FR2729212A1

FR2729212A1 - DEVICE FOR MECHANICAL ASSEMBLY OF TWO STRUCTURAL ELEMENTS

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Publication number: FR2729212A1
Application number: FR9500069A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-01-05
Filing date: 1995-01-05
Publication date: 1996-07-12
Anticipated expiration: 2015-01-05
Also published as: EP0801712A1; WO1996021110A1; CA2209273A1; FR2729212B1; AU4490996A

Abstract

A partitioned planar structure consisting of a matrix of elongate cylindrical longitudinal (1) and transverse (2) members joined together in pairs. The structure is characterised in that the longitudinal (1) and transverse (2) members consist of hollow profile members, the longitudinal profile members (1) have a series of main transverse recesses (3) for receiving the respective transverse profile members (2), as well as a series of secondary transverse recesses (7), the transverse profile members (2) have at least one groove (9) facing the secondary transverse recess (7) of one longitudinal member (1) when it is positioned in one of the main transverse recesses (3), thus defining a channel (12) with a predetermined cross section, and locking members (11) having a cross section with the same shape and size as for said channel (12) are engageable therein.

Description

La présente invention concerne un dispositif destiné à assurer l'assemblage de structures, notamment de structures métalliques constituées de profilés extrudés creux de section carrée ou rectangulaire. The present invention relates to a device intended to ensure the assembly of structures, in particular metal structures made up of hollow extruded sections of square or rectangular section.

Les assemblages destinés à assurer la liaison d'éléments constituant une structure qui sont utilisés dans le domaine de la menuiserie bois ou de la menuiserie métallique sont principalement des assemblages de type tenon/mortaise ou queue d'aronde. The assemblies intended to ensure the connection of elements constituting a structure which are used in the field of wood joinery or metal joinery are mainly assemblies of the tenon / mortise or dovetail type.

Les assemblages du type tenon/mortaise assurent, lorsqu'ils sont réalisés avec les tolérances d'ajustement appropriées, un maintien correct des éléments dans le plan de la structure. Un tel mode d'assemblage n'assure pas cependant le maintien des éléments assemblés dans un sens perpendiculaire à celui-ci. c'est pourquoi, pour assurer une immobilisation totale des éléments à assembler, il est nécessaire soit de faire appel à des moyens de fixation par collage, ainsi qu'il est pratiqué dans le domaine de la menuiserie bois, soit à des moyens de boulonnage ou de soudure, ainsi qu'il est pratiqué dans le domaine de la menuiserie métallique. The tenon / mortise type assemblies ensure, when made with the appropriate adjustment tolerances, that the elements are correctly held in the plane of the structure. Such an assembly method does not however ensure the maintenance of the assembled elements in a direction perpendicular thereto. this is why, to ensure total immobilization of the elements to be assembled, it is necessary either to use fixing means by gluing, as is practiced in the field of wood joinery, or to bolting means or welding, as practiced in the field of metal carpentry.

Les moyens de fixation par collage, s'ils sont parfaitement appropriés au maintien d'éléments en bois massif, ne sont pas d'une grande efficacité lorsqu'il s'agit d'assembler des éléments profilés métalliques creux, dans la mesure où les surfaces en contact sont insuffisantes pour que l'effet d'adhérence de la colle s'exerce de façon efficace. Par ailleurs, le maintien de profilés de type tenon/mortaise au moyen de boulons n'est intéressant, sur le plan esthétique, que dans la mesure où il est possible d'encastrer les parties extrêmes des boulons dans l'épaisseur des profilés, ce qui implique que ces derniers possèdent une épaisseur suffisante. The means of fixing by gluing, if they are perfectly suitable for holding solid wood elements, are not very effective when it comes to assembling hollow metal profiled elements, insofar as the contact surfaces are insufficient for the adhesive effect of the adhesive to be effective. Furthermore, the maintenance of tenon / mortise type profiles by means of bolts is only interesting, from an aesthetic point of view, insofar as it is possible to embed the end portions of the bolts in the thickness of the profiles, this which implies that the latter have sufficient thickness.

