L'invention a pour objet une structure auto-bloquante,
notamment de type rayonnage, étagères, bibliothèque ou
présentoir. Les tablettes ou étagères ou panneaux
(horizontaux ou inclinés) sont bloqués sur les montants de
la structure grâce à un nouveau système d'assemblage.
Les rayonnages, bibliothèques et autres meubles
comprenant des montants de fond et de côté sont connus
depuis longtemps. Pour la pose des tablettes, on peut
utiliser un système complètement fixe (avec vis et
tasseaux) ou au contraire un système complètement amovible
(la tablette reposant librement sur des taquets disposés
régulièrement en hauteur sur les montants). La solution
fixe, si elle offre une certaine solidité, empêche toute
modularité. La solution amovible permet bien entendu la
modularité, mais la solidité reste très aléatoire: taquets
trop petits, tablettes qui bougent, etc. On a aussi pensé
utiliser une solution hybride; mais qui en soi présente
déjà des problèmes de fabrication. A titre d'exemple, la
société Häfele propose le système "rasant", qui comprend la
fixation dans le montant d'un cylindre, l'axe de celui-ci
étant parallèle au montant, et présentant d'autre part un
méplat au niveau du contact avec le montant. La tablette
présente alors un évidement correspondant. Ce système
présente l'inconvénient majeur que la tablette repose sur
ce cylindre par une partie seulement de son épaisseur; la
tablette est donc fragilisée au niveau du contact.
L'invention fournit une solution aux problèmes évoqués
ci-dessus, la structure selon l'invention offrant à la fois
solidité et modularité. La structure selon l'invention est
auto-bloquante.
Ainsi, l'invention fournit une structure auto-bloquante
comprenant au moins deux montants (1a, 1b, 1c) et
au moins une tablette (2) en contact avec ces montants, les
montants présentant chacun au moins un tenon (3a, 3b, 3c)
et la tablette présentant des mortaises correspondantes
(4a, 4b, 4c), caractérisée en ce que les tenons présentent,
par rapport aux montants sur lesquels ils sont fixés, une
concavité dans un plan selon l'axe du montant, les
mortaises de la tablette présentant une forme correspondant
sensiblement à celle du tenon afin de coopérer avec celui-ci
pour créer un effet de tirant, ledit tenon étant un
volume de révolution (qui peut être total ou seulement
partiel), l'axe de révolution étant perpendiculaire au
montant sur lequel est fixé ledit tenon.
Selon un mode de réalisation, le volume de révolution
est non tronqué ou tronqué dans un plan comprenant l'axe de
fixation ou non.
Selon un mode de réalisation, l'axe de fixation du
tenon est décalé par rapport à l'axe de révolution du
volume de révolution.
Selon un mode de réalisation, le tenon est une sphère
venant en contact avec le montant sur lequel le tenon est
fixé.
Selon un mode de réalisation, le volume de révolution
formant tenon présente un méplat au niveau du contact avec
le montant.
Selon un mode de réalisation, la mortaise est un
évidement dont la profondeur, selon l'axe de fixation du
tenon associé, correspond à la dimension dudit tenon selon
cet axe.
Selon un mode de réalisation, la mortaise est un
évidement dont la profondeur dans l'épaisseur de la
tablette est compris entre 0,25 et 0,75 fois l'épaisseur du
tenon associé, mesurée parallèlement au montant sur lequel
il est fixé.
Selon un mode de réalisation, la mortaise est un
évidement correspondant sensiblement identiquement au demi
du tenon de révolution.
Selon un mode de réalisation, le tenon est une sphère,
présentant un méplat en contact avec le montant sur lequel
il est fixé, qui est de plus tronquée dans un plan
comprenant l'axe de fixation ou non, et la mortaise est un
évidement en forme de sphère, ces deux sphères présentant
sensiblement le même diamètre, la profondeur de
l'évidement, dans l'épaisseur de la tablette, est telle que
le tenon viendra affleurer à la surface de la tablette.
Selon un mode de réalisation, la structure comprend un
montant de fond et deux montants de côté, au moins, formant
au moins un caisson, chaque montant comprenant un tenon
pour la tablette correspondante, ladite tablette comprenant
trois mortaises.
Selon encore un autre mode de réalisation, le tenon
est une sphère, présentant éventuellement un méplat en
contact avec le montant sur lequel il est fixé, et la
mortaise est un évidement en forme de sphère, ces deux
sphères présentant sensiblement le même diamètre, la
profondeur de l'évidement, selon l'axe de fixation du tenon
associé, correspondant à la dimension de ladite sphère
formant tenon selon cet axe, et la profondeur de
l'évidement, dans l'épaisseur de la tablette est compris
entre 0,4 et 0,6 fois le diamètre de la sphère,
avantageusement environ le rayon de celle-ci.
