Brevet FR2667926A1 — publié le 19920417

ELEMENT DE STRUCTURE TRANSFORMABLE La presente invention concerne un élément de structure, transformable et capable d'assumer une forme de poutre pour supporter une charge et/ou pour transmettre une force et/ou un couple. Cette forme peut être obtenue au gré de l'utilisateur à partir de composants de l'élément de structure ayant, lorsqu'ils ne sont pas assemblés, chacun une configuration essentiellement souple. Un tel élément de structure peut être utilisé dans de nombreuses applications pour permettre la constitution sélective d'un élément de structure capable de supporter une charge et/ou de transmettre une force et/ou un couple, et présentant une certaine longueur, l'élément pouvant être escamoté dans un volume dont l'encombrement est tres réduit par rapport à cette longueur. Pour fixer les idees, et à titre d'exemple seulement, un tel élément peut former une hampe de drapeau d'une hauteur donnée, escamotable dans un logement prévu dans le sol, lorsque le drapeau n'est pas déployé. L'invention a pour but de fournir un élément de structure transformable se prêtant facilement à une mécanisation de sa transformation et capable de supporter des charges importantes dans la mesure ou il peut facilement être dédoublé ou davantage. L'invention a donc pour objet un élément de structure transformable capable d'assumer une forme de poutre, caractérisé en ce qu'il comprend une première chaîne dont les maillons sont articulés entre eux et comprennent chacun un axe d'articulation et au moins une plaquette de maillon, et des moyens pour rigidifier sélectivement les articulations entre les maillons pour le transformer en structure de poutre, lesdits moyens de rigidification comprenant un lien souple portant une série d'éléments d'accrochage avec un écartement fixe entre eux et en ce que la plaquette d'un maillon de ladite chaîne définit un premier point d'appui et un deuxième point d'appui antagoniste au premier point d'appui, le premier point d'appui du maillon de rang n cooperant avec le deuxième point d'appui du maillon du rang n-l pour emprisonner un élément d'accrochage dudit lien souple lorsque l'élément de structure assume sa forme de poutre. Grâce à ces caractéristiques, l'élément de structure peut être utilisé pour fournir sélectivement une poutre rigide à partir d'un agencement dans lequel les composants de l'élément peuvent occuper un encombrement différent de celui qu'occupe l'élément lorsqu'il est rigide. Dans un cas particulier, cet encombrement peut s'inscrire dans un volume dont la dimension dans la direction dans laquelle la poutre rigide doit s'étendre, est très faible comparée à la longueur de cette poutre. En outre, l'élément de structure permet de déterminer facilement la longueur de la poutre dans la mesure ou ces composants peuvent être assemblés sur une longueur plus ou moins grande. La mécanisation de l'assemblage de l'élément de structure peut être facilement obtenue grâce au fait que le lien souple qui vient rigidifier la chaîne à maillons peut y être assemblé au fur et à mesure de la progression de la longueur de poutre rigidifiée. Enfin, la chaîne à maillons peut être facilement renforcée en mettant côte-à-côte plusieurs plaquettes par maillon articulé sur un même axe, le lien souple pouvant être assemblé à toutes les plaquettes de chaque maillon par un élément d'accrochage de ce lien, commun à toutes les plaquettes d'un même maillon de la chaîne. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparal- tront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation non limitatifs en liaison avec les dessins annexés parmi lesquels - la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un élément de structure selon l'invention, dans sa configuration rigide, et dans son mode de réalisation le plus élémentaire; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 représente un mode de réalisation préfére d'un élément de structure selon l'invention, la chaîne à maillons et le lien souple (ici egalement une chaîne à maillons) étant representes séparément; - les figures 4 et 5 sont des vues de profil selon les flèches IV et V de la figure 3;; - les figures 6 et 7 montrent des vues selon les flèches VI et VII respectivement des figures 4 et 5; - la figure 8 représente en bout l'élément assemblé; - la figure 9 est une vue en élévation, partiellement en coupe d'un dispositif d'assemblage d'un élement de structure selon l'invention; - la figure 10 est une vue selon la ligne X-X