Dans la plupart des cas, les profilés creux extrudés utilisés ne possèdent pas une telle épaisseur. Bien évidemment, il est possible d'augmenter celle-ci au détriment cependant du poids et du coût de la structure.In most cases, the extruded hollow profiles used do not have such a thickness. Obviously, it is possible to increase it at the expense of the weight and the cost of the structure.

Les assemblages du type en queue d'aronde sont parfaitement applicables à des profilés creux extrudés et présentent l'avantage d'assurer la liaison des éléments assemblés aussi bien dans le plan de la structure que dans une direction perpendiculaire à celle-ci. Ce mode d'assemblage présente cependant plusieurs inconvénients. The dovetail type assemblies are perfectly applicable to extruded hollow profiles and have the advantage of ensuring the connection of the assembled elements both in the plane of the structure and in a direction perpendicular thereto. This method of assembly, however, has several drawbacks.

Un premier inconvénient provient de ce qu'il est nécessaire, pour assembler l'ensemble de la structure, d'enfiler chacun des éléments mâles formant tenon à l'intérieur d'une mortaise à section droite en queue d'aronde de chacun des autres éléments, ce qui est particulièrement difficile à réaliser en raison des frottements ainsi engendrés, qui sont susceptibles de créer des coincements au niveau de chaque assemblage. A first drawback stems from the fact that it is necessary, in order to assemble the entire structure, to thread each of the male elements forming a tenon inside a mortise with a dovetail cross section of each of the others. elements, which is particularly difficult to achieve due to the friction thus generated, which is likely to create jams at each assembly.

Un second inconvénient de ce type d'assemblage provient de ce qu'il n'est pas possible de démonter un encastrement particulier sans, au préalable, avoir effectué l'opération inverse de la précédente, à savoir avoir retiré par coulissement, l'élément mâle concerné formant tenon des mortaises de tous les autres éléments dans lesquels il est encastré. Une telle opération est particulièrement difficile à effectuer. A second drawback of this type of assembly comes from the fact that it is not possible to dismantle a particular fitting without first having carried out the reverse operation of the previous one, namely having removed by sliding, the element concerned male forming tenon mortises of all the other elements in which it is embedded. Such an operation is particularly difficult to perform.

La présente invention a pour but de proposer un dispositif d'assemblage mécanique qui assure à la fois le maintien des éléments de structure à assembler dans un plan déterminé mais également dans une direction perpendiculaire à ce plan, et qui permet de plus un démontage de l'un quelconque des éléments par un simple mouvement de déplacement dans un sens perpendiculaire à la structure. The present invention aims to provide a mechanical assembly device which ensures both the maintenance of the structural elements to be assembled in a determined plane but also in a direction perpendicular to this plane, and which also allows disassembly of the 'any of the elements by a simple movement of displacement in a direction perpendicular to the structure.

La présente invention a ainsi pour objet un dispositif d'assemblage de deux éléments d'une structure, ces éléments étant notamment constitués de profilés creux extrudés, caractérisé en ce que
- un premier élément est creusé d'une part d'une rainure transversale principale, destinée à recevoir un second élément dont la section droite est de forme complémentaire, de façon à pouvoir prendre place dans celle-ci, et d'autre part d'une rainure transversale secondaire s'ouvrant sur la rainure transversale principale,
- un second élément est creusé, sur au moins une partie de sa longueur, d'une rainure longitudinale qui s'ouvre sur la rainure transversale secondaire, lorsque le second élément est en place dans la rainure transversale principale du premier élément, de façon à former un logement de section droite déterminée,
- il comporte au moins un élément de verrouillage longitudinal, ou élément clé, dont la section droite est de même forme et dimensions que celle dudit logement, de façon à prendre place dans celui-ci et assurer ainsi la solidarisation des premier et second éléments. The present invention thus relates to a device for assembling two elements of a structure, these elements being in particular made up of extruded hollow sections, characterized in that
- A first element is hollowed out on the one hand from a main transverse groove, intended to receive a second element whose cross section is of complementary shape, so as to be able to take place in it, and on the other hand to a secondary transverse groove opening onto the main transverse groove,
a second element is hollowed out, over at least part of its length, with a longitudinal groove which opens onto the secondary transverse groove, when the second element is in place in the main transverse groove of the first element, so as to form a housing of determined cross section,
- It comprises at least one longitudinal locking element, or key element, the cross section of which is of the same shape and dimensions as that of said housing, so as to take place therein and thus ensure the joining of the first and second elements.

