Brevet FR3130910A1 — publié le 20230623

Nœud d'assemblage (11 ; 12 ; 13) utile pour l’assemblage des systèmes (101 ; 102 ; 103) tridimensionnels formés de tubes ou barres (3 ; 5) cylindriques orthogonales, passant à égale distance l'une de l'autre, comportant deux pièces (20 ; 52 ; 53) identiques, attachées par vis (40 ; 41) et un moyen d’indexage (45) optionnel. Il comporte des trous (35 ; 36 ; 37) utiles pour le renforcement des structures ou l’attachement d’autre éléments techniques. Figure pour l’abrégé : Fig. 8 Nœud d'assemblage de précision, rigide et démontable, pour assembler trois éléments cylindriques orthogonaux de diamètre égaux La présente invention concerne un nœud d'assemblage de précision, rigide et démontable, utile pour l’assemblage des systèmes tridimensionnels formés d’éléments cylindriques orthogonaux du même diamètre, comme barres cylindriques ou tubes cylindriques, passant à égale distance l'un de l'autre. Pour simplifier les formulations, les éléments cylindriques à fixer, égaux en diamètre, seront appelés « barres ». Le nœud d’assemblage sera appelé « nœud ». Cette invention a pour but un intérêt majeur écologique, et aussi, pratique et économique visant aussi le milieu industriel que celui du bricolage. Ayant trait aux nombreuses structures tridimensionnelles construites, il est omis à notre échèle humaine cet héritage aux générations futures. Bâtiments, systèmes techniques, destinés à être utilisés une courte durée du temps sont élaborés et recyclés. Pendant ce temps, divers centres d’intérêt amènent les populations à migrer, comme de la campagne à la ville ou vice-versa. Le sol est laissé à l’abandon par des endroits, couvert de constructions et objets qui ne servent à personne, empêchant le développement de l’agriculture ou de la nature. Les diverses structures tridimensionnelles actuelles se déclinent dans un grand choix d’éléments d’assemblage. Machines, rangements, meubles, immeubles, châssis, moyens de déplacement, ont en fin de vie un recyclage coûteux en énergie. La progression technologique rend capable l’évolution des objets par perfectionnement technique et de design. De ce fait, une grande énergie est dépensée pour créer des nouveaux produits et de recycler les produits obsolètes. Il peut ainsi être souhaité de prévoir un certain élément technique solidement construit, qui n’évolue pas, qui ne nécessite pas le recyclage, mais qui permet l’évolution des systèmes de construction et leur démontage, adaptant le lien humain à la nature, et qui contribue à épargner de façon signifiante la dépense d’énergie destinée pour la fabrication des éléments nécessaires à la construction et la déconstruction des structures tridimensionnelles, rendant ce produit pérenne, réutilisable, transportable, polyvalent. À cet effet, il est proposé un nœud d’assemblage caractérisé en ce qu’il est composé de deux pièces principales identiques ou ressemblantes, pourvues chacune de trois empreintes demi-cylindriques du même diamètre, qui fixent rigidement entre elles lesdites trois barres orthogonales passant à égale distance l’une de l’autre, en ce que ledit nœud assure un positionnement précis des barres, en ce que ledit nœud permet une fixation desdites barres à une position quelconque au long de ses empreintes, en ce que ledit nœud rend facilement accessible au grand public la construction sur mesure de structures tridimensionnelles complexes orthogonales et non-orthogonales, en ce que ledit nœud permet son attachement sur les faces planes d’autres éléments techniques. De façon optionnelle, ledit nœud peut être construit dans une variante compatible, composée de deux pièces identiques ou ressemblantes, pourvues chacune de six empreintes demi-cylindriques ayant même diamètre qui fixent rigidement entre elles trois dites barres orthogonales passant à égale distance l'une de l'autre, permettant la permutation desdites barres avant leur fixation, suivant deux configurations possibles de montage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la représente un exemple de système tridimensionnel assemblé par ledit nœud pouvant servir de structure pour chaise, table, lit, marchepied, abris, étagère. la représente un exemple de structure d’escalier assemblée par ledit nœud. la