Brevet FR2691762A1 — publié le 19931203

La présente invention a pour objet un dispositif d'assemblage en trois dimensions d'éléments modulaires. I1 existe des assemblages, notamment pour réaliser des rangements. Ces assemblages s'effec- tuent généralement dans deux dimensions à savoir le plan vertical et le plan horizontal. Par contre, il est difficile de réaliser des structures permettant des changements de direction à différentes hauteurs ou bien simplement des liaisons entre plusieurs éléments adjacents et orientés perpendiculairement. Ainsi, si l'on prend l'exemple d'étagères simples, elles sont généralement juxtaposées les unes aux autres par leurs montants et si un tel ensemble d'étagères doit être disposé dans un angle il est prévu un coin de liaison qui permet d'effectuer ce changement de direction à 900. Généralement, des moyens de liaison rapportés tels que des crochets, des vis, permettent la liaison des montants des étagères si bien que l'ensemble devient monolithique. Ce type de réalisations nécessite de nombreuses pièces et reste d'un montage délicat. D'autre part, les possibilités de variantes restent réduites car les montants sont d'une hauteur standard et, même s'il en existe une gamme, il est difficile d'adapter de façon précise un tel ensemble à un local de forme complexe dans lequel il est nécessaire de réaliser plusieurs niveaux avec plusieurs changements de direction. D'autres systèmes prévoient l'utilisation de tubes métalliques creux qui sont reliés entre eux par des éléments de liaison, généralement orientés dans les trois dimensions, ce qui permet de réaliser des structures complexes et parfaitement adaptées à la configuration du local dans lequel cette structure doit être installée. Il convient de remarquer néanmoins que de telles structures ne peuvent être conçues qu'à partir de tubes métalliques, seul ce type de tubes ayant une résistance suffisante pour pouvoir résister à la charge tout en conservant des dimensions raisonnables. Un tel montage avec un élément de liaison du type insert pénétrant est difficilement applicable à des réalisations à partir d'éléments en une autre matière telle que le bois par exemple. Par ailleurs, les éléments en bois ayant des sections généralement de quelques centimètres pour avoir une résistance mécanique suffisante et un système de manchonnage extérieur paraît incompatible avec les règles conventionnelles de l'esthétique. On connaît bien sur des montages en bois à tenons et mortaises ou à queue d'aronde qui permettent d'assembler deux pièces de bois à angle droit, mais de tels montages ne permettent pas de travailler dans l'espace, c'est-à-dire suivant les trois dimensions et d'autre part les variantes de réalisation restent limitées. C'est le but de la présente invention que de proposer un noeud d'assemblage, notamment d'éléments en bois, dont l'essentiel est masqué et qui permet des réalisations dans les trois dimensions, qui est de montage simple, qui est modulaire et peut être adapté en fonction des besoins suivant deux dimensions uniquement, qui est esthétique, qui présente une grande résistance mécanique et qui reste adaptable également à la réalisation de structures plus importantes telles que des mezzanines ou des jeux pour enfants dans lesquels les séparations des éléments en bois sont de plus grandes dimensions. Aussi, selon la présente invention, le dispositif d'assemblage en trois dimensions suivants les axes X, Y, Z d'éléments modulaires prévus pour réaliser des structures support et notamment de rangement et de construction tels que des mezzanines ou des présentoirs se caractérise en ce qu'il comprend deux premiers éléments orientés suivant le premier axe et muni l'un d'une mortaise et l'autre de deux tenons parallèles, les parois de la mortaise et des tenons étant percées chacune d'un trou de liaison, ces trous étant alignés et les tenons parallèles délimitant un passage central, deux deuxièmes éléments modulaires orientés selon le deuxième axe et munis chacun d'un demi-tenon, chaque demi-tenon comprenant un demi-trou, les demi-tenons étant