Brevet FR2811040A1 — publié le 20020104

La présente invention concerne un ensemble mécanique articulé. L'invention se propose de réaliser un tel ensemble articulé, dont les différents éléments constitutifs sont de conception simple, qui est d'un montage particulièrement aisé et qui, une fois mis en place, possède une excellente résistance à l'égard des différentes contraintes mécaniques s'exerçant sur cet ensemble. A cet effet, elle a pour objet un ensemble mécanique articulé, caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément, au moins un second élément ainsi qu'au moins un élément intermédiaire permettant l'articulation du ou de chaque second élément par rapport au premier élément, en ce que le ou chaque élément intermédiaire est reçu dans un volume intérieur dudit premier élément, cet élément intermédiaire possédant au moins un degré de liberté en rotation par rapport à ce premier élément, en ce que le ou chaque second élément est reçu au moins partiellement dans un volume intérieur de l'élément intermédiaire, en possédant au moins un degré de liberté en rotation par rapport à cet élément intermédiaire, les pourtours des débouchés des volumes intérieurs du premier élément et de l'élément intermédiaire étant sensiblement rigides, et en ce qu'il est prévu des moyens permettant la solidarisation en translation du ou de chaque second élément par rapport au ou à chaque élément intermédiaire, ces moyens de solidarisation comprenant le pourtour du débouché du volume intérieur de chaque élément intermédiaire. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - l'élément intermédiaire est solidaire en transla- tion par rapport audit premier élément; - l'élément intermédiaire possède une surface extérieure sphérique tronquée, et coopère avec une surface intérieure sphérique correspondante, dont est pourvu ledit premier élément; - le second élément possède une tête reçue dans le volume intérieur de l'élément intermédiaire, et ladite tête, l'élément intermédiaire et le volume intérieur dudit premier élément sont concentriques; - l'élément intermédiaire possède au moins un degré de liberté en translation par rapport audit premier élément; - le premier élément possède une portion tubulaire, le long de laquelle est apte à coulisser ledit élément intermédiaire; - le second élément possède une surface extérieure sphérique, apte à coopérer avec une surface intérieure sphérique correspondante de l'élément intermédiaire; - le premier élément possède une échancrure d'intro- duction de l'élément intermédiaire dans le volume intérieur de ce premier élément; - la surface extérieure sphérique dudit second élément est pourvue d'un méplat équatorial d'introduction de ce second élément dans le volume intérieur de l'élément intermédiaire; - le second élément est muni d'un organe de butée amovible, permettant de limiter le pivotement de ce second élément par rapport à l'élément intermédiaire. L'invention va être décrite ci-dessous, en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale, illustrant les différents éléments constitutifs d'un ensemble mécanique articulé conforme à un premier mode de réalisation de l'invention; - les figures 2, 2A et 2B sont des vues analogues à la figure 1, illustrant trois étapes du montage d'un élément intermédiaire de l'ensemble articulé de la figure 1, dans le volume intérieur d'un premier élément de cet ensemble; - les figures 3 et 3A sont des vues analogues à la figure 1, illustrant l'introduction d'un second élément de l'ensemble de la figure 1, dans le volume intérieur de l'élément intermédiaire de cet ensemble; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3A, illustrant une variante de réalisation de l'invention; et - les figures 5 et 6 sont des vues en coupe respectivement longitudinale et transversale, d'un ensemble mécanique articulé conforme à un mode supplémentaire de réalisation de l'invention. L'ensemble articulé représenté à la figure 1 comprend un premier élément, illustré de façon partielle, qui est désigné dans son ensemble par la référence 1. Cet élément possède un corps 2, destiné à être solidarisé par exemple à un plafond, qui comprend une portion 4 définissant un logement 6. Ce dernier constitue un volume intérieur de l'élément 1, bordé par des parois 8 formant un tronçon de sphère. Ces parois possèdent une échancrure 10, permettant d'élargir localement la section de passage du logement 6, de manière à permettre l'introduction d'un élément intermédiaire, comme cela sera décrit dans ce qui suit. Par ailleurs, la dimension transversale 1 du débouché 6' du logement 6 est inférieure au diamètre L de ce logement. L'ensemble articulé comprend également un second élément 12, destiné par exemple à la réception d'un lustre. Cet élément 12 possède une tête sphérique 14 comportant un méplat équatorial 16 s'étendant de façon inclinée, en ce sens qu'il n'est pas perpendiculaire à l'axe principal A de l'élément 12. L'ensemble articulé de la figure 1 comprend enfin un élément intermédiaire 22, dont la surface extérieure 24 forme une portion de sphère, dont le diamètre est identique à celui L du logement 6. L'élément intermédiaire 22 est creusé d'une ouverture traversante, qui définit un