EP0682964B1 - Ensemble d'éléments articulés les uns aux autres - Google Patents

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EP0682964B1
EP0682964B1 EP19950107132 EP95107132A EP0682964B1 EP 0682964 B1 EP0682964 B1 EP 0682964B1 EP 19950107132 EP19950107132 EP 19950107132 EP 95107132 A EP95107132 A EP 95107132A EP 0682964 B1 EP0682964 B1 EP 0682964B1
Authority
EP
European Patent Office
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series
protrusions
units
distance
protrusion
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP19950107132
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German (de)
English (en)
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EP0682964A3 (fr
EP0682964A2 (fr
Inventor
Jean Bauer
Jean-Philippe Lebet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trigam SA
Original Assignee
Trigam SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Trigam SA filed Critical Trigam SA
Publication of EP0682964A2 publication Critical patent/EP0682964A2/fr
Publication of EP0682964A3 publication Critical patent/EP0682964A3/fr
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Publication of EP0682964B1 publication Critical patent/EP0682964B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H33/00—Other toys
    • A63H33/04—Building blocks, strips, or similar building parts
    • A63H33/06—Building blocks, strips, or similar building parts to be assembled without the use of additional elements

Definitions

  • the present invention relates to a set elements each having at least one straight edge the along which said elements are articulated to each other by means of protuberances which have said straight edges, protrusions meshing with each other.
  • a set of elements articulated to each other others as mentioned above may give rise to the most diverse applications: games, creation of models architecture, furniture such as shelves, bookcases, or larger structures such as an exhibition stand, for example. Applying to games represents however, in the present case, the primary object of the invention.
  • the elements may consist of plates polygonal, most often triangular, which, by being articulated to each other, will allow the realization of pyramids or polyhedra. These polyhedra can be joined together others, by their edges, which makes it possible to form other polyhedra.
  • the polyhedra produced can also have interior walls; if the faces of these polyhedra, as also their interior walls, have openings, the game could consist in passing bodies, spherical or others, through these openings, or to attach parts to them complementary, according to established rules. If the elements of game are provided with figurative or symbolic motifs, their together., could constitute space puzzles, three dimensions, offering additional possibilities compared to to the usual puzzles that are flat.
  • the object of the present invention is to provide a solution to this problem.
  • Fig. 1 represents a set of four plates capable of being articulated to each other two to two, in pairs.
  • Fig. 2 is a schematic representation of the protuberances and the free spaces of two of the four plates of fig. 1.
  • Fig. 3 represents the four plates of fig. 1 articulated two by two.
  • Fig. 4 is a greatly enlarged view of a part of the first two plates of fig. 3 illustrating the mode of attachment of the protrusions to each other.
  • Fig. 5 represents the four plates of the Fig. 1 articulated all four to each other.
  • Fig. 6 is an exploded view of the four plates of fig. 5.
  • Fig. 7 is a schematic representation of the protuberances and the free spaces of ten case of four plates able to be articulated two by two, among which case 7 corresponds to the form of execution figs. 1 to 6.
  • Fig. 8 schematically represents two shorter sequences of protrusions allowing any articulation three to three of four plates.
  • Fig. 9 schematically represents three series of protrusions allowing eight articulations two by two of six plates, out of fifteen theoretically possible, but with much more of positions.
  • Fig. 10 is a schematic representation sequences of protrusions of a variant.
  • Fig. 11 represents a set of five plates capable of being articulated to each other.
  • Fig. 12 is a larger view scale of a detail in fig. 11.
  • Fig. 13 is a representation schematic of the sequences of protrusions of three of five plates of fig. 11.
  • Fig. 14 shows a shaped plate of equilateral triangle belonging to a set of plates identical.
  • Fig. 15 is a schematic representation of the protuberances and the free spaces of three sides of the triangular plate shown in the Fig. 14.
  • Fig. 16 is a perspective view of a square base pyramid formed by four plates such as that shown in fig. 14.
  • Fig. 17 is an exploded view of this pyramid, on a smaller scale.
  • Fig. 18 is a perspective view of a square base pyramid formed by four plates such as that shown in fig. 14, but arranged in a way different from that in fig. 16.
  • Fig. 19 is an exploded view of this pyramid, on a smaller scale.
  • Fig. 20 is a perspective view of a pyramid formed by a set of pyramids such as that shown in fig. 18, on a smaller scale than that of Figs. 16 and 18.
  • Fig. 21 is an exploded view of the pyramid of fig. 20.
  • Figs. 22 and 23 are views similar to those of figs. 20 and 21, respectively, of a variant of pyramid.
  • Fig. 24 is a perspective view of a square plate belonging to a set of identical plates whose protuberances are the same as those of the embodiment of figs. 1 to 6.
  • Fig. 25 is a perspective view of a cube formed by six plates such as the one shown in the Fig. 24.
  • Fig. 26 is an exploded view of this cube.
  • Fig. 27 is a perspective view of a part of a cubic network formed by identical square plates such as that of fig. 24.
  • Fig. 28 represents, in an analogous manner in fig. 3, two plates hinged to each other, the hanging protrusions, however, being different from those of the various previous examples.
  • Fig. 29 is a view of a detail of the Fig. 28, on a larger scale.
  • Fig. 30 represents the attachment of three plates to each other using protrusions of the same type as those of figs. 28 and 29.
  • Fig. 31 is a section along the line XXXI-XXXI of fig. 30.
  • Fig. 32 is a section along the line XXXII-XXXII of fig. 30.
  • Fig. 33 is a schematic representation, similar to that of fig. 9, for example, of sequences of protrusions and free spaces in which the protrusions have the shape of those of figs. 28 to 32, applied five cases of four plates capable of being meshed two by two.
  • Figs. 34 and 35 represent two plates square, the first at sixteen positions and the second at fifteen, in which the protrusions, schematically represented, have the shape of those of figs. 28 to 32, allowing the realization solids by meshing identical plates, and
  • Fig. 36 is a schematic representation, similar to that of fig. 33, suites of four plates able to be articulated two by two.
  • the four plates of fig. 1, designated by A , B , C and D , respectively, have been shown in schematic form to illustrate the principle of the invention. They are able to be articulated to each other in pairs, in pairs, and therefore able to be articulated all four to each other.
  • protuberances designated by A for plate A , by B for plate B , by C for plate C , and by D for plate D.
  • protrusions visible on an enlarged scale in FIG. 4, are each formed by a tongue projecting from the rectilinear side of the plate, and which are split longitudinally so that each protuberance is thus formed of two branches A 1 and A 2 , B 1 and B 2 , C 1 and C 2 , D 1 and D 2 , elastically deformable.
  • the branches A 1 , B 1 , C 1 and D 1 each have, formed on their external lateral face, a hemispherical recess 1, while the branches A 2 , B 2 , C 2 and D 2 have, on their external lateral face , a hemispherical projection 2.
  • the projections 2 of each protrusion engage in the recesses 1 of an adjacent protuberance, which ensures the articulated assembly of the plates to each other, the axis passing through all of the recesses 1 and the projections 2, designated by 3 in FIGS. 3 and 4, forming the axis of the joint.
  • the protrusions A, B, C and D are all of the same width, this width constituting the unit of measurement free spaces or intervals separating said protuberances from each other or separating the protrusions from ends of the sections of the straight sides of the plates on which are distributed said protuberances.
  • These length units, whether occupied by protuberances or that they consist of free spaces, will hereinafter be called "positions". These positions have have been indicated by dots 5 in fig. 1.
  • Fig. 2 shows the continuation of the positions of the plates A and B , the plates C and D being respectively identical to them, in the case of the present set of plates.
  • these sequences are at eighteen positions.
  • they are arranged on either side of an axis, indicated at 4 in Figs. 1 and 2, which passes through the middle of the straight edge of the plates having the protuberances.
  • the half-suites located on either side of axis 4 are asymmetrical with respect to this axis.
  • the left half-suite of plate A appearing in the upper part of fig. 2, is expressed by 0240, while the right half-sequence is expressed by 151, which is not symmetrical.
  • plate B for which, as shown in the lower part of FIG. 2, the left half-suite is expressed by 412 and the right half-suite by 322.
  • the two half-suites located on either side of axis 4 are not only asymmetrical, but also are different from each other.
  • Figs. 5 and 6 show how the plates A , B , C and D can be articulated all four, together, to each other.
  • the arrangement of the protuberances of the four plates A , B , C and D of the first embodiment is not the only one which allows the assembly, two by two, in pairs, of four plates.
  • Symmetrical groups of two or three protuberances can only be separated from each other by a even number of protrusions (0 or 2) because
  • ACXBD where X is A, B, C or D, leads to situations already existing, namely CA, BD, or which have not of interest, being of the CC or BB type.
  • the half-suite is obtained from the half-suite of case 5 by simply moving the AC link from the far left to the far right.
  • the half-sequence of this case is obtained from of the half-continuation of case 6 by simply moving the link BD from the far right to the far left.
