FR2941021A1 - Piece d'assemblage pour elements en bois, ou derive, et procede d'utilisation - Google Patents

Abstract

La pièce d'assemblage est une pièce en bois (1') ayant une section rectangulaire dans un premier plan et une section au moins sensiblement rectangulaire dans un second plan orthogonal audit premier plan, configuration obtenue par compression d'une pièce ayant, à l'origine, une section rectangulaire dans le premier plan et une section présentant au moins une zone en queue d'aronde dans un second plan orthogonal au premier plan. Elle permet l'assemblage d'éléments (6,7) par introduction frontale dans des mortaises (8a,9a) (8b,9b) créées, en vis-à-vis, dans ces éléments, puis retour de la pièce (1') à la géométrie qu'elle avait avant compression.

Description

La présente invention a pour objet un nouveau moyen permettant l'assemblage d'éléments en bois ou dérivés, par exemple d'éléments de mobilier, utilisant le principe de la queue d'aronde.

Classiquement, pour un assemblage en queue d'aronde, un élément comporte au moins un tenon trapézoïdal dont la grande base constitue l'extrémité libre, l'autre élément comportant une mortaise de section complémentaire, la petite base et au moins une extrémité de ladite mortaise débouchant sur deux faces différentes de l'élément. Compte tenu de cette géométrie, les tenons ne peuvent être mis en place que par introduction dans l'extrémité débouchante de la mortaise et coulissement latéral. En outre, puisqu'une extrémité de la mortaise débouche sur une face de l'élément différente de celle contre laquelle vient s'appliquer l'élément assemblé, l'assemblage reste visible, une fois effectué. De la colle est généralement utilisée pour immobiliser définitivement l'ensemble et, même, si l'assemblage est collé, il peut arriver que, sous l'effet d'efforts, le tenon coulisse en sens inverse et ressorte plus ou moins de la mortaise. L'invention s'est fixé pour but de réaliser un assemblage invisible, ne nécessitant pas d'outil pour la mise en place du tenon dans la mortaise, n'impliquant aucun coulissement entre pièces et pouvant être utilisé sans colle, tout en étant irréversible. Ce but est atteint en ce sens que l'invention apporte une pièce d'assemblage, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une pièce en bois ayant une section rectangulaire dans un premier plan et une section au moins sensiblement rectangulaire dans un second plan orthogonal audit premier plan, configuration obtenue par compression d'une pièce ayant, à l'origine, une section rectangulaire dans ledit premier plan et une section présentant au moins une zone en queue d'aronde dans un second plan orthogonal au premier plan.

Une telle géométrie permet d'introduire la pièce dans une mortaise en queue d'aronde, non pas latéralement, c'est-à-dire par l'une des extrémités ouvertes de la mortaise et coulissement, mais frontalement, c'est-à-dire via sa petite base débouchante, la mortaise étant dépourvue d'extrémité s'ouvrant sur une face. Sous l'effet de moyens qui seront décrits plus loin, la pièce reprend ensuite sa configuration d'origine, en queue d'aronde, alors qu'elle est déjà en place dans la mortaise et elle s'y trouve définitivement emprisonnée. Le document DE 1 939 838 imagine, certes, l'utilisation d'une pièce ayant, en apparence, une géométrie similaire, mais, d'une part, la pièce est, "de préférence en matière plastique gonflable", sans qu'il soit donné la moindre indication quant à la nature de cette matière plastique et quant au moyen utilisé pour la faire gonfler et, d'autre part, l'application envisagée est différente : il s'agit de la construction d'éléments de murs secs où les pièces ont une fonction d'étanchéité. Il paraît vraisemblable que les mortaises créées dans les éléments de murs secs affectent toute la longueur des éléments et que les pièces d'assemblages sont des profilés. En tout état de cause, DE 1 939 838 ne décrit ni ne suggère le recours à des pièces d'assemblage en bois dont la géométrie est modifiée par compression pour permettre l'introduction frontale dans une mortaise en queue d'aronde, puis le retour à la pièce à sa géométrie d'origine. D'un autre côté, on connaît des procédés d'assemblage applicables à des éléments semblables à ceux visés par l'invention et selon lesquels une pièce d'assemblage, constituée d'un tourillon cylindrique ou d'une languette mince et plate, est introduite frontalement dans, respectivement, une paire de trous borgnes cylindriques ou une paire d'évidements en portion de cylindre créés dans les éléments à assembler et disposés en vis-à-vis, procédés qui ne reposent cependant pas sur le principe de l'assemblage en queue d'aronde. Dans une première forme d'exécution de l'invention, la pièce est obtenue par compression d'une pièce ayant, à l'origine, une section rectangulaire dans ledit premier plan et une section présentant, dans ledit second plan, deux zones en queue d'aronde accolées par leur petite base, la pièce résultante formant ainsi un goujon d'assemblage indépendant.

