<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux constructions sphériques
La présente invention concerne des constructions sphéri- ques ainsi qu'un procédé perfectionné pour bâtir de telles cons- tructions et, en particulier, une construction sphérique faite d'un rand nombre d'éléments rigides préfabriqués qui forment chacun une partie aliquote de la construction'sphérique et qui sont disposés côte à côte en contact les uns avec les autres, chacun de ces éléments étant formé d'un cadre rigide et d'un pan- neau qui couvre la superficie du cadre.
Les constructions sphériques s'utilisent, par exemple,
<Desc/Clms Page number 2>
pour protégor des appareils tels que des installations de radars, pour enformor un espace contenant des lieux de délassement, tels quo dos théâtres des piscines et autres, pour procurer un abri pour dos hôpitaux de campa;;ne dans des régions sinistrées ou dans des sonos d'opérations militairs pour protéger les indi vidus, les approivisionnements et les installations dos effets nui $!bloc du mauvais temps régnante par exemple, dans des zones arcti- ques ainsi que des pluies tropicales quo .7:
'on rencontre dans la jungle Pour ces applications il est do première importance quo los constructions sphériques puissent être facilement et rapide- ment montées et démontées et qu'elles puissent être commodément rangées et facilemetn transportées vers les chantiers désirés.
Les techniques actuelles utilisées pour bâtir des constructions sphériques manquent de souplesse en ce qui concerne la facilité ot la rapidité du montage et du démontage. De plus, elles se sont avérées laborieuses et encombrantes et, par conséquent, onéreuses.
L'usage de cette construction de bâtiment autrement très intéres- sante ne s'est, par conséquent, guère répandu.
L'invention envisage un nouveau procédé intéressant pour construire des constructions sphériques qui aide à surmônter ces inconvénients ot qui facilite, par conséquent, l'utilisation plus répandue et plus économique de ce type particulier de construction de bâtiments.De plus, le procédé suivant l'invention peut parfai- tement s'adapter au montage et au démontage rapides et aisés de constructions sphériques par des ouvriers moins nombreux et moins spécialisés que ceux qui étaient nécessaires jusqu'à présent. De plus, en raison de la simplification de la fabrication des éléments des constructions sphériques, le prix de revient total de la fabri- cation des constructions sphériques a été réduit de manière appréciable.
Cela étant, l'invention a notamment pour buts de procurer:
<Desc/Clms Page number 3>
des constructions sphériques qui puissent être rapidement et facilement montées et démontées; un procédé perfectionné pour bâtir des constructions sphé riques suivant lequel on préfabrique un grand nombre de cadres rigides couverts chacun d'un panneau, chaque élément formant une partie aliquote de la construction sphérique, on dispose les cadres rigides côte à côte en contact les uns avec les autres pour former la construction sphérique et on fixe les cadres rigides les uns aux autres dans cette disposition; un élément pour une construction sphériquo comprenant un cadre rigide de forme triangulaire et un panneau qui couvre sa superficie délimitée par le cadre rigide;
un élément pour une construction sphérique comprenant des blocs dangle en V et des plaques latérales oblongues munies de rabats qui en font partie intégrante, les blocs et les plaques latérales étant fixés les uns aux autres pour former un cadre rigi de délimitant une ouverture triangulaire,, et un panneau de la même dimension et de la même forme que l'ouverture triangulaire, les bords du panneau pouvant être attachés au cadre rigide au moyen des rabats; un élément pour une construction sphérique comprenant un cadre de forme triangulaire et un panneau de la môme dimension attaché au cadre, le bloc d'angle du cadre déterminant la forma du cadre et l'angle par rapport aux côtés du cadra de manière que l'on obtienne la courbure de la construction sphérique;
un radome présentant un faible taux de perte de haute fréquence et un faible écart boresight.
D'autres buts de l'invention ressortiront clairement de la description détaillée donnée plus. loin..
L'invention comprend donc le procédé perfectionné et la construction sphérique dont la structure, la combinaison d'éléments, et l'agencement sont tels que décrits plus loin à titre d'exemple.