  • the half-sequence of case 10 is obtained from of the half-continuation of case 9 by moving the ninth protuberance "isolated" from the far left to the far right.
  • FIG. 7 These ten cases have been illustrated schematically in FIG. 7 similar to FIG. 2 of the first embodiment.
  • the designations A and B of the plates have been provided with a numerical index corresponding to the case in question.
  • case 7 of fig. 7 matches to the first embodiment (fig. 2).
  • the protrusions are among three and that two of them are located at the ends of the half-sequence, the sum of the intervals of the half-sequence is worth six positions. As a result, the longest interval is of five positions.
  • Choice of one or other of cases 1 to 10 mentioned above may depend on the strength of the assembly or the mechanical torque required to separate two plates.
  • case 7 which is the most favorable from the mechanical point of view since it is the one whose the difference between the extreme couples is the smallest (10f) and especially the one for which the minimum torque is the most high (8f).
  • case 4 also presents a couple minimum of 8f which makes it almost as favorable as the case 7.
  • case 9 where the minimum torque is also 8f, the only difference being in a gap maximum of 12f instead of 10f for case 7.
  • Fig. 8 illustrates the case of four plates, two of which, indicated in A and B , are symmetrical with the other two, respectively, and which can be assembled three to three.
  • One of the rectilinear sides of these four plates has sequences of protrusions, of ten positions each, divided into two half-suites each, located to the left and to the right of a median axis 4.
  • FIG. 8 shows that the left half-suite of plate A has two end protrusions separated by a free space of three units, and the right half-suite has a protrusion located in the middle, flanked by two free spaces of two units each.
  • the half-suite of plate B it has a protuberance located at a distance of one unit from the end of the half-suite and three units from the other end. It is the same for the right half-suite of this plate B.
  • Fig. 9 indicates the sequence of probabilities of three plates A , B and C , at eighteen positions, it being understood that the assembly will include three other symmetrical plates, respectively, plates A , B and C. This assembly will allow eight possible assemblies or hinges, among the fifteen assemblies two by two, theoretically possible, but with more positions.
  • Fig. 10 schematically illustrates the case of a set of four plates with twelve positions, in which two of these plates A and B are symmetrical with respect to the other two, respectively.
  • the two half-sequences of the protrusions A of plate A are expressed by 05 and 23 and those B of plate B by 23 and 05.
  • An auxiliary plate T whose half-suites of protrusions T, which are expressed by 121, are identical and symmetrical allows, in combination with the four plates of the assembly, a number of four assemblies A , B , C , D with T , therefore of any assembly of plates A , B , C and D two by two, with plate T.
  • figs. 11 to 13 they also illustrate a case of a set of four plates A , B , C and D , with thirteen positions, the plates C and D of which are symmetrical with the plates A and B respectively, together to which an auxiliary plate is added T.
  • the latter has two half-suites of protrusions T located on either side of the median axis 4, and moreover a central protuberance T ', shown on a larger scale in FIG. 11, arranged on this axis, which differs from the other protrusions in that its elastic branches do not have a recess and a projection, as in all the preceding cases, but two recesses 2.
  • the entire series of protrusions of the plate T can number 022 220 as shown in fig. 13.
  • This auxiliary plate is therefore, only, symmetrical and the following assemblies are possible: AT , BT , CT , DT , AB , CB and therefore also any assembly of two plates A , B , C and D in pairs with
  • the plate shown in fig. 14, designated by A belongs to a set of identical plates. It is constituted by an equilateral triangle, the three sides of which have sequences of protrusions with twenty-six positions marked by points 5, these sequences being symbolically represented by three arrows S 1 , S 2 and S 3 , the protuberances of these three sequences , represented in a stylized manner, being designated by A 1 , A 2 and A 3 , respectively. The midpoint of these three suites is marked by an axis 4 for each of them. Plate A is pierced with three holes 6, 7 and 8, of different shapes, making it possible to identify the sequences, whatever the face of the plate which is observed.
  • Plate A is intended to be used either in the position shown in fig.14, or turned over on itself, recto-verso.
  • the three half-suites of the suites S 1 , S 2 and S 3 of protuberances are shown diagrammatically in FIG. 15 and are expressed, as previously, by numbers, namely 272 for the first half-sequence of S 1 , 119 for the second, 0370 for the first half-sequence of S 2 , 713 for the second, 614 for the first half-sequence of S 3 and 551 for the second.
  • a set of triangular plates A like that shown in fig. 14 can be used to make a square base pyramid such as that shown in FIG. 16 or that of FIG. 18.
  • the four triangular plates A forming the pyramid the base of which is not materialized but which could be by a square plate, all have the same face facing outwards or inwards, that is to say that is, none is returned double-sided. In addition, they are all oriented in the same way, the side of each plate forming the base being subsequently formed S 3 .
  • Fig. 21 is particularly representative of the way in which the pyramid of fig. 20.
  • This pyramid is made up of successive layers, the first, from the top, is formed by a pyramid like the pyramid in fig. 18, the third by four pyramids identical, juxtaposed, and the fifth by nine pyramids identical, juxtaposed.
  • the even layers consist of identical but inverted pyramids, one for the second layer and four for the fourth layer, and, in addition, by additional triangular plates A , forming closing flaps.
  • the number of layers, always odd, may be greater than five, case of the example described and represented.
  • An interior partitioned pyramid is thus produced which, if the triangular plates A are provided with patterns, can constitute a three-dimensional puzzle.
  • the plates A are pierced with a central hole such as the hole designated by 9 in FIG. 14, also shown in FIGS. 16 to 19, the plates A can be used for making solid partitions allowing a game consisting in passing parts through the holes in the internal partitions of the solid or in fixing a part bearing a particular pattern, for example a character, a number or a letter (removable in this case, but which could also be printed directly on the plate).
  • multi-layered tetrahedra can be made in the same way as the pyramids, as long as they are cut according to plans including the angle is chosen so that we end up in the same conditions than those of the pyramid.
  • pavements with two dimensions, planes or in relief, polyhedra can be constructed with polygons provided with a single sequence A, or a single suite B.
  • These pavements make meshes type AC or BD respectively, that is to say between a sequence A and the same sequence A returned, namely C, since the opposite sides of a polygon if they face each other are turned over.
  • type AC paving can be linked on an open or closed perimeter, by its joints, BD type paving.
  • partitioned structures can be made in alternating layers AC and BD.
  • a pyramid can for example be thus produced from two types of triangles with, on their respective edges, both identical suites but different for each of these two triangles.
  • the plate shown in fig. 24, designated by A belongs to a set of identical plates. It consists of a square, the four sides of which have sequences S 1 and S 2 of protuberances, with eighteen positions. These protrusions, shown diagrammatically, are designated by A 1 and A 2 according to the sequence to which they belong.
  • the sequences of two opposite sides, represented symbolically by arrows S1 and S2, are identical to those of the plates A and B in FIG. 1. They are symmetrical with respect to the axes of the square indicated in 4.
  • the protuberances for hooking or engaging the plates are split longitudinally so as to form two elastic branches.
  • these protrusions are different and are not split. They have a symmetrical periphery with respect to their longitudinal axis. Their end is flared and their base narrowed.
  • the plates are made of an elastically deformable material, so that, by deformation of the material, the interengaging of the protrusions with one another can be effected.
  • fig. 28 have been shown two plates A and B having, respectively, protrusions A and B.
  • This arrangement has the advantage, compared to that of the examples previously described and represented, to allow the realization of contiguous suites and to allow, therefore, to reduce the number of positions required, as well as the total width occupied by two suites.
  • the two plates A and B are identical, but shown in the drawing turned inside out with respect to each other. They are therefore symmetrical with respect to each other.
  • the rectilinear edge of the plates having the protrusions has slight semi-cylindrical projections, designated by 1 A for plate A and by 1 B for plate B.
  • the protrusions A and B they each have, on their front face, a recess 1A for the protrusions A and 1B for the protrusions B, the projections 1 A and 1 B engaging in the recesses 1B and 1A, respectively. which improves the rigidity of the assembly.
  • these projections 1 A and 1 B ensure the centering of the intermediate plate C.
  • the plates can mesh with each other by forming different angles 90 °. This is the case, for example, when the plates constitute the faces of a regular pyramid or a tetrahedron regular where they will then form angles of 109.47 ° and 70.53 °, respectively. To this end, it is important that the protrusions are longer than wide, their width being equal to the thickness of the plate, about 40%, for take into account the angle.
  • the profile of fig. 29 allows the times to center plates perpendicular to each other and tilt them relative to each other.
  • chamfers 1 (figs. 31 and 32) have been provided on the plates in order to facilitate their interengagement.
  • Figure 33 shows the sequences of protrusions possible for sixteen positions allowing the interlocking of four plates two by two, the protrusions having the shape of those figs. 28 to 32.
  • case 4 which is the most favorable from the mechanical point of view since it is the one with the smallest difference between the extreme couples (8f) and the one for which the minimum torque is the most high (6f).
  • case 5 is almost as favorable, the only difference residing in the maximum difference which is from 10f instead of 8f.