Il est entendu que le terme "accolé" utilisé ci-dessus ne signifie pas que les deux zones en queue d'aronde appartiennent à deux pièces distinctes qui ont été réunies "petite base contre petite base" : les deux queues d'aronde sont d'un seul tenant et leurs petites bases se confondent.

Dans une seconde forme d'exécution, la pièce est obtenue par compression d'une pièce ayant, à l'origine, une section rectangulaire dans ledit premier plan et une section en queue d'aronde, dans ledit second plan, ladite pièce étant d'un seul tenant, côté petite base de la queue d'aronde, avec un premier élément à assembler à un second élément, et formant tenon d'assemblage. La pièce peut être réalisée en différentes essences de bois, le hêtre étant toutefois généralement préféré en ce sens qu'il est facilement disponible, peu coûteux et apte à une compression/dilatation rapide et facile. Sous l'effet d'un fluide de gonflement, la pièce est susceptible de recouvrer la configuration qu'elle avait avant compression. Par fluide de gonflement, on entend aussi bien de l'eau, qu'une solution diluée d'adhésif, un adhésif liquide ou liquéfiable, ou tout autre milieu, pas nécessairement aqueux, susceptible d'inverser la compression de la pièce. Dans une forme d'exécution préférée, l'humidité est fournie par une solution diluée de colle.

Que la pièce soit un goujon ou un tenon, le fil du bois est selon ledit second plan, c'est-à-dire qu'il est sensiblement perpendiculaire aux bases de la ou des queues d'aronde. Outre que la pièce a ainsi une meilleure résistance à la traction que si la direction du fil était quelconque, cela accélère le retour de la pièce à sa forme d'origine par pénétration plus rapide du fluide de gonflement entre les fibres du bois. Dans le cas où la pièce d'assemblage est un goujon indépendant, le procédé d'assemblage de deux éléments à réunir, en bois ou dérivé, utilisant un tel goujon, comprend : a. la création, dans chacun desdits éléments, d'une mortaise en queue d'aronde débouchant, côté petite base, sur celle des surfaces de l'élément qui est à accoler contre une surface de l'autre élément ; b. le dépôt de fluide de gonflement dans lesdites 15 mortaises ; c. la mise en place de l'une des zones en queue d'aronde du goujon, à l'état comprimé, dans la mortaise de l'un des deux éléments, par introduction frontale dans ladite mortaise ; 20 d. la mise en place de la mortaise de l'autre élément sur l'autre zone en queue d'aronde dudit goujon, par introduction frontale de ladite mortaise sur ladite autre zone ; et e. l'attente du retour du tenon à sa configuration 25 d'origine, étant entendu que l'étape b peut être remplacée par un dépôt de fluide de gonflement directement sur ledit goujon. L'étape e peut être extrêmement courte : pour un goujon en hêtre occupant, à l'état comprimé, un volume 30 d'environ 2 cm3, elle est inférieure à 30 secondes si le fluide de gonflement est l'eau. Cette durée sera d'autant plus longue que le fluide de gonflement sera plus visqueux, l'idéal étant que la durée de dilatation soit minimale tout en permettant l'insertion dans les deux mortaises en vis-à- 35 vis.

