Brevet FR2895303A1 — publié le 20070629

-1- Procédé pour l'obtention de structures courbes rigides, et structures obtenues par la mise en oeuvre de ce procédé. La présente invention concerne un procédé pour l'obtention de structures 5 courbes rigides. Elle vise également les structures courbes rigides obtenues par la mise en oeuvre de ce procédé et utilisées pour la réalisation d'objets divers. Plus précisément, l'invention se rattache à un procédé pour l'utilisation de structures courbes rigides à partir d'une feuille plane flexible sans utilisation d'armature métallique. 10 Il est notamment envisagé d'appliquer l'invention à la réalisation d'appareils d'éclairage (abat-jour, lampes, appliques, suspensions,....), d'emballages (boites à structures galbées, ...), de pièces de mobilier (piètements de tables, sièges de bureaux, paravents, ...), de structures essentiellement ornementales, etc... Les objets manufacturés comportant application de l'invention, peuvent être 15 proposés aux acheteurs par les voies habituelles du commerce, ou vendus sous forme de kits accompagnés de notice de montage et de modèles d'objets réalisables. Actuellement, pour maintenir une feuille de matériau souple, courbée dans un plan, on est contraint d'utiliser une armature ou un support correspondant à la 20 forme attendue, et d'appliquer la dite feuille sur cette armature qui a une fonction de raidisseur. Par exemple, la réalisation d'un abat-jour classique de forme sensiblement tronconique, nécessite, habituellement, une structure composée d'une armature métallique sur laquelle est adapté de manière permanente ou amovible un habillage décoratif pouvant être constitué par un tissu ou une feuille 25 exécutée dans un matériau plus ou moins rigide (WO-99/08044). La présence de cette armature, n'autorise pas l'utilisation de matériaux transparents ou translucides permettant d'offrir un aspect décoratif élevé, à cause de la projection d'ombre sur la surface de la feuille recouvrant la dite armature. Dans le cas de l'utilisation de feuille totalement transparente, teintée -2- ou non par une couleur, la vision de l'armature au travers de ladite feuille ne permet pas d'obtenir un aspect visuel décoratif optimal. D'autre part, la réalisation de formes courbes irrégulières impose une réalisation complexe et coûteuse de l'armature, risquant fortement d'alourdir l'ensemble final par le nombre important de raidisseurs constitutifs du support de la feuille à courber. L'invention se propose d'apporter des solutions simples et économiques aux problèmes sus mentionnés non résolus par les procédés et les dispositifs de l'état de la technique, en particulier de supprimer toutes armatures ayant pour fonction de supporter et d'assurer le raidissement de surfaces courbes d'objets réalisés à partir d'un matériau flexible, ou de permettre la réalisation, au moyen d'une feuille flexible, d'objets actuellement exécutés dans un matériau rigide applique ou vasque d'éclairage par exemple ). Selon l'invention, ces problèmes sont résolus grâce à un procédé pour l'obtention de structures courbes à partir d'une feuille plane ou un matériau plat flexible, ce procédé étant notamment remarquable en ce que la feuille à cintrer est découpée et rainurée (ou poinçonnée) selon un motif géométrique qui est calculé en fonction des courbes de la structure à réaliser, les éléments constitutifs du motif géométrique sont ensuite pliés suivant un angle prédéterminé, par exemple selon un angle de l'ordre de 90 , vers l'intérieur de la courbe,de sorte à créer une pluralité de languettes de raidissement rattachées à la feuille par des lignes de pliage en forme de courbe déterminant la courbure ou les courbures de ladite feuille, les languettes de raidissement étant maintenues en position pliée par un système de blocage, de sorte que la structure courbe ainsi nervurée se trouve alors verrouillée dans sa forme définitive. Le dispositif de blocage est complémentaire au procédé d'obtention de forme courbe, pouvant être ou non associé à la feuille courbée en fonction de l'effet visuel décoratif ou de la rigidité de la courbe souhaitée. Ce dispositif de verrouillage peut se composer du même matériau, ou non, que la feuille à courber. Ce dispositif de verrouillage bloque dans leur position, les éléments pliés constitutifs du motif géométrique. -3- Le procédé selon l'invention permet de stabiliser une feuille flexible dans n'importe quelle configuration de courbure, simple ou complexe, sans support et sans armature, la feuille s'autobloquant dans la configuration de courbure attendue. Un avantage découlant du procédé selon l'invention particulièrement intéressant, résulte du fait qu'il est possible d'obtenir la variation d'une courbe