  • Fig. 34 illustrates a square plate A whose four sides are at sixteen positions each, the protrusions, designated by A, being shown schematically while they correspond, as to their shape, to those of FIGS. 28 to 32.
  • the four sequences of this square with sixteen positions are asymmetrical.
  • Fig. 36 is a schematic representation of the series of protrusions and intervals of the four assembly edges of four plates able to be meshed in pairs, all four being identical to that of FIG. 35.
  • the sequences of the first two lines of fig. 36 are symmetrical while those of the next two lines are asymmetrical with respect to the middle of the side, these two asymmetrical sequences being the same, the plates being observed front and back, respectively.
  • the maximum deviation is 4f, the average torque of 8.3f and the minimum torque of 6f.
  • the maximum difference is 12f, the average torque of 8.3f and the minimum torque of 1f.
  • Structures such as one or the other of those described above may be used not only for games such as three-dimensional puzzles, but for making models or panels prefabricated, used in particular in architecture, or even larger constructions such as stands for example.
  • the present invention can be applied to elements whose edge length straight assembly will be greater than that of a suite protuberances and intervals.
  • the length of the suites is independent of the length of their supports.
  • Large protrusion supports length may be either rigid plates or flexible elements, in textiles for example, which must have enough local rigidity that the conditions of the protuberances remain satisfied. Thanks to this provision, the turning pieces of fabric against each other others, whether in the field of clothing, furnishing or other.
  • the assembly of such elements may be carried out using sliders like closures to slide of the type known as "Zipper” (Registered trademark).

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Description

La présente invention a pour objet un ensemble d'éléments présentant chacun au moins un bord rectiligne le long duquel lesdits éléments sont articulés les uns aux autres à l'aide de protubérances que présentent lesdits bords rectilignes, protubérances s'engrènant les unes aux autres.
Un ensemble d'éléments articulés les uns aux autres tel que mentionné ci-dessus peut donner lieu à des applications les plus diverses : jeux, réalisation de maquettes d'architecture, de meubles tels qu'étagères, bibliothèques, ou de structures de plus grande dimension telles que stand d'exposition, par exemple. L'application à des jeux représente cependant, dans le cas d'espèce, le but premier de l'invention. Dans ce cas, les éléments pourront être constitués de plaques polygonales, le plus souvent triangulaires, qui, en s'articulant les unes aux autres, permettront la réalisation de pyramides ou de polyèdres.Ces polyèdres peuvent être réunis les uns aux autres, par leurs arêtes, ce qui permet de former d'autres polyèdres. Grâce à l'articulation multiple, les polyèdres réalisés pourront aussi être munis de parois intérieures; si les faces de ces polyèdres, comme aussi leurs parois intérieures, présentent des ouvertures, le jeu pourra consister à faire passer des corps, sphériques ou autres, à travers ces ouvertures, ou à y fixer des pièces complémentaires, selon des règles établies. Si les éléments du jeu sont munis de motifs figuratifs ou symboliques, leur ensemble., pourra constituer des puzzles spatiaux, à trois dimensions, offrant des possibilités supplémentaires par rapport aux puzzles habituels qui sont plans.
En fait, le nombre des applications d'un tel ensemble d'éléments articulés les uns aux autres, même limitées aux jeux, est considérable.
Il est à noter qu'il est déjà connu, en particulier par la demande de brevet européen EP-A-0 121 433, d'articuler des éléments les uns aux autres, même dans le domaine des jeux, à l'aide de saillies que présente un bord rectiligne de chaque élément. Cependant, dans cette réalisation, d'une part on ne peut guère réunir plus de deux éléments tout en conservant le caractère d'articulation, les éléments étant alors simplement assemblés mais non articulés, et d'autre part leur assemblage ne peut, lorsqu'ils sont plus que deux, s'effectuer qu'à l'aide d'un des éléments, formant organe intermédiaire de liaison, sans que tous les éléments de l'ensemble, quels qu'ils soient, puissent être articulés, par paires, deux à deux.
Le brevet américain US-A-5,183,430 décrit des éléments comportant des crochets permettant de lier deux pièces ou plus, de façon articulées, le long des bords de ces pièces. Ces crochets sont disposés sur les bords de la pièce de façon symétrique par rapport au milieu du bord. Cette répartition symétrique implique qu'il est nécessaire de prévoir un grand nombre de types de pièces différents pour que ces pièces puissent être reliées entre elles. En effet, avec une telle répartition symétrique, il n'est pas possible d'utiliser deux pièces identiques, en retournant l'une des deux pour permettre leur assemblage. D'autre part, sur ces pièces il est prévu des crochets mâles et des crochets femelles. Ceci limite encore plus les possibilités de liaison puisqu'une pièce comportant des crochets femelles ne peut que coopérer avec une pièce comportant des crochets mâles.
Le but de la présente invention est de fournir une solution à ce problème.
Ce but est atteint grâce aux moyens définis dans la revendication 1.
Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente un ensemble de quatre plaques aptes à être articulées les unes aux autres deux à deux, par paires.
La fig. 2 est une représentation schématique de la suite des protubérances et des espaces libres de deux des quatre plaques de la fig. 1.
La fig. 3 représente les quatre plaques de la fig. 1 articulées deux à deux.
La fig. 4 est une vue fortement agrandie d'une partie des deux premières plaques de la fig. 3 illustrant le mode d'accrochage des protubérances les unes aux autres.
La fig. 5 représente les quatre plaques de la fig. 1 articulées toutes les quatre les unes aux autres.
La fig. 6 est une vue éclatée des quatre plaques de la fig. 5.
La fig. 7 est une représentation schématique de la suite des protubérances et des espaces libres de dix cas de quatre plaques aptes à être articulées deux à deux, parmi lesquels le cas 7 correspond à la forme d'exécution des figs. 1 à 6.
La fig. 8 représente schématiquement deux suites plus courtes de protubérances permettant toute articulation trois à trois de quatre plaques.
La fig. 9 représente schématiquement trois suites de protubérances permettant huit articulations deux à deux de six plaques, sur quinze théoriquement envisageables, mais avec beaucoup plus de positions.
La fig. 10 est une représentation schématique des suites de protubérances d'une variante.
La fig. 11 représente un ensemble de cinq plaques aptes à être articulées les unes aux autres.
La fig. 12 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la fig. 11.
La fig. 13 est une représentation schématique des suites des protubérances de trois des cinq plaques de la fig. 11.
La fig. 14 représente une plaque en forme de triangle équilatéral appartenant à un ensemble de plaques identiques.
La fig. 15 est une représentation schématique de la suite des protubérances et des espaces libres des trois côtés de la plaque triangulaire représentée à la fig. 14.
La fig. 16 est une vue en perspective d'une pyramide à base carrée formée de quatre plaques telles que celle représentée à la fig. 14.
La fig. 17 est une vue éclatée de cette pyramide, à plus petite échelle.
La fig. 18 est une vue en perspective d'une pyramide à base carrée formée de quatre plaques telles que celle représentée à la fig. 14, mais disposées d'une manière différente de celle de la fig. 16.
La fig. 19 est une vue éclatée de cette pyramide, à plus petite échelle.
La fig. 20 est une vue en perspective d'une pyramide formée par un ensemble de pyramides telles que celle représentée à la fig. 18, à plus petite échelle que celle des figs. 16 et 18.
La fig. 21 est une vue éclatée de la pyramide de la fig. 20.
Les figs. 22 et 23 sont des vues analogues à celles des figs. 20 et 21, respectivement, d'une variante de pyramide.
La fig. 24 est une vue en perspective d'une plaque carrée appartenant à un ensemble de plaques identiques dont les suites de protubérances sont les mêmes que celles de la forme d'exécution des figs. 1 à 6.
La fig. 25 est une vue en perspective d'un cube formé de six plaques telles que celle représentée à la fig. 24.
La fig. 26 est une vue éclatée de ce cube.
La fig. 27 est une vue en perspective d'une partie d'un réseau cubique formé de plaques carrées identiques telles que celle de la fig. 24.
La fig. 28 représente, d'une manière analogue à la fig. 3, deux plaques articulées l'une à l'autre, les protubérances d'accrochage étant cependant différentes de celles des différents exemples précédents.
La fig. 29 est une vue d'un détail de la fig. 28, à plus grande échelle.
La fig. 30 représente l'accrochage de trois plaques l'une à l'autre à l'aide de protubérances du même type que celles des figs. 28 et 29.
La fig. 31 est une coupe suivant la ligne XXXI-XXXI de la fig. 30.
La fig. 32 est une coupe suivant la ligne XXXII-XXXII de la fig. 30.
La fig. 33 est une représentation schématique, analogue à celle de la fig. 9, par exemple, de suites de protubérances et d'espaces libres dans lesquelles les protubérances ont la forme de celles des figs. 28 à 32, appliquées à cinq cas de quatre plaques aptes à être engrenées deux à deux.
