FR2954959A1 - UNIVERSAL ATTACHMENT FOR METAL STRUCTURE - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une attache (1) utilisable pour la fixation d'éléments de structure, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux pièces distinctes permettant de relier deux éléments de structure entre eux selon une quelconque orientation spatiale, lesdites pièces étant : - au moins un support (5) fixé sur l'un des éléments de structure, - au moins une chape mobile (6) articulée avec ledit support (5), l'articulation entre le support (5) et la chape mobile (6) permettant une rotation libre de cette dernière à 360° autour d'un axe perpendiculaire à un plan incluant la partie plane (9) dudit support (5). L'attache peut comporter en outre une chape filetée (7) articulée avec la chape mobile (6) de manière à permettre une rotation dans un plan selon un angle pouvant être de plus de 180° pour un deuxième élément de structure fixé sur son extrémité filetée (19).The present invention relates to a fastener (1) usable for fastening structural elements, characterized in that it comprises at least two distinct parts for connecting two structural elements to each other in any spatial orientation, said parts being: - At least one support (5) fixed on one of the structural elements, - at least one movable yoke (6) articulated with said support (5), the articulation between the support (5) and the movable yoke (6). ) allowing a free rotation of the latter 360 ° about an axis perpendicular to a plane including the flat portion (9) of said support (5). The fastener may further comprise a threaded yoke (7) hinged to the movable yoke (6) so as to allow rotation in a plane at an angle which may be more than 180 ° for a second structural element fixed on its end. Threaded (19).
Description
L'invention concerne une attache pour des éléments de construction et un procédé de fixation de deux éléments entre eux dans une orientation spatiale pouvant être quelconque. L'assemblage d'éléments de construction de type poutres, poutrelles, madriers, lisses, etc... est généralement peu aisé en raison de la taille et du poids des pièces à maintenir entre elles. Les éléments sont fixés entre eux par boulonnage direct ou au moyen de pièces d'assemblage. Le positionnement d'éléments placés perpendiculairement entre eux présente des difficultés connues assez bien résolues techniquement à ce jour, en revanche ce n'est pas le cas pour le positionnement d'éléments placés selon des angles quelconques, à l'oblique et dans des configurations spatiales inhabituelles. Pour orienter les éléments dans des plans non perpendiculaires il se pose un problème à la fois pour que l'attache puisse être facile à poser, et un problème pour que l'attache puisse permettre d'orienter facilement les éléments entre eux dans les trois directions spatiales, il se pose aussi un problème pour que l'attache soit compacte et solide. Il est connu par divers documents, notamment par US3817006 ou par US20030131543, d'employer des tirants ajustables en longueur comportant des attaches orientables dans un plan, l'inconvénient majeur de ces attaches est que les plans qui doivent être reliés par le tirant et orientés au moyen de l'attache ne sont jamais rigoureusement perpendiculaires, ce qui engendre des contraintes importantes dans le dispositif qui peuvent aller jusqu'à l'inefficacité complète du système de soutènement ou de fixation des éléments entre eux. The invention relates to a fastener for building elements and a method for fixing two elements together in a spatial orientation that can be arbitrary. The assembly of structural elements such beams, beams, planks, smooth, etc ... is generally not easy because of the size and weight of the parts to maintain them. The elements are fixed together by direct bolting or by means of assembly parts. The positioning of elements placed perpendicularly to each other presents known difficulties that are technically well resolved so far, but this is not the case for the positioning of elements placed at any angles, at an angle and in configurations. unusual spatial To orient the elements in non-perpendicular planes there is a problem both for the clip can be easy to install, and a problem for the clip can easily guide the elements together in three directions spatial, it is also a problem for the fastener to be compact and solid. It is known from various documents, in particular US3817006 or US20030131543, to use lengthwise adjustable tie rods with adjustable fasteners in a plane, the major disadvantage of these fasteners is that the plans that must be connected by the tie rod and oriented by means of the fastener are never rigorously perpendicular, which generates significant constraints in the device which can go to the complete inefficiency of the system of support or fixing elements between them.