de la figure 9; - la figure 11 montre l'élément de structure au cours de son assemblage à l'aide du dispositif d'assemblage; - les figures 12 et 13 montrent schématiquement un dispositif moteur permettant d'assembler automatiquement l'élément de structure selon l'invention; et - les figures 14 et 15 montrent à titre d'exemple deux applications pratiques de l'élément de structure suivant l'invention. On va tout d'abord se référer aux figures 1 et 2 qui illustrent à la fois le principe de base de l'invention et son mode de réalisation le plus simple. L'élément de structure comprend ici une chaîne à maillons 1 dont on voit représentés trois maillons, à savoir les maillons ln-1, ln, ln+1 ..., la chaîne pouvant comporter autant de maillons qu'il est nécessaire. Le maillons sont articulés entre eux à l'aide d'axes ... 2n-1, 2n, 2n+1 ... qui peuvent être réalisés de toute manière appropriée à condition de maintenir les maillons latéralement ensemble et naturellement aussi de resister aux charges qui sont imposées à l'élé- ment une fois rigidifié . Dans le présent mode de réalisation, les axes peuvent être réalisés par exemple sous la forme d'une douille filetée intérieurement et pourvue d'une flasque radiale, cette douille recevant une vis de blocage. Chaque maillon comporte une plaquette ... 3n-1, 3n, 3n+1 ... présentant un premier point d'appui latéral 4 prévu ici dans une depression de l'un des flancs de la plaquette, ainsi qu'un deuxième point d'appui latéral 5 defini par une partie crochue prévue à l'une des extrémités de chaque plaquette. Comme on peut le constater sur la figure 1, lorsque l'élément de structure est assemblé, le premier point d'appui 4 d'un maillon quelconque n de la chaîne 1 est placé en regard du second point d'appui 5 du maillon de rang n-l de la chaîne. Ainsi, les points d'appui coopérants de deux maillons successifs de la chaîne sont dans une position d'antagonisme. L'élément de structure comprend également un lien souple 6 formé ici par une bande 7 sur laquelle sont prévus, de distance en distance, des ergots cylindriques ... 8n-1, 8n, 8n+1 ... s'étendant perpendiculairement de l'une des faces latérales de la bande, c'est-à-dire celle qui, lorsque l'élément de structure est assemblé, se trouve contiguë à la chaîne à maillons 1. Par conséquent, les axes de ces ergots s'étendent parallèlement aux axes des maillons de la chaîne 1 lorsque l'élément de structure assume sa forme en poutre. Le lien souple peut être, par exemple, une bande en caoutchouc renforcé. Chaque ergot ... 8n-1, 8n, 8n+1 ... est pourvu d'un flasque dkextrémité 9 (figure 2) destiné à bloquer la chaîne latéralement après l'assemblage et ainsi à consolider l'élément de structure. La distance entre les ergots 9 est la même qu'entre les axes ... 2n-1, 2n, 2nu1 ... D'après la description qui précède, on comprend que l'élément de structure suivant l'invention peut admettre deux configurations à savoir une configuration souple dans laquelle la chaîne 1 et le lien souple 6 sont dissociés et une autre configuration dans laquelle l'élément constitue une poutre rigide grâce à l'assemblage de ses deux composants. Dans cette configuration rigide, l'élément peut supporter une charge et/ou transmettre une force et/ou un couple. Pour en expliquer le fonctionnement et pour faciliter la description (figures 1 et 2), on admettra que l'élément de structure est assemblé et positionné dans un système de coordonnées orthogonales x - y - z dont l'axe z est orienté verticalement, et l'axe x est dirigé selon la longueur de la poutre que constitue l'élément de structure. Aussi bien la chaîne 1 que le lien souple 6 peuvent être enroules, par exemple sur un tambour approprié dont ils sont deroulés pour l'assemblage de l'élément de structure. Il est évident que la chaîne 1 peut être enroulée autour d'un tambour dont l'axe est orienté selon la direction y, c'est-à-dire parallèlement à celle des axes ... 