Brevet FR2671816A1 — publié le 19920724

I STRUCTURE TRIDIMENSIONNELLE TUBULAIRE La présente invention concerne une structure tridimensionnelle tubulaire comportant une pluralité d'étages superposés et semblables, chaque étage étant réalisé par assemblage d'éléments tubulaires. Elle concerne notamment une tour d'étaiement destinée à supporter temporairement des charges lors de la construction d'ouvrages, mais elle peut être également appliquée aux échafaudages de façade ou de service. Les structures de ce type sont actuellement réalisées en assemblant entre eux des éléments modulaires à l'aide de goupilles, de clavettes ou de bagues de blocage, de manière à répondre aux normes de sécurité Le montage et le démontage de la structure nécessitent des outils appropriés, tels que des marteaux ou des clefs. Or il arrive que certaines liaisons ne soient pas correctement établies, soit par négligence, soit par oubli, ce qui peut entraîner des accidents En particulier, les liaisons successives entre deux étages ne sont pas toujours verrouillées, ce qui peut entraîner un désassemblage, au moins partiel, de la structure lorsque celle-ci est déplacée sur un chantier par une grue. Le but de la présente invention est de proposer une structure tridimensionnelle tubulaire, telle qu'une tour d'étaiement, comportant une pluralité d'étages superposés et semblables, chaque étage étant réalisé par assemblage d'éléments tubulaires, qui puisse être monté et démonté sans outil, et dont la conception permette le verrouillage de chaque élément tubulaire avec les éléments tubulaires voisins du même étage ou de l'étage inférieur au fur et à mesure du montage de la structure. Le but est atteint selon l'invention par le fait que la structure proposée présente les caractéristiques suivantes a) chaque élément tubulaire comporte un montant vertical, un longeron s'étendant à l'horizontale à partir de l'extrémité supérieure dudit montant et une jambe de force reliant l'extrémité inférieure dudit montant à l'extrémité dudit longeron éloignée dudit montant, b) ledit montant comporte un embout femelle à son extrémité supérieure et un embout mâle à son extrémité inférieure de manière à permettre l'enboîtement des montants en correspondance de deux étages successifs, c) chaque élément tubulaire comporte en plus une bride disposée à l'extrémité du longeron éloignée du montant, ladite bride présentant une plaque horizontale prévue pour reposer sur l'embout femelle du montant de l'élément tubulaire voisin du même étage, ladite plaque comportant un orifice prévu pour le passage de l'embout mâle d'un montant de l'étage situé immédiatement au- dessus, grâce à quoi chaque élément tubulaire est immobilisé en rotation autour de son montant, d) l'embout femelle du montant de chaque élément tubulaire présente sur sa paroi interne un ergot, e) l'embout mâle du montant de chaque élément tubulaire comporte une découpe présentant une fente longitudinale débouchant sur la face d'extrémité dudit embout mâle et un décrochement circonférentiel, ladite découpe étant destinée à coopérer avec l'ergot de l'embout femelle du montant correspondant de l'étage immédiatement inférieur de manière à permettre le guidage dudit élément tubulaire lors de son montage et son clavetage par rotation autour de son montant. Grâce à cette structure, le montage des éléments d'un étage de la structure se fait, d'une part, par introduction des embouts mâles dans les éléments femelles des embouts de l'étage inférieur et dans les orifices des plaques horizontales des brides correspondantes, le guidage étant assuré par la coopération des fentes longitudinales et des ergots, et, d'autre part, par rotation desdits éléments autour de leurs montants respectifs. Les ergots circonférentiels des montants. coopèrent alors