Brevet FR3155567A1 — publié le 20250523

La présente invention concerne un principe d’assemblage rapide permettant de relier rigidement des tubes entre eux, ainsi que des tubes et des plaques ou profilés, pour réaliser des structures démontables, de type échafaudage et construction métallique. Ce principe procure un encastrement entre les pièces à assembler, permettant de réduire le nombre des diagonales. Les vis d’assemblage sont internes ; aucune saillie ne s’oppose à l’habillage des constructions. L’assemblage est constitué : - d’une chape ou d’un crochet fixé sur la première pièce à assembler, - d’une vis spécifique comportant une section conique, présente dans la seconde pièce à assembler, perpendiculairement au plan de la chape (ou du crochet). La vis est placée à l’intérieur de deux bagues solidaires de la seconde pièce à assembler. La tête de la vis coulisse librement dans l’une des bagues ; l’autre bague est taraudée, et reçoit la partie filetée de la vis. Lors du serrage de la vis, la partie conique de celle-ci, prenant appui sur une surface adaptée à l’intérieur de l’alésage de la chape (ou du crochet), exerce un effort de traction dans le plan de cette dernière. La traction accoste très fermement les pièces à assembler. La suppression du jeu de montage, obtenu par le serrage de la vis, fonctionne de manière identique pour les chapes et les crochets ; le système d’assemblage peut être complètement inclus dans le tube qui comporte la vis et les deux bagues. Principe d’assemblage mécanique démontable, destiné à la construction rapide de structures en tubes, tubes et plaques ou profilés. 1. Etat de la technique Les solutions disponibles pour répondre aux besoins de structures démontables sont : - les colliers d’échafaudages boulonnés, pour tubes ronds lisses, - les assemblages à clavette pour les échafaudages en acier, composés de poteaux à coupelles soudées, et de traverses comportant des pièces d’extrémités spécifiques (échafaudages dits multidirectionnels), - les assemblages à tenons, chapes et goupilles lisses pour les structures en aluminium, - les montages par coincement des rayonnages métalliques, généralement réalisés en profilés ouverts de tôle pliée, - les assemblages boulonnés des constructions métalliques classiques, en tubes et profilés avec platines, diagonales ou goussets. 2. Inconvénients des systèmes disponibles : - Le montage des échafaudages en tubes et colliers est fastidieux ; les échafaudages multidirectionnels s’assemblent plus rapidement, mais tous deux sont difficiles à habiller (par des tissus ou parois) et à aménager (planchers, garde-corps ...). Ceci, en raison des pièces d’assemblage (coupelles, colliers) qui font en saillie au-delà du plan des tubes, et surtout des diagonales qui doivent être placées en porte à faux, à l’extérieur de la construction. Pour cette raison, les échafaudages multidirectionnels exigent de nombreuses diagonales de contreventement, qui souffrent de surcroit, du jeu indispensable à leur mise en place. Le problème du contreventement horizontal est également mal résolu. Le stockage des poteaux à coupelles et des traverses avec leurs pièces d’extrémité saillantes, est très mal aisé. - Les assemblages des structures en aluminium ("ponts" triangulaires ou carrés) sont adaptés aux constructions en treillis, et ne s’appliquent pas aux tubes ou barres isolés. - Les rayonnages métalliques sont essentiellement stables en présence de charges verticales ; les profilés ouverts résistent mal en torsion et leurs systèmes d’assemblages par coincement ne supportent pas les montages et démontages successifs, en force. - Les constructions métalliques classiques demandent un montage très long, en raison des nombreux boulonnages, et des divers réglages liés à l’addition des jeux de fabrication. 3. Présentation de l’invention L’objet de l’invention est un principe d’assemblage rapide permettant de relier rigidement des tubes et des plaques ou profilés, ainsi que des tubes entre eux, pour réaliser des constructions démontables nettes et stables. 