demi-tenons prévus pour être superposés l'un à l'autre dans le passage central ménagé entre les deux tenons pour reconstituer un tenon, ainsi qu'au moins un cylindre de liaison orienté suivant le troisième axe et et préu pour être reçu dans les trous des premiers et deuxièmes éléments. Selon une autre caractéristique de l'invention, le cylindre comprend au moins une clavette d'immobilisation. Selon un mode de réalisation spécifique de l'invention, le cylindre est prolongé par un élément modulaire auquel il est solidarisé. Ce cylindre est également d'une longueur supérieure à l'épaisseur des éléments modulaires de façon à faire saillie du côté opposé à celui de son introduction et prévu pour recevoir un autre élément modulaire orienté suivant le troisième axe. Selon un mode de réalisation particulier, cet élément modulaire orienté suivant le troisième axe est muni d'un trou orienté perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'élément modulaire et prévu pour recevoir la clavette de façon à immobiliser cet élément modulaire par rapport au cylindre. Selon une variante de réalisation de l'invention, les éléments modulaires comprennent des alésages transversaux régulièrement espacés suivant l'axe longitudinal. En outre, chaque élément modulaire comprend une rainure longitudinale sur deux faces opposées de façon à recevoir la clavette et à l'immobiliser en rotation. Le dispositif d'assemblage selon l'invention comprend également des accessoires tels que des tablettes, ces accessoires étant munis de cylindres destinés à coopérer avec les différents alésages des éléments modulaires. La présente invention est décrite ci-après en regard des dessins suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, dessins sur lesquels - la figure 1 représente une vue en perspective éclatée de 6 éléments modulaires destinés à coopérer entre eux pour former un noeud d'assemblage suivant les trois axes X, Y, Z, - la figure 2 est une vue en perspective d'un élément modulaire à deux demi-tenons, - la figure 3 est une vue en coupe d'un assemblage simplifié avec seulement cinq éléments modulaires, et - la figure 4 est une vue en perspective d'un assemblage partiel d'éléments modulaires selon l'invention supportant un accessoire tel qu'unie étagère. Sur la figure 1 on a la représentation schématique d'un repère orthonormé X, Y, Z permettant de simplifier la description ultérieure. Le dispositif d'assemblage comprend trois paires de deux éléments 10 et 12, 14 et 16, et 18 et 20 orientés respectivement suivant l'axe des Z, Y et X. Le premier élément modulaire 10 comprend une mortaise 22, dont la profondeur est égale à a, a étant la longueur des côtés de la section carrée de chacun des éléments modulaires. Ces éléments ont été choisis à section carrée de façon à simplifier la description. Par ailleurs, la largeur de la mortaise est égale à 3/5 de a, tandis que l'épaisseur de chacune des parois est égale à a/5. Chacune des parois de la mortaise comprend un alésage de liaison 24, ainsi qu'unie rainure 26, orientée longitudinalement et dans la partie médiane de la face portant les alésages de liaison 24. Le deuxième élément modulaire 12, orienté suivant l'axe des Z comprend deux tenons 28, parallèles l'un à l'autre, chacun d'une épaisseur a/5. d'une hauteur a et d'une profondeur également égale à a. Chacun de ces tenons 28 est muni d'un alésage de liaison 30, sensiblement centré par rapport aux tenons et orienté perpendiculairement à ceux-ci. Cet élément modulaire 12 par rapport à l'axe Z comprend un outre une rainure 26 identique à la rainure 26 du premier élément modulaire orienté suivant l'axe des Z. Les deux éléments modulaires 14 et 16, orientés suivant l'axe des Y, sont munis chacun d'un demi-tenon 32 et 34. Ces demi-tenons, d'une épaisseur égale à a/5, ont une profondeur égale à a/2 et une hauteur égale à a. Chacun de ces demi-tenons comprend un demi-alésage 36, 38. Sur cette figure 1, le demi-tenon 32 est orienté avec son demi-alésage 36 ouvert vers le bas, tandis que le demi-tenon 34 est orienté avec son demi-alésage 38 orienté vers le