avec les décrochements découpes pour éviter le déboîtement des L'introduction des embouts mâles de l'étage en cours de montage dans les orifices des plaques horizontales des brides de l'étage immédiatement inférieur assure le verrouillage des éléments tubulaires de l'étage inférieur. De préférence, la bride de chaque élément tubulaire présente de plus une languette s'étendant dans un plan perpendiculaire audit élément tubulaire, et l'embout femelle du montant de chaque élément tubulaire présente une encoche traversant sa paroi et prévue pour recevoir la languette de la bride de l'élément tubulaire voisin du même étage, la longueur de ladite languette étant prévue pour que son extrémité forme l'ergot dudit embout femelle. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 montre une vue en prespective d'une tour d'étaiement lors de la phase de montage du deuxième étage, la figure 2 montre à plus grande échelle et en perspective un noeud d'assemblage de trois éléments tubulaires de la structure, la figure 3 est une vue latérale d'un élément tubulaire d'un étage courant de la tour d'étaiement de la figure 1, la figure 4 montre l'élément de base servant à la construction du soubassement de la tour d'étaiement de la figure 1, la figure 5 représente la fourche de tête disposée au sommet d'un montant du dernier étage de la tour d'étaiement de la figure 1, la figure 6 montre une diagonale utilisée pour stabiliser une tour d'étaiement présentant une section horizontale carrée, la figure 7 montre en perspective un élément de plancher, la figure 8 montre une variante de réalisation de l'invention et, la figure 9 représente une vue éclatée d'un noeud d'assemblage. Le dessin montre, à titre d'exemple de structure tridimensionnelle tubulaire, une tour d'étaiement 1 constituée par une pluralité d'étages superposés et semblables 2 a, 2 b, chaque étage étant réalisé par assemblage d'éléments tubulaires de préférence identiques, portant la référence générale 3. Le premier étage 2 a est monté sur un soubassement reposant sur le sol par des pieds réglables en hauteur de manière à assurer la verticalité de la tour d'étaiement 1. La tour d'étaiement montrée sur le dessin présente une section horizontale carrée Il est évident que cette section pourrait avoir une autre forme Elle pourrait en particulier être triangulaire. Chaque élément tubulaire 3 comporte un montant vertical 4, un longeron 5 s'étendant à l'horizontale à partir de l'extrémité supérieure du montant 4 et une jambe de force 7 reliant l'extrémité inférieure du montant 4 à l'extrémité du longeron 5 éloignée du montant 4 L'élément tubulaire 3 se présente ainsi sous la forme d'une console ou d'un cadre triangulaire Cette console peut être renforcée éventuellement par des tubes complémentaires 10, de préférence disposés à l'horizontale et pouvant servir de barreaux d'échelle pour monter dans la tour. Le montant 4 comporte un embout femelle Il à son extrémité supérieure et un embout mâle 12 à son extrémité inférieure, de manière à permettre l'emboîtement des montants 4 en correspondance de deux étages successifs ( 2 a, 2 b) L'embout femelle Il présente dans sa paroi une encoche 13 située dans le plan général de l'élément tubulaire 3 et du côté du longeron 5. L'utilité de cette encoche 13 sera explicitée plus loin L'embout mâle 12 comporte une découpe 14 qui présente une fente longitudinale 15 débouchant sur la face d'extrémité dudit embout mâle 12 et un décrochement circonférentiel 16 L'utilité de cette découpe 14 sera également explicitée plus loin. L'élément tubulaire 3 comporte en plus à l'intersection du longeron 5 et la jambe de force 7 une bride 17 qui présente une plaque horizontale 18 disposée dans le plan supérieur d'un étage de la tour d'étaiement 1, et une languette 19 s'étendant