Brevet FR2744770A1 — publié le 19970814

DESCRIPTION Les jeux de construction pour les enfants et pour les pré-adolescents appartiennent à deux types. Le premier est d'un type qui donne des constructions lourdes, dont la référence actuelle est toujours les Manuels parus dans les années 30, réédités. Le second est d'un type qui, pour donner lieu à des réalisations marquantes, nécessite une masse onéreuse d'éléments. L'invention porte sur un dispositif simple et de faible coût qui permet la construction de structures les plus diverses, y compris des véhicules. Le dispositif objet de l'invention permet aussi de construire des stuctures utiles dans les laboratoires. L'invention porte sur des tiges A, de faible diamètre, quelques mm, qui sont faites d'un matériau rigide et plus susceptible de casser que de se plier. La FIG. 1 représente une coupe axiale longitudinale d'un fragment de la tige A. Sur toute la longueur de ces tiges A , de façon continue, ou tous les quelques centimètres, celles-ci sont entaillées sur leur circonférence entière en trois emplacements. L'entaille centrale (1) a une section en forme de coin. Cette encoche permet de rompre facilement la tige. Il est également possible de recouper les tiges à la demande, à l'aide d'une simple scie à métaux. La longueur des tiges est ainsi adaptée aux besoins. Les deux autres entailles (2), équidistantes de celle centrale (1), à une distance d, ont, au contraire, la forme de cannelures à fond arrondi. Elles ont pour fonction de maintenir en place les moyens d'assemblage, autres objets de l'invention. La valeur de d est adaptée à ces moyens d'assemblage. En cas de besoin, une cannelure à fond arrondi peut être crée manuellement, en n'importe quel emplacement des tiges A, à l'aide d'un outil de forme adaptée. En cours de tige, l'entaille en coin (1) est sans objet. Elle n'affaiblit pas de façon sensible la solidité de la tige. Les entailles symétriques (2) permettent de positionner des moyens d'assemblages aux endroits voulus. Selon une variante, les tiges A sont obtenues à partir d'un matériau plus souple, susceptible d'etre tordu à la demande et de conserver la forme acquise. Dans ce cas, le fractionnement aux emplacements (1) nécessite une pince coupante. Selon une variante commune aux deux précédentes, le diamètre des tiges A est égal à 4,07 i 0,01 mm. Ainsi l'ensemble des produits de l'invention est compatible avec ceux réalisés en Meccano. Selon une réalisation préférentielle, les éléments d'assemblage sont faits d'une matière plastique dure, par moulage multi-empreintes. La FIG. 2 représente une vue en bout des moyens d'assemblage B selon l'invention. Ils se composent de deux demi-coques (3), chacune limitée par un plan commun aux deux. Ces demi-coques enserrent la tige A (4). Chacune des deux demi-coques présente à l'une de ses extrémités une collerette en forme de demi-écrou à 6 pans (5). La réunion des deux demi-coques reconstitue l'écrou complet. Le second écrou à 6 pans (6) visible est celui qui réunit les deux demi-moyens d'assemblage. Le cercle en traits discontinus (7a) est le contour externe du logement d'un disque qui assure la mise en place relative des deux demi-moyens d'assemblage. Selon une exécution variante, l'écrou 6 pans (6) qui réunit les deux demicoques des éléments d'assemblage est métallique. La FIG. 3 est une coupe axiale perpendiculaire au plan de joint des deux demi-moyens d'assemblage. Le premier écrou à 6 pans (5) constitue l'une des extrémités du moyen d'assemblage. Le corps de ces demi-moyens d'assemblage constitue un filetage male légèrement conique (8), dont la petite base constitue l'autre extrémité du moyen d'assemblage. Ces deux demi-coques sont réunies et solidarisées par l'écrou à 6 pans (6), dont le filetage femelle (9) présente la même forme conique, en creux. Le diamètre interne des coques et celui de l'écrou sont réglés pour que, une tige en prise dans le moyen d'assemblage, l'écrou serré bloque ce moyen d'assemblage sur la tige A. L'alésage de chacune des deux demi-coques comporte une saillie transversale, semi-circulaire (10), de même section que celles circulaires (2) présentes, en creux, sur les tiges en de part et d'autre des encoches en coin (1). Cette saillie est située à la distance d de l'extrémité opposée au filetage du moyen d'assemblage, de façon que l'extrémité de la tige affleure celle des demi-coques. Chacune des deux demi-collerettes comporte une cavité