haut. Ces deux demi-tenons sont réalisés dans le plan médian de chacun des éléments modulaires 14 et 16. Chacun de ces éléments modulaires 14 et 16, est muni sur deux faces en vis à vis et parallèles au plan des tenons, de rainures 26 de type identique à celui des rainures des éléments modulaires décrits précédemment. Les deux éléments modulaires 18 et 20, orientés suivant l'axe des X, ont également une section de côté a. Le premier élément modulaire 18 comprend un cylindre de liaison 40, qui fait saillie sur une longueur égale sensiblement à 2a, ce cylindre ayant un diamètre identique à celui des alésages 24, 30 ainsi qu'à celui des demi-alésages 36 et 38. Ce cylindre 40 comprend en outre un trou 42 de section sensiblement rectangulaire et orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe de révolution de ce cylindre. Le deuxième élément modulaire 20 orienté suivant l'axe des X comprend un trou borgne 44, centré par rapport à la section de cet élément et coaxial à son axe longitudinal. Cet élément modulaire comprend également un trou 46, de section sensiblement rectangulaire et orienté perpendiculairement à l'axe longitudinal de cet élément. L'ensemble de ces éléments modulaires est complété par une clavette 48 d'immobilisation. Le montage de l'ensemble de ces éléments stef- fectue de la façon suivante le deuxième élément modulaire 12, orienté suivant l'axe de Z, étant disposé verticalement on introduit les demi-tenons 32 et 34 dans l'espace libre entre les deux tenons 28 jusqu'à ce que l'extrémité de ces éléments modulaires viennent en butée contre ces tenons 28. Il y a donc trois tenons parallèles et parfaitement juxtaposés, le tenon médian étant constitué de deux demi-tenons. On rapporte alors le premier élément modulaire 10, orienté suivant l'axe des Z, qui vient coiffer ces trois tenons par sa mortaise 22. On introduit le cylindre 40 successivement à travers l'alésage de liaison 24 puis à travers l'alésage de liaison 30 du premier tenon 28, à travers l'alésage constitué des deux demi-alésages 36 et 38, à travers l'alésage 30 du second tenon, et enfin à travers l'alésage de liaison 24 de la seconde paroi de la mortaise 22. On obtient un blocage de l'ensemble de ces éléments de liaison, les uns par rapport aux autres, dans des positions orthogonales. Le sixième élément, à savoir l'élément modulaire 20, orienté suivant l'axe des X, est alors solidarisé à l'ensemble en faisant pénétrer l'alésage 44 autour du cylindre 40 et en bloquant l'ensemble du système à l'aide de la clavette 48, qui pénètre à travers l'alésage 46 de l'élé- ment modulaire, puis à travers l'alésage 42 du cylindre 40. Un tel dispositif d'assemblage est d'une grande solidité, d'une grande simplicité de montage et d'une esthétique remarquable dans le sens ou la quasi totalité des pièces de liaison est masquée. Sur la figure 2 on a représenté un élément modulaire tel que 14 qui comprend deux demi-tenons 32, aux deux extrémités, ainsi que deux rainures 26 comme indiqué précédemment. Il comporte en outre un ensemble d'alésages 50, régulièrement espacés, les alésages étant orientés transversalement par rapport à l'axe longitudinal et étant d'un diamètre identique à celui du cylindre 40. De tels alésages 50 permettent l'accrochage et le montage d'accessoires, ainsi que cela sera décrit ultérieurement. Sur la figure 3 on a représenté un noeud d'assemblage identique à celui de la figure 1, dans lequel on a supprimé un des éléments modulaires à savoir l'élément modulaire 20 orienté suivant l'axe des X. En effet, le cylindre 40 est raccourci. On a représenté en trait discontinu les premier et deuxième éléments 10 et 12, orientés suivant l'axe des Z, les éléments 14 et 16 orientés suivant l'axe des Y, ainsi que l'élément 18 orienté suivant l'axe des X. Le cylindre 40 est fixé par collage, par exemple dans un alésage 52, ménagé à l'extrémité de cette pièce modulaire 18. Sur cette vue de détail, on remarque le profil particulier de la clavette 48, en forme de triangle et coopérant avec l'alésage 42 qui est oblique. On obtient ainsi un effet de coin. La rainure 