FR2976299A1 - Structure tubulaire tridimensionnelle avec connecteurs a branches flexibles - Google Patents

Abstract

Structure tubulaire tridimensionnelle comprenant N tubes (17) connectés par des connecteurs (15) comprenant chacun trois moyens de connexion rigides tenus par une base et réalisant au total un nombre de connexions égal à 2N. Selon l'invention, la base forme une pièce d'un seul tenant en matériau élastomère et comprend trois doigts auxquels les trois moyens de connexion rigides sont fixés et chaque connecteur tend à minimiser une déformation en flexion des doigts de la base en tenant compte de tous les connecteurs (15) agissant les uns sur les autres par l'intermédiaire des N tubes (17) connectés aux connecteurs par les moyens de connexion rigides.

Description

STRUCTURE TUBULAIRE TRIDIMENSIONNELLE AVEC CONNECTEURS A BRANCHES FLEXIBLES L'invention se rapporte à une structure tubulaire tridimensionnelle, comprenant plus particulièrement N tubes connectés par des connecteurs comprenant chacun trois moyens de connexion rigides tenus par une base et réalisant au total un nombre de connexions égal à 2N. Une telle structure est connue notamment du document CH 613 741. Un nombre de connexions égal au double du nombre de tubes permet de fermer la structure tubulaire tridimensionnelle pour la rendre autoporteuse. Le connecteur est fabriqué dans un matériau thermoplastique du type polyamide. II comprend entre trois et cinq moyens de connexion rigides tenus par une même base centrale. Plusieurs sortes de connecteurs sont nécessaires pour élever des parallélépipèdes ou des prismes dans la structure.

Le document US 4 369 000 divulgue un connecteur conçu pour élever une structure tubulaire tridimensionnelle, par exemple un support publicitaire, sans recourir à d'autres sortes de connecteurs. Le connecteur est fabriqué par moulage d'un matériau thermoplastique du type polypropylène, polystyrène, fluorure ou chlorure de polyvynilidène. II comprend quatre moyens de connexion profilés en H et tenus par un même pont central. Deux zones de moindre épaisseur assurent un fléchissement élastique de deux des moyens de connexion par rapport au pont. Les deux autres moyens de connexion s'étendent de part en part du pont. Le connecteur s'adapte à différents coudes ou différents angles tout en offrant des connexions suffisamment rigides pour tenir fermement avec les tubes.

Les structures tubulaires tridimensionnelles dont l'état de la technique vient d'être indiqué souffrent d'être insuffisamment déformables. Cet inconvénient pèse plus particulièrement dans le cas où la structure tubulaire tridimensionnelle est utilisée comme barrière autoporteuse, avec une fonction complémentaire de support publicitaire. Il est en effet souhaitable que la structure puisse se déformer si une personne vient à tomber dessus après avoir perdu l'équilibre. Pour autant, les moyens de connexion doivent rester rigides pour tenir fermement aux tubes.