semi-circulaire (7). La réunion des deux demi-coques crée une cavité circulaire. Dans cette cavité prend place une couronne selon la FIG. 4. Son diamètre intérieur laisse passer les tiges A et le diamètre extérieur est inférieur à celui de la cavité où elle peut etre incluse. Cette couronne est incomplète. Son trou central (11) se prolonge, selon un rayon, jusqu'à sa périphérie, de façon qu'elle puisse être mise en place en cours de tige A. Cette couronne assure le positionnement relatif des deux demi-coques. L'ensemble permet de bloquer le moyen d'assemblage B sur une quelconque encoche à fond arrondi des tiges A. Selon une réalisation préférentielle FIG. 5, la distance d est égale à la demi-longueur des moyens d'assemblage. Celui-ci se caractérise par la position médiane de sa saillie circulaire (10). Dans cette configuration chacune des deux extrémité du moyen d'assemblage coïncide avec une amorce de rupture (2). Celle située à l'extrémité du filetage facilite la conception des blocs, autres objets de l'invention. Selon une variante, FIG. 6, l'une des deux demi-coques présente à son extrémité externe une patte perforée (12), parallèle à l'axe de la tige. La perforation est de diamètre légèrement supérieur à celui des tiges A. Les FIG. 7 et 8 précisent la forme de cette patte (12). Elle est conçue de façon à pouvoir être assemblée à celle d'autres éléments identiques, selon des orientations variées. L'autre demi-coque peut etre munie d'une patte identique. Les deux peuvent être utilisées simultanément. En extrémité de tige A, elles constituent une chape. En cours de tige, elles permettent de dériver deux ensembles d'extrémités de tiges elles-mêmes munies d'un moyen d'assemblage à patte. Selon une variante illustrée par la FIG. 9, une cale en couronne circulaire (13) peut être intercalée entre l'écrou et celui à 6 pans reconstitué (6). L'épaisseur de cette cale évite le blocage de la tige entre les deux demicoquilles. Elle permet la rotation de la tige à l'intérieur de l'élément d'assemblage. Cette rotation peut être favorisée par l'utilisation d'un lubrifiant. Selon une seconde variante FIG. 10 de l'élément d'assemblage B, l'écrou à filetage conique serré et l'écrou à 6 pans reconstitué sont séparés par une partie cylindrique (14), de diamètre légèrement supérieur à celui du plus grand filet du filetage conique. Sa longueur est égale à la largeur du petit roulement à bille normalisé dont le diamètre intérieur est celui de la partie cylindrique (14). I1 est ainsi possible de créer une roue de véhicule. Selon l'invention des colliers brisés FIG. 11 et 12 existent, avec pour diamètre utile de passage l'enveloppe externe du filetage conique. Cet alésage conique est muni de reliefs (15) qui positionnent de façon fixe le collier sur le filetage conique. Une zone d'épaisseur réduite (16) permet de placer le collier de part et d'autre du moyen d'assemblage. A l'opposé de cette zone de paroi faible, les deux parois se terminent chacune par une patte perforée analogue à celle des demi-coques à patte. Ces deux pattes sont traversées par un boulon dont l'écrou bloque le moyen d'assemblage sur une cannelure à fond arrondi quelconque de la tige. Le boulon et l'écrou de ce collier permettent de raccorder un premier ensemble d'extrémités de tiges, chacune munie d'un moyen d'assemblage à patte. En utilisant une demi-coque munie de la patte perforée, il est possible de raccorder un second ensemble de plusieurs autres extrémités de tiges chacune munie d'un moyen d'assemblage à patte. Avec une deuxième demicoquille munie d'une patte perforée, un troisième ensemble de tiges, chacune munie d'un moyen d'assemblage à patte, peut être dérivé de la tige A principale. Selon l'invention, des collier brisés FIG. 13 et 14 existent avec pour diamètre utile celui des tiges A. Une zone d'épaisseur faible (17) relie deux ailes dont chacune se termine à son autre extrémité par une patte semblable à celle des colliers FIG. 12 et 13. Au voisinage de la partie faible, à égale distance de cette zone, chacune de ces deux ailes est barrée d'un sillon (18) qui correspond à un peu moins d'un demi-diamètre de la tige A. Chacun de ces deux sillons comporte un relief annulaire (10) analogue à celui des demi-coques des éléments d'assemblage, qui positionne le collier sur la tige A. Ce relief annulaire n'est pas situé au centre du sillon, pour obtenir deux possibilités de placement sur une même cannelure à fond arrondi