Les figs. 34 et 35 représentent deux plaques carrées, la première à seize positions et la seconde à quinze, dans lesquelles les protubérances, schématiquement représentées, ont la forme de celles des figs. 28 à 32, permettant la réalisation de solides par engrènement de plaques identiques, et
La fig. 36 est une représentation schématique, analogue à celle de la fig. 33, des suites de quatre plaques aptes à être articulées deux à deux.
Les quatre plaques de la fig. 1, désignées par A, B, C et D, respectivement, ont été représentées sous une forme schématique pour illustrer le principe de l'invention. Elles sont aptes à être articulées les unes aux autres deux à deux, par paires, et par conséquent aptes à être articulées toutes les quatre les unes aux autres.
Il est à remarquer que, physiquement, les plaques A et C sont identiques, mais représentées au dessin retournées recto-verso l'une par rapport à l'autre. On dira qu'elles sont symétriques l'une par rapport à l'autre. Il en est de même des plaques B et D.
L'un des bords longitudinaux, rectilignes, de ces quatre plaques est muni de protubérances désignées par A pour la plaque A, par B pour la plaque B, par C pour la plaque C, et par D pour la plaque D. Ces protubérances, visibles à échelle agrandie à la fig. 4, sont chacune formées d'une languette formant saillie sur le côté rectiligne de la plaque, et qui sont fendues longitudinalement de manière que chaque protubérance soit ainsi formée de deux branches A1 et A2, B1 et B2, C1 et C2, D1 et D2, déformables élastiquement.
Les branches A1, B1, C1 et D1 présentent chacune, ménagée sur leur face latérale extérieure, une creusure hémisphérique 1, alors que les branches A2, B2, C2 et D2 présentent, sur leur face latérale extérieure, une saillie hémisphérique 2. Lorsque les plaques sont assemblées les unes aux autres, par engagement réciproque de leurs protubérances les unes avec les autres, les saillies 2 de chaque protubérance s'engagent dans les creusures 1 d'une protubérance adjacente, ce qui assure l'assemblage, articulé, des plaques les unes aux autres, l'axe passant par l'ensemble des creusures 1 et des saillies 2, désigné par 3 aux figs. 3 et 4, formant l'axe de l'articulation.
Les protubérances A, B, C et D sont toutes de même largeur, cette largeur constituant l'unité de mesure des espaces libres ou intervalles séparant lesdites protubérances les unes des autres ou séparant les protubérances des extrémités des tronçons des côtés rectilignes des plaques sur lesquels se répartissent lesdites protubérances. Ces unités de longueur, qu'elles soient occupées par des protubérances ou qu'elles soient constituées par des espaces libres, seront appelées ci-après des "positions". Ces positions ont été indiquées par des points 5 à la fig. 1.
La fig. 2 représente la suite des positions des plaques A et B, les plaques C et D leur étant respectivement identiques, dans le cas du présent ensemble de plaques. On voit tout d'abord que ces suites sont à dix-huit positions. On voit ensuite qu'elles sont disposées de part et d'autre d'un axe, indiqué en 4 aux figs. 1 et 2, qui passe par le milieu du bord rectiligne des plaques présentant les protubérances. On voit également que les demi-suites situées de part et d'autre de l'axe 4 sont dissymétriques par rapport à cet axe.
Si l'on ne considère que les espaces libres et qu'on leur confère un chiffre correspondant à leur nombre, avant entre ou après les protubérances, on voit que la demi-suite de gauche de la plaque A, figurant dans la partie supérieure de la fig. 2, s'exprime par 0240, alors que la demi-suite de droite s'exprime par 151, ce qui n'est pas symétrique. Il en est de même pour ce qui est de la plaque B pour laquelle, comme le montre la partie inférieure de la fig. 2, la demi-suite de gauche s'exprime par 412 et la demi-suite de droite par 322. De plus, dans le cas des plaques A et B, et par conséquent des plaques C et D également, les deux demi-suites situées de part et d'autre de l'axe 4 sont non seulement dissymétriques, mais encore sont différentes l'une de l'autre.
Les figs. 5 et 6 montrent comment les plaques A, B, C et D peuvent s'articuler toutes les quatre, ensemble, les unes aux autres.
Il est à remarquer que, dans ces figures, les protubérances A, B, C et D de ces quatre plaques ont été représentées de façon stylisée alors qu'elles sont du type représenté en détail à la fig. 4.
On notera que la disposition des protubérances des quatre plaques A, B, C et D de la première forme d'exécution n'est pas la seule qui permette l'assemblage deux à deux, par paires, de quatre plaques.
En effet, une analyse générale de cette première forme d'exécution, à savoir une charnière multiple à quatre plaques (N = 4) permet de constater que plusieurs autres dispositions des protubérances peuvent entrer en ligne de compte, le nombre des positions étant toujours, dans ce cas, de dix-huit (Psym 2.2 = 18).
Ce nombre est conditionné par le fait que la symétrie entre les plaques A et C d'une part et B et D d'autre part impose des liaisons doubles AC... CA et DB ... BD.
Ces liaisons sont nécessairement formée par
  • soit deux groupes de trois protubérances type ACA et BDB
  • soit un groupe de trois protubérances + deux groupes de deux protubérances type ACA et BD ... DB
  • soit quatre groupes de deux protubérances type AC ... CA et BD ... DB pour chaque demi-suite.
Les groupes symétriques de deux ou trois protubérances ne peuvent être séparés entre eux que par un nombre pair de protubérances (0 ou 2) du fait que
ACXBD, où X est A, B, C ou D, conduit à des situations existant déjà, à savoir CA, BD, ou qui n'ont pas d'intérêt, étant du type CC ou BB.
En conséquence, une protubérance de séparation est exclue.
ACXYZBD, où X,Y,Z sont A, B, C ou D, conduit à une situation similaire avec trois protubérances de séparation,car X ne peut être ni A, ni C, ni Z, ne peut être ni B, ni D, ni Y et ne peut être d'une part que A ou C ou d'autre part que B ou D, ce qui est impossible.
Cela conduit aux dix cas suivants, illustrés à la fig. 7, dans laquelle la suite des intervalles a été indiquée, comme à la fig. 2, par des chiffres :
Figure 00150001
Il est à noter que, dans ce tableau, les lettres dans les cases correspondent aux protubérances et que les liaisons entre les protubérances appartenant à des plaques symétriques ont été indiquées en caractères gras.
On peut également envisager une représentation sous forme de tabelle "binaire", comme indiqué ci-dessous pour le cas 1 seulement, où les chiffres "1" expriment la présence d'une protubérance et les chiffres "0" un espace libre. Une telle représentation binaire facilite un traitement mathématique ou informatique.
Figure 00150002
Dans les cas 2, 3 et 4 indiqués ci-après sous forme de tableaux, les liaisons manquantes DC, BC, AB sont réalisées à gauche et à droite du bloc ACADBD.
Figure 00160001
Figure 00160002
Figure 00160003
Concernant les deux cas suivants (cas 5 et 6), il est à noter que l'on ne peut séparer les deux groupes ACA et DBD que par deux lettres, et non pas par une seule. En effet, en séparant ces deux groupes par une seule lettre X on obtiendrait ACA X DBD. Or, X = A ou B ou C ou D, de sorte que l'on formerait AA ou BD, BD ou AC, AC ou encore DD, toutes liaisons sans intérêt.
De même, il n'y a pas d'intérêt à insérer trois protubérances X, Y, Z entre deux groupes, ce qui conduirait à une situation analogue à celle où l'on insérerait une protubérance X seulement.
Figure 00170001
Figure 00170002
Figure 00170003
Ce cas correspond à la forme d'exécution des figs. 1 à 6.
En l'espèce, la demi-suite est obtenue à partir de la demi-suite du cas 5 en déplaçant simplement la liaison AC de l'extrême gauche à l'extrême droite.
Figure 00170004
La demi-suite de ce cas est obtenue à partir de la demi-suite du cas 6 en déplaçant simplement la liaison BD de l'extrême droite à l'extrême gauche.
On peut aussi considérer que les groupes ACA et BDB sont séparés pour former AC ...CA et DB ...BD. Il n'y a alors que deux façons de les placer qui constituent les cas 9 et 10.
Figure 00180001
Figure 00180002
La demi-suite du cas 10 est obtenue à partir de la demi-suite du cas 9 en déplaçant la neuvième protubérance "isolée" de l'extrême gauche à l'extrême droite.
Il est à remarquer qu'il n'est pas possible d'intercaler cette neuvième protubérance entre les quatre groupes de deux protubérances symétriques, car on aurait alors soit une répétition de protubérances soit une répétition de groupes de deux protubérances symétriques.
Formellement, il est toujours possible de permuter les noms des protubérances. Par exemple A avec C ou B avec D, ou encore AC avec BD, puisqu'il s'agit de désigner les plaques et les suites de protubérances qu'elles portent de manière arbitraire; physiquement ce ne sont donc pas des variantes.