La structure selon l'invention peut former notamment
rayonnage, étagères, bibliothèque ou présentoir.
L'invention est maintenant décrire plus en détail dans
la description qui suit, et en référence aux dessins, dans
lesquels :
la figure 1 est une vue, en coupe, du système
d'assemblage selon l'invention; la figure 2 est une vue, en coupe, du système
d'assemblage selon l'invention, représentant les
différences forces intervenant; les figures 3A et 3B sont des vues en coupe, selon un
angle différent, du système d'assemblage selon l'invention; les figures 4A et 4B sont des vues de dessus de la
structure selon l'invention; la figure 5A est une vue de face d'une structure selon
l'invention, tandis que la figure 5B est une vue de côté de
la même structure, en coupe selon la ligne AA; la figure 6 est une vue de dessus d'une variante de la
structure selon l'invention; les figures 7A, 7A', 7B, 7B', 7C, 7C', 7D, 7D', 7E et
7E' représentent diverses façons de fixer les tenons sur
les montants;
les figures 8A à 8E représentent diverses variantes
des tenons et mortaises selon l'invention, avec du haut
vers le bas de la figure une vue du haut du tenon, une vue
de côté du tenon, une vue de face de la mortaise et une vue
en coupe de la mortaise.
La figure 1 est une vue agrandie, en coupe, du système
d'assemblage selon l'invention. On a représenté ici un
montant (la) vertical, une tablette (2) horizontale, ainsi
que le tenon (3a) et la mortaise (4a) selon l'invention. Le
tenon (3a) est fixé au montant, par exemple par
l'intermédiaire d'une vis. Le principe de l'invention est
que la tablette ou étagère (2), en s'appuyant sur le tenon
(3a) en forme de boule, par l'intermédiaire de la mortaise
(4a) évidée selon une sphère correspondante, viendra se
bloquer contre le montant.
La figure 2 est une vue agrandie en coupe, du système
d'assemblage selon l'invention, représentant les
différences forces intervenant. La situation représentée à
la figure 2 est une situation en cours de montage. La
tablette (2) est présentée, au niveau de la mortaise (4a),
légèrement décalée par rapport à la boule formant tenon
(3a) comme cela se produit dans la réalité lors de la phase
de montage d'un rayonnage ou d'une bibliothèque. On
remarque la force F1 verticale, qui résulte, soit de la
pression appliquée par l'utilisateur en cours de montage,
soit de la pression résultant de la charge présente sur la
tablette pendant son utilisation soit même du poids de la
tablette elle-même. Cette force F1 (force d'action)
résulte, de par le contact entre la boule (3a) et la
mortaise (4a), en une force F2 (force de réaction) qui a
tendance à plaquer la tablette (2) sur le montant (la). On
obtient un effet de "tirant". Le point de contact entre le
tenon et la mortaise se situe en (c), à savoir au niveau de
la concavité formée par le tenon et le montant, de part la
forme spécifique du tenon. On remarque que la mortaise
présente, en coupe, selon le plan vertical passant par
l'axe du tenon, un arc dont la flèche correspondante peut
être horizontale (ou parallèle à l'axe de la tablette). La
mortaise agit à la façon d'un crochet, en coopérant avec la
partie concave délimitée par le tenon (et le montant
associé).
La figure 3A est une autre vue en coupe, selon un
angle différent. La face de la tablette représentée est
celle en contact avec le montant. Le trait fin dans la
tablette représente l'évidement intérieur de la mortaise 4a
correspondant à la sphère formant tenon 3a. On note un
contact excellent entre la mortaise de la tablette et la
sphère formant tenon. L'état représenté figure 3 correspond
à la celui de la figure 1, après l'état représenté figure
2. On remarque donc que le poids est équiréparti, ce qui
permet donc d'obtenir que l'étagère repose sur la totalité
de sa hauteur (les flèches sont réparties dans le volume).
Une autre variante est représentée à la figure 3B; il
s'agit du cas où le diamètre de la mortaise est légèrement
inférieur à celui du tenon. Ce dernier cas est représenté
avec un tenon 3a, de diamètre légèrement supérieur à celui
de la mortaise. Le poids sera alors cette fois réparti sur
la couronne au niveau de laquelle a lieu le contact entre
le tenon et la mortaise, à nouveau le poids est supporté
dans la totalité de l'épaisseur de la tablette (les flèches
sont ici sur la totalité de l'épaisseur. Cette variante
peut être avantageuse dans la mesure où les normes de
fabrication industrielles ne sont pas toujours très
précises et aussi dans la mesure où une usure (inévitable)
est alors compensée, sans conduire à un jeu.