II est également connu, par exemple par WO8302794, un dispositif dans lequel l'attache présente deux articulations, chacune permettant l'orientation du tirant dans un plan différent, ce système permet de résoudre les problèmes liés à l'agencement spatial des éléments entre eux puisque l'élément de liaison est positionnable dans n'importe quelle direction, toutefois un tel montage avec deux articulations entraîne des contraintes mécaniques sur les deux axes des articulations, l'attache correspondante présente un encombrement notable comme cela peut être visualisé sur le document W08302794, en conséquence les liaisons entre les éléments à assembler sont fragilisés. Par ailleurs dans certaines situations la dimension importante de l'attache pose un problème critique, voire rédhibitoire, d'encombrement. L'invention a donc pour objectif de résoudre les principales difficultés que sont la possibilité aisée d'orientation des éléments dans l'espace, la solidité de l'attache et sa compacité, en proposant une attache de conception nouvelle. La présente invention concerne ainsi une attache utilisable pour la fixation d'éléments de structure, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux pièces distinctes permettant de relier deux éléments de structure entre eux selon une quelconque orientation spatiale, lesdites pièces étant : - au moins un support fixé sur l'un des éléments de structure, - au moins une chape mobile articulée avec ledit support, l'articulation entre le support et la chape mobile permettant une rotation libre de cette dernière à 360° autour d'un axe perpendiculaire à un plan incluant la partie plane dudit support. It is also known, for example by WO8302794, a device in which the fastener has two joints, each allowing the orientation of the tie rod in a different plane, this system makes it possible to solve the problems related to the spatial arrangement of the elements between them since the connecting element is positionable in any direction, however such an assembly with two joints causes mechanical stress on the two axes of the joints, the corresponding attachment has a significant size as can be viewed on the document W08302794 as a result, the connections between the elements to be assembled are weakened. Moreover, in certain situations, the important dimension of the fastener poses a critical or even crippling problem of congestion. The invention therefore aims to solve the main difficulties that are the ease of orientation of the elements in space, the strength of the fastener and its compactness, by proposing a new design fastener. The present invention thus relates to a fastener usable for the fastening of structural elements, characterized in that it comprises at least two distinct parts for connecting two structural elements to each other in any spatial orientation, said parts being: less a support fixed on one of the structural elements, - at least one movable yoke articulated with said support, the articulation between the support and the movable yoke allowing a free rotation of the latter to 360 ° around a perpendicular axis to a plane including the flat portion of said support.
L'attache peut comporter en outre une chape filetée articulée avec la chape mobile de manière à permettre une rotation dans un plan selon un angle pouvant être de plus de 180° pour un deuxième élément de structure fixé sur son extrémité filetée. Les avantages de l'attache selon l'invention sont multiples : - la fixation entre les éléments à assembler est très solide, l'orientation des éléments est possible dans toutes les directions spatiales, notamment par la possibilité de pivotement de la chape mobile à 360° autour d'un axe perpendiculaire au support, et par la possibilité de rotation à plus de 180° entre la chape mobile et la chape filetée, ce qui facilite le placement des éléments et la fixation de la structure, - l'articulation entre la chape mobiie et le support est extrêmement robuste et très compacte de sorte que cette partie n'est pas susceptible de fragiliser la liaison entre les éléments assemblés, l'articulation entre la chape mobile et la chape filetée est optimisée avec des surfaces aplaties offrant une grande surface de contact entre les deux chapes de manière à absorber les contraintes mécaniques lorsque l'attache est fonctionnelle, la fixation de l'attache sur les éléments à relier est aisée, notamment car l'extrémité cylindrique de la chape mobile peut éventuellement être introduite dans la lumière du support après fixation de ce dernier sur l'élément à maintenir, soit donc après la fixation de l'attache sur l'autre élément et après orientation spatiale de l'attache pour la fixation, il est également possible de fixer l'attache sur les deux éléments et réaliser l'orientation dans une deuxième étape, - l'attache