4. Solution proposée aux problèmes posés Le système objet de l’invention procure un encastrement entre les pièces à assembler. L’accostage énergique des pièces entre elles permet de réduire le nombre des diagonales. Les vis d’assemblage sont internes et les pièces jointes sont utilisables dans toutes les positions, sans crainte de desserrage. Aucune saillie ne s’oppose à l’habillage des constructions ; les diagonales, quand elles sont nécessaires, sont dans le plan de la structure. Le rangement des traverses, sans aucune pièce saillante, est très compact. 5. Description détaillée L’assemblage met en œuvre quatre pièces principales : - Une pièce plate (chape ou crochet), fixée sur l’un des éléments à assembler (tube rond, carré ou rectangulaire, plaque, pièce massive …), - Une vis perpendiculaire au plan de la chape (ou du crochet), - Deux bagues qui reçoivent la vis. Ces trois derniers composants sont mis en place dans l’autre pièce à assembler (généralement un tube carré ou rectangulaire). * La pièce plate est : - soit fermée, formant un anneau, appelée "chape" dans ce document (1 FIG. 3 ), - soit ouverte, sur un côté ou en bout, appelée "crochet" dans ce document (2, 5 FIG. 1 et 3 FIG. 3 ). * Le tube à assembler (4), qui peut être une traverse, une solive, un montant ..., est appelé "traverse". Les chapes ou les crochets sont fixés par une face (6) sur l’une des pièces à assembler (poteau 12 FIG. 2 ), poutre (13 FIG. 2 ), tube (14 FIG. 3 ), plaque (15 FIG. 4 ) …Cette fixation est définitive (sertissage, soudure), démontable (boulonnage), ou réglable par l’intermédiaire de rails, ou de perçages réguliers (voir crochet à boulonner 5). La traverse à assembler (4) reçoit à son extrémité, deux bagues vis-à-vis (8 et 9), fixées sur les parois latérales de ce tube. Une vis spécifique (7), comportant une section conique (10), est placée transversalement au tube, à l’intérieur des deux bagues. La tête de la vis coulisse librement dans l’une des bagues (8). L’autre bague (9) est taraudée, et reçoit la partie filetée de la vis. Un jeu suffisant est prévu à la fabrication, pour mettre aisément en place les pièces à assembler. Lors du serrage de la vis, la partie conique de celle-ci, prenant appui sur une surface adaptée (11) à l’intérieur de l’alésage de la chape (ou du crochet), exerce un effort de traction dans le plan de la chape (ou du crochet). La traction accoste très fermement les pièces à assembler entre elles. Ce principe de suppression du jeu de montage, obtenu par le serrage de la vis, fonctionne de manière identique pour les chapes et les crochets. L’usage des crochets permet de disposer les vis dans les traverses de manière imperdable, grâce à un épaulement coté extérieur de la bague lisse (n°8). Les montages sont plus rapides et les traverses tiennent déjà en place avant serrage. Les montages avec chapes utilisent des vis séparées (18), à engager lorsque la traverse est positionnée. Les traverses assemblées sur des crochets (2 ou 5) peuvent disposer d’un dispositif complémentaire, réalisé par un talon (17) placé sur le crochet, qui, suivant la profondeur de l’encoche (16) de la traverse, verrouille cette dernière sur le crochet lors du serrage de la vis (7). Le système d’assemblage décrit ci-dessus est complètement inclus dans la traverse. * Montage : Dans la description qui suit, le montage classique d’une traverse entre deux montants (ou deux poutres) est pris en exemple, ceci afin de distinguer les différentes possibilités. Chapes ou crochets sont fixés verticalement sur leurs supports. La mise en place des traverses peut s’effectuer de deux manières : - Par un déplacement de la traverse de haut en bas, transversalement à son axe : la traverse est engagée sur une chape, ou crochet ouvert vers le haut. Elle comporte une découpe (16) correspondant à l’encombrement du crochet (figures 1 et 2). La vis est séparée (cas de la chape) ou intégrée à la traverse (cas du crochet ouvert). Ce type de montage permet de placer une traverse entre deux éléments fixes, (cas très courant FIG. 2 ). - Par un déplacement de la traverse suivant son axe : la traverse est engagée sur une chape, ou un crochet ouvert en bout ( FIG. 3 , 4 et 5). C’est un tube sans découpe. La vis