représente un exemple d’une structure tridimensionnelle combinée d’un assemblage desdites barres disposées orthogonale et non-orthogonale, qui pourrait être un garage, un entrepôt, serre. la représente le détail de la illustrant une configuration desdites barres en disposition non-orthogonale assemblée par ledit nœud. la montre les deux configurations possibles de croissement desdites barres orthogonales passant à égale distance l'une de l'autre. la montre les deux variantes symétriques dudit nœud pour fixer les éléments cylindriques orthogonaux dans une des configurations montrées dans la . la représente deux vues du composant principal dudit nœud conforme à l’invention, notamment le composant principal vu de deux côtés opposés. la représente une vue dudit nœud en disposition assemblée par vis et goupilles. La montre une vue éclatée dudit nœud. La illustre deux vues d’une variante polyvalente dudit nœud, pourvue de six empreintes demi-cylindriques, qui permettent l’attachement dudit nœud aux dites barres dans une des configurations montrées dans la . En référence à la , la représente une vue en section dudit nœud, passant par son centre et parallèle à une de ses faces orthogonales extérieure, montrant la disposition des emplacements des goupilles et la goupille d’indexage. La représente une vue isométrique plane des deux types dudit nœud conforme à l’invention qui illustre leur différence. Dans la description qui va suivre, les éléments similaires entre différentes variantes dudit nœud seront désignés par les mêmes références. En se rapportant aux figures 1 à 12, chaque variante dudit nœud 11, 12 et 13 selon l’invention, permet l’assemblage rigide et précis des trois barres 3 orthogonales ayant même diamètre et passant à égale distance l'une de l'autre, sans limiter l’assemblage exclusivement à ces dernières. En se rapportant aux figures 1 à 12, chaque variante 11, 12 et 13 dudit nœud, selon l’invention, permet son démontage. Les figures de 1 à 3 représentent des exemples des structures 101, 102 et 103 tridimensionnelles couramment utilisées. En référence à la , lesdites barres 3 orthogonales, passant à égale distance l'une de l'autre, peuvent être disposées en maximum deux configurations de montage. La barre parallèle à l’axe Z, peut se situer soit dans les quadrants paires formés de deux barres alignées, une sur l’axe X et respectivement Y, soit dans les quadrants impaires. Le passage de la barre parallèle à l’axe Z par les quadrants impaires seront désignés configuration 1 et, le passage de la barre parallèle à l’axe Z par les quadrants paires, configuration 2. Dans la , le nœud 11 correspond à la configuration 1 et son homologue 12 symétrique correspond à la configuration 2. Dans l’exemple présenté, le nœud 11 est formé de deux composants 20 identiques, respectivement le nœud 12 est formé de deux composants 52 identiques et symétriques au composant 20. La construction des systèmes tridimensionnels avec ledit nœud n’impose pas d’utiliser simultanément les deux configurations montrées dans la . Dans une structure tridimensionnelle, l’utilisation simultanée des deux nœuds 11 et 12 montrés dans la , concerne un choix. Par exemple, dans les figures 1 et 2 sont employés le nœud 11 et le nœud 12 pour rendre l’assemblage symétrique. On peut utiliser seulement le nœud 11 ou le nœud 12 pour créer un assemblage asymétrique. La représente une vue trimétrique plane du composant 20. Deux composants 20 assemblés forment ledit nœud d’assemblage de forme cubique avec deux troncatures ayant axe 29 une diagonale perpendiculaire à la troncature 31. Les formes repérées par 21, 22, 23, 24, 26, 27, 30, 35, 36, 37, 38, 39 représentent un motif géométrique qui se répète tous les 120 degrés autour de l’axe 29. Dans la , les trois empreintes 21 demi-cylindriques sont perpendiculaires aux faces 30 orthogonales, respectives de leurs positions. Ces empreintes ont le rôle de recevoir les barres à fixer à leur intérieur. Dans la , le trou 22 débouche par son petit diamètre lisse dans l’empreinte 21 et par l’autre partie filetée dans la troncature 31. Le trou 22 sert de logement pour la goupille de positionnement des barres. Il est représenté plus détaillé dans la . Le trou 22 peut prendre différentes formes pour