Les figures 1 et 2 représentent en perspective et de façon schématique deux modes d'assemblage suivant 1 'état antérieur de la technique. Figures 1 and 2 show in perspective and schematically two modes of assembly 1 according to the prior art.

La figure 3 est une vue en plan schématique et partielle d'une structure plane en treillis constituée de deux ensembles d'éléments reliés au moyen du dispositif d'assemblage suivant l'invention. Figure 3 is a schematic and partial plan view of a flat lattice structure consisting of two sets of elements connected by means of the assembly device according to the invention.

La figure 4a est une vue en perspective d'un assemblage suivant l'invention avant la misee en place des éléments. FIG. 4a is a perspective view of an assembly according to the invention before the elements are put in place.

La figure 4b est une vue schématique en coupe à plus petite échelle de l'assemblage de la figure 4a avant la mise en place de l'élément de verrouillage longitudinal. Figure 4b is a schematic sectional view on a smaller scale of the assembly of Figure 4a before the establishment of the longitudinal locking element.

La figure 4c est une vue schématique semblable à celle de la figure 4b après mise en place de l'élément de verrouillage longitudinal. FIG. 4c is a schematic view similar to that of FIG. 4b after the longitudinal locking element has been put in place.

La figure 5 est une vue en perspective d'une variante de mise en oeuvre de l'assemblage représenté sur les figures 4a à 4c. Figure 5 is a perspective view of an alternative embodiment of the assembly shown in Figures 4a to 4c.

Les figures 6a à 6d sont des vues schématiques en section droite de quatre modes de mise en oeuvre de l'invention. Figures 6a to 6d are schematic cross-sectional views of four embodiments of the invention.

La figure 7a est une vue en coupe axiale et longitudinale d'un autre mode d'assemblage suivant l'invention. Figure 7a is an axial and longitudinal sectional view of another method of assembly according to the invention.

La figure 7b est une vue en coupe axiale et longitudinale d'un premier élément de structure du dispositif d'assemblage représenté sur la figure 7a. FIG. 7b is a view in axial and longitudinal section of a first structural element of the assembly device shown in FIG. 7a.

La figure 7c est une vue de dessus du mode d'assemblage représenté sur la figure 7a. Figure 7c is a top view of the assembly method shown in Figure 7a.

Ainsi que représenté sur la figure 3, le dispositif d'assemblage suivant l'invention est destiné à relier une série d'éléments 1 et 2 de façon à constituer une structure en treillis plane. As shown in Figure 3, the assembly device according to the invention is intended to connect a series of elements 1 and 2 so as to constitute a planar lattice structure.

On a représenté sur les figures 4a à 4c les éléments 1 d'une première série d'éléments parallèles qui sont creusés d'une série de rainures transversales principales 3 de section sensiblement carrée, qui sont destinées à recevoir les éléments 2. FIGS. 4a to 4c show the elements 1 of a first series of parallel elements which are hollowed out with a series of main transverse grooves 3 of substantially square section, which are intended to receive the elements 2.

Les flancs latéraux et verticaux des rainures 3 sont creusés sensiblement en leur milieu d'une rainure transversale secondaire 7 de section droite semi-circulaire. The lateral and vertical sides of the grooves 3 are hollowed out substantially in the middle of a secondary transverse groove 7 of semi-circular cross section.

L'élément 2 est quant à lui constitué d'un profilé longitudinal plein, dont la section droite est complémentaire de celle de la rainure principale 3, de façon à lui permettre de s'ajuster parfaitement à l'intérieur de celle-ci. L'élément 2 comporte en outre, sur toute sa longueur, une rainure longitudinale 9 de section droite semi-circulaire. Cette rainure 9 est creusée sur l'une des faces de l'élément 2 de façon que, lorsque celui-ci est en place dans la rainure principale 3, les rainures 9 et 7 se trouvent en vis-à-vis et constituent entre elles un logement 12 de section droite circulaire (figure 4b). The element 2 is itself made up of a solid longitudinal profile, the cross section of which is complementary to that of the main groove 3, so as to allow it to fit perfectly inside the latter. The element 2 further comprises, over its entire length, a longitudinal groove 9 of semi-circular cross section. This groove 9 is hollowed out on one of the faces of the element 2 so that, when the latter is in place in the main groove 3, the grooves 9 and 7 are in facing relation and constitute between them a housing 12 of circular cross section (Figure 4b).

