Brevet FR2783024A1 — publié le 20000310

La présente invention concerne une armature tubulaire, comme par exemple une structure en treillis réalisée par assemblage de tubes métalliques. Ces armatures sont très répandues dans le domaine de la construction mécanique ou du génie civil, car elles présentent une rigidité importante tout en ayant une masse relativement faible. De manière particulière, des armatures de ce type sont utilisées dans l'industrie automobile pour former des supports d'éléments de carrosserie de véhicules qui servent de raidisseurs à ces éléments tout au long de leur fabrica- tion et pendant leur transport. Une telle structure est réalisée à partir de profilés creux, ou de tubes, métalli- ques ayant une section transversale généralement rectangu- laire. Ces tubes sont fixés les uns aux autres par soudage ou par assemblage boulonné. L'armature ainsi formée comprend des noeuds composés d'au moins un premier tube ayant une extrémité fixée à un deuxième tube pour s'étendre latéralement à ce deuxième tube. En utilisation, cette armature résiste relativement bien à des efforts importants appliqués selon des directions variées. Cependant, lors- qu'un effort est appliqué en particulier perpendiculaire- ment au plan que forment les deux tubes, la section transversale du deuxième tube à tendance à se déformer, une section transversale rectangulaire s'aplatissant légèrement pour revêtir une forme de parallélogramme non rectangle. Ceci est d'autant plus vrai que l'on utilise des tubes à parois tubulaires les plus minces possibles pour disposer de structures les plus légères possibles. Une telle déformation conduit à une déformation de l'élément de carrosserie supporté ou à des défauts d'ajustement de cet élément de carrosserie sur le reste de celle-ci. Il serait donc intéressant de disposer d'armatu- res tubulaires ayant des noeuds renforcés afin d'éviter des déformations transversales des tubes les constituant, tout en étant légères et peu coûteuses. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, une armature comportant au moins un premier tube ayant une extrémité fixée à un deuxième tube de section rectangulaire pour s'étendre latéralement par rapport à ce deuxième tube, l'armature comprenant au moins un élément de rigidification allongé et fixé par ses extrémités au deuxième tube pour s'étendre diagonalement à l'intérieur de celui-ci au voisinage de l'extrémité du premier tube et s'opposer à une déformation transversale du deuxième tube. L'élément de rigidification ainsi formé peut être mis en place en perçant simplement le deuxième tube et en introduisant l'élément de rigidification à l'intérieur de celui-ci puis en accouplant les extrémités de l'élément de rigidification à la paroi du deuxième tube. La mise en place de l'élément de rigidification ne fragilise donc sensiblement pas le deuxième tube et n'entraîne que peu ou pas de déformations de celui-ci. Avantageusement, l'élément de rigidification est une tige, et de préférence la tige est agencée pour former un tirant. L'élément de rigidification est ainsi simple et présente un faible encombrement et une faible masse. Selon un agencement particulier, un deuxième élément de rigidification s'étend diagonalement à l'inté- rieur du deuxième tube, les deux éléments de rigidification faisant un angle entre eux. De préférence, l'armature comprend deux paires d'éléments de rigidification disposées dans le deuxième tube de part et d'autre de l'extrémité du premier tube. L'armature ainsi réalisée peut supporter des efforts alternés selon des directions opposées de sorte que l'armature est particulièrement rigide. Selon un mode de réalisation particulier, au moins une extrémité de chaque élément de rigidification est filetée et traverse la paroi du deuxième tube pour coopérer avec un écrou prenant appui sur le deuxième tube par une pièce intercalaire présentant une face d'appui pour l'écrou et une face opposée en dièdre pour prendre appui sur le deuxième tube au niveau de l'arête longitudinale concernée. Dans une variante, les extrémités de chaque élément de rigidification sont soudées sur les deux arêtes longitudi- nales. Par ailleurs, lorsque l'assemblage des tubes est réalisé par boulonnage, l'extrémité du premier tube porte une plaque de fixation assemblée à une plaque correspon- dante de fixation solidaire du deuxième tube. L'assemblage ainsi