1/ La présente invention concerne un dispositif permettant de réaliser un connecteur bois reliant des éléments de structures tridimensionnelles à l'aide d'organes d'assemblages, dispositif à usages divers mais principalement utilisé pour la réalisation de structures poteaux-poutres dans la construction de bâtiments. 2/ Selon l'art antérieur les procédés d' assemblages d'une construction bois type poteaux-poutres mettent en oeuvre : - soit des liaisons spécifiques utilisables dans un seul type de système constructif (connecteurs et éléments de structures complémentaires et spécifiques. Particulièrement dans le document DE N° 917390, Mr Lamprecht divulgue une connexion d'éléments de structure entre eux par contact (verbindung=connexion, stiele=poteau, blinderbalken=poutre maîtresse) à l'intérieur d'une lumière, sans connecteur et sans organes d'assemblages (boulons, clous etc....). Cette connexion d'éléments de structure entre eux, par pièces complémentaires à l'intérieur d'une lumière indéfinie géométriquement, permet une transmission directe des efforts, les pièces assemblées par contact ne transmettent que des efforts de compression et présente comme inconvénients : - affaiblissement des éléments de structure conduisant en général à des performances médiocres et nécessité d'un usinage précis sur des éléments de structure ce qui peut entrainer du jeu sur des éléments de structure qui ne sont reliés par aucuns organes d'assemblages. - mise en oeuvre difficile pour I 'assemblage par une manipulation lourde et encombrante. - limitation dans la conception de la structure au niveau spatial par limitation du 25 nombre d'éléments de structure au niveau de la connexion. - soit des liaisons classiques : assemblages par paumes, entures, tenons et mortaises, embrèvements, moîsements, cloués, boulonnés, broches métalliques, assembleurs (anneaux, crampons, ferrures), goussets, en sifflets, entailles, connecteurs et équerres métalliques. 30 Ces moyens de liaisons présentent les inconvénients suivants : - ils sont très variés, pas simples à réaliser et à mettre en oeuvre par un non professionnel, et nécessitent un outillage spécialisé complexe pour leurs réalisations. - la réalisation d'une structure bois poteaux-poutres dans les modes de 35 réalisations existants associent généralement plusieurs de ces moyens de liaisons et d'assemblages en nécessitant la présence de l'homme de l'art.
3/ L'objectif de la présente invention est de remédier aux inconvénients des procédés de l'art antérieur en créant un connecteur bois qui permet la fabrication d'une structure poteaux-poutres par assemblages des éléments de structure sur 40 des connecteurs différents de formes mais dont le principe de conception, de montage et d'utilisation est le même des soubassements jusqu'à la toiture lors de la construction d'un bâtiment en utilisant des pièces préfabriquées industriellement, faciles à assembler par un constructeur novice et rapides à mettre en oeuvre. Ce dispositif pouvant prendre une multitude de formes et d'épaisseurs différentes pour s'adapter aux liaisons et assemblages à réaliser sur divers éléments de structure laisse une très grande liberté architecturale au concepteur du projet, le principe de l'invention restant toujours le même et seules les formes extérieures du connecteur changent en fonction des éléments de structure à raccorder. Une fois les liaisons et assemblages réalisés et fixés par les organes d'assemblages (boulons, broches etc...) sur le connecteur bois celui ci devient invisible (connexion intra éléments) s'il est de même nature que les éléments de structure en assurant la continuité du matériau et seuls certains renforts R (/U/) restent visibles sur certains modèles spécifiques de connecteurs bois où leurs présences sont nécessaires. (fig.2, fig.3, ,fig.4) Ce type de connecteurs bois par emboitements peut être particulièrement intéressant pour sa rapidité de montage, de mise en oeuvre, son verrouillage, son démontage, sa possibilité d'extension de la structure existante sans modifications de celle ci si ce n'est le remplacement des deux pièces G et G' dites « bouchons d'embouts libres » par un ou plusieurs éléments de structure.