Le dispositif d'assemblage suivant l'invention comporte un élément longitudinal de verrouillage, ou élément clé 11, de forme cylindrique, dont la section droite est circulaire et dont le diamètre est tel qu'il puisse prendre place à coulissement dans le logement cylindrique 12 constitué par les deux rainures semi-circulaires 7 et 9 respectivement prévues dans les éléments 1 et 2. The assembly device according to the invention comprises a longitudinal locking element, or key element 11, of cylindrical shape, the cross section of which is circular and the diameter of which is such that it can slide into the cylindrical housing 12 constituted by the two semi-circular grooves 7 and 9 respectively provided in elements 1 and 2.

Lorsque l'élément clé 11 est ainsi en place, ainsi que représenté schématiquement sur la figure 4c, les éléments 1 et 2 sont maintenus l'un par rapport à l'autre d'une part dans le plan de la structure, par l'encastrement propre et, d'autre part, dans le sens perpendiculaire à celle-ci par l'élément clé 11. L'élément clé 11 peut être bloqué par rapport aux éléments 1 et 2, soit par frottement soit au moyen par exemple d'une vis, non représentée sur le dessin, qui prend place dans un trou 13 prévu dans celui-ci et qui est vissée dans l'élément 2. When the key element 11 is thus in place, as shown diagrammatically in FIG. 4c, the elements 1 and 2 are held relative to one another on the one hand in the plane of the structure, by the clean fitting and, on the other hand, in the direction perpendicular thereto by the key element 11. The key element 11 can be locked with respect to the elements 1 and 2, either by friction or by means for example of a screw, not shown in the drawing, which takes place in a hole 13 provided therein and which is screwed into element 2.

On remarquera qu'en donnant à l'élément clé 11 une longueur suffisante, celui-ci peut améliorer le maintien des deux éléments 1 et 2 dans le plan de la structure. It will be noted that by giving the key element 11 a sufficient length, it can improve the retention of the two elements 1 and 2 in the plane of the structure.

On peut également suivant l'invention, ainsi que représenté sur la figure 5, réaliser une seconde rainure secondaire 7a de section semi-circulaire, par exemple opposée a la première rainure 7. Bien entendu, l'élément 2 sera alors pourvu quant à lui d'une seconde rainure longitudinale 9a de façon, lorsqu'il est en place sur l'élément 1, à pouvoir être verrouillé sur celui-ci au moyen d'un second élément clé. It is also possible according to the invention, as shown in FIG. 5, to produce a second secondary groove 7a of semi-circular section, for example opposite to the first groove 7. Of course, the element 2 will then be provided in turn a second longitudinal groove 9a so that, when it is in place on the element 1, it can be locked on the latter by means of a second key element.

Les éléments 1 et 2 peuvent être constitués, comme représenté sur la figure 5, d'éléments profilés creux de préférence obtenus par extrusion. The elements 1 and 2 may consist, as shown in FIG. 5, of hollow profiled elements preferably obtained by extrusion.

On pourrait également, comme représenté sur les figures 6a à 6d, réaliser dans les éléments à assembler 1 et 2 des rainures de section droite de différentes formes. One could also, as shown in FIGS. 6a to 6d, make in the elements to be assembled 1 and 2 grooves of cross section of different shapes.

Ainsi sur la figure 6a, on a respectivement réalisé dans les éléments 1 et 2 à assembler des rainures telles que l'on obtienne, entre les éléments 1 et 2, un logement cylindrique 12 de section droite carrée, l'élément clé 11 ayant quant à lui une même section droite. Thus in FIG. 6a, grooves have been produced in elements 1 and 2 respectively to assemble grooves such that one obtains, between elements 1 and 2, a cylindrical housing 12 of square cross section, the key element 11 having to him the same straight section.