L'invention étend également sa portée à tout élément en bois incorporant, comme tenon(s) d'assemblage, au moins une pièce formant tenon selon l'invention. Dans ce cas, le procédé d'assemblage d'un tel élément en bois ou dérivé, dit premier élément, et d'un second élément en bois ou dérivé à réunir au premier se fait par : a. création, dans ledit second élément, d'au moins une mortaise en queue d'aronde débouchant, côté petite base, en surface de l'élément ; b. dépôt de fluide de gonflement dans ladite mortaise ; c. mise en place dudit au moins un tenon dudit premier élément, à l'état comprimé, dans ladite au moins une mortaise du second élément, par introduction frontale dans ladite mortaise ; et f. attente du retour dudit au moins un tenon à sa configuration d'origine, étant entendu que l'étape b peut être remplacée par un dépôt de fluide de gonflement directement sur ledit tenon. Lorsqu'il s'agit d'assembler deux éléments par plusieurs couples de goujon (tenon)/mortaise, il peut être avantageux que l'une des mortaises ait exactement la même longueur que le goujon (tenon), le couple goujon (tenon)/mortaise en cause déterminant la position relative finale des éléments à assembler, et que les autres mortaises soient d'une longueur légèrement supérieure à celle du goujon ou tenon, ce qui permet un léger décalage latéral pour autoriser des tolérances d'usinage des mortaises dans la direction latérale. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la 30 description suivante, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente, en perspective, un goujon selon l'invention, avant compression ; - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, 35 mais après compression ; - la figure 3 est une vue, en perspective, de deux éléments à assembler au moyen de goujons selon l'invention ; - les figures 4a-f illustrent les différentes étapes d'un assemblage appliqué à des éléments comportant plusieurs couples goujons/mortaises, les figures 4a-4c et 4f étant des vues en perspective complète, la figure 4e étant une vue en coupe prise dans le plan P3 de la figure 4f et la figure 4d étant une vue semblable à la figure 4e mais avant gonflement du tenon ; et - les figures 5 et 6 sont des vues analogues, respectivement, aux figures 4d et 4e mais montrant le cas où la pièce d'assemblage selon l'invention n'est pas un goujon indépendant mais un tenon appartenant à l'un des éléments à assembler. Si l'on se réfère à la figure 1, on voit un goujon 1 ayant, dans le plan P1 une section rectangulaire et dans le plan P2, orthogonal à P1, une section en noeud papillon vertical ou double queue d'aronde 2,3. Chaque queue d'aronde comporte une grande base, respectivement, 2G, 3G et une petite base, respectivement, 2P et 3P qui se confondent. Le goujon comporte ainsi une face avant 4 et une face arrière planes, une face latérale droite 5 et une face latérale gauche en forme de V très ouvert et couché à 90°, et des faces supérieure et inférieure qui correspondent aux grandes bases 2G,3G. Ce goujon est une pièce de bois, dont les fibres sont orientées sensiblement parallèlement au plan P1. En exerçant une pression sur les faces latérales 5 opposées du goujon, on obtient la configuration 1' représentée à la figure 2. Dans cette configuration, les grandes bases 2G,3G ont été rétrécies jusqu'à avoir la même taille que les petites bases 2P,3P. Bien que, dans la représentation de la figure 2, on ne voit plus aucune trace du changement de pente existant, à la figure 1, dans les faces latérales 5 au niveau 2P,3P, dans la pratique, les faces 5 peuvent ne pas être aussi parfaitement planes et un résidu du changement de pente peut rester visible. L'important est que, dans la configuration de la figure 2, le goujon ait une section sensiblement rectangulaire dans le plan P2.

Il est à noter qu'une fois comprimé à la configuration 1' représentée à la figure 2, le goujon conserve cette configuration tant qu'il n'est pas soumis à un milieu provoquant son gonflement. La figure 3 représente deux éléments 6 et 7 à assembler. Il s'agit de deux éléments en bois, massif ou non, pouvant être des éléments de mobilier, des parois d'une boîte, etc. Chacun de ces éléments comporte deux mortaises, respectivement 8a,8b et 9a,9b, en queue d'aronde. Comme on le voit, les mortaises 8a,8b ne débouchent que sur la face 6a de l'élément 6 et les mortaises 9a,9b ne débouchent que sur la surface 7a de l'élément 7. L'objectif est d'assembler les éléments 6 et 7 de telle sorte que la surface 7a soit appliquée contre la surface 6a.