Le but de l'invention est de modifier une structure tubulaire tridimensionnelle dont l'état de la technique vient d'être indiqué pour lui conférer une plus grande déformabilité. A cet effet, l'invention a pour objet une structure tubulaire tridimensionnelle comprenant N tubes connectés par des connecteurs comprenant chacun trois moyens de connexion rigides tenus par une base et réalisant au total un nombre de connexions égal à 2N, caractérisée en ce que la base forme une pièce d'un seul tenant en matériau élastomère et comprend trois doigts auxquels les trois moyens de connexion rigides sont fixés et en ce que chaque connecteur tend à minimiser une déformation en flexion des doigts de la base en tenant compte de tous les connecteurs agissant les uns sur les autres par l'intermédiaire des N tubes connectés aux connecteurs par les moyens de connexion rigides. La structure tubulaire tridimensionnelle ainsi définie possède un état dit d'équilibre, par rapport auquel elle peut se déformer. Les doigts de chaque connecteur assurent un retour élastique dans l'état d'équilibre par la minimisation de leur déformation en flexion compte tenu de l'action mutuelle des connecteurs par l'intermédiaire des N tubes. Dans un mode particulier de réalisation, chaque connecteur comprend un quatrième moyen de connexion rigide fixé à un quatrième doigt de la base et chaque connecteur tend à minimiser une déformation en flexion des quatre doigts en tenant compte de tous les connecteurs agissant les uns sur les autres par l'intermédiaire des N tubes auxquels ils sont connectés par les moyens de connexion rigides. La stabilité de l'état d'équilibre dépend de la position relative des trois doigts des connecteurs. La déformation en flexion des doigts des connecteurs peut être minimale par rapport à un état de repos de chaque connecteur pour lequel les trois ou quatre doigts sont coplanaires. Des doigts coplanaires favorisent la stabilité et la rapidité du retour à l'état d'équilibre. Cependant, le matériau élastomère peut être sensible au fluage entraînant une diminution de la stabilité et de la rapidité du retour à l'état d'équilibre. La déformation en flexion des doigts des connecteurs peut aussi être minimale par rapport à un état de repos de chaque connecteur pour lequel un doigt est perpendiculaire au plan formé par les deux ou trois autres doigts. Un connecteur dont un doigt est perpendiculaire au plan des deux autres peut être un compromis entre stabilité et durabilité de l'état d'équilibre. Si nécessaire, la déformation en flexion de chaque doigt des connecteurs est minimale en tenant compte de tendeurs agissant entre deux connecteurs, entre un connecteur et un tube, ou entre deux tubes.

D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de modes de réalisation illustrés par les dessins, limités à des connecteurs à trois ou quatre branches, coplanaires ou qui possèdent une branche perpendiculaire au plan formé par les autres branches. Cependant, l'invention n'est pas limitée à l'un ou l'autre de ces modes de réalisation. ~o La figure 1 est une vue en perspective d'un connecteur à trois doigts coplanaires. La figure 2 est une vue de dessus du connecteur de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe du connecteur de la figure 1. La figure 4 est une vue en perspective d'un connecteur à quatre doigts 15 coplanaires. La figure 5 est une vue en perspective d'un connecteur à trois doigts deux à deux perpendiculaires. La figure 6 est une vue en perspective d'une structure tubulaire prismatique à l'état d'équilibre. 20 La figure 7 est une vue en perspective de la structure tubulaire prismatique de la figure 6 à l'état déformé. La figure 8 est une vue en perspective d'un support publicitaire dont le cadre est la structure tubulaire prismatique de la figure 7. La figure 9 est une vue en perspective d'une barrière autoporteuse délimitant 25 un jardin de glace, formée de plusieurs structures tubulaires tridimensionnelles connectées entre elles. Figures 1 à 3, un connecteur pour assembler des tubes comprend trois moyens de connexion rigides la, lb, 1c, fabriqués par exemple dans un matériau thermoplastique. Chaque moyen de connexion la, 1 b, 1c est fixé à un doigt 3a, 3b, 3c appartenant à une base 3 formant une seule pièce en matériau élastomère. Le connecteur est ici représenté à l'état de repos, dans lequel les trois doigts 3a, 3b, 3c de la base 3 sont coplanaires. Les trois moyens de connexion la, 1 b, 1c, sont fixés aux doigts 3a, 3b, 3c à l'aide d'une pièce de fixation, par exemple une goupille 5 traversant les moyens de connexion la, 1 b, 1c et les doigts 3a, 3b, 3c . Les doigts 3a, 3b, 3c ont une section circulaire pleine. Les moyens de connexion la, 1 b, 1c ont une section circulaire tubulaire pour recevoir les doigts 3a, 3b, 3c. Chaque moyen de connexion la, lb, 1c est pourvu d'un moyen de retenue coopérant avec un tube, en l'occurrence un téton 7 porté par une pièce en U à déformation élastique 9 pour ~o faire saillie hors du moyen de connexion à travers une ouverture 11. Le tube à accoupler est lui-même muni d'une ouverture pour permettre au téton de s'y insérer pour réaliser la connexion. Dans l'exemple d'illustration, les tétons 9 sont tous orientés perpendiculairement au plan formé par les trois doigts dans l'état de repos du 15 connecteur pour éviter une déformation en torsion des tubes dans la structure tubulaire tridimensionnelle. Toutefois, la base 3 d'un seul tenant en matériau élastomère peut si nécessaire accommoder une déformation en torsion de ses doigts pour un ou plusieurs des connecteurs participant au maintien de la structure tubulaire tridimensionnelle. 20 Figure 4, un connecteur pour assembler des tubes comprend quatre moyens de connexion coplanaires. Il est analogue en tout point au connecteur à trois moyens de connexion décrit précédemment, en dehors de posséder un quatrième moyen de connexion rigide 1d. Ce dernier est fixé à un quatrième doigt 3d de la base 3 en matériau élastomère par une goupille 5. Le connecteur à quatre moyens 25 de connexion illustré par la figure 4 permet d'assembler entre elles des structures tubulaires tridimensionnelles élémentaires. Figure 5, un connecteur pour assembler des tubes comprend trois moyens de connexion. Il est analogue en tout point au connecteur à trois moyens de connexion décrit précédemment, en dehors du fait que les trois doigts 3a, 3b, 3c de 30 la base 3 forment un triède où chaque doigt est perpendiculaire au plan formé par les deux autres. Ce connecteur à trois moyens de connexion permet de diminuer l'amplitude de la déformation en flexion d'un des doigts par rapport à la déformation en flexion du doigt homologue d'un connecteur à trois doigts coplanaires.