2n-1, 2n, 2nu1 ... Quant au lien souple 6, on peut tout d'abord imaginer qu'il présente une très faible résistance mécanique dans les trois directions x, y et z; dans ces conditions, il peut être réalisé en une bande de matière entièrement souple. Toutefois, la poutre formée par l'élément de structure aura alors une certaine resistance mécanique uniquement dans le sens de la direction z, les forces de sollicitation C étant dirigées vers le bas. La poutre pourra donc supporter une charge pour autant qu'elle soit compatible avec la résistance de la chaîne. En revanche, si cette charge C agit en sens contraire, la poutre ne présentera aucune resistance, car l'élément de structure sera désassemblé immédiatement. On admet ici que l'élément de structure est encastré à son extrémité, comme symbolisé à gauche de la figure 1. Toutefois, si le lien 6 n'est souple que latéralement, c'est-à-dire qu'il peut s'enrouler autour d'un tambour dont l'axe est orienté verticalement (direction z), alors l'élément de structure présentera une résistance à la flexion dans les deux sens selon la direction z, pour autant naturellement que les limites de charge ne soient pas dépassées. On verra par la suite que dans d'autres modes de réalisation de l'invention, le lien souple 6 sera réalisé d'une autre manière pour conférer à l'élément de structure des propriétés de résistance identiques pour les deux orientations de la charge selon l'axe Z. On constate ainsi que les ergots ... 8n-1, 8n, 8n+1 ... servent en définitive à bloquer les articulations entre les maillons de la chaîne 1. Il est a noter que l'orientation de l'élément de structure décrite ci-dessus dans le système de coordonnées x - y - z, n'est choisie qu'à titre purement illustratif, l'élément de structure ayant des propriétés tout-à-fait analogues, quelle que soit son orientation dans l'espace. Les figures 3 à 8 représentent le mode de réalisation préféré de l'invention. Dans ce cas, l'élément de structure est également composé d'une chaîne à maillons 10 et d'un lien souple 11, cependant que ces deux composants ont exactement la même forme. En d'autres termes, le lien souple 11 est également constitue à partir d'une chaîne à maillons en tous points identiques à la chaine 10. C'est pourquoi seule la chaîne 10 sera décrite plus en détail ci-après. Plus précisément, la chaîne 10 comprend une succession de maillons 12 comprenant chacun un axe 13 et au moins une plaquette 14. Dans le mode de réalisation représenté, chaque plaquette 14 est dédoublée par une plaquette parallèle 14a identique, un intervalle 15 étant ménage entre les plaquettes formant les maillons les plus étroits. Par ailleurs, chaque plaquette présente deux points d'appui 4 et 5, comme dans le mode de réalisation de figures 1 et 2. L'intervalle 15 ménagé sur l'axe de chaque chaîne à maillons 10 ou 11 est égal à l'épaisseur de deux plaquettes 14 ou 14a si bien que lorsque les deux chaînes sont assemblées pour former l'élément de structure, elles s'imbriquent l'une dans l'autre (voir figure 8) pour former ainsi un ensemble cohérant. On remarquera que dans le même but, les axes 13 sont prolongés d'un côté de chaque chaîne sur une distance 16 egale à l'intervalle 15. Par ailleurs, les axes 13 dépassent également d'une faible distance la face latérale opposée de chaque chaîne pour former des organes de guidage 17 dont le but apparaîtra par la suite. Lorsque l'élément de structure est dans sa forme non assemblée, les chaînes 10 et 11 présentent une souplesse orientée en ce sens que leurs maillons sont librement articulés autour des axes 13. Cependant, les axes 13 sont chaque fois axialement bloqués dans des trous alignés respectifs des deux plaquettes d'un même maillon. En considérant la figure 5 (partie de gauche), les plaquettes 14-A et 14a-A du maillon sont solidaires en rotation de l'axe 13-A de ce maillon, alors que ces mêmes plaquettes tournent librement autour de l'axe 13-B du maillon B dont les plaquettes 14-B et 14a-B sont solidaires en rotation de l'axe 13-B, ainsi de suite sur toute la longueur de la chaîne. Cela signifie que chaque chaîne peut être enroulée autour d'un tambour dont l'axe de rotation est parallèle aux axes 13. Il est donc aisé d'escamoter les deux chaînes dans un encombrement réduit dont la dimension perpendiculaire aux axes des chaînes est faible par rapport à la longueur de l'élément de structure, lorsque celui-ci est dans sa configuration assemblée. Celle-ci peut facilement être obtenue à la main en crochetant progressivement les maillons des chaînes 10 et 11 l'une à l'autre, tout en les imbriquant comme représenté a la figure 8. Dans cette configuration, l'élément de structure présente une grande solidité et devient quasiment une poutre monobloc. Les charges pouvant être supportées par cet élément sont évidement fonction des matériaux utilisés et des dimensionnements des pièces. D'ailleurs, la solidite peut facilement être augmenter en prévoyant des maillons formés d'une pluralité de plaquettes parallèles dont les écartements sont choisis pour obtenir une imbrication des