Sur la figure 6b le logement 12 constitué entre les éléments 1 et 2 à assembler a une section droite carrée et l'élément clé 11 possède une section droite circulaire dont le diamètre est égal au côté du logement 12, si bien que lorsqu'il est en place dans le logement 12, il se trouve en contact avec les parties supérieure, inférieure et latérales de celui-ci. In Figure 6b the housing 12 formed between the elements 1 and 2 to be assembled has a square cross section and the key element 11 has a circular cross section whose diameter is equal to the side of the housing 12, so that when it is in place in the housing 12, it is in contact with the upper, lower and lateral parts thereof.

On peut également, comme représenté sur la figure 6c, réaliser dans les éléments 1 et 2 à assembler, des rainures ayant des sections droites telles que le logement 12 constitué entre ces deux éléments lorsqu'ils sont assemblés possède par exemple une section droite triangulaire. It is also possible, as shown in FIG. 6c, to produce in the elements 1 and 2 to be assembled, grooves having straight sections such that the housing 12 formed between these two elements when they are assembled has for example a triangular cross section.

Comme représenté sur la figure 6d, la rainure transversale principale 3 réalisée dans l'élément 1 peut également être de forme semi-circulaire et l'élément 2 est alors constitué d'un barreau cylindrique de même rayon. Les rainures transversales secondaires creusées dans l'élément 1 sont de section semi-circulaire ainsi que les rainures longitudinales prévues dans l'élément 2. Les éléments clé 11 sont alors constitués d'un barreau cylindrique, de section droite circulaire dont le rayon est identique à celui des logements 12 formés entre les deux éléments à assembler 1 et 2. As shown in FIG. 6d, the main transverse groove 3 produced in the element 1 can also be of semi-circular shape and the element 2 then consists of a cylindrical bar of the same radius. The secondary transverse grooves dug in the element 1 are of semi-circular section as well as the longitudinal grooves provided in the element 2. The key elements 11 then consist of a cylindrical bar, of circular straight section whose radius is identical to that of the housings 12 formed between the two elements to be assembled 1 and 2.

Le dispositsif de fixation de deux éléments de structure suivant l'invention se révèle particulièrement intéressant en ce qu'il permet d'une part de réaliser un assemblage mécanique sans collage, ce qui assure par la suite un démontage facile de la structure, ce démontage pouvant être effectué sur l'un quelconque des éléments de structure 1 ou 2, en enlevant simplement les clés de fixation correspondant à chaque noeud de fixation, sans avoir, comme dans les dispositifs de l'état antérieur de la technique, à faire coulisser l'élément à remplacer dans tous les autres éléments fixés sur celui-ci. Le dispositif de fixation permet ainsi un échange aisé et rapide des éléments de structure. The device for fixing two structural elements according to the invention proves to be particularly advantageous in that it allows on the one hand to carry out a mechanical assembly without bonding, which subsequently ensures easy disassembly of the structure, this disassembly can be performed on any of the structural elements 1 or 2, simply by removing the fixing keys corresponding to each fixing node, without having, as in the devices of the prior art, to slide the 'element to be replaced in all other elements attached to it. The fixing device thus allows an easy and rapid exchange of structural elements.

Dans le cas où l'élément à assembler comprenant les rainures principales et secondaires est constitué d'un profilé creux on peut utiliser un dispositif d'assemblage tel que celui représenté sur les figure 7a à 7c. In the case where the element to be assembled comprising the main and secondary grooves consists of a hollow profile, an assembly device such as that shown in FIGS. 7a to 7c can be used.

Sur ces figures, le dispositif d'assemblage suivant l'invention comprend deux éléments à assembler, à savoir un premier élément profilé creux 1 et un second élément profilé plein 2. L'élément profilé 1 est creusé à sa partie supérieure d'une ouverture 3a de longueur L et de largeur 1 égale à sa dimension interne transversale. Un élément intermédiaire la de forme parallelépipédique prend place dans l'ouverture 3a. Cet élément la, ainsi que les flancs latéraux de l'élément profilé 1 est creusé d'une rainure transversale principale 3 et de deux rainures secondaires semi-circulaires 7 et 7a qui sont tangentes à la base de la rainure principale 3. In these figures, the assembly device according to the invention comprises two elements to be assembled, namely a first hollow profiled element 1 and a second solid profiled element 2. The profiled element 1 is hollowed out at its upper part with an opening 3a of length L and width 1 equal to its transverse internal dimension. An intermediate element 1a of parallelepiped shape takes place in the opening 3a. This element 1a, as well as the lateral flanks of the profiled element 1 is hollowed out with a main transverse groove 3 and with two semi-circular secondary grooves 7 and 7a which are tangent to the base of the main groove 3.