est séparée (18, cas de la chape) ou intégrée à la traverse (cas du crochet ouvert en bout). Il faut écarter un montant pour mettre en place la traverse. Ce type de montage convient bien pour des assemblages isolés : main courante sur potelet ( FIG. 3 ), plaque sur tube ( FIG. 4 ), tubes en bout ( FIG. 5 ). Cet exemple n’exclut pas d’autres configurations. Les assemblages peuvent être mis en œuvre dans toutes les positions (chapes ou crochets à plat, inclinés ; traverses obliques …). Pour les structures nécessitant des diagonales, des châssis contreventés sont réalisés avec deux traverses parallèles reliées par des barres obliques ( FIG. 6 ). Ces châssis s’utilisent verticalement, horizontalement, ou en oblique. Les diagonales isolées se placent dans le plan des traverses. Les traverses et les châssis contreventés ne comportent aucune pièce saillante. Leur rangement est aisé. L’outillage nécessaire au montage est très réduit (une seule clef suffit). Les vis comportent de préférence une empreinte interne (vis à tête hexagonale creuse, hexa lobulaire, cruciforme…). Elles ne nécessitent ni rondelles, ni écrous. * Applications Ce principe permet d’assembler des éléments de structure dans diverses configurations (poteaux et poutres, poutres et solives, tubes en bout, tubes parallèles, perpendiculaires ou en oblique, tubes et plaques … en divers matériaux), pour réaliser des constructions de type échafaudage, des structures supports pour évènements et spectacles (scènes, grill, gradins …), des praticables (structures de planchers, parois, escaliers, garde-corps …), du mobilier, des aménagements provisoires ou définitifs. Description des dessins La première planche présente les vues isométriques des pièces constituant un modèle d’assemblage ( FIG. 1 ), et d’ensembles, démontés et montés, de poteau et traverse, et de poutre et solive ( FIG. 2 ). Ces montages s’effectuent sans déplacement des supports qui reçoivent les traverses. Les seconde et troisième planches de dessins présentent des vues isométriques de divers assemblages en bout : main courante sur un montant ( FIG. 3 ), plaque sur un tube ( FIG. 4 ) et tubes bout à bout ( FIG. 5 ). La dernière planche de dessins ( FIG. 6 ) présente des exemples de châssis contreventés, avec deux traverses parallèles et des diagonales. Dispositif d’assemblage interne et rapide permettant de relier rigidement des pièces entre elles, les pièces pouvant être des tubes et des plaques ou profilés, pour réaliser des structures démontables de type échafaudage et construction métallique, caractérisé en ce que l’assemblage met en œuvre quatre pièces principales : - une chape (1) ou un crochet (2, 3) comportant une ou plusieurs portées coniques (11), fixé sur la première pièce à assembler (12, 13, 14, 15) - une vis spécifique (7) perpendiculaire au plan de la chape (1) ou du crochet (2, 3) - deux bagues (8, 9) qui reçoivent ladite vis. La vis (7) comportant une section conique (10) et étant présente dans la seconde pièce à assembler, généralement une traverse (4), la tête de la vis coulissant librement dans l’une des bagues (8) l’autre bague (9) étant taraudée et recevant la partie filetée de la vis. Dispositif d’assemblage selon la revendication n°1 caractérisé en ce que dans le cas d’un assemblage avec crochet (2, 3) la bague lisse (8) comporte sur son coté extérieur un épaulement qui reçoit la tête de la vis (7), afin de rendre cette vis imperdable. Dispositif selon la revendication n°1, caractérisé par la possibilité de mettre en place la traverse (4) sans écarter les pièces qui la reçoivent, grâce à une découpe (16) correspondant à l’encombrement du crochet (2) ou de la chape (1). Dispositif selon la revendication n°1 et n°3, caractérisé par un verrouillage complémentaire, réalisé par un talon (17) placé sur le crochet (2, 5), qui, suivant la profondeur de l’encoche (16) de la traverse, verrouille cette dernière sur le crochet lors du serrage de la vis (7). Dispositif selon les revendications n°1, n°3 ou n°4, caractérisé par la constitution de châssis contreventés, composés de traverses (4) parallèles, reliées par des barres diagonales (figure 6).