Brevet FR2781035A1 — publié le 20000114

-1 - La présente invention concerne la définition d'une ceinture de blocage qui permet de constituer une structure croisée autobloquante et portante utilisable: - soit sous forme de piètement dans le domaine de l'ameublement et de la décoration (tables et supports à pieds croisés... ) - soit sous forme de structures portantes dans le domaine de l'architecture (chapiteaux, stands, chalets...).. Dans ces deux domaines, on utilise un nombre de pieds égal ou supérieur à 3. La présente invention permet de définir avec précision le blocage du piètement en fonction de la section des pieds, du nombre de pieds, de l'inclinaison des pieds, et de l'épaisseur de la ceinture de blocage. Antérieurement, à cette nouvelle conception, dans la réalisation de tables à pieds croisés, on a pu trouver plusieurs types d'assemblage. 1. Maintien des pieds dans leur partie supérieure au moyen d'une ceinture et utilisation d'un tire fond au point de croisement. 2. Utilisation d'un assemblage complexe du type utilisé en charpente. 3. Assemblage de pieds courbes (ou cintrés) en maillage. 4. Maintien des pieds en position par un lien initialement souple (faisceau). Ces procédés sont souvent complexes donc onéreux et présentent un aspect moins esthétique et/ou déterminent des réalisations aléatoires. La nouvelle conception qui nécessite une définition technique présente un aspect épuré qui la rend attrayante tout en assurant une grande stabilité en résolvant le problème du non écartement des pieds croisés sous les efforts conjugués dûs au poids de la structure, et à la charge appliquée au piètement. Ceci permet d'envisager l'utilisation de cette conception dans le domaine de l'architecture (élaboration de structures). Elle permet en outre l'utilisation de bois rond à connotation traditionnelle. Si on utilise un anneau quelconque avec au moins trois pieds, on obtiendra un blocage à un moment donné mais non défini. On ne maîtrise l'aspect esthétique, fonctionnel et dimensionnel de la structure que par application de la définition mathématique présentée dans cette invention. -2 - Le principe de la présente invention est la définition des dimensions de la ceinture de blocage en fonction des critères voulus par esthétisme ou par utilisation fonctionnelle La définition de la ceinture de blocage de la structure autobloquante et portante s'établit à partir des éléments qui constituent les données. Leur mise en équation et la résolution de ces dernières permettent d'obtenir des résultats qui définissent la structure esthétique et fonctionnelle voulue.Parmi les éléments donnés (indiqués par indice sur la figure 1): le diamètre des pieds (2b), le nombre de pieds, 1' inclinaison des pieds (c) liée au choix des polygones de sustentation et support et la hauteur voulue, l'épaisseur de la ceinture de blocage (e). Le calcul fournit en conséquence des données précédentes, les résultats suivants (Fig. 1): le rayon intérieur médian (R1), le rayon extérieur de contact (R2), qui, en liaison avec l'épaisseur de la ceinture de blocage, déterminent les demi-angles au sommet des deux cônes de la ceinture de blocage. Ces valeurs caractérisent la partie fonctionnelle de la ceinture de blocage, la partie extérieure est purement esthétique, et la résistance à l'effort est déterminée par la section et la qualité de la matière employée. Ces valeurs finales sont obtenues grâce à des calculs mintermédiaires déterminant d, c, D. Les caractéristiques de construction et de montage ne sont fournies qu'après résolution de l'ensemble des équations ce qui permet de définir entre autres, l'excentration des ellipses des pieds, les points d'intersection des ellipses (coupe horizontale AA Fig. 1), le rayon intérieur médian de la ceinture, le décalage des ellipses (D), et le rayon extérieur de contacts (R2). Les explications qui suivent supposent, à titre d'exemple, un piètement à trois pieds. Par raison de symétrie, l'inclinaison (c) des trois pieds est identique. Supposons que nous nous donnions cette inclinaison comme un paramètre de construction. Le plan médian de la ceinture de blocage coupe les trois pieds en déterminant trois ellipses qui, par raison de symétrie, contiennent les points de contact entre les pieds (Fig. 1). Le petit axe 2b et le grand axe 2a de ces ellipses sont déterminés de la façon suivante: 2b = diamètre des pieds 2a = 2b /sin c Par rapport a l'axe de la ceinture de blocage, les ellipses sont excentrées d'une valeur d, première valeur intermédiaire à calculer. -3 - Pour cela, on considère la tangente commune à deux ellipses qui, dans le repère xOy, a pour équation y = cx, avec c = tg 30 . Un premier système d'équation est