Ces dix cas ont été illustrés schématiquement à la fig. 7 analogue à la fig. 2 de la première forme d'exécution. Dans cette figure, les désignations A et B des plaques ont été munies d'un indice chiffré correspondant au cas dont il s'agit.
Incidemment, le cas 7 de la fig. 7 correspond à la première forme d'exécution (fig. 2).
Dans les dix cas de la fig. 7, on voit que deux suites de protubérances suffisent dans chaque cas, les deux autres suites étant superposables par retournement.
Il faut cinq protubérances dans l'une des suites et quatre dans l'autre. Les dix-huit positions sont donc toutes occupées.
L'analyse des intervalles sur chacun des dix cas montre que la somme des intervalles des deux suites vaut 27 unités. Ce chiffre de 27 est constitué par 3 x 7 + 1 x 6 en considérant les demi-suites. Dans le cas 1, par exemple, la somme des intervalles de la demi-suite de gauche de A est de six positions et celle de la demi-suite de droite de sept positions, alors que la somme des intervalles de la demi-suite de gauche de B est de sept positions et celle de droite également.
On trouve, dans chacun des dix cas, une suite qui commence par une protubérance d'extrémité.
Dans aucune des suites ou demi-suites il n'y a de protubérances adjacentes de sorte qu'il n'y a pas de "0" à l'intérieur d'une demi-suite.
Lorsque les protubérances sont au nombre de trois et que deux d'entre elles sont situées aux extrémités de la demi-suite, la somme des intervalles de la demi-suite vaut six positions. Il en résulte que l'intervalle le plus long est de cinq positions.
Il est exclu qu'il y ait deux intervalles de trois unités qui soient contigus, soit 331, soit 133, soit 033. Cela impliquerait des liaisons doubles inévitables de sorte qu'il en manquerait d'autres, nécessaires, ce qui exclut ces cas. En revanche, la demi-suite "313" est possible (cf cas 1 et 2 de la fig. 7).
On constate que, dans l'ensemble de ces dix cas :
  • un seul espace vaut 0
  • deux à quatre espaces valent 1
  • deux à cinq espaces valent 2
  • de zéro à deux espaces valent 3
  • un à trois espaces valent 4
  • de zéro à deux espaces valent 5
    • En d'autres termes, il y a toujours au moins un espace valant 0, au moins deux espaces valant 1, au moins deux espaces valant 2, au moins un espace valant 4 et au moins un espace valant 3 ou 5.
    Le choix de l'un ou l'autre des cas 1 à 10 mentionnés ci-dessus pourra dépendre de la résistance de l'assemblage ou du couple mécanique nécessaire à la séparation de deux plaques.
    On parlera de couple dès lors que la séparation des plaques les unes des autres s'effectuera par torsion autour d'un axe perpendiculaire au plan des deux plaques assemblées, disposées, pour l'expérience, dans le prolongement l'une de l'autre. L'évaluation de la résistance à la torsion peut s'effectuer en considérant les cas 1 à 10 ci-dessus.
    Si l'on admet une force d'arrachement f constante pour chaque paire de protubérances en prise l'une avec l'autre, le couple de torsion ou moment M nécessaire à la séparation des deux plaques assemblées, calculé par rapport à l'axe médian 4,sera la suivant Mxy = f·dxy + f·dyx dxy étant la distance entre l'axe 4 et une liaison quelconque, appelée d'une façon générale XY.
    Bien entendu, s'il y a double liaison, le moment M est la somme des deux.
    L'écart maximum entre les couples extrêmes, le couple moyen et le couple minimum a été indiqué en regard de chaque tableau des cas 1 à 10 repris de la fig. 7. Le détail du calcul des couples a été indiqué pour le cas 7 du fait qu'il s'agit du cas le plus favorable.
    Cas 1
    Figure 00230001
    Ecart maximum 26f, couple moyen 12f, couple minimum 4f
    Cas 2
    Figure 00230002
    Ecart maximum 12f, couple moyen 12f, couple minimum 6f
    Cas 3
    Figure 00230003
    Ecart maximum 20f, couple moyen 12f, couple minimum 6f
    Cas 4
    Figure 00230004
    Ecart maximum 14f, couple moyen 12f, couple minimum 8f
    Cas 5
    Figure 00230005
    Ecart maximum 24f, couple moyen 12f, couple minimum 6f
    Cas 6
    Figure 00230006
    Ecart maximum 20f, couple moyen 12f, couple minimum 6f
    Cas 7
    Figure 00230007
    MAC = f * (8 + 1 + 1 + 8)   = f * 18 MBD = f * (3 + 4 + 4 + 3)   = f * 14 MAB = f * (7 + 5)   = f * 12 MAD = f * (2 + 6)   = f * 8 MCD = f * (5 + 7)   = f * 12 MBC = f * (6 + 2)   = f * 8
    Cas 8
    Figure 00230008
    Ecart maximum 16f, couple moyen 12f, couple minimum 6f
    Cas 9
    Figure 00230009
    Ecart maximum 12f, couple moyen 12f, couple minimum 8f
    Cas 10
    Figure 00230010
    Ecart maximum 18f, couple moyen 12f, couple minimum 6f
    On voit que c'est le cas 7 qui est le plus favorable du point de vue mécanique puisque c'est celui dont l'écart entre les couples extrêmes est le plus faible (10f) et surtout celui pour lequel le couple minimum est le plus élevé (8f). Cependant, le cas 4 présente également un couple minimum de 8f ce qui le rend presque aussi favorable que le cas 7. Il en est de même du cas 9 où le couple minimum est également de 8f, la seule différence résidant dans un écart maximum de 12f au lieu de 10f pour le cas 7.
    La fig. 8 illustre le cas de quatre plaques dont deux, indiquées en A et B, sont symétriques des deux autres, respectivement, et qui sont assemblables trois à trois. L'un des côtés rectilignes de ces quatre plaques présente des suites de protubérances, de dix positions chacune, divisées en deux demi-suites chacune, situées à gauche et à droite d'un axe médian 4. La fig. 8 montre que la demi-suite de gauche de la plaque A présente deux protubérances d'extrémité séparées par un espace libre de trois unités, et la demi-suite de droite présente une protubérance située en son milieu, flanquée de deux espaces libres de deux unités chacun. Quant à la demi-suite de la plaque B, elle présente une protubérance située à une distance d'une unité de l'extrémité de la demi-suite et de trois unités de l'autre extrémité. Il en est de même de la demi-suite de droite de cette plaque B.
    Il est à remarquer que la notation 13,13 de la fig. 8 pourrait suggérer qu'il y a symétrie. Tel n'est cependant pas le cas, car si l'on retourne la plaque par rapport à son axe médian, on constate que les protubérances sont alors placées à des endroits différents.
    La fig. 9 indique la suite des probubérances de trois plaques A, B et C, à dix-huit positions, étant entendu que l'ensemble comprendra trois autres plaques symétriques, respectivement, des plaques A, B et C. Cet ensemble permettra huit assemblages ou charnières possibles, parmi les quinze assemblages deux à deux, théoriquement envisageables, mais avec davantage de positions.
    La fig. 10 illustre schématiquement le cas d'un ensemble de quatre plaques à douze positions, dans lequel deux de ces plaques A et B sont symétriques par rapport aux deux autres, respectivement. Les deux demi-suites des protubérances A de la plaque A s'expriment par 05 et 23 et celles B de la plaque B par 23 et 05.
    Une plaque auxiliaire T dont les demi-suites de protubérances T, qui s'expriment par 121, sont identiques et symétriques permet, en combinaison avec les quatre plaques de l'ensemble, un nombre de quatre assemblages A, B, C, D avec T, donc de tout assemblage des plaques A, B, C et D deux à deux, avec la plaque T.
    Quant aux figs. 11 à 13, elles illustrent encore un cas d'un ensemble de quatre plaques A, B, C et D, à treize positions, dont les plaques C et D sont symétriques des plaques A et B respectivement, ensemble auquel est adjointe une plaque auxiliaire T. Cette dernière présente deux demi-suites de protubérances T situées de part et d'autre de l'axe médian 4, et de plus une protubérance centrale T', représentée à plus grande échelle à la fig. 11, disposée sur cet axe, qui diffère des autres protubérances par le fait que ses branches élastiques ne présentent pas une creusure et une saillie, comme dans tous les cas précédents, mais deux creusures 2. La suite entière des protubérances de la plaque T peut se chiffrer par 022220 comme l'indique la fig. 13. Cette plaque auxiliaire est donc, seule, symétrique et les assemblages suivants sont possibles : AT, BT, CT, DT, AB, CB et donc aussi tout assemblage de deux plaques A, B, C et D deux à deux avec la plaque T.
    La plaque représentée à la fig. 14, désignée par A, appartient à un ensemble de plaques identiques. Elle est constituée par un triangle équilatéral dont les trois côtés présentent des suites de protubérances à vingt-six positions marquées par des points 5, ces suites étant représentées symboliquement par trois flèches S1, S2 et S3, les protubérances de ces trois suites, représentées de façon stylisée, étant désignées par A1, A2 et A3, respectivement. Le point milieu de ces trois suites est marqué par un axe 4 pour chacune d'elles. La plaque A est percée de trois trous 6, 7 et 8, de formes différentes, permettant d'identifier les suites, quelle que soit la face de la plaque qui est observée.