réalisée sur une feuille flexible par ledit procédé en faisant varier l'angle de pliage de l'élément constitutif du motif géométrique réalisant ladite courbe de la feuille flexible, par un moyen mécanique ou automatique. lo D'autres avantages découlant du procédé selon l'invention, concernent la réalisation de structures courbes à moindre coût de production et de montage, en utilisant un unique matériau pour la réalisation d'ensembles tels que abat-jour, paravent... et, un transport plus aisé en utilisant la forme originale plate, du matériau constitutif de l'objet, par exemple l'abat-jour. 15 L'invention ne se limite pas aux applications avantageuses sus mentionnées et peut, par exemple, être utilisée pour toute autre application utilisant des feuilles en matériau flexible avec des formes courbes plus ou moins complexes, à tendance décorative, fonctionnelle ou autres. Les buts, caractéristiques, et avantages ci-dessus, et d'autres encore, 20 ressortiront mieux de la description qui suit, et des dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 est une vue perspective d'un exemple d'application de l'invention à la réalisation d'une garniture ou abat-jour de lampe de chevet. 25 - La figure 2 est une vue déroulée d'une partie de la feuille prédécoupée utilisée pour la réalisation de cette garniture. La figure 3 est une vue déroulée d'une partie du dispositif de verrouillage assurant le maintien en forme de ladite garniture. -4- La figure 4 est une vue de détail, en perspective et, à caractère schématique du verrouillage des languettes de mise en forme et de raidissement de la feuille souple. La figure 5 est une vue schématique illustrant un mode de détermination 5 du motif géométrique à découper dans la feuille souple. La figure 6 est une vue perspective d'une autre application du procédé, par exemple à la réalisation d'une structure rigide formant une applique murale. La figure 7 est une vue en coupe des languettes de mise en forme et de 10 raidissement de la feuille souple et du dispositif permettant son blocage d'un élément constitutif d'un motif géométrique. La figure 8 est une vue en coupe des languettes de mise en forme et de raidissement de la feuille souple et du dispositif permettant leurs blocages de deux éléments constitutifs d'un autre motif géométrique. 15 - La figure 9a est une vue, à caractère schématique et en coupe, d'un élément constitutif du motif géométrique plié suivant un certain angle a1. La figure 9b est une vue, de dessus, à caractère schématique, de la courbure de la feuille résultante du pliage d'un élément constitutif du motif géométrique suivant l'angle al. 20 - La figure 10a est une vue, à caractère schématique et en coupe, d'un élément constitutif du motif géométrique plié d'un certain angle a2. La figure 10b est une vue de dessus, à caractère schématique, de la courbure de la feuille résultante du pliage d'un élément constitutif du motif géométrique suivant l'angle a2. 25 On se réfère aux dits dessins pour décrire un exemple intéressant, bien que nullement limitatif, de mise en oeuvre du procédé et de réalisation de structures courbes rigides selon l'invention. -5- Dans l'exposé qui suit, le terme "pattern" désigne un élément constitutif du motif géométrique qui, après nervurage, découpage et pliage forme une languette de rigidification de la structure courbe à réaliser. Le procédé, selon l'invention, pour l'obtention de structures courbes rigides utilise une feuille plane ou un matériau plat flexible 1 se laissant facilement courber, tels que par exemple du polypropylène, papier fort, feuille métallique flexible, ou autres, consiste à découper et à poinçonner ou rainurer la feuille 1 suivant un motif géométrique 3 défini, constitué d'une succession de patterns 3a, 3b, 3c, ... le long des rainures R3a, R3b, R3c, ..., déterminés suivant la courbure ou la rigidité souhaitée, à plier les patterns 3a, 3b, 3c, ... suivant un angle prédéfini, généralement proche de 90 , par rapport au plan représenté par la surface de la feuille flexible 1, et à bloquer lesdits patterns 3a, 3b, 3c, ..., en fonction de la rigidité souhaitée ou de l'aspect décoratif, à l'aide d'un dispositif de blocage. Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, les languettes de raidissement formées après pliages des patterns 3a, 3b, 3c, ., sont maintenues en position pliée en utilisant un système d'entretoisement et de blocage permettant de relier lesdites languettes deux à deux et suivant la configuration et la disposition des patterns du motif géométrique...DTD: Selon un mode de mise en oeuvre, le procédé selon l'invention permet de faire varier la courbure de la feuille 1 en faisant varier l'angle d'inclinaison du pliage du pattern défini pour réaliser ladite courbe par rapport au plan représenté par la surface de la feuille flexible 1, à l'aide d'un moyen mécanique ou un automatisme, par exemple une vis sans fin qui modifie l'angle de pliage. Le dispositif de blocage, selon l'invention, pour l'obtention de formes courbes rigides en verrouillant les patterns ou languettes 3a, 3b, 3c, ... découpées dans la feuille flexible 1, est, selon un mode d'exécution, constitué par une bande d'entretoisement 2, pouvant être fabriquée dans un matériau identique, ou non, à la matière de la feuille flexible 1, et dans laquelle on effectue une succession de découpes 6, 7 dites de verrouillage ou de blocage et qui permettent de maintenir les dits patterns 3a, 3b, 3c, ... dans leur position pliée. -6- Les courbes souhaitées correspondant au dessin de l'objet que l'on désire obtenir sont définies sur une feuille de détermination du motif géométrique 3 sous une forme schématique et en vue de dessus (figure 5). Le motif géométrique 3 correspondant à la transcription des courbures de la structure rigide finale à réaliser est défini par la rigidité souhaitée et, la courbure de chaque tronçon élémentaire de l'objet. Ce motif géométrique est constitué d'une succession de patterns 3a, 3b, 3c, ... qui sont alignés sur un ou plusieurs niveaux formant le dit motif géométrique, et transcrits sur la feuille permettant la réalisation de la structure courbe de l'objet défini. Les patterns 3a, 3b, 3c, ... sont déterminés en utilisant des lignes de construction (Lcl), (Lc2), (Lc3), ..., nommées aussi cordes, coupant la courbure de la forme schématique en deux points, par exemple (A) et (B) pour la ligne de construction Lcl. Les points formés par l'intersection de la corde et le dessin de la courbure de l'objet, par exemple (A) et (B) pour Lcl, délimite une courbe constitutive d'un pattern 3c. La corde définie par les points (A-B) correspond à la ligne de découpe D3c et la courbure R3c correspond à la ligne de pliage des languettes de rigidification du pattern 3c. Les points (A) et (B) délimitant la courbe ne peuvent pas s'intervertir lors de la transcription de la courbure déterminée sur la feuille 1, car la courbure peut ne pas être symétrique. Le pattern peut être défini pour former une nervure, par exemple le pattern 3a ou 3b, ou deux nervures, par exemple le pattern 3c. La forme du pattern 3a ou 3b formant une seule nervure est constituée, d'une part, de la courbe déterminée lors de la construction définissant la courbure attendue de l'objet, et d'autre part, de la corde reliant les points de la courbe formés par ses extrémités. Le pattern 3c déterminé pour former deux nervures est constitué par un pattern défini comme ci-dessus (simple nervure), sur lequel on applique une translation géométrique de l'arc suivant l'axe formé par ses deux extrémités, connu aussi sous l'appellation d'effet miroir, la forme résultante étant par exemple une forme d'oeil, ou une forme comportant deux courbes identiques en vis-à-vis. -7- Le pliage d'un pattern pour constituer une languette de raidissement est réalisé après poinçonnage ou rainurage de la feuille souple 1 et après découpe de la ligne droite reliant les deux extrémités de la courbe définie pour ledit pattern. Le pliage est ensuite réalisé en pliant vers l'intérieur de la courbure de l'objet désiré en suivant la courbe ou les courbes du pattern, formant ainsi une languette constituant la nervure. La rigidité souhaitée est définie par la largeur de la nervure constitutive d'un pattern, par exemple 3a. Cette largeur est fonction du tracé de la corde, par exemple Lc2, pour une courbure donnée, et fonction de l'aspect esthétique souhaité. La rigidité maximale est obtenue au centre de la corde Lc2, le pattern 3a possédant à cet endroit la plus grande largeur de nervure. Chaque série de patterns se trouve à une hauteur ou un niveau spécifique N1, N2, N3, ... sur la feuille souple 1 de telle sorte qu'il existe un tronçon de matière 10 séparant deux patterns et définie par le recouvrement (R). Le rayon de courbure R3a, R3b, R3c, ... correspond à la courbe qui sera formée sur la feuille souple 1 après le pliage du pattern respectivement 3a, 3b, 3c, .... Le nombre de patterns constituant le motif géométrique 3, correspond, principalement, au nombre de pliages nécessaires pour épouser au plus prés la courbure de la forme de l'objet que l'on réalise, de la rigidité de la structure souhaitée, et, selon un aspect purement visuel ou décoratif que l'on désire donner à l'objet. Chaque pattern peut être muni d'un ou plusieurs trous 4 en prévision de l'utilisation du dispositif de blocage. Lorsque le motif géométrique est déterminé, il est transcrit sur la feuille souple 1 à l'aide d'une machine à