26 permet le blocage en rotation de la clavette 48 et par la même du cylindre 40 et donc immobilise en position l'élément modulaire 18 par rapport aux autres éléments modulaires. Sur la figure 4 on a représenté les deux éléments modulaires orientés suivant l'axe des Z, 10 et 12, ainsi que l'élément modulaire 18, orienté suivant l'axe des X, et l'un des éléments 16, à demi-tenon, orienté suivant l'axe des Y. Ce montage permet de mettre en place une étagère 60, comprenant de façon connue un plateau 62 et munie à ses extrémités de pions 64, sensiblement identiques au cylindre 40 vu précédemment, et bloqués dans les alésages 50 par des clavettes 48, de même type que celles qui assurent la fixation du noeud d'assemblage. Un tel dispositif d'assemblage permet des reprises dans n'importe laquelle des directions orthogonales , soit à partir d'un élément modulaire utilisé en tant que poteau ou d'un élément modulaire utilisé en tant que traverse et en plusieurs endroits de ces poteaux ou traverses. Ceci autorise de nombreuses variantes de réalisation de structure, en tant que rangement volumique modulaire, en tant qu'élément de structure pour loggia, mezzanine, claustras, agencement de bureaux, jeux ou jouets et certaines structures peuvent même être utilisées en extérieur pour la réalisation de maisons à pans de bois, habitations de loisirs ou ensemble de jeux pour jardins d'enfants. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assemblage en trois dimensions suivants les axes orthogonaux (X, Y, Z) d'éléments modulaires prévus pour réaliser des structures support et notamment de rangement et de construction tels que des présentoirs ou des mezzanines, caractérisé en ce qu'il comprend deux premiers éléments (10, 12) orientés suivant un premier axe et muni l'un d'une mortaise (322) et l'autre de deux tenons (28) parallèles, les parois de la mortaise et des tenons étant percées chacune d'un trou (24, 30) de liaison, ces trous étant alignés et les tenons parallèles délimitant entre eux un passage central, deux deuxièmes éléments (14, 16) orientés suivant un deuxième axe et munis chacun d'un demi-tenon (32, 34), chaque demi-tenon comprenant un demitrou (36, 38), les deux demi-trous étant prévus pour être superposés l'un à l'autre dans le passage central pour reconstituer un tenon dont le trou de liaison est aligné avec les autres trous, ainsi qu'au moins un cylindre de liaison (40) orienté suivant le troisième axe et prévu pour être reçu dans les trous de liaison (24, 30 ; 36, 38) des premiers et deuxièmes éléments. 2. Dispositif d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une clavette (48) d'immobilisation axiale du cylindre de liaison. 3. Dispositif d'assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le cylindre (40) est prolongé par un troisième élément (18). 4. Dispositif d'assemblage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le cylindre (40) est d'une longueur supérieure à l'épaisseur (a) des premiers éléments de façon à faire saillie du côté opposé, sa partie en saillie étant prévue pour être reçue dans un perçage d'un autre troisième élément modulaire (20) orienté suivant le troisième axe. 5. Dispositif d'assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit autre troisième élément (20) est muni d'une fente (46) orientée perpendiculairement au troisième axe et prévue pour recevoir la clavette de façon à immobiliser axialement cet élément par rapport au cylindre. 6. Dispositif d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments modulaires comportent des alésages (50) transversaux régulièrement espacés. 7. Dispositif d'assemblage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend également des accessoires (60) tels que des tablettes, ces accessoires étant munis de pions (64) destinés à coopérer avec les différents alésages (50) transversaux des éléments modulaires. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément modulaire comprend une rainure longitudinale (26) sur deux faces opposées de façon à recevoir une portion de la clavette pour immobiliser le cylindre en rotation.