    La plaque A est destinée à être utilisée soit dans la position représentée à la fig.14, soit retournée sur elle-même, recto-verso.
    Les trois demi-suites des suites S1, S2 et S3 de protubérances sont représentées schématiquement à la fig. 15 et sont exprimées, comme précédemment, par des chiffres, à savoir 272 pour la première demi-suite de S1, 119 pour la seconde, 0370 pour la première demi-suite de S2, 713 pour la seconde, 614 pour la première demi-suite de S3 et 551 pour la seconde.
    Un ensemble de plaques triangulaires A comme celle représentée à la fig. 14 peut être utilisé pour réaliser une pyramide à base carrée telle celle représentée à la fig. 16 ou celle de la fig. 18.
    Dans le cas de la fig. 16, les quatre plaques triangulaires A formant la pyramide, dont la base n'est pas concrétisée mais qui pourrait l'être par une plaque carrée, ont toutes une même face tournée vers l'extérieur ou vers l'intérieur, c'est-à-dire qu'aucune n'est retournée recto-verso. De plus, elles sont toutes orientées de la même manière, le côté de chaque plaque formant la base étant constitué par la suite S3.
    Dans le cas de la pyramide de la fig. 18, au contraire, les plaques A sont bien utilisées toutes tournées de la même manière mais dans des orientations différentes. C'est ainsi que l'arête de base de la pyramide est formée par la suite S3 pour ce qui est de la plaque antérieure, désignée par A', par S3 également pour ce qui est de la plaque de gauche à la fig. 19, désignée par A", par S1 pour la plaque postérieure, désignée par A"', et par S2 pour la plaque de droite à la fig. 19, désignée par A"".
    On pourra, toujours à l'aide de plaques identiques à la plaque A de la fig. 14, réaliser non seulement des pyramides du genre de celles des figs. 16 ou 18, mais encore des pyramides à couches multiples, telle celle des figs. 20 et 21 dans lesquelles le trou central 9 des plaques n'a pas été représenté.
    La fig. 21 est particulièrement représentative de la façon dont est formée la pyramide de la fig. 20. Cette pyramide est constituée par des couches successives dont la première, à partir du sommet, est constituée par une pyramide telle la pyramide de la fig. 18, la troisième par quatre pyramides identiques, juxtaposées, et la cinquième par neuf pyramides identiques, juxtaposées.
    Quant aux couches paires, elles sont constituées par des pyramides identiques mais retournées, une pour la deuxième couche et quatre pour la quatrième couche, et, en outre, par des plaques triangulaires A supplémentaires, formant volets de fermeture.
    Le nombre des couches, toujours impair, pourra être supérieur à cinq, cas de l'exemple décrit et représenté.
    On réalise ainsi une pyramide cloisonnée intérieurement qui pourra, si les plaques triangulaires A sont munies de motifs, constituer un puzzle tridimentionnel. De même, si les plaques A sont percées d'un trou central tel le trou désigné par 9 à la fig. 14, représenté également aux figs. 16 à 19, les plaques A pourront servir à la réalisation de solides cloisonnés permettant un jeu consistant à faire passer des pièces à travers les trous des cloisons intérieures du solide ou à fixer une pièce portant un motif particulier, par exemple un caractère, un chiffre ou une lettre (amovible dans ce cas-là, mais qui pourrait aussi être imprimé directement sur la plaque).
    On pourra réaliser des pyramides analogues à celle représentée aux figs. 16 et 18, telle la pyramide des figs.22 et 23, en utilisant des plaques A et B de deux types différents, en forme de triangles équilatéraux. Les plaques des deux types présenteront, sur leurs trois côtés, des suites de protubérances identiques, mais différentes pour chacun desdits deux types.
    Il est à remarquer que des tétraèdres multi-couches peuvent être réalisés de la même manière que les pyramides, pour autant qu'ils soient coupés selon des plans dont l'angle est choisi pour que l'on se retrouve dans les mêmes conditions que celles de la pyramide.
    D'une façon générale, des dallages à deux dimensions, plans ou en relief, polyèdres également, peuvent être construits avec des polygones munis d'une seule suite A, ou d'une seule suite B. Ces dallages réalisent des engrènements de type AC ou respectivement BD, c'est-à-dire entre une suite A et la même suite A retournée, à savoir C, puisque les côtés opposés d'un polygone s'ils se font face sont retournés.
    Bien entendu, un dallage de type AC peut être lié sur un pourtour ouvert ou fermé, par ses articulations, à un dallage de type BD. Ceci implique que des structures cloisonnées peuvent être réalisées en faisant alterner les couches AC et BD. Une pyramide peut par exemple être ainsi réalisée à partir de deux types de triangles présentant, sur leurs pourtours respectifs, l'un et l'autre trois suites identiques mais différentes pour chacun de ces deux triangles.
    Des suites différentes sur le pourtour du même polygone ont déjà été considérées (fig. 14) mais apparaítront aussi plus loin (fig. 24).
    Lors de la répartition de suites différentes le long du pourtour d'un polygone, il est possible de faire des choix aboutissant à une réduction du nombre des positions nécessaires, notamment lorsque ces polygones servent à l'édification de structures cloisonnées. En particulier, comme indiqué plus haut, une solution intéressante se construit avec vingt-six positions (voir figs. 14 à 21); dans ce cas toutes les articulations deux à deux ne sont pas nécessaires, puisqu'elles n'apparaissent pas lors de l'édification de la construction.
    D'une façon générale, si le nombre des positions de vingt-six pour une plaque triangulaire est commode, en particulier pour le montage de pyramides cloisonnées, ce nombre pourrait être différent, se situant entre dix-huit et trente-huit, selon qu'on se contente d'un nombre minimum de deux bords liés, ou au contraire que l'on exige que tous les bords soient liés deux à deux, avec ou sans retournement de plaques.
    La plaque représentée à la fig.24, désignée par A, appartient à un ensemble de plaques identiques. Elle est constituée par un carré dont les quatre côtés présentent des suites S1 et S2 de protubérances, à dix-huit positions. Ces protubérances, représentées schématiquement, sont désignées par A1 et A2 selon la suite à laquelle elles appartiennent. Les suites de deux côtés opposés, représentées symboliquement par des flèches S1 et S2, sont identiques à celles des plaques A et B de la fig. 1. Elles sont symétriques par rapport aux axes du carré indiqués en 4. En utilisant la même notation que précédemment où le nombre des positions des espaces libres séparant les protubérances est chiffré, on constate que la demi-suite de gauche de la suite S1 s'exprime par 0240, la demi-suite de droite par 151, la demi-suite de gauche de la suite S2 par 412 et la demi-suite de droite par 322.
    A l'aide de six de ces plaques A, il est possible de réaliser un cube tel celui représenté aux figs. 25 et 26.
    On peut répéter l'assemblage de ces plaques A de manière à former un réseau cloisonné de cellules cubiques, comme représenté à la fig. 27.
    Dans tous les cas décrits et représentés ci-dessus, les protubérances d'accrochage ou d'engrènement des plaques sont fendues longitudinalement de manière à former deux branches élastiques. Dans les formes d'exécution qui suivent, ces protubérances sont différentes et ne sont pas fendues. Elles présentent un pourtour symétrique par rapport à leur axe longitudinal. Leur extrémité est évasée et leur base rétrécie. Les plaques sont réalisées en une matière déformable élastiquement, de sorte que, par déformation de la matière, l'interengagement des protubérances les unes avec les autres peut s'effectuer. C'est ainsi qu'à la fig. 28 ont été représentées deux plaques A et B présentant, respectivement, des protubérances A et B.
    Cette disposition présente l'avantage, par rapport à celle des exemples précédemment décrits et représentés, de permettre la réalisation de suites jointives et de permettre, par conséquent, de réduire le nombre des positions nécessaires, ainsi que la largeur totale occupée par deux suites.
    Physiquement, les deux plaques A et B sont identiques, mais représentées au dessin retournées recto-verso l'une par rapport à l'autre. Elles sont donc symétriques l'une par rapport à l'autre. A chaque position, le bord rectiligne des plaques présentant les protubérances présente de légères saillies semi-cylindriques, désignées par 1A pour la plaque A et par 1B pour la plaque B. Quant aux protubérances A et B, elles présentent, sur leur face frontale, chacune une creusure 1A pour les protubérances A et 1B pour les protubérances B, les saillies 1A et 1B s'engageant dans les creusures 1B et 1A, respectivement, ce qui améliore la rigidité de l'assemblage. De plus, quand plus de deux plaques sont assemblées les unes aux autres, comme le montre par exemple la fig. 30, ces saillies 1A et 1B assurent le centrage de la plaque intermédiaire C.