réalisé est relativement lourd. En outre, la plaque correspondante de fixation est en général soudée directe- ment sur une première face longitudinale du deuxième tube, ce qui engendre des contraintes sur toute l'étendue de la soudure et entraîne des déformations importantes rendant nécessaire une reprise par usinage de la plaque pour permettre l'assemblage des tubes entre eux. Selon une caractéristique particulière de l'in- vention, l'extrémité du premier tube portant une plaque de fixation assemblée au deuxième tube et parallèle à une première face de ce dernier, au moins deux éléments support sont fixés à deux faces longitudinales opposées du deuxième tube encadrant la première face susdite de façon que les éléments supports aient chacun une partie débordant de cette première face pour supporter la plaque de fixation à distance de cette face. Ainsi, la plaque de fixation est assemblée aux éléments support. Dans le cas o les éléments support sont soudés au deuxième tube, les déformations engendrées lors du soudage sont limitées. De plus, les supports contribuent à rigidifier le deuxième tube au niveau de sa liaison avec le premier tube. En outre, les extrémités des supports sur lesquelles repose la plaque de fixation constituent un élément de référence permettant un ajustement précis des tubes entre eux. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en perspecti- ve, avec écorché, d'une armature selon un mode de réalisa- tion de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe transversale, selon le plan II de la figure 1, de la structure selon cette réalisation, - la figure 3 est une vue partielle en coupe transversale de la liaison entre un élément de rigidifica- tion et un des tubes, selon une variante de réalisation de l'invention, la figure 4 est une vue en coupe transversale d'un élément intercalaire assurant l'interface entre un écrou de fixation de l'élément de rigidification et le deuxième tube dans la variante de la figure 3, - la figure 5 est une vue partielle en perspec- tive de l'armature selon une autre variante de l'autre invention, - la figure 6 est une vue partielle transversale de l'armature de la figure 5. Aux figures 1 et 2, on peut voir une armature tubulaire comprenant un premier tube généralement désigné en 1 s'étendant perpendiculairement à un deuxième tube généralement désigné en 2. Les tubes 1 et 2 sont ici des profilés métalliques ayant une section transversale de forme rectangulaire. Le tube 1 a une extrémité 3 soudée sur une face longitudinale 4 du tube 2 de sorte que le tube 1 s'étend latéralement par rapport au tube 2. L'armature comprend deux paires d'éléments de rigidification 5, allongés s'étendant diagonalement à l'intérieur du tube 2. Les éléments de rigidification 5 sont ici formés de tiges réalisées en un alliage métalli- que. Chaque paire est disposée d'un côté de l'extré- mité 3 du tube 1. Les éléments de rigidification 5 de chaque paire forment un angle entre eux et ont des extrémi- tés 6 reçues dans des perçages 7 s'étendant au travers de deux arêtes longitudinales 8 opposées du tube 2. Les extrémités 6 sont soudées sur l'extérieur du tube 2 au niveau de ces arêtes longitudinales 8. Les éléments de rigidification 5 ainsi formés constituent des tirants qui s'opposent à une déformation transversale du tube 2 lorsqu'un effort s'exerce sur le tube 1 selon une direction normale au plan contenant les directions longitudinales des tubes 1 et 2, direction notée F à la figure 2. En variante, ainsi que représenté aux figures 3 et 4, on pourra prévoir que les extrémités 6 des éléments de rigidification 5 soient filetées et s'étendent en saillie à l'extérieur du tube 2. L'élément de rigidifica- tion 5 sera alors monté sur le tube 2 par l'intermédiaire d'un écrou 9 prenant appui sur une pièce intercalaire 10. La pièce intercalaire 10 est ici réalisée sous la forme d'une cornière dont l'arête d'angle est traversée par un perçage 11 et a été cassée du côté extérieur pour former une surface 12 d'appui de l'écrou 9. La surface interne 13 de l'élément intercalaire 10 est en appui sur les faces longitudinales 4 et 14 du tube 2 qui s'étendent de part et d'autre de l'arête 8 à laquelle est fixée l'extrémité 6 concernée. On pourra également prévoir que seule une extré- mité 6 de l'élément de rigidification 5 soit filetée, l'autre extrémité présentant une tête renflée pour