fixer la goupille avec d’autres méthodes. Dans la , l’intersection des planes correspondant aux faces 26 et 27 génère une droite 28 parallèle à une des diagonales du cube qui intersecte l’axe 29. Les plans correspondants aux faces 26 et 27 sont symétriques par rapport au plan formé de l’axe 29 et la droite 28, et en retrait par rapport au centre du cube, pour laisser une distance entre les composants 20 lors du serrage. Cette configuration géométrique génère une distance constante entre les faces 26 et 27 des deux composants 20 pendant l’assemblage dudit nœud. Dans la , le trou 25 de passage de vis débouchant est coaxial à l’axe 29. Il intersecte les faces centrales coplanaires aux faces 26 et 27. Il débouche dans la troncature 31 par une empreinte hexagonale 32 centrée sur l’axe 29. Chacun des angles séparant deux faces latérales de l’empreinte 32 sont traversés des perçages 33 jusqu’au fond de cette empreinte pour permettre à un écrou de se loger dans son intérieur. Ces perçages 33 sont nécessaires si la pièce est réalisée par fraisage. Un angle séparant deux faces latérales de l’empreinte 32 est pourvu d’un trou 34 fileté borgne qui débouche radialement dans l’empreinte 32. Le trou 34 reçoit une vis sans tète qui empêche l’écrou de quitter l’empreinte 32. L’empreinte 32 hexagonale a le rôle de lamage également pour faire passer une rondelle et tête de vis CHC. Dans la , le trou 23 fileté, le trou 24 lamé de passage de vis, sont parallèles à l’axe 29. Les trous 23, 24 et 25 sont équidistants. Pour des nœuds surdimensionnés, il est possible d’ajouter des trous de fixation respectant le motif géométrique sur 120 degrés. Pour des nœuds sou dimensionnés, il est possible d’enlever les trous 23 et 24. Dans la , sur les faces 30 sont situés les trous 35 de positionnement et les trous 36 filetés pour permettre, le cas échéant, au nœud de s’attacher par vis et goupilles sur face plane appartenant à autre objet dans lequel on a ménagé les trous de serrage correspondants et, suivant la précision requise, les trous d’indexation pour goupilles. Dans la , sur la troncature 31 est situé le trou 37 fileté. Ce trou est destiné à diversifier l’utilité du nœud par l’attachement sur troncature à des éléments mécaniques correspondant aux diverses configurations de montage. La illustre un exemple, détaillé dans la et représenté par la pièce 14 qui fait le lien entre nœud 11 et un système 7 d’ancrage. Dans la , il est représenté ledit nœud fixant trois barres orthogonales. Il est impératif de fixer simultanément trois barres pour assurer un équilibre de forces dans le montage. Afin que cet équilibre des forces de serrage soit préservé, l’exécution du nœud doit être précise, ainsi que les diamètres des barres à fixer. Pour constituer des structures non-orthogonales, un exemple est donné dans la et détaillé dans la . Le nœud positionné à gauche sous l’angle « α » autour de l’axe X, fixe deux barres 3 et une barre 5 de compensation, taillée à la longueur du nœud. L’angle « α » peut prendre la valeur souhaitée. Bien que la fonction du nœud diminue vis-à-vis de cet exemple, en fixant seulement deux barres utiles, il prouve l’utilité par polyvalence. Dans la , il est représenté une vue éclatée trimétrique plane du nœud permettant de repérer tous les composants qui participent à la fixation des barres 3. Conforme à cette vue, le nœud 11 est composé de : deux composants 20, rondelles 44, vis 40 CHC, vis 41 CHC, goupille 45, écrou 42, vis 43 sans tête. Tandis qu’on dispose de deux trous 22 d’indexation pour une barre, seulement un trou 22 sera utilisé. Selon l’exemple illustré à la , la goupille 45 est composée de trois diamètres de différentes longueurs dont : le petit diamètre lisse à fonction d’indexage entre la barre 3 et le composant 20 du nœud, le deuxième diamètre a fonction de butée, et le dernier est un diamètre fileté pour fixer la goupille. Le bout fileté est pourvu d’une empreinte à entrainer la goupille par un moyen de serrage. Dans la est illustré une variante 13 dudit nœud à six empreintes qui peut fixer trois barres 3 suivant les deux configurations montrées dans la . Ainsi, l’utilisation exclusive de ce nœud 13 est suffisante pour construire des assemblages tridimensionnelles symétriques. Dans cet