    Dans ces différentes exécutions, les plaques peuvent s'engrener en formant entre elles des angles différents de 90°. C'est le cas, par exemple, lorsque les plaques constituent les faces d'une pyramide régulière ou d'un tétraèdre régulier où elles formeront alors entre elles des angles de 109,47° et 70,53°, respectivement. Il importe, à cet effet, que les protubérances soient plus longues que larges, leur largeur étant égale à l'épaisseur de la plaque, d'environ 40%, pour tenir compte de l'angle. Le profil de la fig. 29 permet à la fois de centrer des plaques perpendiculaires l'une à l'autre et de les incliner l'une par rapport à l'autre.
    Il est à remarquer que des chanfreins 1 (figs.31 et 32) ont été ménagés sur les plaques afin de faciliter leur interengagement.
    La figure 33 indique les suites de protubérances possibles pour seize positions permettant l'engrènement de quatre plaques deux à deux, les protubérances ayant la forme de celles des figs. 28 à 32.
    L'analyse des couples mécaniques donne les résultats suivants :
    Cas 1 (16)
    Figure 00360001
    Ecart maximum 20f, couple moyen 9.3 f, couple minimum 2f
    Cas 2 (16)
    Figure 00360002
    Ecart maximum 14f, couple moyen 9.3 f, couple minimum 4f
    Cas 3 (16)
    Figure 00360003
    Ecart maximum 12f, couple moyen 9.3 f, couple minimum 2f
    Cas 4 (16)
    Figure 00360004
    Cas 5 (16)
    Figure 00360005
    Ecart maximum 10f, couple moyen 9.3 f, couple minimum 6f
    On voit que c'est le cas 4 qui est le plus favorable du point de vue mécanique puisque c'est celui dont l'écart entre les couples extrêmes est le plus faible (8f) et celui pour lequel le couple minimum est le plus élevé (6f). Cependant, le cas 5 est presque aussi favorable, la seule différence résidant dans l'écart maximum qui est de 10f au lieu de 8f.
    La fig. 34 illustre une plaque carrée A dont les quatre côtés sont à seize positions chacun, les protubérances, désignées par A, étant représentées schématiquement alors qu'elles correspondent, quant à leur forme, à celles des figs. 28 à 32. Les quatre suites de ce carré à seize positions sont asymétriques.
    Au contraire, dans le cas de la plaque carrée A de la fig. 35, dont les côtés sont à quinze positions chacun, les suites que constituent ces quinze positions sont, pour deux d'entre elles qui se font face, symétriques par rapport à l'axe a1 du carré alors que les deux autres, qui se font face, sont asymétriques par rapport à l'axe a2 du carré. En revanche, les deux suites asymétriques par rapport à l'axe a2 sont identiques si l'on considère la plaque vue recto et verso.
    En variante, on pourrait prévoir le cas où les deux suites symétriques seraient à seize positions, moyennant que la protubérance centrale du bord supérieur de la plaque de la fig. 35 soit de largeur double et occupe alors deux positions, à savoir les positions "8" et "9".
    La fig. 36 est une représentation schématique des suites de protubérances et d'intervalles des quatre bords d'assemblage de quatre plaques aptes à être engrenées deux à deux, toutes quatre étant identiques à celle de la fig. 35. Les suites des deux premières lignes de la fig. 36 sont symétriques alors que celles des deux lignes suivantes sont dissymétriques par rapport au milieu du côté, ces deux suites dissymétriques étant les mêmes, les plaques étant observées recto et verso, respectivement.
    Figure 00380001
    L'analyse montre que la répartition des couples mécaniques est bien plus homogène que pour des suites qui seraient toutes symétriques.
    Il est à noter que cette configuration est assez favorable du point de vue du couple mécanique, en effet AB   0.5f + 5.5f   = 6f AC   4.5f + 4.5f   = 9f AD   0.5f + 5.5f   = 6f   8f ± 2f BC   3.5f + 6.5f   = 10f BD   1.5f + 2.5f + 2.5f + 1.5f   = 9f CD   6.5f + 3.5f   = 10f
    L'écart maximum est de 4f, le couple moyen de 8.3f et le couple minimum de 6f.
    Il est à remarquer qu'un assemblage de suites symétriques uniquement donne une piètre répartition des couples mécaniques. Ainsi :
    Figure 00390001
    AB   6.5f + 6.5f   = 13f AC   0.5f + 0.5f   = 11f AD   0.5f + 0.5f   = 1f BC   2.5f + 2.5f   = 5f BD   3.5f + 3.5f   = 7f CD   1.5f + 4.5f + 4.5f + 1.5f   = 12f
    L'écart maximum est de 12f, le couple moyen de 8.3f et le couple minimum de 1f.
    Des structures telles que l'une ou l'autre de celles décrites ci-dessus pourront être utilisées non seulement pour des jeux tels que des puzzles tridimensionnels, mais pour la réalisation de maquettes ou de panneaux préfabriqués, utilisés en particulier en architecture, ou même de constructions plus importantes telles que des stands d'exposition par exemple.
    Il est à remarquer que la présente invention pourra s'appliquer à des éléments dont la longueur du bord rectiligne d'assemblage sera supérieure à celle d'une suite de protubérances et d'intervalles. En d'autres termes, la longueur des suites est indépendante de la longueur de leurs supports.
    Dans le cas d'éléments dont le bord rectiligne portant les protubérances d'assemblage est plus long que la longueur d'une suite, on peut soit prévoir un axe de symétrie au milieu de ce long bord avec, de part et d'autre, une répétition de demi-suites, soit au contraire prévoir une répétition de suites complètes, cette seconde possibilité présentant l'avantage de permettre de tronçonner le support des suites en un point quelconque de sa longueur.
    Les supports de protubérances de grande longueur pourront être soit des plaques rigides soit des éléments souples, en textile par exemple, qui devront posséder, localement, assez de rigidité pour que les conditions d'engrènement des protubérances restent satisfaites. On pourra, grâce à la présente disposition, effectuer le retournement de pièces de tissus les unes par rapport aux autres, que ce soit dans le domaine de l'habillement, de l'ameublement ou autre.
    L'assemblage de tels éléments pourra s'effectuer à l'aide de curseurs à l'instar des fermetures à coulisse du type dit "Fermeture Eclair" (Marque déposée).

    Claims (21)

    1. Ensemble d'éléments (A,B,C,D) présentant chacun au moins un bord rectiligne le long duquel lesdits éléments sont assemblés les uns aux autres, à l'aide de protubérances (A,B,C,D) que présentent lesdits bords rectilignes, lesquelles protubérances (A,B,C,D) s'accrochent les unes aux autres, lesdites protubérances (A,B,C,D) étant toutes de même largeur, laquelle largeur constitue l'unité de mesure des espaces libres ou intervalles séparant lesdites protubérances (A,B,C,D) le long desdits bords rectilignes, ces derniers présentant des suites d'intervalles et de protubérances (A,B,C,D), lesdites suites de protubérances (A,B,C,D) et d'intervalles étant distribuées, le long des côtés rectilignes des éléments, de telle manière que tous les éléments soient aptes à être assemblés deux par deux, caractérisé en ce que les suites d'intervalles et de protubérances (A,B,C,D) sont dissymétriques par rapport au milieu (4) du côté, en ce que la répartition des protubérances (A,B,C,D) et des espaces libres est identique pour les éléments ayant la même forme, et en ce qu'au moins trois éléments peuvent être assemblés le long d'un même bord.
    2. Ensemble d'éléments suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites protubérances sont constituées chacune par une languette fendue longitudinalement de manière à former deux branches élastiques, l'une desdites branches présentant, latéralement, une saillie et l'autre une creusure correspondante, la saillie d'une protubérance étant destinée à s'engager dans la creusure de la protubérance d'un autre élément avec laquelle elle coopère, de telle manière que les éléments soient assemblés à charnière, c'est-à-dire articulés les uns aux autres, autour d'un axe passant par l'ensemble des saillies et des creusures des protubérances accrochées les unes aux autres.
    3. Ensemble d'éléments suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que leurs protubérances présentent un pourtour sensiblement symétrique par rapport à leur axe longitudinal, leur tête étant évasée par rapport à leur base qui est rétrécie.
    4. Ensemble d'éléments suivant la revendication 1, dont les éléments sont au nombre de quatre, caractérisé par le fait que leurs côtés rectilignes comprennent deux suites, l'une de quatre protubérances et l'autre de cinq, ces deux suites constituant quatre demi-suites dans lesquelles les protubérances sont séparées par au moins deux intervalles d'une unité, par au moins deux intervalles de deux unités, par au moins un intervalle de quatre unités et par au moins un intervalle de trois ou de cinq unités.
    5. Ensemble d'éléments suivant la revendication 1, dont les éléments sont au nombre de quatre, caractérisé par le fait que leurs côtés rectilignes comprennent deux suites, l'une de deux protubérances et l'autre de trois, ces protubérances étant séparées par deux intervalles d'une unité, par deux intervalles de deux unités et par un intervalle de trois unités, lesdits éléments étant tous aptes à être assemblés trois par trois.