<Desc/Clms Page number 4>
Pour mieux comprendre la nature et les buts de l'invention, on se référera à la description détaillée donnée ci-après à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la Fig. 1 montre une construction sphérique conforme à l'invontion, en partie arrachée pour en montrer l'intérieur la Fig. 2 est une vue en perspective, en partie assemblée, d'un élément pour une construction sphérique conforme à l'invention, une partie du panneau da couverture étant arrachée pour mieux mon- trer la construction; la fig 3 est une vue en perspective et à plus grande échelle d'une partie de l'élément représenté à la fig 2; la fig 4 montre une seconde forme d'exécution de la Fig. 3.
Comme le montrent les dessins et en particulier la Fig. 1, la référence 10 désigne une construction sphérique con- forme à l'invention dont une partie est arrachée pour en montrer l'intérieur. La construction 10 est montée sur un socle ou une fondation annulaire appropriée 12. 11 est à remarquer que la cons- truction 10 n'est pas une sphère complète mais représente plutôt un corps taillé dans une sphère, On comprendra, par consé- quent, que par les termes "sphère" et "sphérique" utilisés dans ce mémoire et dans les revendications annexées, on entend non seulement des corps sphériques complets mais également des corps constitués par une partie de sphère.
Au cours du montage de la construction sphérique 10 sur le socle annulaire 12, on observe des considérations de construction classiques qui ne font pas partie de l'invention. L'un des brevets principaux décrivant une telle construction de bâtiment sphérique ainsi que les principes généraux qui s'y appliquent est le brevet américain n 2.682.235 délivré à R.B. Fuller le 29 juin 1954. D'autres brevets correspon- dants concernant des sphères et des constructions sphériques sont, entre autres, les brevets américainsn 2.711.181 de G.B. Woods,
<Desc/Clms Page number 5>
2.978.074 de C.J. Schmidt et 2.978.704 de A. Cohen et al.
Chacun de ces brevets, à l'excoption du brevet de Woods, procura cependant une construction sphérique dans laquelle des entretoi ses, des tubes, des poutres cintrées ou des éléments métalliques allongés sont reliés à des déments d'extrémité tels que des moyeux, des manchons ou des éléments analogues pour former la charpente ou la ceinture métallique rigide do la construction sphérique. Le brevet de Woods, par ailleurs, prévoit des cadres pliables qui ont en substance la forme de cerf-volant, chaque cadre étant pourvu de sa propre membrane de couverture qui y est attachée, en substance comme un drap de lit sur un matelas.
A rencontre des principes décrits dans ces brevets, la construction sphérique 10 suivant l'invention est formée d'un grand nombre d'éléments rigides préfabriqués 14 formant chacun une partie aliquote de la construction 10 et disposes côte à côte en contact les uns avec les autres pour former la construction 10.
Chaque élément 14 comprend un cadre rigide,de préférence en métal léger et un panneau de matière en feuille, par exemple une matière plastique pour couvrir la superficie délimitée par le cadre.
Lorsque la construction suivant l'invention est utilisée comme radôme, le panneau est fait d'une matière essentiellement trans- parente aux ondes radio-électriques. Une matière présentant une bonne résistance mécanique et une bonne résistance aux intempéries est spécialement nécessaire pour des radomes car ces radômes sont souvent placés à des endroits battus par les vents et soumis à d'autres conditions climatiques extrêmes. L'une de ces matières est une résine de polyester armée de'fibres de verre.
Lcs éléments 14 sont en outre,de préférence mais pas nécessairement,de forme triangulaire.La dimension particulière et la forme des éléments rigides 14 sont évidemment déterminées par la dimension désirée de la construction sphérique 10 à bâtir et peuvent être calculées conformément aux principes bien connus décrits dans le brevet de
<Desc/Clms Page number 6>
Fullor ou dans le brevet de Cohen et consorts précités. l'application de ses prineipes à la construction sphérique 10 ne fait pas par- tie do la prjsente invention.
One forme d'exécution préférée d'un tel élément rigide préfabriqué este consituée par l'élément 20 destiné à une construc- tion sphérique représentée en perspective et en partie assemblée à la fig 2.
