AUTOMATIQUE SUR UN SOL IRREGULIER CONSTITUANT LE PIETEMENT

D'UNE TABLE OU PLATEAU A 4 PIEDS

DESCRIPTION

Domaine technique de l'invention La présente invention concerne la conception d'un système d'articulations qui permet la réalisation du piètement d'une table ou plateau à quatre pieds qui deviennent automatiquement stables lorsqu'ils sont posés sur des sols meubles, irréguliers ou réguliers. Ce système d'articulations permet de décomposer le poids du plateau en 4 forces s' équilibrant de façon statique et automatique.

Dans notre invention la totalité du nouveau mécanisme articulé peut se démonter entièrement en quatre opérations afin de faciliter le transport et le stockage.

Etat antérieur de la technique

Différences de conceptions avec les antériorités

Le brevet ONERA FR 2607878 déposé le 6-10-1988 est basé sur le même principe de base que notre proposition mais avec une conception différente de son mécanisme. Il propose deux pieds sur deux traverses opposées et les articulations des extrémités des traverses sont constituées par des appuis sans liaison. D'autre part le système articulé fait partie intégrante et indissociable de la table et l'ensemble n'est pas démontable.

Notre brevet FR 2902620 Al déposé le 28-12-2007 est également basé sur le même principe géométrique du système articulé mais avec une conception mécanique de celui-ci totalement différente et un double système relié par un ensemble de parallélogrammes articulés ce qui n'est pas le cas dans le brevet que nous présentons à ce jour.

Le brevet W 00/69312 déposé le 23-11-2000 est une copie conforme du système articulé déposé en 1988 par l'ONERA mais sans démonstration technique, avec des applications différentes des nôtres et qui ne fonctionnent pas. Par exemple, dans la conception illustrée par la figure 4 la barre portant le n° 14 bloque la totalité du système et le rend complètement rigide. Il va de même pour la conception décrite dans la figure 5 ou l'articulation inférieure portant le n° 15 rend le système complètement rigide et inopérant.

Dans notre proposition, le dispositif articulé qui constitue le piètement, est formé de 4 éléments constituant chacun un pied et traverse, identiques (1) reliés ensemble par 4 articulations démontables (4), formant un carré, relié à une pièce intermédiaire par 4 autres articulations (2) démontables pour former un ensemble autonome lui-même démontable et indépendant du plateau de la table. Cette conception avec un pied par traverse, qui se traduit par un axe vertical de symétrie, est plus rigide et plus stable que les solutions avec deux pieds sur la même traverse. Le système articulé de notre version métallique (figure 4) comporte des articulations centrales situées sur des axes rectangulaires non alignés (figure 9). D'autre part la notre conception d'un système articulé en forme de quadrilatère quelconque avec les axes d'articulations centraux disposés sur un trapèze ayant deux cotés parallèles à une diagonale du quadrilatère, permet de réaliser des tables originales de formes quelconques à différence des conceptions décrites par les trois antériorités décrites précédemment.

Aujourd'hui le système de transmission rigide existant pour les tables et plateaux à quatre appuis est constitué d'un ensemble non adaptable aux surfaces d'appui meubles ou irrégulières. Ceci oblige les usagers de procéder au calage manuel de façon arbitraire et sans obtenir un résultat durable sur une surface irrégulière ou meuble. Un simple déplacement de la table ou du plateau oblige à recommencer le calage. Les tables de restaurant ou de jardin représentent autant d'exemples de ce type. Notre invention constitue une solution à l'incapacité des tables ou plateaux à 4 appuis de s'adapter aux sols meubles ou irréguliers.

Notre invention permet sans aucun calage et sans aucune intervention de doter d'une stabilité parfaite les tables ou plateaux à 4 pieds grâce à la conception de nos articulations. Notre invention permet de déplacer facilement des tables ou plateaux sur une surface ir régulière, régulière ou meuble puisque notre système articulé est automatiquement stable et toutes les opérations de calage sont devenues obsolètes.

Principe du système utilisé

Le dispositif articulé équipant les tables de notre conception utilise la propriété géométrique suivante :

Soit un quadrilatère articulé à ses sommets (A, B, C, D figure 1) déformable dans son plan et dans l'espace. Si on décompose cette figure en deux triangles (ADB et DBC). Et si dans la surface de chacun de ces triangles on trace respectivement une droite HE et GF, toutes deux parallèles à la base commune DB des deux triangles. Ces deux droites parallèles à une même troisième sont parallèles entre elles et restent parallèles quelle que soit la déformation du quadrilatère, ces deux droites parallèles (HE et GF) sont donc toujours situées dans un même plan quelle que soit la déformation du quadrilatère (ABCD). L'application de ce principe permet grâce à un premier système de quatre articulations placées au sommet du quadrilatère défini précédemment (ABCD) et de quatre autres articulations (EFGH) placées au milieu des côtés, d'immobiliser dans un système d'équilibre automatiquement stable les charges transmises par le plateau de la table sur une surface meuble, irrégulière ou plane.

L'Indépendance de ses composants définis par notre nouveau principe permet de fabriquer indépendamment chacune des pièces du mécanisme de notre conception et de rendre le système entièrement démontable.

Notre conception applique le même propriété géométrique d'une façon novatrice permettant de réaliser un mécanisme d'équilibre démontable avec des axes à position variable à condition de disposer les axes centraux sur un trapèze ayant deux cotés parallèles à une diagonale du quadrilatère.