de la tige A. Le boulon qui traverse les deux pattes et son écrou, bloquent le collier et permettent de dériver un ensemble de tiges, chacune munie à son extrémité d'un élément d'assemblage à patte. Selon l'invention, des supports FIG. 15 et 16 existent, composés de deux parties qui enserrent la tige. Chacun de ces deux éléments comporte à égale distance de ses extrémités un sillon transversal (19) dont la section correspond à un peu moins d'un demi-diamètre de la tige A. Chacun de ces deux sillons comporte un relief annulaire (10) analogue à celui des demicoques des éléments d'assemblage, qui positionne le collier sur la tige A. Ce relief annulaire n' est pas situé au centre du sillon, pour obtenir deux possibilités de placement sur une même cannelure à fond arrondi de la tige A. De part et d'autre de cette zone, chacune des deux parties se termine à ses deux extrémités, par une patte semblable à celle des colliers FIG. 12 et 13. Les deux boulons et leurs écrous bloquent le collier et permettent de dériver deux ensembles de tiges, chacune munie à son extrémité d'un élément d'assemblage à patte. Ce support étend aux deux côtés de la tige les propriétés que le collier simple FIG. 13 et 14 présente pour un seul caté.De tels ensembles, moyen d'assemblage à patte et colliers, sont également les supports d'un habillage des structures construites. Cet habillage peut consister en des feuilles découpées aux dimensions requises. Des feuilles de chlorure de vinyle sont particulièrement aptes à cet usage. Economiques, elles se découpent aisément avec des ciseaux ou avec un cutter. Elles peuvent aussi être décorées facilement. L'invention porte aussi sur des éléments FIG. 17 et 18, constitués de deux ailes perforées analogues à celles présentes sur les colliers FIG. 12 et 13, réunies par une zone d'épaisseur faible (20) permettant une flexion d'angle quelconque. Chacun de ces éléments permet de situer dans des plans concourants quelconques deux ensembles d'extrémités de tiges munies chacune d'un moyen d'assemblage à patte. Avec un second de ces éléments, une troisième extrémité de tige est située dans un troisième plan concourant quelconque et une quatrième dans un quatrième plan avec un quatrième élément. Selon l'invention, il existe des blocs polyèdres FIG. 19 de formes variées, dont les faces comportent un ou plusieurs filetages coniques femelles (21) identiques à celui (9) des écrous (6) des moyens d'assemblage. Ces blocs comportent un ou plusieurs alésages coniques femelle filetés qui débouchent sur une face extérieure opposée par une perforation (22) de diamètre suffisant pour laisser passer une tige A. Cette perforation permet à la tige A de traverser le bloc. Lorsque deux faces sont parallèles, il est possible de monter sur chacune d'elles un filetage conique femelle (23) dans un même alignement. En utilisant les cales (13) qui permettent la rotation, on peut, parexemple, faire tourner les deux tiges A (24 et 25) en sens inverse. La distance entre les fonds de ces deux filetages est minimale si les tiges ne dépassent pas les fonds de filetage. Or ces tiges A sont utilisées avec leur extrémité située du côté filetage du moyen d'assemblage. L'examen de la FIG. 2 montre que la cannelure à fond arrondi située au centre du moyen d'assemblage et les amorces de rupture à ses extrémité (FIG 3 et suivantes) répond seule à ces deux utilisations. Pour permettre l'utilisation d'une seule tige A traversante, il est possible de réunir les deux fonds de filetage par une perforation (26) de diamètre supérieur à celui des tiges A. Selon une application, FIG. 20, le bloc est un cube. I1 comporte trois filetages femelles coniques traversants (27). Chacun de ces filetages femelle est situé au voisinage du centre de l'une de trois faces contigus du cube. Les axes des filetage femelles et des perforations traversantes sont orthogonaux entre eux. Cette disposition évite l'impossibilité de faire passer plus d'une tige traversante par un même point. Ces éléments permettent la construction de poutres de section carrée ou rectangulaire, avec des traverses disposées selon des sections perpendiculaires à son axe. Selon une seconde application, deux de ces mêmes blocs FIG. 20, un de chaque côté du véhicule, permettent de réaliser un ensemble directeur. Deux extrémités de tiges orthogonales constituent l'une l'axe de la roue et l'autre un bras de direction. La troisième tige, traversante, est le pivot. Un