Il est important de noter que le dimensionnement des pièces constitutives du connecteur bois de la présente invention, son positionnement dans l'espace, le dimensionnement parallélépipédique de la lumière F sont à adapter en fonction des différentes liaisons poteaux-poutres à réaliser par l'homme de l'art qui doit déterminer les formes et épaisseurs des pièces A et B des connecteurs en fonction des matériaux à mettre en oeuvre en tenant compte des dimensions et des contraintes qu'imposent les éléments de structure à raccorder ainsi que le sens de montage sur les connecteurs en respectant les principes fondamentaux de résistance des matériaux.Le connecteur est en bois dans le mode de réalisation décrit ci après mais peut également être un autre matériau, composite ou non, d'une nature à être réalisé en prenant les formes et dimensionnements voulus par le connecteur et en assurer la solidité. Le dispositif de l'invention crée un connecteur qui permet une transmission indirecte des efforts (efforts de traction et de compression, efforts tranchants et moments fléchissants) et une transmission directe des efforts par appuis simples d'éléments de structure en contact si nécessaire. Cela permet un assemblage rigide entre les éléments de structure par une continuité intra éléments, le connecteur et les organes d'assemblage. L'analyse fonctionnelle fait ressortir quatre fonctions mécaniques pour ce système d'assemblage : - transmettre les efforts du bois vers un organe de répartition ; - répartir et transmettre les efforts entre les organes d'assemblage ; - maintenir le dispositif d 'assemblage ; - supprimer les déplacements entre les organes d'assemblages, le connecteur et les éléments de structure. Exposé de l'invention : Pour remédier aux inconvénients ci-dessus énoncés la présente invention propose un connecteur caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois éléments à emboîter les uns dans les autres. (fig.1) --- Une pièce A plane, d'épaisseur constante, percée d'au moins une lumière F dont le perçage de forme parallélépipédique a pour fonction de créer un passage (tunnel de glissement) pour l'encastrement d'une zone de la pièce B dans la lumière F de la pièce A afin que la pièce B se situe de part et d'autre de la lumière F de la pièce A ainsi que des perçages T pour la fixation des éléments de structure après leurs assemblages sur la pièce A à l'aide d'organes d'assemblages (boulons, tiges filetées, broches ou autres moyens de fixation). --- Au moins une pièce principale B plane, d'épaisseur constante, dont une zone vient traverser par encastrement une lumière parallélépipédique F de la pièce A jusqu'à au moins une encoche E à trois faces faites sur la pièce B ainsi que des perçages T pour la fixation des éléments de structure après leurs assemblages sur la pièce B à l'aide d'organes d'assemblages (boulons, tiges filetées, broches ou autres moyens de fixation). L'encoche E a pour fonction le positionnement et l'encastrement de la pièce B sur la pièce A, la face médiane (m1) de l'encoche E se positionne sur l'une des faces internes de la lumière F et les deux faces extrêmes (m2 et m3) de l'encoche E sont parallèles et viennent s'encastrer de part et d'autre de la lumière F sur les deux faces planes de la pièce A en empêchant la pièce B de coulisser dans la lumière F. La zone de la pièce B après avoir traversé une lumière F de la pièce A a pour fonction de servir de support pour l'assemblage et la fixation d'un ou plusieurs éléments de structure. --- Au moins une pièce C, dite clavette, permet le blocage de l'ensemble du connecteur en venant récupérer l'espace laissé vacant dans au moins une lumière F de la pièce A par l'encoche E de la pièce B après le passage par encastrement d'une zone de la pièce B dans la pièce A, le positionnement et l'encastrement de l'encoche E de la pièce B sur la pièce A. (fig.7) Dispositif