dont les fourches peuvent être glissées entre deux pieds, sous le cadre horizontal inférieur. Dans une telle application, les pieds (18) seront avantageusement associés mécaniquement aux pièces d'angle (1) du cadre horizontal inférieur, de façon à pouvoir être démontés, pour réduire l'encom- brement, et aussi à pouvoir être réutilisés en fin de transport de l'objet emballé. Dans son application à la réalisation d'une structure mobilière, chaque pièce d'angle (1) du cadre horizontal inférieur est toujours associée à un pied (18), de sorte que le cadre inférieur, tout comme le cadre horizontal supérieur, puisse recevoir une tablette. Il est clair que les caractéristiques dimensionnelles de la pièce (1) sont fonction de celles des cornières (22-24) à assembler, et notamment fonction de la largeur et de l'épaisseur des deux ailes desdites cornières. Par exemple, pour l'assemblage de cornières dont les ailes ont une largeur de 60 mm et une épaisseur de 5 mm, on utilise une pièce (1) dont l'équerre a une épaisseur de 10 mm, chaque bord extérieur (4, 6) de ladite équerre ayant une longueur de 150 mm. La largeur de chaque brahche de l'équerre est alors de 65 mm. Les parois planes (3, 5) de la pièce (1) sont structurellement identiques aux branches de l'équerre, et ont donc une longueur, une largeur et une épaisseur égales, respectivement, à 150 mm, 65 mm et 10 mm. Les cavités (9, 12, 13) sont également identiques, chacune de leurs deux parties ayant une hauteur de 62 mm, une largeur de 5,5 mm et une profondeur de 85 mm. Les saillies (16) ont une hauteur et une largeur de 1,5 mm et elles s'étendent, de préférence depuis un fond fermé de butée, sur une longueur d'environ 25 mm. Pour l'assemblage de cornières plus fines, ou à l'inverse plus grandes, on concevra aisément les pièces (1) convenables à partir des grandeurs précitées, en conservant de préférence les mêmes proportions. Toutefois, il est clair qu'une même pièce (1) peut convenir pour l'assemblage de quelques modèles différents de cornières, ayant par exemple une largeur comprise entre 55 et 61,5 mm et une épaisseur comprise entre 4,5 et 5,25 mm. En revanche, la longueur des cornières à assembler importe peu, c'est-à-dire que les mêmes pièces (1) peuvent être utilisées ou réutilisées pour l'assemblage de cornières plus ou moins longues. Toutefois, dans le cas où les cornières sont de très grandes longueurs, et où il y a alors risque accru de torsion ou de flambage, on peut prévoir un dispositif intermédiaire entre deux angles de la structure, obtenu par la juxtaposition dos-à-dos des équerres de deux pièces (I) ainsi qu'il est représenté à la figure 6. Dans ce cas, seule la cavité (13) de chaque pièce (I) est utilisée pour la réception d'une extrémité des deux cornières (22) à abouter. Les deux pièces (I) dos-à-dos sont étroitement associées soit à l'aide d'un système boulon et écrou dont la tige filetée traverse les deux orifices (21) en vis-à-vis, soit à l'aide d'un pied (18) spécialement adapté à ce dispositif à deux pièces (1) par la prévision d'un téton (20) plus long. Ce même dispositif peut aussi convenir pour réunir deux assemblages stockés en superposition, pour améliorer la stabilité de l'édifice, chaque pièce d'angle (1 > du cadre supérieur de l'assemblage du bas servant d'appui à une pièce d'angle (1) du cadre inférieur de l'assemblage du haut, et un pied à téton allongé ou un système à boulon et écrou traversant les deux orifices en vis-à-vis de chaque dispositif à deux pièces (I) disposées dos-à-dos. Naturellement, I'invention n'est pas. limitée aux modes d'application non plus qu'aux modes de réalisation qui ont kté décrits et l'on peut. concevoir diverses variantes sans sortir pour autant du cadre de la présente invention. Notamment, chaque pied (18) peut être conique, cylindrique, prismatique ou parallélépipédique, et être plein ou évidé à partir de sa face inférieure ; les parois de ce pied pourront être pleines, ou nervurées, ou ajourées en fonction des résistances mécaniques ou de l'aspect esthétique requis, notamment dans l'hypothèse d'une application à la réalisation d'une structure mobilière. REVENDICATIONS -1. Dispositif d'assemblage de poutres pour la constitution d'une structure, servant par exemple à la réalisation d'une armature d'emballage ou d'un meuble, caractérisé par le fait qu'il comporte une pièce (1) présentant au moins deux cavités (9, 12, 13) recevant chacune l'extrémité d'une poutre (22, 23, 24), ces cavités comprenant un fond fermé de butée (10, 11, 14, 15) et présentant une section droite correspondant à celle desdites poutres. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la section droite des cavités est identique à celle des poutres. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la pièce (1) comporte des moyens (16) d'immobilisation des poutres. 4. Dispositif selon la revendication 3. caractérisé par le fait que les moyens d'immobilisation (16) sont constitués par des saillies s'étendant à l'intérieur des cavités et retenant les poutres par friction. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les cavités sont orientées suivant des directions perpendiculaires. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les cavités sont ménagées dans l'épaisseur des parois de la pièce (1). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que, pour la réception de poutres en cornières, les cavités sont en forme de L, et que la pièce (1) comporte une première paroi (2) en forme d'équerre plate, une deuxième paroi plane (3) perpendiculaire à la première paroi (2) et qui s'étend le long d'un bord extérieur (4) de l'équerre plate (2), et une troisième paroi plane (5) perpendiculaire aux deux autres parois, qui s'étend le long de l'autre bord extérieur (6) de l'équerre plate et est raccordée à la deuxième paroi - (3) le long d'un bord (7) perpendiculaire à l'équerre plate, et s'étendant à partir du sommet saillant (8) de l'équerre plate (2). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'une cavité en L s'étend à la fois dans une extrémité libre d'une branche (2a, 2b) de la première paroi (2) et dans l'extrémité libre de la deuxième, ou respectivement de la troisième paroi (3, 5). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'une troisième cavité (13) est ménagée dans les zones adjacentes des deuxième et troisième parois (3, 5), perpendiculairement aux deux autres cavités (9, 12), les trois cavités recevant des poutres (22, 23, 24) perpendiculaires deux à deux. 10. Dispositif selon l'une des revendications I à 9, caractérisé par le fait que les lèverez (25) qui encadrent l'entrée des cavités (9, 12, 13) sont profilées, par exemple en biseau ou en courbe, pour faciliter l'introduction des extrémités des poutres (22, 23, 24). 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé'par le fait qu'il comporte en outre un pied (18) assujetti à la pièce (1) pour l'appui de la structure (17) sur un support, notamment le sol.