Comme indiqué précédemment, la base et ses trois ou quatre doigts est une pièce d'un seul tenant en matériau élastomère. Elle est fabriquée par injection dans un moule en deux parties. Le matériau élastomère est de préférence un polyuréthane et possède une dureté Shore A comprise entre 80 et 95. L'injection a lieu sous une pression comprise entre 600 et 800 bars et à une température de l'ordre de 200 °C. La base permet une déformation des doigts dans n'importe quelle direction par rapport à l'état de repos du connecteur. Ainsi, le connecteur selon l'invention est universel en ce qu'il s'adapte à n'importe quel noeud d'une structure tubulaire tridimensionnelle. Les moyens de connexion rigides garantissent une tenue ferme avec les tubes de la structure tubulaire tridimensionnelle. Figure 6, l'assemblage de six connecteurs 15 et de neuf tubes 17 aboutit à une structure tubulaire tridimensionnelle élémentaire en forme de prisme. On vérifie l'égalité 2*9 = 6*3, c'est-à-dire que les connecteurs réalisent au total un nombre de connexions égal au double du nombre de tubes. Trois des moyens de connexion de chaque connecteur pointent dans trois directions non coplanaires. Chaque connecteur tend à minimiser une déformation en flexion des doigts par rapport à l'état au repos du connecteur où les quatre doigts sont coplanaires et deux à deux perpendiculaires. La déformation en flexion est forte pour deux doigts opposés alignés suivant une même direction et faible pour les deux autres doigts alignés perpendiculairement. La minimisation de la déformation de chaque connecteur tient compte de l'action mutuelle des connecteurs agissant par l'intermédiaire des neuf tubes. La structure tubulaire prismatique est ainsi autoporteuse et à l'état d'équilibre. Comme indiqué dans l'introduction, la flexion des doigts des connecteurs permet à la structure tubulaire prismatique de se déformer. Dans l'exemple de la figure 7, une force F appliquée parallèlement au tube de faîtage 17a entraîne une déformation de la structure qui tend à abaisser le tube de faîtage en supposant la structure fixée au sol. Lorsque la force F cesse, la structure tubulaire prismatique retourne vers son état d'équilibre par l'effet de la minimisation de la déformation en flexion des doigts de chaque connecteur, compte tenu de leurs actions mutuelles par l'intermédiaire des tubes. Avantageusement, il est prévu de tendre des tendeurs élastiques 19 entre un connecteur 15 et un tube 17 pour contribuer au retour à l'équilibre de la structure.