Cet triangulaire 20 comprend, à titre d'exemple,trois plaques latérales extrudées 22, 24 et 26, trois blocs d'angle coules 30, 32 et 34 et un panneau 21 en n'importe quelle matière en feuille désirée de préférence en matière plas tique, selon l'usage final auqual la construction sphérique est destines. Il est à remarquer que chaque plaque latérale 22, 24 et 26 est munie d'un rabat 27a 27b et.
270 respectivement. Ces rabats 27a, 27b ot 27c détendent tout le long des plaques latéra- les 22, 24 et 26 et en font partie intégrante, formant des rai- nures en V 29a, 29b et 29c avec celles-ci.
Les plaques latérales 22 24 et 26 peuvent être fabriquées en n'importe quel métal léger et sont de préférence en aluminium ou en un alliage à base d'alu- minium. Les plaques 22, 24 et 26 peuvent en outre être fabriquées conformément à des procédés d'extrusion bien connus en utilisant des filières spéciales pour obtenir la section désirée dans laquelle le rabat forme la rainure en V. Les blocs d'angle 30, 32 et 34 peu- vent être fabriqués par coulée dans des matrices appropriées et sont de préférence faits du même métal ou .du même alliage métallique que celui utilisé pour extruder les plaques latérales 22, 24 et 26.
Il est à remarquer que les surfaces externes des blocs d'angle (les blocs 30 et 32 de la Fig. 2) sont légèrement incli- nées, de sorte que les deux cotés de chaque bloc d'angle forment un angle dièdre. On obtient nécessairement le même angle en incli- nant les plaques latérales 22, 24 et 26 lorsqu'elles sont fixées, par exemple par soudage,aux blocs d'angle pour offrir une rigidité
<Desc/Clms Page number 7>
maximum. Cette inclinaison est telle que les plaques latérales 22,
24 et 26 font dos angles aigus avec le panneau 21. a mesure que l'on assemble les éléments triangulaires au moyen de boulons, ces angles s'additionnent progressivement jusqu'à for- mer un contour sphérique.
La Fig. 3 est une vue en perspective et à plus grande échelle d'une partie de Isolément 20 d'une construction sphéri- que représentée à la Fig. 2. Cette partie comprend le bloc d'angle 30 de forme particulière auquel, comme le montre le des- sin, une extrémité d'une plaque latérale 22 est attachée. Le bloc d'angle 30 comprend une section d'extrémité triangulaire 31 et deux sections latérales planes 33 et 35.
La section d'extré mité triangulaire 31 et les deux sections latérales planes 33 et . 35 forment, à leurs jonctions respectives, deux rentrants laté- raux 39 destinés à recevoir les plaques latérales de manière qu'elles soient à niveau avec la section d'extrémité triangulaire
31 Comme le montre clairement la Fig. 3, la plaque latérale 22 présente un rabat 27a qui en fait partie intégrante et qui forme une rainure en V 29a entre lui et l'aile 25 de la plaque latérale 22.
Les deux sections latérales planes 33 et 35 du bloc d'angle 30 sont en outre percées de trous espacés 11,
13 et 15, 17 respectivement qui correspondent à des troue égale. ment espacés ménagés dans les plaques latérales 22, 24 et 26.
Les trous espacés 15 et 17 de la section latérale plane 35 du bloc d'angle 30 correspondent donc aux trous espacés et superposés
45 et 47 de la plaque latérale 26, comme le montre clairement la Fig 2. Ces trous espacés sont disposés de manière qu'un élément triangulaire 20 de la construction sphérique à bâtir puisse être efficacement réuni aux autres éléments, par exemple par des boulons.
On cadre extrêmement rigide peut être obtenu si les pla- ques latérales 22, 24 et 26 et les blocs d'angle 30, 32 et 34 sont soudés les uns aux autres pour former un encadrement rigide pré-
<Desc/Clms Page number 8>
sentant une ouverture triangulaire, comme le montre clairement la fig 2. On découpe ensuite une feuille ou panneau 21 en une matière, de préférence une matière plastique,de manière que sa forme ot ses dimensions correspondent à celles du cadre rigide.