deux chaînes à la manière illustree sur la figure 8. Pour faciliter l'opération d'assemblage, il est possible d'employer un outil d'assemblage dont un mode de réalisation a été représenté sur les figures 9 et 10. L'outil d'assemblage comprend deux flasques 20 et 21 entretoisés par quatre colonnettes 22 et fixés l'un à l'autre par des vis 23. Les faces en regard des deux flasques 20 et 21 présentent chacune un couloir de guidage 24 dans lequel aboutissent de part et d'autre deux couloirs de jonction 25a et 25b. Ces couloirs sont destinés à guider les extrémités 17 des axes des deux chaines 10 et 11 composant l'élément de structure suivant le mode de réalisation préféré des figures 3 à 8. La figure 11 illustre comment l'assemblage est réalisé à l'aide de l'outil des figures 9 et 10. Les deux chaînes 10 et 11 sont introduites entre les flasques 20 et 21, les faces extérieures des plaquettes extérieures de leurs maillons venant glisser sur les faces en regard des flasques 20 et 21. Les axes des maillons sont alors guidés dans les couloirs 25a et 25b (respectivement pour ce qui concerne les chaînes 10 et 11), puis après assemblage dans le couloir de guidage commun 24. Pendant le mouvement relatif des chaînes 10 et 11, d'une part, et de l'outil d'assemblage, d'autre part, les maillons des chaînes sont progressivement accrochés les uns aux autres, de sorte qu'à la sortie de l'outil, l'élément de structure devient une poutre rigide. Les figures 12 et 13 montrent par des schémas de principe comment l'opération d'assemblage et de désassemblage de l'élément de structure peut être réalisée. Sur la figure 12, il s'agit d'un ensemble conçu de par son principe, de façon analogue à l'outil des figures 9 et 10. Cependant, dans ce cas, les couloirs 24 et 25a, 25b sont flanqués de roues à chaine 26a et 26b dont les indentations 27 sont destinées à venir en prise avec les extrémités 17 des axes 13 des chaînes à maillons 10 et 11. En faisant tourner les roues à chaîne 26a et 26b dans un sens ou dans l'autre, on peut ainsi obtenir l'assemblage (flèche fl) ou le désassemblage (flèche f2) de l'élément de structure. La figure 13 montre un exemple de motorisation de ce dispositif d'assemblage. Chaque roue à chaîne 26a, 26b est solidaire en rotation d'une roue dentée 28a, 28b qui engrenent l'une avec l'autre et avec un pignon moteur 29 couplé à un moteur 30. Bien entendu, on peut également entraîner le pignon 30 à l'aide d'une manivelle. Les figures 14 et 15 représentent schématiquement deux applications de l'invention. Dans le cas de la figures 14, il s'agit d'une hampe de drapeau qui peut être escamotée dans un caisson 31 logé dans le sol. Le caisson contient deux tambours 32 autour desquels sont enroulés respectivement les chaînes à maillons 10 et 11. Entre les tambours est placé un dispositif d'assemblage 33 analogue à celui représenté à la figure 12 et associé au dispositif moteur représenté sur la figure 13. La figure 15 montre l'application de l'invention à un store pare-soleil destiné à être monté à la façade d'un immeuble, par exemple. Un dispositif d'assemblage 34 équipé de son dispositif moteur 35 est alors monté au milieu d'une rampe 36 dans laquelle le store peut être enroulé. Les chaînes à maillons 37 et 38 de l'élé- ment de structure sont logées dans des gaines 39 et 40 placées au dessus de la rampe 36. Lorsque le store doit être déroulé, l'élément de structure est assemblé pour former, en sortant du dispositif d'assemblage, une poutre horizontale qui permet de tendre le store. Bien entendu, il suffit d'inverser le sens de rotation du dispositif moteur 35 pour rentrer le store et desassembler l'élément de structure. Il est évident que de nombreuses autres applications de celui-ci sont possibles. REVENDICATIONS 1. Element de stucture transformable capable d'assumer une forme de poutre, caractérisé en ce qu'il comprend une première chaîne (1) dont les maillons (... ln-1, ln, ln+1 ...) sont articulés entre eux et comprennent chacun un axe d'articulation (... 2n-1, 2n, 2n+1 ...) et au moins une plaquette de maillons (... 3n-1, 3n, 3n+1 ...), et des moyens (6) pour rigidifier sélectivement les articulations entre les maillons pour le transformer en structure de poutre, lesdits moyens de rigidification comprenant un lien souple (7) portant une serie d'éléments d'accrochage (... 