est utilisable avec de nombreux matériaux et pour relier des éléments très variés entre eux, deux à deux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue en perspective de deux éléments de structure assemblés avec une pièce intermédiaire et deux attaches selon l'invention. La figure 2 est une vue agrandie d'une attache représentée dans la figure 1. The fastener may further comprise a threaded clevis articulated with the movable yoke so as to allow rotation in a plane at an angle that may be more than 180 ° for a second structural element fixed on its threaded end. The advantages of the fastener according to the invention are multiple: the fastening between the elements to be assembled is very solid, the orientation of the elements is possible in all spatial directions, in particular by the possibility of pivoting the movable yoke to 360 ° around an axis perpendicular to the support, and by the possibility of rotation more than 180 ° between the mobile clevis and the threaded clevis, which facilitates the placement of the elements and the fixation of the structure, - the articulation between the mobiie screed and the support is extremely robust and very compact so that this part is not likely to weaken the connection between the assembled elements, the articulation between the mobile screed and the threaded screed is optimized with flat surfaces offering great contact surface between the two yokes so as to absorb the mechanical stresses when the fastener is functional, fastening the fastener to the elements to be connected is easy, especially because the cylindrical end of the movable yoke can optionally be introduced into the light of the support after attachment of the latter on the element to be maintained, so after fixing the fastener on the other element and after spatial orientation of the fastener for fixing, it is also possible to fix the fastener on the two elements and perform the orientation in a second step, - the fastener can be used with many materials and to connect a wide variety of elements between them, two by two. Other features and advantages of the invention will become apparent from the description which follows with reference to the accompanying drawings which are given by way of non-limiting examples. Figure 1 is a perspective view of two structural elements assembled with an intermediate part and two fasteners according to the invention. Figure 2 is an enlarged view of a fastener shown in Figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe de l'attache de la figure 2 dans un plan perpendiculaire au support et à l'élément sur lequel elle est fixée. La figure 4 montre une vue de face du support de l'attache. La figure 5 illustre la chape mobile en vue de face et en vue de côté. Figure 3 is a sectional view of the fastener of Figure 2 in a plane perpendicular to the support and the element on which it is fixed. Figure 4 shows a front view of the support of the fastener. Figure 5 illustrates the movable yoke in front view and in side view.
La figure 6 illustre la chape filetée en vue de face et en vue de côté. L'invention se rapporte à une attache permettant de relier entre eux des éléments de structure, par élément de structure il doit être compris tout type d'élément, généralement de grande dimension, par exemple des panneaux, ou de grande longueur de type poutre, susceptible d'entrer dans la fabrication d'une charpente, d'une construction d'habitation ou industrielle, d'un ouvrage d'art, par exemple un pont, et même des petites structures pour des appareils à usage domestique, des éléments de placards, des étais, des piliers de soutènement, etc... La figure 1 montre un exemple de réalisation dans lequel deux attaches 1 sont utilisées pour maintenir une poutre métallique 2 inclinée par rapport à un mur 3 au moyen d'une liaison 4. Les deux attaches 1 étant fixées à chaque extrémité de liaison et orientées de manière à placer dans la configuration spatiale souhaitée la poutre 2 par rapport au mur 3. Comme cela est visible sur la figure 1 les deux attaches permettent des 20 orientations spatiales différentes des éléments entre eux. Les figures 2 et 3 présentent en détail l'attache 1 reliant le mur 3 et la liaison 4, lesquels sont considérés dans la suite de la description de manière plus générale comme deux éléments de structure. Selon l'invention l'attache est caractérisée en ce qu'elle comporte au moins 25 deux pièces distinctes permettant de relier deux éléments de structure entre eux selon une quelconque orientation spatiale, lesdites pièces étant : - au moins un support 5 fixé sur l'un des éléments de structure, - au moins une chape mobile articulée avec ledit support, l'articulation entre le support et la chape mobile permettant une rotation libre de cette dernière à 360° autour d'un axe