Il est à. remarquer que l'on choisit la matière de la feuille ou du panneau 21 en vue de l'usage particulier auquel la construction sphérique est destinée. Le panneau 21 peut donc être découpé dans une tôle de métal léger, par exemple de l'aluminium ou un alliage à base d'aluminium Immédiatement avant ou après l'in sertion du panneau 21 dans le cadre rigide formé par les pla- ques latérales 22, 24 et 26 et les blocs d'angle 30,32, 34 on étend une matière adhésive 18 dans les rainures en V 29a, 29b et 29c.
On insère le panneau 21 dans le cadre rigide pour cou- vrir la superficie de l'ouverture triangulaire ainsi formée, les bords du panneau 21 étant engagés dans les rainures en V 29a, 29b et 29c. l'introduction du panneau 21 est évidemment facili- tée par l'élasticité inhérente de sa matière. Une fois que le panneau 21 est en place, on a recours à des molettes pour appli-. quer les rabats 27a, 27b et 270 sur les bords du panneau 21 en fermant les rainures en V autour des bords comme en 28, afin de serrer mécaniquement le panneau 21 fermement sur le cadre rigide de l'élément triangulaire 20.
Lorsque l'adhésif durcit, le panneau est calé et fixé mécaniquement aux plaques latérales. ,
Les plaques latérales, telles quelles sont disposées dans une construction sphérique complète, ne doivent pas résis- ter à une pression latérale mais uniquement à une pression exer cée vers l'intérieur'.vers le centre de la sphère.
Pour cette raison les plaques latérales ont une dimension mesurée vers l'inté rieur,vers le centre d'une construction achevée, qui est grande comparée il l'épaisseur des plaques. Comme les plaques peuvent être très minces, elles n'occupent qu'une petite partie de la superfi-
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
Cio sph6r:l.quc de la cons truc Ceci oKaÀV do s'uduâro f:bJ.7s t....".L(,'YJ les interfëyenccs t'.ivl1 les ondes do hl1UPè fruqucnso telles \\t'UJ celles qui doivent traverser la construction 'ACws 1 eû est 1:1"", 11sée coeîae rd.úHe1 .'"3t' >a"4."x'C: cr-sac '"'C'.5,aJs ou? cotcnr les antennes de radars. Ceci .4.âs6:Éndit ?H's' wi;;d âÎ4i ot 1?. pË'cci"" sion du radar.
RdaSWieivdYrr6d.kLFw76 d'W1 ct éa;'lx>idf et '!'44.G sAY.."z.'.4i éeâ pour fixer le panneau do couverturo do chaaue 6J.ék:1cl1t en àil.i:c= compensé le manque à surface do support avec les Binsos 'c:'''.c.ts de c*narpentc.
On comprendra que 1-'on poli*. utilise? des foraos âË'"&.z ..b que les formée tr1gulai:ro d6c.:ri t,cm p1;;à haut pour 'or,3 1.' 2.f.- ment de li construction sphérique. 2cr ;:p n8 on peut ;cri'>5,nc> deux ou plusieurs 61éu>nts triangulaires pour obtenir un nouvel élément. On comprendra éca1cmcnt que l'on. peut bâHr dsc cons- tructions sphériques de n'importe quelle r.11onaion connue à par- tir de ces éléments .pourvu que les calculs mathématiques adéquats permettant de déterminer les dimensions et les formes particuliè- res des éléments à assembler, soient observés.
L'invention procure donc une nouvelle construction ,sphérique faite d'un grand nombre d'éléments rigides préfabriqués ainsi qu'un procédé perfectionne pour bâtir une telle construc- tion sphérique et en partlculier un procédé nouveau pour fabri- quer des éléments rigides pour une construction sphérique ainsi. que les éléments obtenus.
Bien entendu, l'invention n'est en aucune manière limi . tée aux détails d'exécution décrits plus haut auxquels divers changements et modifications peuvent être apportés sans sortir de son cadre.
EMI9.2
Par exemple, une autre forme deoxêcutîon de l'invention représentée à la fig 4 présente certains avantages en ce qui concerne un assemblage rapide avec un alignement précis.