caractérisé en ce que l'angle de perçage de la lumière F (de forme parallélépipédique) est libre et correspond à la direction d'un ou plusieurs éléments de structure qui viennent se raccorder sur la pièce B. (fig.6) Dispositif caractérisé en ce que le blocage de la clavette C est assuré par un assemblage par enfourchement (ou autres assemblages) d'au moins un élément de structure sur la pièce A du connecteur qui recouvre de part et d'autre la clavette C. (fig.8) Dispositif caractérisé en ce que le blocage de la clavette C est assuré par deux pièces G et G' dites « bouchons d 'embouts libres » qui recouvrent de part et d'autre la clavette C si l'embout situé au niveau de la clavette C est laissé vacant de tout élément de structure sur la pièce A du connecteur. (fig.9) Dispositif caractérisé en ce que les perçages T réalisés sur les pièces A et B (y compris sur la zone de B qui a traversé la lumière F) servent à fixer tous les éléments de structure venant se raccorder sur le connecteur après leurs assemblages sur les pièces A et B à l'aide d'organes d'assemblages (boulons, tiges filetées, broches ou autres moyens de fixation). (fig .10) Dispositif caractérisé en ce que la pièce A sous des formes spécifiques de modes de réalisation possède deux ou plusieurs lumières F, F'....d'orientations similaires ou différentes et reçoit deux ou plusieurs pièces B à emboiter, positionner et encastrer, et à bloquer par deux ou plusieurs clavettes. (fig.11) Dispositif caractérisé en ce que la pièce B sous des formes spécifiques de modes de réalisation possède une ou plusieurs lumières O, O'....d'orientations similaires ou différentes et reçoit en plus de la pièce A une ou plusieurs pièces B à emboiter, positionner et encastrer, et à bloquer par une ou plusieurs clavettes. (fig.4) 4/ Présentation des dessins annexés : La fig.1 représente une vue du dispositif de l'invention et les différentes étapes du montage (1) (2) (3) et (4).
Les fig.2, 3, et 4 représentent plusieurs modes de réalisation des pièces A et B au niveau contours extérieurs suivant les connexions à réaliser entre le connecteur et les éléments de structure que l'on raccordent et la possibilité de percer une ou plusieurs lumières sur la pièce B. Ces modèles ne sont en aucun cas limitatifs. La fig.5 représente un montage où la pièce A et la pièce B ont des épaisseurs différentes (el) et (e2) selon la résistance et le raccordement appropriés. La fig.6 représente une lumière oblique parallélépipédique dans la pièce A permettant un encastrement non perpendiculaire de la pièce B dans la pièce A en impliquant sur la pièce B une encoche E correspondante pour son encastrement sur la pièce A.
La fig.7 représente la forme et le dimensionnement que doit prendre la clavette C et sa mise en oeuvre après le positionnement et l'encastrement de la pièce B sur la pièce A. La fig.8 représente le blocage de la clavette C par un assemblage par enfourchement d'un élément de structure sur le connecteur qui recouvre de part et 30 d'autre la clavette C. La fig.9 représente le blocage de la clavette C par deux pièces G et G' dites « bouchons d'embouts libres » situées de part et d'autre de l'embout laissé vacant de tout élément de structure sur la pièce A. La fig.10 représente les perçages T réalisés sur les pièces A et B qui servent à 35 fixer tous les éléments de structure après leurs assemblages sur le connecteur à l'aide de boulons, tiges filetées, broches ou autres moyens de fixation. La fig.11 représente un dispositif plus complexe où la pièce A possède deux lumières F et F' et deux pièces B et B'. Les fig.12 et 13 représentent le connecteur bois et les éléments de structure à 40 raccorder sur le mode de réalisation détaillé au chapitre suivant. La fig.14 représente deux différentes possibilités de formes que peut prendre le connecteur bois en fonction des éléments de structure qui viennent s'y raccorder.