venir en appui de la surface 12 de l'élément intercalaire. Selon une autre variante, et en référence aux figures 5 et 6, l'armature tubulaire comprend un premier tube 1 ayant une extrémité 3 soudée à une plaque de fixation 15 associée au deuxième tube 2 pour s'étendre ici parallèlement à la face longitudinale 4 du tube 2. La plaque de fixation 15 est montée sur le tube 2 par l'intermédiaire de quatre éléments supports 17 fixes par paires et en vis-à-vis sur les faces longitudinales 14 du tube 2 encadrant la face longitudinale 4. Les éléments supports 17 sont des barreaux ayant une face longitudinale 16 soudée sur la face longitudinale 14 concernée pour s'étendre de manière sensiblement perpen- diculaire à la face longitudinale 4. D'autres modes de fixation, comme par exemple une fixation par vissage, peuvent être utilisés. Les barreaux 17 ont une face d'extrémité 18 s'étendant en saillie par rapport à la face longitudinale 4 et sur laquelle est vissée la plaque de fixation 18. On comprend que de la sorte la plaque de fixation 18 s'étend à distance de la face longitudinale 4 du tube 2 et que les barreaux 17 coopérant avec la plaque de fixation 18 contribuent à rigidifier le tube 2. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'inven- tion tel que défini par les revendications. L'invention s'applique ainsi à tout type d'assem- blage de poutres formant un angle quelconque entre elles. L'invention s'applique de la sorte à une armature de tubes en matériau composite tel qu'une matière plastique renfor- cée de fibres de verre ou de carbone. Les extrémités des éléments de renfort seront alors de préférence filetées et associées à des écrous prenant appui sur le tube par une pièce intercalaire ayant une face d'appui pour l'écrou et un dièdre opposé pour reposer sur le tube. En outre, les éléments de rigidification 5 pourront être réalisés en toute matière apte à leur conférer la résistance requise, telle que l'acier, une5 matière plastique de haute résistance ou renforcée... REVENDICATIONS 1. Armature comportant au moins un premier tube (1) ayant une extrémité (3) fixée à un deuxième tube (2) de section rectangulaire pour s'étendre latéralement par rapport à ce deuxième tube, caractérisée en ce que l'arma- ture comprend au moins un élément de rigidification (5) allongé et fixé par ses extrémités (6) au deuxième tube (2) pour s'étendre diagonalement à l'intérieur de celui-ci au voisinage de l'extrémité (3) du premier tube (1) et s'opposer à une déformation transversale du deuxième tube. 2. Armature selon la revendication 1, caractéri- see en ce que l'élément de rigidification (5) est une tige. 3. Armature selon la revendication 2, caractéri- sée en ce que la tige (5) est agencée pour former un tirant. 4. Armature selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un deuxième élément de rigidification (5) s'étend diagonalement à l'intérieur du deuxième tube (2), les deux éléments de rigidification (5) faisant un angle entre eux. 5. Armature selon la revendication 4, caractéri- sée en ce qu'elle comprend deux paires d'éléments de rigidification (5) disposées dans le deuxième tube (2) de part et d'autre de l'extrémité (3) du premier tube (1). 6. Armature selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins une extrémité (6) de chaque élément de rigidification (5) est filetée et traverse la paroi du deuxième tube (4) pour coopérer avec un écrou (9) prenant appui sur le deuxième tube (2) par une pièce intercalaire (10) présentant une face d'appui (12) pour l'écrou et une face opposée (13) en dièdre pour prendre appui sur le deuxième tube (2) au niveau de l'arête longitudinale (8) concernée. 7. Armature selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les extrémités (6) de chaque élément de rigidification (5) sont soudées aux arêtes longitudina- les (8) de la paroi du tube. 8. Armature selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, l'extrémité (3) du premier tube (1) portant une plaque de fixation (15) assemblée au deuxième tube (2) et parallèle à une première face (4) de ce dernier, au moins deux éléments support (17) sont fixés à des faces (14) du deuxième tube (2) encadrant ladite première face (4) de façon que les éléments supports 10. (17) aient chacun une partie débordant de cette première face (4) pour supporter la plaque de fixation (15) à distance de cette première face (4).