8n-1, 8n, 8n+1 avec avec un écartement fixe entre eux et en ce que la plaquette d'un maillon (In) de ladite chaîne définit un premier point d'appui (4) et un deuxième point d'appui (5) antagoniste au premier point d'appui (4), le premier point d'appui (4) du maillon de rang n coopérant avec le deuxième point d'appui (5) du maillon (ln-1) du rang n-1 pour emprisonner un élément d'accrochage (8n) dudit lien souple (7) lorsque l'élément de structure assume sa forme de poutre. 2. Elément de structure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d'accrochage (... 8n-1, 8n, 8n+1 ...) dudit lien souple (7) sont formés par des corps cylindriques dont les axes s'étendent parallèlement aux axes (... 3n-1, 3n, 3n+1 ...) des maillons (... ln-1, in, yin+1 ...), lorsque l'élément assume sa forme en poutre. 3. élément suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit premier point d'appui (4) est ménage dans la plaquette (... 3n-1, 3n, 3n+1 ...) de chaque maillon, par une dépression prévue dans sa tranche et en ce que ledit second point d'appui (5) est ménagé sur une partie crochue prévue à l'extrémité de chaque plaquette (... 3n-1, 3n, 3n+1 ...) la partie crochue venant emprisonner l'élément d'accrochage (... 8n-1, 8n, 8n+1 ...) correspondant dudit lien souple (7) pendant l'assemblage de l'élément de structure. 4. Elément de structure suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit lien souple (6) comprend une bande (7) sur laquelle sont fixés de distance en distance lesdits éléments d'accrochage (... 8n-1, 8n, 8n+1 ...). 5. Elément de structure suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque élément d'accrochage (... 8n-1, 8n, 8n+1 ...) se termine par un flasque radial d'extremité (9) destiné à retenir ladite chaîne (1) latéralement lorsque l'élément de structure assume sa forme en poutre. 6. Elément de structure suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérise en ce que ledit lien souple (6) est une deuxième chaîne à maillons (11) identique à la première chaîne à maillon (10), et en ce que lesdits éléments d'accrochage du lien souple sont formés par les axes (13) des maillons de cette deuxième chaîne à maillons (11). 7. Elément de structure suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque maillon de ladite premiere chaîne à maillons (10) comprend une pluralité de plaquettes (14, 14a) parallèles et montées ensemble sur l'axe (13) de ce maillon. 8. Elément de structure suivant les revendications 6 et 7 prises ensemble, caractérisé en ce que dans chaque maillon de ladite première chaîne (10), lesdites plaquettes sont montées sur leurs axes avec un écartement (15) prédéterminé, en ce que ladite seconde chaîne (11), dont chaque maillon comporte également une pluralité de plaquettes parallèles, espacées l'une de l'autre du même écartement, et en ce que les première et seconde chaînes (10, 11) sont imbri quées dans le sens de la longueur, lorsque l'élément de structure assume sa forme en poutre. 9. Elément de structure suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les axes de tous les maillons des première et seconde chaînes (10, 11) dépassent latéralement d'un côté de celles-ci pour former des organes de guidage (17). 10. Appareil pour assembler et desassembler un élément de structure suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, carac terisé en ce qu'il comprend des moyens de jonction (20 à 23; 33) pour joindre ladite première chaîne à maillons (10) et ledit lien souple (11) et des moyens de guidage (24, 25a, 25b) définis par lesdits moyens de jonction (20 à 28) pour progressivement emprisonner ou libérer chaque élément d'accrochage dudit lien souple par rapport aux premier et second points d'appui (4, 5) de deux maillons consécutifs respectifs de ladite première chaîne (10). 11. Appareil suivant la revendication 10, caractérise en ce qu'il comprend en outre des moyens de réception (32, 39, 40) placés en amont desdits moyens de jonction (33, 34) et destinés à recevoir ladite première chaîne (10) et ledit lien souple (11), lorsque l'élément de structure assume sa configuration souple. 12. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens moteurs (28, 29, 30) couplés à ladite chaîne (10) et audit lien souple (11) pour assurer leur assemblage et désassemblage automatiques. 13. Appareil suivant la revendication 12 pour un élément de structure tel que défini dans l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens moteurs comprennent un moteur d'entraînement (30) et des roues d'entrainement dentées (27, 28) couplées a ce moteur et engrènant respectivement avec les première et seconde chaînes (10, 11) dudit élément de structure.