La figure 4A est une vue de dessus de la structure
selon l'invention. On reconnaít les montants (1a, 1b et
1c). Le montant (1a) est le montant de fond, tandis que les
montants (1b et 1c) sont les montants de côté. La tablette
(2) est indiquée en pointillés. Les tenons en forme de
boule sont au nombre de trois (3a, 3b et 3c). Dans la
configuration représentée, le montant de fond est inséré
entre les deux montants de côté; ceci offre l'avantage
d'une meilleure esthétique au niveau des montants de côté.
Des rainurages optionnels (11a et 12a) peuvent permettre de
bloquer le montant du fond en profondeur. Un tenon (3a) sur
le montant du fond offre un point d'appui supplémentaire
central pour la tablette, évitant ainsi un fléchissement de
celle-ci. Par ailleurs, trois points d'appui entraínent
nécessairement une étagère stable (un support à trois
points n'est nécessairement pas bancal). Dans le cas d'un
montant de fond entre les deux montants de côté et des
rainurages, le montant du fond pourrait éventuellement ne
pas comprendre de tenon (3a): la tablette serait alors
maintenue par arc-boutement et le montant sera néanmoins
fixe car bloqué par les montants de côté (1b, 1c) d'une
part, et par la tablette (2) d'autre part. Cependant, on
préférera que ce tenon (3a) soit présent au niveau du
montant du fond (1a). On notera que dans la configuration
représentée, les tablettes sont horizontales; il est
cependant possible que les tablettes soient inclinées, à la
façon d'un présentoir. Dans ce cas, le montant du fond
(bloqué par les montants de côté et par les rainurages)
peut ne pas comprendre de tenon, la tablette venant
naturellement s'appuyer par arc-boutement. La figure 4B est
une vue similaire à celle de la figure 4A, mais selon la
configuration initiale de montage: les flèches indiquent
les forces qui s'appliquent lors du montage et dans le cas
d'une déformation. On remarque encore une fois
immédiatement que la structure selon l'invention est auto-bloquante.
La figure 5A est une vue de face d'une structure selon
l'invention, tandis que la figure 5B est une vue de côté de
la même structure, en coupe selon la ligne AA. On reconnaít
les montants (1a, 1b et 1c) ainsi que les tablettes (2a),
les tenons (3a, 3b et 3c) en forme de boule.
La figure 6 est une vue de dessus d'une variante de la
structure selon l'invention. Selon cette variante, la
structure comprend deux montants latéraux (1b et 1c), sur
lesquels sont présents deux tenons à chaque fois. La
tablette comprend quatre mortaises qui viennent coopérer
avec ces tenons. Une telle structure est empêchée en gauchissement
dans un plan horizontal. L'épaisseur de chaque
tablette permet d'éviter un gauchissement dans le plan
vertical. Une telle structure est notamment obtenue par
insertion de tablettes dans un caisson préalablement obtenu
à partir de montants et planches de dessus et dessous
d'épaisseur suffisante.
Les figures précédentes montrent clairement le
caractère auto-bloquant du système d'assemblage selon
l'invention, qui pourrait être considéré comme un système
amovible à queue d'aronde auto-bloquant (sans la limitation
de la forme trapézoïdale de l'aronde).
Diverses structures peuvent être obtenues, qui
présentent toutes une très grande stabilité, notamment sous
charge, ainsi qu'une grande modularité, chaque tablette
pouvant être enlevée aussi facilement que si elle était
simplement posée sur des taquets. Ainsi, chaque tablette
peut être réglée en hauteur indépendamment des autres.
Notamment, il est possible de régler la hauteur des pieds
de la structure. Les montants d'une structure selon
l'invention peuvent être perpendiculaires deux à deux, ou
au contraire former un angle différent. En fait,
l'invention permet toutes les fantaisies possibles en
termes de forme projetée de la structure (rectangle,
trapèze, trapèze double, arrondis, etc.).
Par ailleurs, selon un mode de réalisation, le tenon
est tronqué (dans le sens conduisant à un méplat selon le
plan de la tablette et non selon le plan du montant), il
est alors possible d'obtenir (i) un effet esthétique
particulier en ce sens que la tenon viendra affleurer à la
surface de la tablette, ce qui conduira aussi à (ii) un
effet technique en ce sens que l'espace sous la tablette
sera complètement libéré, pour notamment permettre
l'insertion d'un tiroir affleurant. Cet effet esthétique
peut être renforcé si les tenon et tablette présentent la
même finition. On obtient alors une jonction sensiblement
invisible.