    6. Ensemble d'éléments suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que leurs côtés rectilignes comprennent deux suites de dix-huit unités divisées chacune en deux demi-suites, l'une des demi-suites de la première suite comprenant deux protubérances d'extrémité et une protubérance intermédiaire située à un intervalle de deux unités de l'une des protubérances d'extrémité et à un intervalle de quatre unités de l'autre protubérance d'extrémité, la seconde demi-suite comprenant deux protubérances situées chacune à une distance d'une unité de l'une des extrémités de la demi-suite et qui sont séparées l'une de l'autre par un intervalle de cinq unités, l'une des demi-suites de la seconde suite comprenant deux protubérances dont l'une est située à une distance de quatre unités de l'une des extrémités de la demi-suite et l'autre à une distance de deux unités de l'extrémité opposée, ces deux protubérances étant séparées par un intervalle d'une unité, la seconde demi-suite comprenant deux protubérances dont l'une est située à une distance de trois unités de l'une des extrémités de la demi-suite et l'autre à une distance de deux unités de l'extrémité opposée, ces deux protubérances étant séparées par un intervalle de deux unités.
    7. Ensemble d'éléments suivant la revendication 2, dont les éléments sont au nombre de quatre, caractérisé par le fait que leurs côtés rectilignes comprennent deux suites de dix unités, divisées chacune en deux demi-suites, l'une des demi-suites de la première suite comprenant deux protubérances d'extrémité séparées par un intervalle de trois unités, l'autre demi-suite comprenant une protubérance centrale, les deux demi-suites de la seconde suite étant identiques et comprenant chacune une protubérance située à une distance d'une unité d'une extrémité de la demi-suite et à une distance de trois unités de l'autre extrémité de la demi-suite.
    8. Ensemble d'éléments suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ces éléments sont formés de triangles équilatéraux présentant, sur chacun de leurs côtés, une suite de protubérances et d'intervalles dont le nombre des unités se situe entre dix-huit et trente-huit.
    9. Ensemble d'éléments suivant la revendication 8, caractérisé par le fait que lesdits éléments triangulaires présentent, sur chacun de leurs côtés, une suite de protubérances de vingt-six unités, divisée en deux demi-suites, la demi-suite d'un premier côté du triangle comprenant une protubérance située à une distance de deux unités d'une des extrémités de ladite demi-suite et une deuxième protubérance située à une distance de sept unités de la première protubérance et à une distance de deux unités de l'autre extrémité de ladite demi-suite, la seconde demi-suite du premier côté comprenant une protubérance située à une distance d'une unité de l'extrémité de ladite demi-suite et une deuxième protubérance située à une distance d'une unité de la première protubérance et à une distance de neuf unités de l'extrémité de ladite deuxième demi-suite, la première demi-suite du deuxième côté du triangle comprenant une première protubérance située à l'extrémité de ladite demi-suite, une deuxième protubérance située à une distance de trois unités de la première, et une troisième protubérance située à l'autre extrémité de la demi-suite et à une distance de sept unités de la deuxième protubérance, la deuxième demi-suite de ce deuxième côté comprenant une protubérance située à une distance de sept unités de l'extrémité de la demi-suite, et une deuxième protubérance située à une distance d'une unité de la première protubérance et à une distance de trois unités de l'autre extrémité de la demi-suite, la première demi-suite du troisième côté du triangle comprenant une première protubérance située à une distance de six unités de l'extrémité de la demi-suite et une deuxième protubérance située à une distance d'une unité de la première protubérance et à une distance de quatre unités de l'autre extrémité de la demi-suite, la deuxième demi-suite de ce troisième côté comprenant une première protubérance située à une distance de cinq unités de l'extrémité de la demi-suite et une deuxième protubérance située à une distance de cinq unités de la première protubérance et à une distance d'une unité de l'autre extrémité de la demi-suite.
    10. Ensemble d'éléments suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ces éléments sont formés de carrés présentant sur chacun de leurs côtés une suite de protubérances et d'intervalles dont le nombre des unités se situe entre dix et dix-huit.
    11. Ensemble d'éléments suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que ces éléments présentent, sur chacun de leurs côtés, une suite de protubérances de dix-huit unités divisée en deux demi-suites, la demi-suite d'un premier côté du carré comprenant deux protubérances d'extrémité et une protubérance intermédiaire située à un intervalle de deux unités de l'une des protubérances d'extrémité et à un intervalle de quatre unités de l'autre protubérance d'extrémité, la seconde demi-suite du premier côté comprenant deux protubérances situées chacune à une distance d'une unité de l'une des extrémités de la demi-suite et qui sont séparées l'une de l'autre par un intervalle de cinq unités, la première demi-suite d'un deuxième côté du carré, adjacent au premier côté, comprenant deux protubérances dont l'une est située à une distance de quatre unités du premier côté, comprenant l'autre à une distance de deux unités de l'extrémité opposée, ces deux protubérances étant séparées par un intervalle d'une unité, la deuxième demi-suite de ce deuxième côté du carré comprenant deux protubérances dont l'une est située à une distance de trois unités de l'une des extrémités de la demi-suite et l'autre à une distance de deux unités de l'extrémité opposée, ces deux protubérances étant séparées par un intervalle de deux unités, le troisième côté du carré, opposé au premier, présentant une suite de protubérances et d'espaces libres identique et symétrique à celle du premier côté et le quatrième côté du carré présentant une suite de protubérances et d'espaces libres identique et symétrique à celle du deuxième côté.
    12. Ensemble d'éléments suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ces éléments sont formés de carrés présentant, sur chacun de leurs côtés, une même suite de protubérances de dix-huit unités, divisée en deux demi-suites, l'une de ces demi-suites comprenant deux protubérances d'extrémité et une protubérance intermédiaire située à un intervalle de deux unités de l'une des protubérances d'extrémité et à un intervalle de quatre unités de l'autre protubérance d'extrémité, l'autre demi-suite comprenant deux protubérances situées chacune à une distance d'une unité de l'une des extrémités de la demi-suite et qui sont séparées l'une de l'autre par un intervalle de cinq unités.
    13. Ensemble d'éléments suivant la revendication 3, dont les éléments sont au nombre de quatre, caractérisé par le fait que leur côté rectiligne comprend deux suites de quatre protubérances chacune, les deux suites constituant quatre demi-suites dans lesquelles les protubérances sont séparées par au moins deux intervalles d'une unité, par au moins trois intervalles de deux unités, par au moins un intervalle de quatre unités, et par au moins un intervalle de cinq unités, ou bien encore par deux intervalles supplémentaires de quatre unités.
    14. Ensemble d'éléments suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il lui est adjoint un élément auxiliaire, portant une suite symétrique de protubérances et d'intervalles, apte à s'assembler avec chacun des éléments de l'ensemble.
    15. Ensemble d'éléments suivant la revendication 14, dont les éléments sont au nombre de quatre, caractérisé par le fait que leurs côtés rectilignes comprennent deux suites de treize unités, l'une comprenant deux protubérances situées l'une à une distance d'une unité d'une des extrémités de la suite et l'autre à une distance de quatre unités de l'autre extrémité, ces deux protubérances étant séparées par un intervalle de six unités, la deuxième suite comprenant deux protubérances dont l'une est située à une distance de deux unités d'une des extrémités de la suite et dont l'autre est située à une distance de cinq unités de l'autre extrémité, ces deux protubérances étant séparées par un intervalle de quatre unités, l'élément auxiliaire comprenant une suite de treize unités comprenant cinq protubérances, à savoir deux protubérances terminales situées aux deux extrémités de la suite, une protubérance centrale située au milieu de la suite et deux protubérances intermédiaires situées chacune à mi-distance d'une des protubérances terminales et de la protubérance centrale, les intervalles entre toutes les protubérances étant de deux unités.
    16. Ensemble d'éléments suivant la revendication 15, caractérisé par le fait que la protubérance centrale de l'élément auxiliaire est symétrique et présente des moyens d'accrochage de même type --saillies ou creusures-- sur ses deux faces latérales.
    17. Ensemble d'éléments suivant la revendication 14, caractérisé par le fait que ledit élément auxiliaire est constitué par une plaque quadrangulaire dont deux des côtés, opposés, présentent une suite de protubérances symétrique par rapport à leur milieu, alors que les deux autres côtés opposés de l'élément présentent chacun une suite de protubérances dissymétrique par rapport à leur milieu.
    18. Ensemble d'éléments suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le bord des éléments présentant les protubérances comporte plusieurs suites d'intervalles et de protubérances, qui se succèdent le long dudit bord.
    19. Ensemble d'éléments suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le bord des éléments présentant les protubérances comporte un point de symétrie de part et d'autre duquel se succèdent, le long dudit bord, des demi-suites d'intervalles et de protubérances.
    20. Structure réalisée à l'aide des éléments suivant l'une ou l'autre des revendications 10, 11 et 12.
    21. Structure suivant la revendication 20, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par un polyèdre.
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