Les mortaises 8a,8b et 9a,9b ont été creusées au moyen d'une fraise queue d'aronde. On comprend que, telle qu'utilisée selon l'invention, la fraise attaque l'élément en 10 en creusant une cuvette, qu'elle est soumise à un mouvement de translation vers la droite, sur le dessin, mouvement qui crée la mortaise 8a, après quoi elle est soumise à un mouvement de translation vers la gauche, puis est extraite de l'élément lorsqu'elle est revenue en 10. On pourrait ne pas soumettre la fraise à un tel retour en 10 et l'extraire à la fin de sa course vers la droite, mais dans ce cas il serait créé une seconde cuvette 10. La cuvette 10 n'a pas d'utilité dans le procédé d'assemblage, si ce n'est d'offrir un espace susceptible de recevoir un éventuel excès de fluide de gonflement. La longueur de la mortaise 8a est égale à la longueur L du goujon tandis que la longueur des mortaises 8b, 9a et 9b peut être légèrement supérieure à la longueur L de façon à offrir un petit jeu d'ajustement. 8 Le procédé d'assemblage est illustré par les figures 4a à 4f. La figure 4a est identique à la figure 3 qui vient d'être décrite.

La figure 4b montre l'élément 7, dans la mortaise 9a duquel a été placée une goutte de fluide de gonflement C, et l'élément 6 dans la mortaise 8a duquel une goutte de fluide de gonflement C est en cours de dépôt. La figure 4c montre l'élément 7, ayant une goutte de fluide de gonflement dans ses deux mortaises 9a,9b, et l'élément 6 dans les mortaises 8a,8b duquel a été insérée frontalement, c'est-à-dire dans la direction F de la figure 4c, une moitié, telle que 2' ou 3', de deux goujons dans leur configuration comprimée 1', l'autre moitié, telle que 3' ou 2', saillant à la surface de l'élément 6. L'étape suivante est la mise en place de l'élément 7 sur la moitié saillante des goujons par introduction frontale des mortaises 9a,9b sur lesdites moitiés, selon la flèche F de la figure 4d. La figure 4d est une coupe selon un plan parallèle au plan P2 et passant par l'un des goujons 1' : on voit que le goujon a encore la configuration 1' et qu'il n'occupe pas tout l'espace des deux mortaises en vis-à-vis. Après quelques instants, comme le montre la figure 4e, le goujon a repris sa configuration 1, et vient maintenant s'appuyer sur les parois obliques des mortaises. Il est dès lors impossible de séparer les éléments 6 et 7, les goujons ayant de plus un effet auto-serrant. Le résultat est un assemblage invisible, comme le 30 montre la figure 4f. On notera qu'un assemblage invisible est également obtenu lorsque l'on utilise les techniques antérieurement connues rappelées plus haut, à savoir des couples "tourillon cylindrique/trou borgne cylindrique" ou des 35 couples "languette ovale/mortaise en portion de cylindre", mais la technique employant des couples "tourillons cylindriques/trous borgnes cylindriques" ne permet pas 9 d'ajustage latéral et, si la technique employant des couples "languettes ovales/mortaises en sections de cylindre" le permet, elle ne débouche pas sur un effet d'auto-serrage. Seule la technique selon l'invention permet à la fois l'invisibilité, l'ajustage et l'auto-serrage. Les figures 5 et 6 illustrent une autre forme d'exécution dans laquelle la pièce selon l'invention n'est pas indépendante, mais fait partie intégrante de l'un des éléments à assembler et constitue donc un tenon. Le procédé d'assemblage est identique à ce qui vient d'être décrit à propos des figures 4a-4f, à cela près que le tenon étant déjà solidaire de l'un des éléments, il n'y a qu'à introduire une goutte de fluide de gonflement C dans la mortaise 8b', à enfiler frontalement le tenon comprimé dans cette mortaise et à laisser gonfler. Ainsi, l'élément 7' représenté à la figure 5 comporte un tenon comprimé 10' qui correspond à une moitié du goujon 1' de la figure 2 et il est introduit dans une mortaise 8b' semblable à la mortaise 8b de la figure 4d.