Le bloc d'angle 50 de la Fig. 4 est semblable à
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
cal'\)1 >1<: 1. à>Li=, 3. Le bloc ù'in<lc :;0 cvmpo:.'tc une section d'ex... tî\:.itt? .Î.r:a=i;ù-aix>ù 51 et do,4,x sections lat6raler, 53 ot 55 qui ne i,<>:;% p;.,: j)}.C.:1.(1J \10';2O sur .01 la Fie. 3 ùiiiio qui comportent dos Mrvus'os cxt. ::"2"- 56 et 57. Ces norvl),:::'c oxtl))rnOQ ne entendent p jur ==!;a<;# i.', largeur <.i<x costions latëx'alos ,'et 55 mais ±<#r::,e#i"s r:i.<J !. );.'.;.&:'Q mdio aplatie couvrant une larneu%- considé- r#;#,11.> 0 1;1::,1';uoe externes dos coctiona latérales. Bien quo la.
1.<,i%ç.cuz éc ;>ia ne soit pas critiqua elle est de préfé- rence <1?--:1:qi.;<=n û 1t1 de la largeur de la section latérale.
On t0'!10n aill:'nt,"S8 est 4-'Îot, dans chaque so*tion latérale.
L":;} ;).1.e.q.ucs 1-1tùralis destinées à être utilisées avec los bloc.:, ù'G103 tola quo les blocs de,.nale 50,pré?entùnt comme la pi,a<zr,; 1.a"iài<i,io 60, une rainure 61 destinée à recevoir la ner- vurc 57 prévue sur la section latérale du bloc d-lurig'4e. Une wooe'-- t>iise É>2 1> chaque e;trémi.t6 des plaques latérales syombotte sur un tenon tel que le tenon 58 du bloc d'angle correspondant. Des
EMI10.2
trous 6J; dans les plaques latéralet servent à boulonner les triangulaires les uns aux autres.
Les plaques laté- rales sont convenablement fixées aux blocs d'angle par soudage. l'avantage de la forme d'exécution représentée à la Fig.4
EMI10.3
résido dans le fait queaucun gabarit n:est nécessaire pour assem- . hier l'élément Le cadre formé des trois blocs d'angle fixés aux trois plaques latérales doit former une section précise d'un tri- èdre Les angles qui s'additionnent pour former la courbure de la construction sphérique totale sont les angles latéraux des blocs d'angle et il faut absolument que les plaques latérales soient alignés avec précision avec les blocs d'angle en ce qui concerne leur disposition angulaire et leur position longitudi- nale pour assurer un ajustage approprié des éléments dans la cons-
EMI10.4
truction 1-?l-1ôrigue.
Les nervures des blocs d'angle se combinent avec les évi- demcnts des plaques latérales pour assurer un alignement parfait
<Desc/Clms Page number 11>
tandis que les tenons, tels que le tenon 58, remboîtent dans des mortaises, telles que la mortaise 62, des plaques latérales pour déterminer un positionnement longitudinal précis. Ainsi,, dans la forme d'exécution représentée à la Fig. 4, on peut obtenir une .bonne précision dans la fabrication en conformant les blocs d'an gle avec précision, ce qui est en tout cas nécessaire comme décrit plus haut, et en perçant avec précision les mortaises de position- @ nement prévues aux extrémités de chaque plaque latérale.
La pré- cision dans ces deux cas est peu onéreuse et peut être obtenue aisément tout en assurant un gain de temps considérable lors de l'assemblage car il n'est plus nécessaire de disposer les diver- ses sections dans aucun genre de gabarit extérieur.
REVENDICATIONS
1.- Elément pour une construction sphérique., caractérisé en ce qu'il comprend trois blocs d'angle présentant chacun une première et une seconde surface latérale qui se recoupent à un angle déterminé,, trois plaques latérales, chaque plaque latérale étant fixée à ses extrémités à l'un dos cotés de deux blocs d'an gle pour délimiter une ouverture de forme triangulaire, chaque plaque latérale présentant une section rectangulaire dont une dimension parallèle au plan du triangle est petite comparée à l'autre dimension on substance perpendiculairement à co plan,
chaque plaque latérale comportant également un rabat qui s'étend nur la totalité do sa longueur et qui òrtie initialement une rai- nure en V et un panneau de forme triangulaire dimaensinné pour couvrir l'ouverture triangulaire, chaque bord du panneau étant fixé mécaniquement à l'une dos plaque.-, latérales par le rebat qui est plié de manière à fermer le. rainure en V autour do ce bord.