perpendiculaire à un plan incluant la partie plane dudit support. Figure 6 illustrates the threaded cap in front view and in side view. The invention relates to a fastener for interconnecting structural elements, for each structural element it must be understood any type of element, generally of large dimension, for example panels, or of great length of beam type, likely to enter into the manufacture of a framework, a residential or industrial construction, a structure of art, for example a bridge, and even small structures for domestic appliances, elements of cupboards, props, prop pillars, etc ... FIG. 1 shows an exemplary embodiment in which two fasteners 1 are used to hold a metal beam 2 inclined with respect to a wall 3 by means of a link 4. The two fasteners 1 are fixed at each connecting end and oriented so as to place the beam 2 in the desired spatial configuration with respect to the wall 3. As can be seen in FIG. different spatial orientations of the elements between them. Figures 2 and 3 show in detail the fastener 1 connecting the wall 3 and the link 4, which are considered in the following description more generally as two structural elements. According to the invention, the fastener is characterized in that it comprises at least two distinct parts making it possible to connect two structural elements to each other in any spatial orientation, said parts being: at least one support fixed on the one of the structural elements, - at least one movable yoke articulated with said support, the articulation between the support and the movable yoke allowing a free rotation of the latter at 360 ° about an axis perpendicular to a plane including the flat part said support.
Ces deux pièces peuvent être utilisées directement pour le maintien de deux éléments de structure, en fixant sur chaque élément de structure la pièce support et en reliant entre elles les extrémités libres des chapes mobiles. Une telle attache totalement symétrique constitue une première variante de l'invention. These two parts can be used directly for the maintenance of two structural elements, fixing on each structural element the support part and connecting together the free ends of the movable yokes. Such a totally symmetrical fastener constitutes a first variant of the invention.
II est toutefois possible, dans une deuxième variante de fixation, d'employer en outre une chape filetée 7 articulée avec la chape mobile 6 de manière à permettre une rotation dans un plan selon un angle pouvant être de plus de 180° pour un deuxième élément de structure fixé sur son extrémité filetée. De manière plus précise, et tel que cela est illustré dans les figures 4 à 6 qui montrent les différentes pièces constitutives de l'attache, la pièce support 5 est une pièce pliée apte à recevoir et à maintenir une extrémité de la chape mobile 6 dans la partie pliée 8, la partie plane 9 de la pièce support étant fixée sur un élément de structure. Selon l'invention la pièce support 5 comporte une lumière 10 permettant l'introduction de la chape mobile et deux ouvertures 11 pratiquées dans la partie latérale du repliement de manière à permettre le passage d'une goupille 12 destinée à bloquer une extrémité cylindrique 13 de la chape mobile après son introduction dans le support. Tel que cela est illustré sur la figure 5 la chape mobile comporte une extrémité cylindrique 13 destinée à être incorporée dans la partie repliée de la pièce support, un corps 14 cylindrique pouvant être plein ou tubulaire en contact avec le pourtour de la lumière 10 lorsque la chape mobile est insérée dans le support, et une extrémité aplatie 15. It is however possible, in a second variant of attachment, to further employ a threaded yoke 7 articulated with the movable yoke 6 so as to allow rotation in a plane at an angle that may be more than 180 ° for a second element. structure fixed on its threaded end. More specifically, and as illustrated in FIGS. 4 to 6 which show the different constituent parts of the fastener, the support part 5 is a folded part adapted to receive and hold one end of the movable yoke 6 in the folded part 8, the flat part 9 of the support part being fixed on a structural element. According to the invention the support part 5 comprises a slot 10 allowing the introduction of the movable yoke and two openings 11 made in the lateral part of the folding so as to allow the passage of a pin 12 for locking a cylindrical end 13 of the mobile screed after its introduction into the support. As illustrated in FIG. 5, the movable yoke comprises a cylindrical end 13 intended to be incorporated in the folded portion of the support piece, a cylindrical body 14 that can be solid or tubular in contact with the periphery of the light 10 when the mobile clevis is inserted into the support, and a flattened end 15.