perpendiculairement au plan de l'élément tubulaire 3 et situé à la hauteur de l'encoche 13 La plaque horizontale 18 comporte un orifice 20 dont le diamètre est au moins égal au diamètre de l'embout mâle 12. Dans chaque élément tubulaire 3, la disposition de l'encoche 13 de l'embout femelle 11, de la découpe 14 de l'embout mâle 12, de la languette 19 et de l'orifice 20 de la plaque horizontale 18, est étudiée pour que leur coopération mutuelle au niveau d'un noeud d'assemblage permette la rigidification de la structure et le montage de celle-ci sans outil Nous allons maintenant décrire le noeud d'assemblage constitué par deux éléments tubulaires adjacents 3 a et 3 b du premier étage 2 a et l'élément tubulaire 3 c du deuxième étage 2 b situé au-dessus de l'élément tubulaire 3 a, en se référant aux figures 1, 2 et 9. La languette 19 de l'élément tubulaire 3 b est destinée à pénétrer dans l'encoche 13 du montant 4 de l'élément tubulaire 3 a par rotation de l'élément tubulaire 3 b autour de son montant 4 La longueur de la languette 19 est supérieure à l'épaisseur de la paroi de l'embout femelle 11, de telle manière que son extrémité loge dans l'alésage de l'embout femelle Il et forme alors un ergot 21. La plaque 18 est alors située au-dessus de l'embout femelle 11 correspondant et son orifice 20 est coaxial à cet embout femelle 11. La forme et la disposition de la découpe 14 de l'embout mâle 12 sont prévues pour que la découpe 14 de l'élément tubulaire 3 c puisse coopérer avec l'ergot 21 de la manière décrite ci-après. La fente 15 permet le positionnement angulaire et le guidage de l'élément 3 c lors de l'introduction de son embout mâle 12, à travers l'orifice 20 de l'élément tubulaire 3 b, dans l'embout femelle Il de l'élément tubulaire 3 a Lorsque l'embout mâle 12 de l'élément tubulaire 3 c est emboîté dans l'embout femelle Il de l'élément tubulaire 3 a, ce qui est représenté en pointillés sur la figure 1, une rotation vers l'extérieur de l'élément tubulaire 3 c, représenté par la flèche A, permet le clavetage du montant 4 de l'élément tubulaire 3 c sur le montant 4 de l'élément 3 a par coopération de l'ergot 21 avec le décrochement circonférentiel 16 de la découpe 14 L'élément tubulaire 3 c se trouve alors dans le plan de l'élément tubulaire 3 a Il faut noter que l'introduction de l'embout mâle 12 de l'élément tubulaire 3 c dans l'embout femelle Il de l'élément tubulaire 3 a, à travers l'orifice 20 de l'élément tubulaire 3 b, entraîne le verrouillage en rotation de l'élément 3 b. f Le soubassement de la tour d'étaiement peut être réalisé par tout moyen connu à condition qu'il présente dans ses coins, des embouts femelles 11 pour loger les embouts mâles 12 des éléments tubulaires 3 a, 3 b du premier étage 2 a, et des ergots 21 pour claveter lesdits éléments tubulaires De préférence ce soubassement est constitué par des éléments de base 22, représentés sur la figure 4 ayant une structure voisine de l'élément tubulaire 3, si ce n'est que le montant 4 comporte un dispositif 23 connu de réglage en hauteur. Le verrouillage des éléments tubulaires 3 de l'étage supérieur de la tour d'étaiement 1 est réalisé par des fourches de tête 24, en elles-même connues, représentées sur la figure 5, réglable en hauteur et dont les pieds sont introduits dans les embouts femelles 11 des éléments tubulaires 3 du dernier étage et comportent une rainure de guidage 25, coopérant avec les ergots 21. Lorsque la tour d'étaiement 1 a une section carrée ou rectangulaire, on peut relier deux noeuds d'assemblage disposés à l'opposé dans le même plan horizontal par une diagonale 26 représentée sur la figure 6 qui comporte à ses extrémités des crochets 27 destinés à coopérer avec les longerons 5. La figure 7 montre un élément de plancher 28 constitué d'un cadre