bloc de conception plus simple peut rendre des services intéressants. Il s'agit de seulement deux filetages femelles coniques orthogonaux entr'eux. FIG. 21. Un bloc de ce type adjoint une possibilité de suspension de type Mac Pherson. Sur l'un des deux filetages on monte un élément d'assemblage avec une cale (13) qui permet la rotation de la tige. Celui-ci reçoit le pivot de la direction. L'autre supporte une tige traversante fixe qui déborde des deux côtés du bloc et constitue l'axe de la suspension. Un second bloc identique (FIG. 21) utilisé de la même façon, sur l'autre côté du premier bloc de direction (FIG. 20), adjoint une possibilité de suspension à deux parallélogrammes. Le bloc de la FIG. 20 peut également etre utilisé. I1 suffit de négliger l'un de ses trois filetages femelles coniques - celui barré en traits discontinus, par exemple. Le seul inconvénient de cette disposition est le plus grand encombrement du bloc de la FIG. 20. REVENDICATIONS REVENDICATION 1 Système de construction caractérisé en ce qu'il est fonde sur l'utilisation de tiges A, de faible diamètre, quelques mm, faites d'un matériau rigide et plus susceptible de casser que de se plier; sur toute la longueur de ces tiges A , de façon continue, ou tous les quelques centimètres, celles-ci sont entaillées sur leur circonférence entière en trois emplacements; l'entaille centrale (1) a une section en forme de coin; cette encoche permet de rompre facilement la tige; les deux autres entailles (2), équidistantes de celle centrale (1), à une distance d, ont, au contraire, la forme de cannelures à fond arrondi; elles maintiennent en place des moyens d'assemblage. REVENDICATIONS 2 Système de construction selon la REVENDICATION 1 caractérisé en ce qu'il comprend des éléments d'assemblage B qui se composent de deux demi-coques (3), chacune limitée par un plan commun aux deux; ces demi-coques enserrent la tige A (4); chacune des deux demi-coques présente à l'une de ses extrémités une collerette en forme de demiécrou à 6 pans (5) et un logement interne pour un disque (7) qui assure la mise en place relative des deux demi-moyens d'assemblage; la réunion des deux demi-coques reconstitue l'écrou complet; le second écrou à 6 pans (6) visible est celui qui réunit les deux demi-moyens d'assemblage; le premier écrou à 6 pans (5) constitue l'une des extrémités; le corps de ces demi-moyens d'assemblage constitue un filetage male légèrement conique (8), dont la petite base constitue l'extrémité du moyen d'assemblage; ces deux demi-coques sont réunies et solidarisées par l'écrou à 6 pans (6), dont le filetage femelle (9) présente la même forme conique, en creux; le diamètre des coques et celui de l'écrou sont réglés pour que, une tige en prise dans le moyen d'assemblage, l'écrou serré bloque le moyen d'assemblage sur la tige A; l'alésage de chacune des deux demi-coques comporte une saillie transversale, semi-circulaire (10), de meme section que celles circulaires (2) présentes, en creux, sur les tiges A de part et d'autre des encoches en coin (1); cette saillie est située à la distance d de l'extrémité opposée au filetage du moyen d'assemblage; chacune des deux demi-collerettes comporte une cavité semi-circulaire (7); dans la cavité circulaire résultante prend place une couronne selon la FIG.4; son diamètre intérieur laisse passer les tiges A; son diamètre extérieur est inférieur à celui de la cavité circulaire; cette couronne est incomplète, son trou central (11) se prolonge , selon un rayon, jusqu'à sa périphérie. REVENDICATION 3 Système de construction selon les REVENDICATIONS 1 et 2 caractérisé en ce que la distance d est égale à la demi-longueur des moyens d'assemblage; la saillie circulaire (10) de celui-ci est en position médiane. REVENDICATION 4 Système de construction selon les REVENDICATIONS 1 et 2 caractérisé en ce que, l'une des deux demi-coques présente à son extrémité externe une patte perforée (12), parallèle à l'axe de la tige; la perforation est de diamètre légèrement supérieur à celui des tiges A; cette patte (12) est conçue de façon à pouvoir être assemblée à celle d'autres éléments identiques, selon des orientations variées; l'autre demicoque peut être munie d'une patte identique. REVENDICATION 5 Système de construction selon les REVENDICATIONS 1 et 2 caractérisé en ce qu'une cale en couronne circulaire (13) peut être intercalée entre i'écrou et celui à 6 pans reconstitué (6); l'épaisseur de cette