La capacité de déformation de la structure tubulaire tridimensionnelle est particulièrement intéressante lorsqu'elle est utilisée comme barrière autoporteuse, par exemple sur des stades ou des patinoires. En cas de choc, la structure tubulaire tridimensionnelle se déforme par la flexion élastique des doigts des connecteurs et revient ensuite à l'équilibre. Figure 8, une toile 21 est tendue sur la structure tubulaire tridimensionnelle illustrée par la figure 7. La toile 21 est imprimée pour conférer à la barrière autoporteuse une fonction complémentaire de support publicitaire. Figure 9, un jardin de glace est délimité par une barrière autoporteuse comprenant onze structures tubulaires tridimensionnelles en prisme droit 23 ou tronqué 25, connectées les unes aux autres par des connecteurs à quatre moyens de connexion. Deux prismes droits 23a, 23b sont connectés à deux éléments de portique 27a, 27b par des connecteurs à quatre moyens de connexion. Les deux éléments de portique 27a, 27b sont reliés entre eux par deux connecteurs à quatre moyens de connexion également. La toile représentée par la figure 8, imprimée pour servir de support publicitaire, peut être tendue sur chaque prisme de la barrière autoporteuse illustrée par la figure 8. L'invention divulgue une structure tubulaire tridimensionnelle qui est à la fois autoporteuse, déformable et modulable. Elle trouve une application particulièrement intéressante en tant que barrière où la déformabilité augmente la sécurité en cas de chute d'une personne sur la barrière. Le connecteur est d'une fabrication économique, notamment dans sa configuration à trois ou quatre doigts coplanaires.

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1. Structure tubulaire tridimensionnelle comprenant N tubes (17) connectés par des connecteurs (15) comprenant chacun trois moyens de connexion rigides (1 a,1 b,1 c) tenus par une base (3) et réalisant au total un nombre de connexions égal à 2N, caractérisée en ce que la base (3) forme une pièce d'un seul tenant en matériau élastomère et comprend trois doigts (3a,3b,3c) auxquels les trois moyens de connexion rigides (1 a,1 b,1 c) sont fixés et en ce que chaque connecteur (15) tend à minimiser une déformation en flexion des doigts (3a,3b,3c) de la base (3) en tenant compte de tous les connecteurs agissant les uns sur les autres par l'intermédiaire des N tubes (17) connectés aux connecteurs par les moyens de connexion rigides (1 a,1 b,1 c).
2. 2. Structure tubulaire tridimensionnelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque connecteur (15) comprend un quatrième moyen de connexion rigide (1d) fixé à un quatrième doigt (3d) de la base (3) et en ce que chaque connecteur (15) tend à minimiser une déformation en flexion des doigts (3a,3b,3c,3d) de la base (3) en tenant compte de tous les connecteurs agissant les uns sur les autres par l'intermédiaire des N tubes (17) connectés aux connecteurs par les moyens de connexion rigides (1 a,1 b,1 c,1 d).
3. 3. Structure tubulaire tridimensionnelle selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la déformation en flexion des doigts (3a,3b,3c,3d) des connecteurs est minimale par rapport à un état de repos de chaque connecteur pour lequel les trois ou quatre doigts sont coplanaires.
4. 4. Structure tubulaire tridimensionnelle selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la déformation en flexion des doigts (3a,3b,3c) des connecteurs est minimale par rapport à un état de repos de chaque connecteur pour lequel un doigt (3a) est perpendiculaire au plan formé par les deux (3b,3c) ou trois autres doigts.
5. 5. Structure tubulaire tridimensionnelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la déformation en flexion des doigts (3a,3b,3c,3d) des connecteurs est minimale en tenant compte de tendeurs (19) agissant entre deux connecteurs (15), entre un connecteur (15) et un tube (17), ou entre deux tubes (17).