Chacun desdits seconds éléments 2 possède une section droite rectangulaire correspondant à celle de la rainure principale 3, et comporte deux rainures longitudinales 9,9a, de section semi-circulaire, réalisées à sa base, de façon, lorsqu'il est en place dans l'élément intermédiaire la, à constituer deux logements 12 de section circulaire. Comme dans les modes de mise en oeuvre précédents, deux éléments clé cylindriques 11 viennent prendre place dans les logements 12 et assurent ainsi le verrouillage du second élément 2 avec l'élément intermédiaire la et l'élément profilé 1. Each of said second elements 2 has a rectangular cross section corresponding to that of the main groove 3, and comprises two longitudinal grooves 9, 9a, of semi-circular section, made at its base, so, when it is in place in the 'intermediate element la, to constitute two housings 12 of circular section. As in the previous embodiments, two cylindrical key elements 11 take their place in the housings 12 and thus ensure the locking of the second element 2 with the intermediate element 1a and the profiled element 1.

Un tel mode de mise en oeuvre permet de renforcer le profilé 1 là où la rainure 3 crée une zone de moindre résistance. Such an embodiment makes it possible to reinforce the profile 1 where the groove 3 creates an area of least resistance.

On peut, comme représenté sur la figure 7a, améliorer le maintien de l'élément intermédiaire la dans l'élément profilé 1 en injectant dans celui-ci une résine thermodurcissable 15 entre ledit élément intermédiaire la et des bouchons 17 introduits dans le profilé 1. As shown in FIG. 7a, it is possible to improve the retention of the intermediate element 1a in the profile element 1 by injecting therein a thermosetting resin 15 between said intermediate element 1a and plugs 17 introduced in the profile 1.

Claims

1. Device for assembling two substantially perpendicular structural elements (1, 2), these elements consisting in particular of extruded hollow sections, characterized in that

- A first element (1) is hollowed out on the one hand by a main transverse groove (3) intended to receive a second element (2) whose cross section is of complementary shape, so as to be able to take place therein , and on the other hand a secondary transverse groove (7,7a) opening onto the main transverse groove (3),

- a second element (2) is dug, over at least part of its length, a longitudinal groove (9 ;; 9a) which opens on the secondary transverse groove (7,7a), when the second element (2) is in place in the main transverse groove (3) of the first element (1), so as to form a housing (12) of determined cross section,

- The device comprises at least one longitudinal locking element (11), or key element, whose cross section is of the same shape and dimensions as that of said housing (12) so as to take place therein and thus ensure the joining first and second elements (1,2).

2. Device according to claim 1 characterized in that the secondary transverse groove (7,7a) has a cross section of semi-circular shape

3. Device according to claim 1 characterized in that the cross section of said longitudinal groove (9,9a) is of semi-circular shape.

4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the key element (11) is of cylindrical shape and its cross section is of the same shape and dimensions as the cross section of the housing (12) formed between the transverse groove secondary (7,7a) of the first element (1) and the longitudinal groove (9,9a) of the second element (2).

5. Device according to claim 4 characterized in that the key element (11) has a circular cross section.

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the key element (11, ila), comprises a transverse orifice (13) intended to ensure its attachment to one of the structural elements (1,2) .

7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the structural elements (1,2) consists of a hollow profile (1).

8. Device according to claim 7 characterized in that an intermediate element (la) is interposed between the first and the second structural element to be assembled.

9. Device according to claim 8 characterized in that the intermediate element (la) consists of a parallelepiped element embedded in the hollow profile (1), which is hollowed out with a main transverse groove and a secondary transverse groove identical to those dug in the first element (1), so as to receive the second element (2) and to be locked with the latter by the key element (11) in the first element (1).