logement 26, formant un volume intérieur bordé par des parois sphériques tronquées, dont le diamètre D est identique à celui de la tête 4. Le logement 26 communique avec une chambre 30 permettant le passage d'un organe de manoeuvre non représenté, permettant par exemple la fixation du premier élément 1. Le montage de l'ensemble illustré à la figure 1, va être décrit en référence aux figures 2 et 3. Il s'agit, dans un premier temps, d'introduire l'élément intermédiaire 22 dans le volume intérieur 6 de l'élément 1. A cet effet, on dispose cet élément intermédiaire 22, de sorte que sa surface extérieure sphérique 24 se trouve au voisinage du débouché 6'. Puis, on rapproche axialement l'un de l'autre l'élément intermédiaire 22 et l'élément 1. On fait ensuite pivoter l'élément intermédiaire 22 autour de son axe, de manière que sa surface extérieure 24 s'étende au voisinage des parois intérieures 8, comme le montre la figure 2C. Une fois ces opérations réalisées, l'élément intermédiaire 22 ne possède aucun degré de liberté en translation par rapport au premier élément, car la dimension transversale i du débouché 6' du logement 6 est inférieure au diamètre extérieur de cet élément intermédiaire. En revanche, ce dernier possède trois degrés de liberté en rotation par rapport à ce premier élément. Puis, comme le montre la figure 3, il s'agit d'introduire la tête sphérique 14 du second élément 12 dans le logement 26 de l'élément intermédiaire 22. A cet effet, on incline tout d'abord cet élément 12, de sorte que le méplat 16 s'étende de manière perpendiculaire à l'axe principal de l'élément intermédiaire 22. On rapproche alors cet élément intermédiaire 22 de l'élément 12, selon une translation parallèle à l'axe principal de cet élément intermédiaire 22. Etant donné que la dimension transversale d du méplat est égale, ou légèrement inférieure à la dimension transversale d' du débouché 27 du logement 26, ceci permet l'introduction de la tête 14 dans ce logement 26, illustrée à la figure 3. Si l'élément 12 n'est pas libre de pivoter, il est possible de basculer l'élément intermédiaire 22 au sein du logement 6 de l'élément 1. Puis, on rapproche axialement l'élément 12 de l'élément intermédiaire 22 ainsi basculé, afin que le méplat 16 coopère avec le pourtour du débouché 27. Ensuite, on fait pivoter la tête 14 à l'intérieur du logement, de manière que le méplat 16 ne se trouve plus en regard du débouché 27 précité. La tête 14 est alors libre de pivoter par rapport à ce logement 26, mais ne possède aucun degré de liberté en translation par rapport à l'élément intermédiaire 22, étant donné que le diamètre D de la tête 14 est supérieur à la dimension transversale du débouché du logement 26. Le pourtour du débouché 27 est sensiblement rigide. A cet effet, l'élément intermédiaire peut être réalisé entièrement en un matériau rigide, notamment métallique. En variante, l'élément intermédiaire peut être réalisé en un matériau déformable, tel du polyéthylène, une bague rigide étant alors rapportée au voisinage de ce débouché. Une fois réalisé l'agencement de la figure 3A, on peut rapporter, sur le méplat 16, un moyen de butée avantageusement amovible, tel une vis 32. Cette dernière, en limitant le pivotement de la tête 14 par rapport à l'élément intermédiaire 22, empêche la tête de recouvrer sa position de la figure 3, ce qui évite toute désolidarisation entre l'élément intermé- diaire 22 et le second élément 12. La figure 4 illustre une variante de réalisation de l'invention, dans laquelle le second élément 12' est pourvu d'une tête sphérique 14' ellemême pourvue d'un méplat équatorial incliné 16'. Cette tête 14' est introduite, de façon analogue à ce qui a été décrit précédemment, dans un élément intermédiaire 22' pourvu d'un volume intérieur 26'. Il est à noter que, contrairement à l'exemple décrit en référence aux figures 1 à 3, la tête sphérique 14' et le volume intérieur 26' sont concentriques. Par ailleurs, l'élément intermédiaire 22' est reçu dans le volume intérieur du premier élément 1, de façon analogue à ce qui a été décrit ci-dessus. Les figures 5 et 6 illustrent un autre mode de réalisa- tion de l'invention, dans lequel il est fait appel à au moins deux seconds éléments 12, ainsi qu'à au moins deux éléments intermédiaires 22, identiques à ceux décrits en référence aux figures 1 à 3. Ce premier élément 101 comprend un corps tubulaire 102, qui est terminé par deux extrémités fermées 104 et se trouve creusé d'une première échancrure longitudinale 110, dont le pourtour est rigide, permettant d'introduire chaque élément intermédiaire 22 dans le volume intérieur 106 de l'élément mobile 101. Cette introduction, via l'échancrure 110, est réalisée de façon analogue à celle décrite en référence aux figures 2, 2A et 2B, au moyen d'un pivotement de l'élément intermédiaire d'un quart de tour. Par ailleurs, il est prévu une seconde échancrure longitudinale 110', diamétralement opposée à celle 110, permettant l'accès à chaque second élément 12. Ce mode de réalisation confère trois degrés de liberté en rotation à l'élément intermédiaire 22 par rapport à l'élément mobile 101, et permet également un coulissement axial de cet élément intermédiaire, le long