La figure 6 montre l'assemblage terminé, le tenon 10 ayant gonflé au point d'avoir la même configuration que la queue d'aronde 3 de la figure 1. Cette forme d'exécution est particulièrement intéressante pour la construction de chaises dans la mesure où chaque assemblage est quasi instantané, ne nécessitant donc aucun ceinturage de la chaise le temps que prenne la colle, comme c'est le cas dans la technique actuellement utilisée. On comprend à la lecture de ce qui précède que l'invention permet un assemblage invisible, auto-serrant, très rapide, ne demandant, pour la réunion, ni outil, ni nécessairement de la colle, et s'opérant par présentation directe des deux éléments dans leur position définitive, tout en autorisant des tolérances d'usinage. L'assemblage est tout bois, débouchant, en conséquence, sur des constructions recyclables et respectant l'environnement.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Pièce d'assemblage pour éléments en bois ou dérivé, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une pièce en bois (1';10') ayant une section rectangulaire dans un premier plan (P1) et une section au moins sensiblement rectangulaire dans un second plan (P2) orthogonal audit premier plan, configuration obtenue par compression d'une pièce (1;10) ayant, à l'origine, une section rectangulaire dans ledit premier plan et une section présentant au moins une zone en queue d'aronde (2,3) dans un second plan orthogonal au premier plan.
2. 2. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par compression d'une pièce (1) ayant, à l'origine, une section rectangulaire dans ledit premier plan et une section présentant, dans ledit second plan, deux zones en queue d'aronde (2,3) accolées par leur petite base (2P,3P), la pièce formant ainsi un goujon d'assemblage indépendant.
3. 3. Pièce selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par compression d'une pièce (10) ayant, à l'origine, une section rectangulaire dans ledit premier plan et une section en queue d'aronde, dans ledit second plan, ladite pièce (10) étant d'un seul tenant, côté petite base de la queue d'aronde, avec un premier élément (7') à assembler à un second élément (6'), et formant tenon d'assemblage.
4. 4. Pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le fil du bois est selon ledit second plan (P2).
5. 5. Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est en hêtre.
6. 6. Pièce selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, sous l'effet d'un fluide de gonflement, elle est susceptible de recouvrer la configuration (1;10) qu'elle avait avant compression.
7. 7. Procédé d'assemblage de deux éléments en bois, ou dérivé, à réunir par :a. création, dans chacun desdits éléments (6,7), d'une mortaise (8a,9a) en queue d'aronde débouchant, côté petite base, sur celle des surfaces de l'élément qui est à accoler contre une surface de l'autre élément ; b. dépôt de fluide de gonflement (C) dans lesdites mortaises ; c. mise en place de l'une des zones en queue d'aronde (2 ou 3) du goujon (1') selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, à l'état comprimé, dans la mortaise (8a) de l'un (6) des deux éléments, par introduction frontale dans ladite mortaise ; d. mise en place de la mortaise (9a) de l'autre élément (7) sur l'autre zone en queue d'aronde (3 ou 2) dudit goujon, par introduction frontale de ladite mortaise sur 15 ladite autre zone ; et e. attente du retour dudit goujon à sa configuration d'origine (1), étant entendu que l'étape b peut être remplacée par un dépôt de fluide de gonflement directement sur ledit goujon 20 (1 .
8. 8. Elément en bois (7') incorporant, comme tenon(s) d'assemblage, au moins une pièce (10') formant tenon selon la revendication 3 ou selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 lorsqu'elles dépendent de la 25 revendication 3.
9. 9. Procédé d'assemblage d'un premier élément (7') en bois ou dérivé selon la revendication 8 et d'un second élément en bois ou dérivé, à réunir au premier par : a. création, dans ledit second élément (6'), d'au moins une 30 mortaise en queue d'aronde (8b') débouchant, côté petite base, en surface de l'élément ; b. dépôt de fluide de gonflement (C) dans ladite mortaise ; c. mise en place dudit au moins un tenon dudit premier élément, à l'état comprimé (10'), respectivement dans 35 ladite au moins une mortaise (8b') du second élément, par introduction frontale dans ladite mortaise ; etf. attente du retour dudit au moins un tenon à sa configuration d'origine (10), étant entendu que l'étape b peut être remplacée par un dépôt de fluide de gonflement directement sur ledit tenon 5 (10').
10. 10. Procédé selon la revendication 7 ou 9, appliqué au cas de l'assemblage de deux éléments par plusieurs couples de pièces d'assemblage/mortaise, caractérisé en ce qu'il consiste à donner à l'une des mortaises (8a) la même 10 longueur que celle de la pièce d'assemblage et à l'autre ou aux autres mortaises (8b,9a,9b) une longueur légèrement supérieure à celle (L) de la pièce d'assemblage correspondante.
11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 7, 9 ou 10, caractérisé en ce que le fluide de gonflement est de l'eau, une solution diluée d'adhésif ou un adhésif liquide ou liquéfiable.