découper et à poinçonner ou rainurer. Chaque pattern 3a, 3b, 3c, ... est plié suivant chaque ligne de pliage arquée desdits patterns respectivement à partir de la découpe, D3a, D3b, D3c, ... suivant un angle, généralement proche de 90 , de préférence vers l'intérieur de la courbure à donner. Ce pliage forme ainsi une languette de nervurage ou nervure, qui rigidifie la paroi de la feuille souple 1 visant à former une structure courbe rigide. -8- La feuille flexible 1 prend la forme de chaque ligne courbe de pliage R3a, Rab, R3c, ... présente dans les patterns 3a, 3b, 3c, ... pour former l'objet, et elle se trouve rigidifiée par les languettes de nervurage issues du pliage des patterns 3a, 3b, 3c, ... d'une part, et par le chevauchement des dites languettes de nervurage entre elles, d'autre part. Selon un mode d'exécution intéressant, la bande d'entretoisement 2 constituant le dispositif de blocage, est découpée et composée d'au moins deux découpages distincts 6 et 7 répétitifs. La découpe 6 de blocage comprend deux encoches 6' de préférence de forme rectangulaire, sur la bande 2, de chaque côté de ses bords latéraux. Ces encoches sont munies de petites saillies 8 ou ergots placés au centre de l'encoche 6', et préférentiellement, de forme triangulaire. Les découpes 6 et plus particulièrement les saillies 8 permettent le verrouillage de deux nervures formées par pliage d'un même pattern, par exemple le pattern 3c, en insérant la bande 2 pliée suivant l'axe formé par les deux saillies 8 entre les deux rebords pliés formant les nervures dudit pattern, les dites saillies 8 s'insérant dans les trous 4 dudit pattern, comme par exemple, le pattern 3c, en plaçant chaque saillies 8 de la bande 2 dans l'un des trous 4 dudit pattern. La découpe 7 de blocage comprend un trou 7', de préférence de forme rectangulaire, centré sur la bande 2. Ce trou est muni de petites saillies ou ergots 9 placés au centre du trou 7', et préférentiellement, de forme triangulaire. Ce découpage 7 et plus particulièrement les saillies 9 permettent le blocage de deux nervures formées dans deux patterns superposés distincts, en insérant les deux rebords pliés formant les nervures des patterns dans le trou 7' de la bande 2 et en plaçant les saillies 9 dans les trous 4 des deux patterns, comme par exemple, la nervure des patterns 3a et 3b, en plaçant chaque ergot 9 dans les trous 4 desdits patterns. Pour faciliter le placement de la bande 2, elle est repliée sur elle-même à chaque motif suivant l'axe formé par les pointes des saillies en opposition (8-8, 9- 9) d'une même découpe de blocage. Ce pliage permet d'insérer la bande 2 entre les languettes de nervurage des patterns 3a, 3b, 3c, ... verrouillant ceux-ci à -9- l'aide des saillies 8, ou 9, qui entrent dans les trous 4, de chaque pattern 3a, 3b, 3c, ... découpé sur la feuille 1 comme sus mentionné. Suivant un autre mode d'exécution de procédé de l'invention, le blocage des languettes de nervurage dans la position angulaire de pliage désirée n'est pas réalisé par la bande d'entretoisement 2, mais par un moyen mécanique ou un automatisme permettant d'incliner à volonté, en actionnant ce moyen mécanique ou cet automatisme, les languettes d'un ou plusieurs patterns permettant de faire varier la courbure de la feuille 1 résultante du pattern, par exemple pour faire varier le dossier d'un siège réalisé par l'application du procédé. Pour un angle donné al d'inclinaison de la languette de nervurage d'un pattern 22, correspond une courbure R1 sur la structure rigidifiée. Pour un angle donné a2 d'inclinaison de la languette de nervurage d'un pattern 22, correspond une courbure R2 sur la structure rigidifiée. La variation par le dispositif mécanique ou l'automatisme de l'angle représenté par la surface frontale de la feuille 1 et de la nervure créée par pliage du pattern 23, permet de faire varier la courbure résultante formée par ledit pattern 23. Dans l'illustration décrite en figure 1, un tube 5 est placé sur les bords de la feuille souple 1 permettant d'offrir un aspect visuel satisfaisant et de joindre les deux bords de la dite feuille souple 1. Dans l'illustration décrite en figure 6 est montrée une autre utilisation du procédé dans la réalisation d'une applique murale 10 qui est constituée de deux feuilles souples 11 et 11', dont la feuille 11 est maintenue courbée par l'utilisation dudit procédé. Selon ce mode de réalisation, l'applique 10 comprend un support rigide constitué par une feuille souple 11 comprenant deux patterns 12 et 12' dont les languettes de nervurage respectivement 13 et 13' sont maintenues en position pliée à l'aide du support de la douille 20 comprenant une lampe 16, par exemple -10- une tige filetée 15 traversant les deux