contitué par l'équation de la droite y = cx et l'équation de l'ellipse (x2 / a2) = (y - d)2 / b2 = 1. La résolution de ce système donne l'excentration des ellipses. Pour calculer le rayon intérieur médian RI, du cercle qui est tangent aux trois ellipses, il faut résoudre un deuxième système soit: (x2 / a2) + (y - d)2 / b2 = 1 équation de l'ellipse x2 + y2 = R12 équation du cercle Le plan supérieur de la ceinture, séparé du plan médian précité d'une valeur égale à une demi- épaisseur de la ceinture de blocage, coupe les pieds en déterminant trois nouvelles ellipses. Vues en plan, ces ellipses sont décalées par rapport aux précédentes d'une valeur: D = demi-épaisseur / tg ca (Fig 1). Pour calculer le rayon extérieur de contact R2 du cercle contenu dans le plan supérieur, et tangent aux trois ellipses, il faut résoudre un nouveau système soit: x2 + y2 = R22 équation du cercle (x - D)2 / a2 + (y - d)2 / b2 =1 équation de l'ellipse. Avec le rayon intérieur médian, le rayon extérieur de contact, et la demi-épaisseur de la ceinture de blocage, il est facile de calculer le demi-angle au sommet des deux cônes. Cette conception permet d'obtenir des structures portantes à caractère décoratif, ou à usage de chapiteaux, stands, chalets,... avec l'avantage de n'avoir que deux types d'éléments de construction: les pieds, et la ceinture de blocage, facilement stockables et manipulables. La conception simplifiée par l'utilisation de seulement deux éléments structurels en permet l'automatisation. Uniquement pour faciliter le montage ou/et le déplacement de la construction, il est prévu de pouvoir insérer une vis ou/et un insert au niveau des points de contact. Cette invention présente par son aspect esthétique et fonctionnel (grand espace pour loger les jambes des convives dans le cas d'une table), par ses multiples possibilités d'application en agencement et structures portantes de construction, une possibilité certaine d'application industrielle notamment par le dimensionnement des polygones de sustentation et de support en fonction de la hauteur de positionnement de la ceinture (stands, chapiteaux, chalets,...) et par la possibilité de supporter des charges dans les volumes générés (planchers, mezzanines... ). -4- Dans les diverses variantes d'utilisation, les pieds peuvent être ronds ou à facettes..., et de différentes natures: usinés, moulés, filés, etc..., et de différents matériaux en respect avec les règles de l'art. Il en est de même pour la ceinture de blocage. La forme intérieure de la ceinture de blocage est de préférence bicônique, car cette disposition assure des lignes de contact et donc des pressions réduites. Cependant, d'autres formes telles que toriques, cylindriques etc, sont envisageables dans la mesure o elles s'inscrivent dans l'angle des deux génératrices du cône, auxquelles elles sont tangentes; cette disposition, éventuellement plus esthétique, suppose des points de contact, et donc des pressions de contact élevées. La ceinture de blocage peut présenter une configuration extérieure variée. Cette conception de piètement peut se réaliser avec un nombre de pieds supérieur ou égal à 3. -5 - REVENDICATIONS 1) Structure croisée autobloquante et portante caractérisée par une pièce technique, dénommée ceinture de blocage, et d'un minimum de trois pieds définis par les éléments donnés: le diamètre des pieds (2b), le nombre de pieds, 5. l'inclinaison des pieds (c) l'épaisseur de la ceinture de blocage (e). La résolution mathématique permet de définir les dimensions techniques: Rl -= rayon intérieur médian R2 = rayon extérieur de contact qui, en relation avec la demi-épaisseur de la ceinture, permettent de calculer le demi-angle au sommet des cônes. 2) Structure croisée autobloquante et portante selon la revendication 1 caractérisée en ce que, pour obtenir le dimensionnement souhaité des polygones de sustentation et de support, la ceinture de blocage est à hauteur correspondante unique, les propriétés du système étant destinées pour ses multiples applications en agencement et structures portantes de construction (stands, chapiteaux, chalets,...) et la possibilité de supporter des charges dans les volumes générés. 3) Selon la revendication 1, la structure croisée autobloquante et portante est caractérisée par une possibilité de montage et démontage simple puisque constituée seulement de 2 types d'éléments simples, facilement stockables (peu de volume). 4) Selon la revendication 3, la structure croisée autobloquante et portante est caractérisée par la possibilité d'insertion d'une vis ou d'un insert au niveau des contacts entre pieds et ceinture de blocage, uniquement pour faciliter le montage et le déplacement éventuel.