Les figures 7A, 7A', 7B, 7B', 7C, 7C', 7D, 7D', 7E et
7E' représentent diverses façons de fixer les tenons en
forme de boule (ou autre). Ces figures représentent deux
par deux une vue de face et une vue à 90°.
Selon les figures 7A et 7A', une vis enchâssée à force
dans la boule (3a) ou à double pas de vis est simplement
vissée dans le montant, avec ou sans avant-trou. Le tenon
et la vis peuvent aussi être monobloc s'ils sont dans le
même matériau.
Selon les figures 7B et 7B', la boule (3a) comprend un
pas de vis dans lequel est vissé une vis, ladite vis
présentant deux cannelures longitudinales recevant un fil,
ce fil formant une boucle bloquée de l'autre côté du
montant par une rondelle, de sorte que l'action de vissage
provoquera une mise sous tension du fil et par le serrage.
Les figures 7C et 7C' représentent le mode de
réalisation où les tenons sont présents des deux côtés du
montant, comme par exemple dans le cas d'une bibliothèque à
plusieurs caissons. Les deux boules sont reliées entre
elles par un fil formant une boucle comme précédemment.
Selon les figures 7D et 7D', les montants présentent
des rainurages en regard en forme de T (aussi appelé
feuillure), dans lequel une rondelle (pliée en deux selon
un angle correspondant à celui de la rainure du montant)
peut coulisser. Cette rondelle fonctionne de la même façon
que celle utilisée dans le mode de réalisation des figures
7B et 7B'. La boule (3a) est aussi la même, le fil formant
toujours une boucle. Deux montants sont ici réunis selon ce
mode de réalisation, le maintien étant assuré par
pincement. Ce mode de réalisation permet aussi, avec
quelques quarts de tour pour dégager la boule, puis un
mouvement de translation, puis serrage de la boule, une
modularité.
Les figures 7E et 7E' représentent le mode de
réalisation où les tenons sont présents des deux côtés du
montant, comme par exemple dans le cas d'une bibliothèque à
plusieurs caissons. Les deux boules sont reliées entre
elles par une tige filetée (à pas de vis unique ou
multiple, sur toute sa longueur ou non).
Les figures 8A à 8E représentent diverses variantes
des tenons et mortaises selon l'invention, avec du haut
vers le bas de la figure une vue du haut du tenon, une vue
de côté du tenon, une vue de face de la mortaise et une vue
en coupe de la mortaise.
- la figure 8A représente une sphère coupée en deux
selon une ligne horizontale. La mortaise est un évidement
sphérique;
- la figure 8B représente aussi une sphère, mais
tronquée selon une autre variante. La mortaise reste un
évidement sphérique;
- la figure 8C représente un cône de révolution tronqué,
dont la plus petite face est côté montant. La mortaise est
alors un évidement de forme conique correspondante;
- la figure 8D représente une sphère aplatie, de section
sensiblement elliptique, le grand axe étant perpendiculaire
à l'axe de la vis de fixation. La mortaise est alors un
évidement de forme elliptique correspondante;
- la figure 8E représente un tenon régulier hexagonal
évasé. La mortaise correspondante est aussi un hexagone
régulier évasé.
De façon générale, il existe un nombre très grand de
tenons et de mortaises que l'on peut associer. Tout tenon
présentant, par rapport au montant sur lequel il est fixé
et dans le plan du montant (plan vertical), une concavité
est adapté. Toute mortaise présentant, en coupe selon le
plan passant par l'axe du tenon et selon l'axe des
montants, un arc dont la flèche correspondante peut être
horizontale (ou parallèle à l'axe de la tablette) est
adaptée; arc dont la flèche est horizontale signifie donc
que la mortaise peut agir à la façon d'un crochet, en
coopérant avec la partie concave délimitée par le tenon (et
le montant associé), opérant ainsi un effet de tirant sur
les montants. Des tenons appropriés sont notamment ceux qui
sont réguliers et correspondent à des polygones réguliers
(voir la figure 8E). Des tenons appropriés sont aussi
notamment ceux qui sont de révolution (ultérieurement
tronqués dans un plan comprenant l'axe de fixation ou non),
de préférence non tronqués. Le tenon préféré est la sphère,
mais toute autre forme telle que définie ci-dessus est
adaptée. Bien que la description soit donnée pour une
sphère, elle s'applique mutatis mutandis à tout tenon selon
l'invention. La sphère ou boule (ou autre tenon) peut être
fixée au montant par l'intermédiaire d'une pièce
cylindrique ou tige ou autre, laissant ainsi un espace
libre entre elle et le montant, ou au contraire être
appliquée contre le montant. Cette sphère peut aussi être
tronquée selon un plan perpendiculaire à l'axe de fixation,
le méplat ainsi obtenu venant au contact du montant.