Selon l'invention l'extrémité aplatie est percée dans sa surface plane de manière à recevoir une articulation axiale avec une pièce de forme comparable, et de manière à permettre à ce niveau une rotation dans un plan selon un angle pouvant être de plus de 180° des éléments reliés par l'attache. According to the invention the flattened end is pierced in its plane surface so as to receive an axial articulation with a workpiece of comparable shape, and so as to allow this level to rotate in a plane at an angle that may be greater than 180.degree. ° elements connected by the fastener.
L'ouverture 16 permet le passage d'un boulon, selon un axe perpendiculaire à la surface aplatie de la chape mobile, lequel permet de maintenir la pièce avec une autre pièce, laquelle étant de préférence de forme comparable. Selon la première variante de l'invention précédemment décrite la chape mobile 6 est reliée par son extrémité aplatie 15 à l'extrémité aplatie 15 d'une autre chape mobile. Selon la deuxième variante de l'invention la chape mobile 6 est reliée par son extrémité aplatie à l'extrémité aplatie 17 d'une chape filetée 7. Une chape filetée représentative de l'invention est illustrée sur la figure 6. Selon l'invention la chape filetée 7 comporte des écrous 18 et des rondelles permettant de maintenir un élément de structure dans lequel une ouverture a été réalisée pour le passage de l'extrémité filetée 19 de ladite chape filetée. Tel que cela est illustré sur les figures 2 et 3 la chape mobile 6 peut tourner librement dans la partie repliée de la pièce support et la liaison entre des parties aplaties à l'extrémité de la chape mobile permet une rotation dans un plan qui peut dépasser 180° pour l'élément fixé en bout d'attache, ainsi l'élément fixé à l'opposé de la pièce support peut être positionné dans toutes les directions spatiales dans un volume hémisphérique autour du premier élément sur lequel est fixé le support. Selon l'invention l'attache est formée avec des pièces métalliques non corrodables permettant de relier des éléments de structure pouvant être en métal, en bois, en particules agglomérées, en plastique, en matériaux composites, en béton et en matériaux utilisables dans le domaine de la construction. The opening 16 allows the passage of a bolt, along an axis perpendicular to the flattened surface of the movable yoke, which keeps the piece with another part, which is preferably of comparable shape. According to the first variant of the invention described above the movable yoke 6 is connected by its flattened end 15 to the flattened end 15 of another movable yoke. According to the second variant of the invention the movable yoke 6 is connected by its flattened end to the flattened end 17 of a threaded yoke 7. A representative threaded yoke of the invention is illustrated in FIG. 6. According to the invention the threaded cap 7 comprises nuts 18 and washers for holding a structural element in which an opening has been made for the passage of the threaded end 19 of said threaded cap. As illustrated in Figures 2 and 3 the movable yoke 6 can rotate freely in the folded portion of the support piece and the connection between flattened portions at the end of the movable yoke allows rotation in a plane that can exceed 180 ° for the element fixed at the end of attachment, and the element fixed opposite the support piece can be positioned in all spatial directions in a hemispherical volume around the first element on which is fixed the support. According to the invention the fastener is formed with non-corrodable metal parts for connecting structural elements that can be made of metal, wood, agglomerated particles, plastic, composite materials, concrete and materials usable in the field construction.