cale évite le blocage de la tige entre les deux demi-coquilles. REVENDICATION 6 Système de construction selon les REVENDICATIONS 1 et 2 caractérisé en ce que l'écrou à filetage conique serré et l'écrou à 6 pans reconstitué sont séparés par une partie cylindrique (14), de diamètre légèrement supérieur à celui du plus grand filet du filetage conique; sa longueur est égale à la largeur du petit roulement à bille normalisé dont le diamètre intérieur est celui de la partie cylindrique (14). REVENDICATION 7 Système de construction selon les REVENDICATIONS 1 et 2 caractérisé par des colliers brisés, avec pour diamètre utile de passage l'enveloppe externe du filetage conique; cet alésage conique est muni de reliefs (15) qui positionnent de façon fixe le collier sur le filetage conique; une zone d'épaisseur réduite (16) permet de placer le collier de part et d'autre du moyen d'assemblage; à l'opposé de cette zone de paroi faible, les deux parois se terminent chacune par une patte perforée analogue à celle des demi-coques à patte; ces deux pattes sont traversées par un boulon dont l'écrou bloque le moyen d'assemblage sur une cannelure à fond arrondi quelconque de la tige. REVENDICATION 8 Système de construction selon les REVENDICATIONS 1 et 2 caractérisé par des colliers brisés avec pour diamètre utile celui des tiges A; une zone d'épaisseur faible (17) relie deux ailes dont chacune se termine à son autre extrémité par une patte semblable à celle des colliers selon la REVENDICATON 7; au voisinage de la partie faible, à égale distance de cette zone, chacune de ces deux ailes est barrée d'un sillon (18) qui correspond à un peu moins d'un demi-diamètre de la tige A; chacun de ces deux sillons comporte un relief annulaire (10) analogue à celui des demi-coques des éléments d'assemblage, qui positionne le collier sur la tige A; ce relief annulaire n'est pas situé au centre du sillon, pour obtenir deux possibilités de placement sur une meme cannelure à fond arrondi de la tige A; le boulon qui traverse les deux pattes et son écrou, bloquent le collier sur la tige A. REVENDICATION 9 Système de construction selon les REVENDICATIONS 1 et 2 caractérisé par des supports composés de deux parties qui enserrent la tige; chacun de ces deux éléments comporte à égale distance de ses extrémités un sillon transversal (19) dont la section correspond à un peu moins d'un demi-diamètre de la tige A; chacun de ces deux sillons comporte un relief annulaire (10) analogue à celui des demi-coques des éléments d'assemblage, qui positionne le collier sur la tige A; ce relief annulaire n'est pas situé au centre du sillon, pour obtenir deux possibilités de placement sur une même cannelure à fond arrondi de la tige A; de part et d'autre de cette zone, chacune des deux parties se termine à ses deux extrémités, par une patte semblable à celle des colliers selon la REVENDICATION 7; les deux boulons et leurs écrous bloquent le collier sur la tige A. REVENDICATION 10 Système de construction selon les REVENDICATIONS 1 et 2 caractérisé par des éléments constitués de deux ailes perforées analogues à celles présentes sur les colliers selon la REVENDICATION 7, réunies par une zone d'épaisseur faible (20) permettant une flexion d'angle quelconque. REVENDICATIOW 1 1 Système de construction selon les REVENDICATIONS 1, 2 et 3 caractérisé en ce qu'il existe des blocs polyèdres de formes variées, dont les faces comportent un ou plusieurs filetages coniques femelles (21) identiques à celui (9) des écrous (6) des moyens d'assemblage; ces blocs comportent un ou plusieurs alésages coniques femelle filetés qui débouchent sur une face extérieure opposée par une perforation (22) de diamètre suffisant pour laisser passer une tige A; cette perforation permet à la tige A de traverser le bloc; lorsque deux faces sont parallèles, il est possible de monter sur chacune d'elles un filetage conique femelle (23) dans un même alignement. En utilisant les cales (13) qui permettent la rotation, on peut, par exemple, faire tourner les deux tiges A (24 et 25) en sens inverse; la distance entre les fonds de ces deux filetages est minimale si les tiges ne dépassent pas les fonds de filetage, ce qui suppose l'utilisation des éléments d'assemblage objets de la REVENDICATION 3; pour permettre l'utilisation d'une seule tige A traversante, il est possible de réunir les deux fonds de filetage par une perforation (26) de diamètre supérieur à celui des tiges A.