languettes de nervurage 13 et 13' et se vissant, d'une part, dans la douille 20 et, d'autre part, sur un écrou de serrage 22. La fonction purement décorative est réalisée par la feuille 11' qui correspond à la forme extérieure visible de l'applique. La feuille 11' est attachée au support rigide, la feuille 11 rigidifiée par l'application du procédé, à l'aide de l'insertion de deux languettes (non représentée) formée dans ladite feuille 11,dans des fentes (non représentées) présentes sur les rebords pliés 21 de ladite feuille 11'. Ses rebords pliés 21 reçoivent au niveau de la zone de pliage deux baguettes 19 à vocation purement esthétique, attachées à la dite feuille 11' par des liens 18. Pour fixer l'applique sur un mur, des trous de fixation 17 sont réalisés dans la feuille 11. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'obtention de structures courbes rigides à partir d'une feuille plane flexible ou d'un matériau plat flexible, caractérisé en ce que la feuille à cintrer (1) est rainurée et découpée selon un motif géométrique (3) qui est déterminé en fonction des courbes de la structure à réaliser, les éléments (3a, 3b, 3c, ...) constitutifs du motif géométrique (3) sont ensuite pliés suivant un angle prédéterminé, par exemple selon un angle de 90 , vers l'intérieur de la courbe, de sorte à créer une pluralité de languettes de raidissement rattachées à la feuille par des lignes de pliage courbes (R3a, Rab, R3c, ... ) déterminant la courbure ou les courbures de ladite feuille (1), les languettes de raidissement (3a, 3b, 3c, ...) étant maintenues en position pliée par un système de blocage (2), de sorte que la structure courbe nervurée se trouve alors verrouillée dans sa forme définitive. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les languettes de raidissement (3a, 3b, 3c, ...) sont maintenues en position pliée en utilisant un système d'entretoisement (2) permettant de relier lesdites languettes deux à deux et suivant la configuration et la disposition des patterns du motif géométrique (3). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les languettes de raidissement (3a, 3b, 3c, ...) sont maintenues en position pliée en utilisant une bande continue d'entretoisement (2) recevant des découpes définies (6 ou 7) permettant de maintenir lesdites languettes (3a, 3b, 3c, ...). 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la variation d'une courbe de la feuille souple (1) est obtenue en faisant varier l'angle de pliage de l'élément constitutif du motif géométrique.- 12 - 5. Structures courbes, telles que par exemple abat-jour, applique, vasque d'éclairage, piétement , paravent, lampe, suspension, boite à structures galbées, sièges, ou des structures essentiellement ornementales, caractérisées en ce qu'elles sont réalisées par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 6. Structure courbe selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une feuille flexible (1) comportant une pluralité de languettes de raidissement (3a, 3b, 3c, ...) découpées dans ladite feuille (1) et présentant une forme déterminée en fonction d'un motif ou pattern géométrique, ces languettes étant pliées et rattachées à la feuille (1) par des lignes de pliage en forme de courbe et étant maintenues en position pliée par un système de blocage (2), de sorte que la structure courbe nervurée se trouve verrouillée et rigidifiée dans sa forme définitive. 7 Structure courbe selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que le système de blocage est constituée par une bande d'entretoisement (2) permettant de relier deux à deux les languettes formant les nervures de la feuille (1). 8. Structure courbe selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6 ou 7, caractérisée en ce qu'une bande d'entretoisement (2) comprend des découpes de verrouillage (6, 7) dont la forme et le nombre sont déterminés suivant la configuration du motif géométrique à maintenir en position pliée. 9. Structure courbe selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'une bande d'entretoisement (2) utilisant ou non le même matériau que la feuille (1) flexible, et comprenant des découpes dites de verrouillage ou de blocage (6) ou (7), permet de maintenir les languettes de nervurage dans leurs positions pliées. 10. Structure courbe selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que les languettes de raidissement (3a, 3b, 3c, ...) sont maintenues en position pliée en utilisant par exemple un dispositif mécanique ou un automatisme permettant de faire varier l'angle-13-d'inclinaison formé par lesdites languettes (3a, ou 3b, ou 3c, ...) et la surface frontale de la feuille (1) faisant varier la courbure de ladite feuille 1 par ledit dispositif mécanique.