L'invention concerne aussi un procédé de fixation de deux éléments entre eux dans une orientation spatiale quelconque au moyen d'une attache, le procédé étant caractérisé en ce que l'attache comporte trois pièces distinctes agencées entre elles avant l'assemblage des éléments à maintenir, lesdites pièces étant : - un support 5 formé par une pièce pliée disposant d'une lumière 10 et d'ouvertures 11 pour le passage d'au moins une goupille 12, destiné à être fixé sur un premier élément à maintenir, - une chape mobile 6 comportant une extrémité cylindrique 13 destinée à coopérer avec le support pour former une articulation permettant une rotation libre de la chape mobile à 360° autour d'un axe perpendiculaire à un plan incluant la partie plane 9 dudit support 5, et une extrémité aplatie 15 destinée à être reliée avec une partie de forme comparable, - une chape filetée 7 comportant une extrémité aplatie 17 destinée à être reliée avec l'extrémité aplatie 15 de la chape mobile, et une extrémité filetée 19 à l'extrémité opposée de la pièce, destinée à être fixée sur un deuxième élément à maintenir, et en ce que le procédé de fixation consiste à : - fixer la partie filetée 19 de la chape filetée 7 dans une ouverture aménagée dans l'un des éléments à fixer, la partie filetée 19 constituant une extrémité de l'attache, - fixer le support 5 constituant l'autre extrémité de l'attache sur le deuxième élément à assembler après orientation des deux articulations pour placer les deux éléments à relier dans la configuration spatiale souhaitée. Plusieurs variantes de l'attache sont possibles sans sortir du cadre de l'invention, notamment les différentes pièces que sont le support, la chape mobile et la chape filetée, peuvent avoir des dimensions variables en fonction des éléments à relier et être constituées en différents matériaux. L'attache qui correspond à l'agencement des trois pièces que sont le support, la chape mobile et la chape filetée peut bien évidemment être prolongée en longueur par une tige ajustée au bout de la chape filetée, laquelle pouvant être fixée sur l'élément de structure à relier, sans sortir du cadre de l'invention. L'extrémité cylindrique de la chape mobile est maintenue dans la lumière du support par une cheville, ce moyen est simple et efficace, il peut cependant être employé d'autres dispositifs dans le même but, ces moyens équivalents sont envisageables sans sortir du cadre de l'invention. La chape mobile comporte une extrémité cylindrique introduite dans la zone repliée de la pièce support, sans sortir du cadre de l'invention, et bien que cela soit moins favorable, il peut être envisagé de conformer le repliement de la pièce support de façon à accueillir une extrémité sphérique formant une articulation de type rotule. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. The invention also relates to a method of fixing two elements together in any spatial orientation by means of a fastener, the method being characterized in that the fastener comprises three distinct pieces arranged between them before the assembly of the elements to maintain, said parts being: - a support 5 formed by a folded part having a slot 10 and openings 11 for the passage of at least one pin 12, intended to be fixed on a first element to be maintained, - a mobile clevis 6 having a cylindrical end 13 intended to cooperate with the support to form a joint allowing free rotation of the yoke 360 ° about an axis perpendicular to a plane including the flat portion 9 of said support 5, and one end flattened 15 intended to be connected with a portion of comparable shape, - a threaded clevis 7 having a flattened end 17 intended to be connected with the end flattened end 15 of the movable yoke, and a threaded end 19 at the opposite end of the part, intended to be fixed on a second element to maintain, and in that the fixing method consists in: - fixing the threaded portion 19 threaded clevis 7 in an opening made in one of the elements to be fixed, the threaded portion 19 constituting one end of the fastener, - fixing the support 5 constituting the other end of the fastener on the second element to be assembled after orientation of the two joints to place the two elements to be connected in the desired spatial configuration. Several variants of the fastener are possible without departing from the scope of the invention, in particular the various parts that are the support, the movable yoke and the threaded cap, may have variable dimensions depending on the elements to be connected and be constituted in different materials. The fastener that corresponds to the arrangement of the three parts that are the support, the yoke and the threaded yoke can of course be extended in length by a rod adjusted to the end of the threaded cap, which can be fixed on the element structure to connect, without departing from the scope of the invention. The cylindrical end of the mobile clevis is held in the light of the support by an ankle, this means is simple and effective, it can however be used other devices for the same purpose, these equivalent means are conceivable without departing from the scope of the invention. The movable yoke comprises a cylindrical end introduced into the folded area of the support piece, without departing from the scope of the invention, and although this is less favorable, it may be envisaged to conform the folding of the support piece so as to accommodate a spherical end forming a ball-type joint. Of course, the invention is not limited to the embodiments described and represented by way of examples, but it also includes all the technical equivalents as well as their combinations.
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