exemple, le composant 53 est exempté des trous 35 et 36. Dans une vue parallèle à l’axe 29 du nœud, représentée par la , sont montrées les empreintes 21 demi-cylindriques des composants 20 et 53 avec motifs distincts de hachure, illustrant les différences entre les deux composants et la configuration géométrique résultante de l’interférence des empreintes 21 dans le composant 53. En lignes pointillées figurent les liens de serrage formés entre vis de serrage face à une empreinte 21 demi-cylindrique. L’assemblage du nœud peut se faire de deux façons. Dans un premier cas, on peut assembler ledit nœud par vis 40 et 41 laissant espace de passage aux barres 3. Ensuite on glisse les barres 3 entre les empreintes 21 dudit nœud, on enfile les goupilles 45 le cas échéant, puis on serre les vis 40 et 41. Dans le deuxième cas, on attache les composants 20 aux barres 3 suivant la direction de l’axe du nœud. Ensuite on attache les vis 40 et 41, on enfile les goupilles 45 le cas échéant, puis on serre les vis 40 et 41. Dans la description détaillée de l'invention, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l'invention aux aperçus de réalisation présentés ici, mais doivent être interprétés comme incluant les équivalents disponibles et l'imagination artistique d'une personne compétente de l'art qui les applique afin de construire le produit qui vient d'être divulgué, sous des formes harmonieuses. Le nœud d’assemblage 11 est constitué de deux composants identiques ou ressemblants 20 complémentaires qui fixent simultanément trois éléments 3 cylindriques, maintenus assemblés avec le vis 40 et/ou les vis 41 par les trous 24, 25 parallèles à l’axe 29 du nœud, le composant 20 étant caractérisé par la présence de trois faces 30 orthogonales extérieures, par la présence de trois empreintes 21 demi-cylindriques orthogonales de diamètres égales passant à égale distance l'une de l'autre, et chaque empreinte 21 passant à distance égale de l’axe 29, en ce que les empreintes 21 sont orthogonales aux faces 30. Le nœud d’assemblage 11 est caractérisé par ce que chaque empreinte 21 du composant 20 comporte un emplacement 22 prévu pour indexer les éléments 3 à son intérieur au moyen d’au moins un élément mécanique comme goupille (45), doigt d’indexage, poussoir d’indexage, broche à bille. Le nœud d’assemblage 11 est caractérisé en ce que le composant 20 peut présenter au moins un trou 35 d’indexation et au moins un trou 36 de fixation sur les faces 30 représentant un motif géométrique qui se répète tous les 120 degrés autour de l’axe 29. Nœud d’assemblage (11) constitué de deux composants identiques ou ressemblants (20) complémentaires qui fixent simultanément trois éléments (3) cylindriques, maintenus assemblés avec vis (40 et/ou 41) par les trous (24 ; 25) parallèles à l’axe du nœud (29), le composant (20) caractérisé par la présence de trois faces (30) orthogonales extérieures, par la présence de trois empreintes (21) demi-cylindriques orthogonales de diamètres égales passant à égale distance l'une de l'autre, et chaque empreinte (21) passant à distance égale de l’axe (29), en ce que les empreintes (21) sont orthogonales aux faces (30). Nœud d’assemblage selon la revendication 1, caractérisé par ce que chaque empreinte (21) du composant (20) comporte un emplacement prévu pour indexer les éléments (3) à son intérieur au moyen d’au moins un élément mécanique comme goupille (45), doigt d’indexage, poussoir d’indexage, broche à bille. Nœud d’assemblage (12) selon la revendication 2, symétrique au nœud d’assemblage (11). Nœud d’assemblage (11 ; 12) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le composant (20 ; 52) peut présenter au moins un trou (35) d’indexation et au moins un trou (36) de fixation sur les faces (30) représentant un motif géométrique qui se répète tous les 120 degrés autour de l’axe (29). Nœud d’assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le composant (20 ; 52) présente une troncature perpendiculaire à l’axe (29), sur laquelle se trouve l’empreinte (32) hexagonale d’un écrou (42) coaxial au trou (25), le trou (37) de fixation respectant un motif géométrique se répétant sur 120 degrés. Nœud d’assemblage (13) selon la revendication 5, avec six empreintes (21) demi-cylindriques.