triangulaire et d'une grille et pouvant reposer sur un longeron 5 et une diagonale 26 à l'aide de crochets 29. L'embout femelle Il et l'embout mâle 12 peuvent être réalisés sur le montant 4 par tout procédé connu En particulier l'embout mâle 12 peut consister en un tube emmanché à l'extrémité inférieur du montant 4 et formant avec celui-ci un épaulement 30. Dans ce cas la plaque horizontale 18 est interposée entre un embout femelle Il et l'épaulement 30. Mais on peut également réaliser l'embout femelle Il à l'aide d'un manchon prévu à l'extrémité supérieure du montant 4, l'embout mâle 12 étant alors formé par l'extrémité inférieure du montant 4. Dans ce cas la plaque horizontale 18 repose sur l'extrémité supérieure du manchon femelle 11. Selon une variante de réalisation représentée sur la figure 8, la plaque horizontale 18 peut se présenter sous la forme d'une rondelle munie d'une pluralité d'encoches 31 permettant la fixation d'éléments d'échafaudage connus. Les éléments tubulaires 3 décrits ci-dessus permettent le montage de la structure tubulaire par emboîtement des montants 4 et rotation des éléments tubulaires 3 autour de leurs montants 4. REVENDICATIONS 1 Structure tridimensionnelle tubulaire telle qu'une tour d'étaiement comportant une pluralité d'étages superposés et semblables ( 2 a, 2 b), chaque étage étant réalisé par assemblage d'éléments tubulaires ( 3 a, 3 b), caractérisée en ce que a) chaque élément tubulaire ( 3) comporte un montant vertical ( 4), un longeron ( 5) s'étendant à l'horizontale à partir de l'extrémité supérieure dudit montant et une jambe de force ( 7) reliant l'extrémité inférieure dudit montant ( 4) à l'extrémité dudit longeron éloignée dudit montant ( 4), b) ledit montant ( 4) comporte un embout femelle ( 11) à son extrémité supérieure et un embout mâle ( 12) à son extrémité inférieure de manière à permettre l'emboîtement des montants ( 4) en correspondance de deux étages successifs, c) chaque élément tubulaire ( 3) comporte en plus une bride ( 17) disposée à l'extrémité du longeron ( 5) éloignée du montant ( 4), ladite bride ( 17) présentant une plaque horizontale ( 18) prévue pour reposer sur l'embout femelle ( 11) du montant ( 4) de l'élément tubulaire voisin ( 3 a) du même étage ( 2 a), ladite plaque ( 18) comportant un orifice ( 20) prévu pour le passage de l'embout mâle ( 12) d'un montant ( 4) de l'étage ( 2 b) situé immédiatement au- dessus, grâce à quoi chaque élément tubulaire ( 3) est immobilisé en rotation autour de son montant ( 4), d) l'embout femelle ( 11) du montant ( 4) de chaque élément tubulaire ( 3) présente sur sa paroi interne un ergot ( 21). e) l'embout mâle ( 12) du montant de chaque élément tubulaire ( 3) comporte une découpe ( 14) présentant une fente longitudinale ( 15) débouchant sur la face d'extrémité dudit embout mâle ( 12) et un décrochement circonférentiel ( 16), ladite découpe ( 14) étant destinée à coopérer avec l'ergot ( 21) de l'embout femelle ( 11) du montant correspondant ( 4) de l'étage immédiatement inférieur ( 2 a) de manière à permettre le guidage dudit élément tubulaire ( 3) lors de son montage et son clavetage par rotation autour de son montant ( 4). 2 Structure tridimensionnelle tubulaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que a) la bride ( 17) de chaque élément tubulaire ( 3) présente de plus une languette ( 19) s'étendant dans un plan perpendiculaire audit élément tubulaire ( 3). b) l'embout femelle ( 11) du montant ( 4) de chaque élément tubulaire ( 3) présente une encoche ( 13) traversant sa paroi et prévue pour recevoir la languette ( 19) de la bride ( 17) de l'élément tubulaire voisin ( 3 b) du même étage ( 2 a), la longueur de ladite languette ( 19) étant prévue pour que son extrémité forme l'ergot ( 21) dudit embout femelle ( 11).