du corps cylindri- que 102. En variante, la tête 14 de chaque second élément 12 peut être concentrique par rapport à l'élément intermédiaire, comme dans l'exemple de réalisation décrit à la référence à la figure 4. Il peut être prévu plus de deux éléments 12 et 22, libres de coulisser dans le corps tubulaire 102. On peut également prévoir des moyens aptes à limiter le déplacement en transla- tion de chaque élément intermédiaire 22, une fois ce dernier mis en place de façon appropriée. L'ensemble articulé conforme à l'invention peut équiper différents types de constructions mécaniques. On citera, à titre d'exemples non limitatifs, un échafaudage, une échelle, une barrière ou bien encore un jeu pour enfants. L'invention permet de réaliser les objectifs précédemment mentionnés. En effet, les différents éléments constitutifs de l'ensemble articulé de l'invention possèdent une structure relativement simple. L'assemblage de ces éléments est particulièrement aisé et peut être réalisé par un utilisateur, sans que ce dernier n'ait à mettre en oeuvre une force physique importante. Le montage des différents éléments n'induit par ailleurs quasiment aucune déformation de ceux-ci, ce qui est avantageux en termes de fiabilité mécanique. Il est à noter que la présence de l'élément intermédiaire autorise le montage mutuel des deux éléments précités, quand bien même il n'existe pratiquement aucun débattement en rotation, entre ces deux éléments. Enfin, une fois l'ensemble mécanique de l'invention assemblé, il possède une résistance élevée à l'égard des contraintes mécaniques, s'exerçant notamment en traction. En effet, la présence de l'élément intermédiaire permet de ne transmettre que dans une très faible mesure les éventuels efforts auxquels est soumis l'ensemble mécanique de l'inven- tion. REVENDICATIONS 1. Ensemble mécanique articulé, caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément (1; 101), au moins un second élément (12; 12') ainsi qu'au moins un élément intermédiaire (22; 22') permettant l'articulation du ou de chaque second élément par rapport au premier élément, en ce que le ou chaque élément intermédiaire est reçu dans un volume intérieur (6; 106) dudit premier élément, cet élément intermédiaire (22; 22') possédant au moins un degré de liberté en rotation par rapport à ce premier élément, en ce que le ou chaque second élément (12; 12') est reçu au moins partiellement dans un volume intérieur (26; 26') de l'élément intermédiaire, en possédant au moins un degré de liberté en rotation par rapport à cet élément intermédiaire, les pourtours des débouchés (6', 27) des volumes intérieurs (6; 106, 26; 26') du premier élément et de l'élément intermédiaire étant sensiblement rigides, et en ce qu'il est prévu des moyens permettant la solidarisation en translation du ou de chaque second élément (12; 12') par rapport au ou à chaque élément intermédiaire (22; 22'), ces moyens de solidarisation comprenant le pourtour du débouché (27) du volume intérieur (26; 26') de chaque élément intermédiaire. 2. Ensemble articulé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit élément intermédiaire (22; 22') est solidaire en translation par rapport audit premier élément (1) - 3. Ensemble articulé selon la revendication 2, caracté- risé en ce que ledit élément intermédiaire (22; 22') possède une surface extérieure (24) sphérique tronquée, et coopère avec une surface intérieure (8) sphérique correspondante, dont est pourvu ledit premier élément (1). 4. Ensemble articulé selon la revendication 3, caracté- risé en ce que le second élément (12') possède une tête (14') reçue dans le volume intérieur de l'élément intermédiaire (22'), et en ce que ladite tête, l'élément intermédiaire et le volume intérieur dudit premier élément (1) sont concentri- ques. 5. Ensemble articulé selon la revendication 1, caracté- risée en ce que l'élément intermédiaire (22) possède au moins un degré de liberté en translation par rapport audit premier élément (101). 6. Ensemble articulé selon la revendication 5, caracté- risé en ce que ledit premier élément (101) possède une portion tubulaire (102), le long de laquelle est apte à coulisser ledit élément intermédiaire (22). 7. Ensemble articulé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier élément (1; 101) possède une échancrure (10; 110) d'introduction de l'élément intermédiaire (22; 22') dans le volume intérieur (6; 106) de ce premier élément. 8. Ensemble articulé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit second élément (12; 12') possède une surface extérieure sphérique, apte à coopérer avec une surface intérieure (28) sphérique correspondante de l'élément intermédiaire (22; 22'). 9. Ensemble articulé selon la revendication 8, caracté- risé en ce que la surface extérieure sphérique dudit second élément est pourvue d'un méplat équatorial (16; 16') d'intro- duction de ce second élément (12; 12') dans le volume intérieur de l'élément intermédiaire (22; 22'). 10. Ensemble articulé selon la revendication 9, caracté- risé en ce que le second élément (12) est muni d'un organe de butée (32) amovible, permettant de limiter le pivotement de ce second élément (12) par rapport à l'élément intermédiaire (22).