5/ Exposé détaillé d'un mode de réalisation : Réalisation et montage d'un connecteur bois qui relie six éléments de structure (fig.12). Les liaisons des éléments de structure sont perpendiculaires sur deux plans eux mêmes perpendiculaires que forme le connecteur bois (cas souvent rencontré dans une structure bois type poteaux-poutres d'un bâtiment). Le connecteur bois prend la forme extérieure de la fig.12, la pièce A a la forme d'une croix avec un perçage parallélépipédique d'une lumière F en son milieu décalé sur sa hauteur de la largeur l' de l'encoche E de la pièce B (fig.7) afin d'aligner sur un plan horizontal les éléments de structure qui viennent se raccorder sur la pièce A et sur la pièce B. Chaque épaulement du connecteur reprend la dimension de l'élément de structure sur lequel il vient s'assembler par enfourchement. La pièce B est un rectangle avec une encoche E à trois faces réalisée au milieu sur une des faces de sa longueur, la largeur!' de l'encoche (fig.7) correspond au décalage de hauteur de la lumière F de la pièce A afin d'aligner sur un plan horizontal les éléments de structure qui viennent se raccorder sur la pièce A et sur la pièce B et les faces extrêmes (m2 et m3) de l'encoche E sont parallèles. La clavette C prend le dimensionnement de l'espace laissé vacant dans la lumière F après le passage par encastrement de la zone de la pièce B dans la pièce A, le positionnement et l'encastrement de l'encoche E de la pièce B sur la pièce A. Montage du dispositif : (fig.12) Une zone de la pièce B est encastrée dans la lumière F de la pièce A jusqu'à l'encoche E qui positionnée est ensuite encastrée sur la pièce A à l'aide des deux faces extrêmes parallèles (m2 et m3) de l'encoche E qui viennent se plaquer sur les deux faces planes de la pièce A situées de part et d'autre de la lumière F afin d'empêcher la pièce B de coulisser dans la lumière F de la pièce A en la bloquant. La clavette C termine le montage du connecteur en se positionnant dans l'espace laissé vide à l'intérieur de la lumière F et bloque la pièce B sur la pièce A. Les perçages T réalisés sur les pièces A et B au niveau des épaulements (dont la zone de la pièce B qui a traversé la lumière F de la pièce A) sont en correspondance avec les perçages des éléments de structure qui viennent se fixer après leurs assemblages par enfourchement sur le connecteur et permettent un assemblage rigide à l'aide de boulons, tiges filetées, broches ou autres moyens de fixation.Le poteau P2 vient s'insérer sur la partie inférieure du connecteur bois puis se fixe sur le connecteur bois à l'aide des organes d 'assemblages. Il en est de même pour les poutres PI,P1',P3 et P3' sur un plan horizontal et pour le poteau P4 qui vient s'insérer sur la partie supérieure du connecteur (fig.12). Dans ce mode de réalisation les poutres P1 et P1' viennent en butée sur la pièce B et de fait reposent sur le poteau P2 en créant ici une transmission directe des efforts qui s'ajoute à la transmission indirecte des efforts du connecteur bois. La connexion réalisée entre le connecteur bois, les organes d'assemblages et les éléments de structure rend solidaires toutes les pièces constitutives du montage. Dans d'autres modes de réalisation différents agencements des éléments de structure sont réalisables selon le montage recherché: - grosse section pour P2 par rapport à PI,P1',P3 ou P3' qui de fait peuvent avoir 5 alors une liaison directe avec P2. - embouts de poutres sur Pl,P1',P3,P3' taillés en biseaux à 45°. - entailles pour enfourchements spécifiques sur PI,P1',P2,P3,P3' ou P4. - Cette liste n'est nullement limitative, à l'homme de l'art de s'adapter selon les solutions recherchées.
10 En conclusion le dimensionnement, l'épaisseur et l'orientation des pièces A, B et C et des éléments de structure qui s'y rapportent sont à adapter par l'homme de l'art en respectant les principes fondamentaux de résistance des matériaux. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisations décrits ou représentés et l'homme de métier saura y apporter toute variante conforme à son 15 esprit.