Dans le cas d'une sphère, par exemple non tronquée,
plaquée contre le montant, la mortaise sera obtenue en
reproduisant dans la tablette une empreinte cylindrique
telle que: la profondeur de l'empreinte, selon l'axe de
fixation du tenon (sphère), est au moins égale au rayon de
la sphère; de préférence, cette profondeur est égale à la
longueur (ici le diamètre) du tenon sphérique qui dépasse
du montant (la tablettes est alors jointive avec le
montant). La profondeur de l'empreinte dans l'épaisseur de
la tablette, est choisie de sorte à être suffisante pour
assurer l'effet de "crochet" mentionné ci-dessus. Par
exemple, la profondeur peut être de l'ordre d'au moins la
moitié du rayon de la sphère, de préférence d'environ le
rayon de la sphère. On peut aussi prévoir que la profondeur
de l'empreinte est telle qu'un espace libre est obtenu
entre la tablette et le montant, offrant un effet
esthétique supplémentaire ou un espace permettant de loger
une coulisse.
Un mode de réalisation particulier correspond à celui
des figures 8A et 8B, dans lequel l'axe de fixation du
tenon (par exemple la vis) est décalé par rapport à l'axe
de révolution du volume de révolution (avant que celui-ci
ne soit tronqué).
On peut combiner des formes cylindriques et sphériques
dans le cas de mortaises pour tablettes de grande
épaisseur. On tiendra compte, éventuellement, d'un léger
jeu et les dimensions caractéristiques de la mortaises
seront alors adaptées en fonction de celles du tenon
associé. De façon générale, et de préférence, les mortaises
selon l'invention sont borgnes (i.e. la tablette n'est pas
traversée).
Les matériaux utilisés pour la réalisation des tenons
sont classiques, et comprennent bois, verre, laiton, acier,
plastique, etc. De même, les matériaux des montants sont
classiques et comprennent bois (aggloméré, médium, massif,
etc.), plastique, verre, métal, etc.
Les dimensions des montants, tablettes, etc. sont
classiques: hauteur de la structure par exemple de 20 à
400 cm; largeur et profondeur du caisson de 5 à 80 cm;
hauteur entre deux tablettes 5 à 80 cm. Par exemple, pour
une réalisation sous forme d'ameublement intérieur
classique, on pourra retenir les dimensions suivantes:
hauteur de la structure de 50 à 250 cm, largeur et
profondeur de caisson de 15 à 60 cm, hauteur entre deux
tablettes de 15 à 60 cm. L'épaisseur des montants et des
tablettes est variable, comprise entre 8 mm (par exemple
pour du verre) et 50 mm. Des variations sont bien entendu
possibles.
Les dimensions des tenons et mortaises sont telles que
la structure soit effectivement auto-bloquante. Par
exemple, dans le cas d'un tenon sous forme de sphère, le
diamètre de celle-ci est compris entre 12 mm et 30 mm,
tandis que la mortaise correspondante sera une sphère d'un
diamètre correspondant.
La fabrication des tenons et mortaises spécifiques à
l'invention ne pose aucun problème à l'homme de l'art. Par
exemple, dans le cas d'un tenon en forme de sphère, la
mortaise sera obtenue à l'aide d'une fraise semblable à
celle du tenon.
EXEMPLE
On réalise une structure comprenant un montant de fond
et deux montants de côté, disposés conformément à la figure
4, chacun d'épaisseur 19 mm et de hauteur 220 cm. La
largeur de caisson est de 80 cm tandis que la profondeur
est de 35 cm. 7 tablettes d'épaisseur 19 mm sont
équiréparties, la première démarrant à 10 cm au dessus du
sol, et la dernière affleurant à l'extrémité supérieure.
Chaque montant comprend, par étagère, un tenon en forme
d'une sphère de 25 mm de diamètre, tronquée au niveau de la
vis de fixation pour former un méplat de 10 mm de diamètre;
ce tenon est fixé dans le montant par simple vissage dans
un avant-trou. Chaque tablette comprend trois mortaises
formée d'un évidement sphérique, la profondeur selon l'axe
de fixation du tenon correspondant sensiblement à la sphère
formant tenon, la profondeur dans l'épaisseur de la
tablette étant d'environ 12 mm. La structure se monte par
une seule personne, en moins d'une minute. Une fois
installée et sous charge (livres, bibelots, et autres), la
stabilité est parfaite dans toutes les directions.