Les différentes réalisations proposées dans ce document sont basées sur la propriété géométrique d'un rectangle articulé, mais dans notre conception cette propriété s'applique également pour un quadrilatère quelconque, dans la mesure ou ses points d'articulations centrales E ,F,G,H (figure 10) sont situés au centre des barres AB,BC,CD,DA. La figure ainsi formée qui joint les points E,F,G,H est un parallélogramme avec ses côtés respectivement parallèles aux diagonales AC et BD du quadrilatère. C'est ainsi que nous pouvons démontrer que notre conception est applicable à toute sorte de quadrilatère ce qui n'est par le cas pour les inventions citée précédemment. Nous proposons en plus une disposition nouvelle des articulations centrales : cette disposition consiste à avoir seulement deux cotés HE et GF du quadrilatère EFGH (figure 11) parallèles à la diagonale BD correspondante du quadrilatère ABCD. La figure EFGH est alors un trapèze avec deux cotés FG et HE parallèles à BD, qui restent dans un plan si on repli la figure autour de la diagonale BD, par contre les deux autres cotés EF et HG sont deux droites obliques concourantes qui dans ce cas particulier ont leur point d'intersection 0 situé sur la diagonale AC, elles restent donc concourantes si on repli la figure autour de la direction de la diagonale AC. Notre proposition est donc démontrée car deux droites concourantes déterminent également un plan. La figure 12 montre cette application pour une table non carrée ou rectangulaire.

La démonstration est la suivante :

Pour que EH et FG soient parallèles à BD il faut que :

AE / AB =AH / AD = HJ / DK = EJ / BK = k l

Et LF / BK = CF / CB = CG / CD = GL / DK = k2

D'où EJ = BK x kl HJ = DK x kl

FL= BK X k2 GL = DK x k2 EJ / FL = kl / k2 HJ / GL =kl / k2 et EJ / FL = JO / LO = kl / k2 HJ / GL = JO / LO = kl / k2 O est donc le point d'intersection de EF , JL , et HG

Si on replie la figure autour de AC les droites EF et GH restent concourantes et définissent un plan, la seule condition étant que HE et GF soient parallèles à BD . Cette nouvelle disposition issue de notre conception des articulations E , F ,G ,H permet également de réaliser des tables ou tout autre support auto stable particulier .

Mise en oeuyre de la propriété du dispositif

Notre système se compose de deux parties : Un piètement composé de 4 pieds, chacun en forme d'équerre rigide articulée entre eux et d'une pièce intermédiaire permettant de supporter et articuler le plateau avec son piètement.

De façon détaillée le système est composé par les pièces suivantes :

4 pieds chacun en forme d'équerre comportant une traverse et un pied

4 articulations permettant d'articuler les traverses entre elles

4 articulations permettant d'articuler le plateau et sa pièce intermédiaire par rapport aux quatre pieds indépendants

Une pièce intermédiaire entre le plateau et les quatre pieds

Un plateau

Le retrait de quatre Vis permet de démonter, en quatre opérations l'ensemble du mécanisme. L'objet précis de notre invention réside dans la conception des huit articulations qui permettent de faire fonctionner le système de la table pour atteindre un équilibre automatique sur des sols meubles, réguliers ou irréguliers et de permettre son démontage enfin d'assurer le transport et le stockage.

Dans la pratique le piètement de ces tables est constitué de quatre éléments en forme d'équerre à 90" ou avec un angle légèrement obtus, situés dans un plan vertical. La branche verticale ou oblique de ces éléments constitue un des pieds de la table, la branche horizontale constitue la traverse. Chaque extrémité de ces traverses est munie d'une articulation à deux degrés de liberté. L'axe de chacune de ces articulations est situé dans un plan horizontal perpendiculaire à chaque traverse. Elles permettent de relier entre elles les traverses des quatre cornières de façon à former un quadrilatère articulé à angles droits. Ces articulations doivent permettre deux degrés de liberté de façon perpendiculaire l'un par rapport à l'autre formant deux axes orthogonaux. Chaque milieu de traverse est également muni d'une articulation complémentaire à un degré de liberté en rotation situé dans un plan horizontal qui vient compléter le système articulé. Ces quatre articulations centrales, toujours situées dans un même plan quelle que soit la déformation du quadrilatère, sont reliées à une pièce intermédiaire horizontale, plateau ou croisillon. L'ensemble forme ainsi un système articulé indépendant qui constitue le piètement de la table. Un plateau de table au choix, indépendant du piètement est ensuite fixé sur ce plateau ou croisillon intermédiaire du piètement avec un espace suffisant pour permettre le débattement entre le plateau et le système articulé.

REALISATION

Notre réalisation se décline en deux variantes de table basées sur le même principe, l'une avec un piètement métallique, l'autre entièrement en bois ou tout autre matériau adapté au système.

Chacune de ces deux variantes possède son propre système d'articulations.

Réalisation de la première variante (Figure 4)

Cette variante est constituée d'un piètement en tubes métalliques carrés avec 8 articulations démontables pour faciliter son transport et son stockage. Les articulations ne sont pas visibles lorsque l'ensemble est monté. Le plateau de la table est réalisé en bois ou tout autre matériau adapté au système.

Dans cette variante (figure 4) le piètement de la table est constitué par quatre équerres à 90° ou en angle obtus, en tube carré, situées chacune d'entre elles dans un plan vertical. La partie verticale de ces équerres constitue un des quatre pieds de la table. La partie horizontale ou traverse sert à supporter le système de transmission qui relie les pieds au plateau. Ces quatre équerres sont reliées ensemble par des articulations (3 et 4) situées à l'extrémité des traverses. Ces quatre articulations sont dissimulées à l'intérieur et à l'extrémité des traverses en tubes de section carrée. Les quatre traverses reliées entre elles forment un carré articulé. Quatre autres articulations centrales (2) situées à mi-distance des articulations d'extrémité sont reliées à un plateau intermédiaire (5) sur lequel est fixé le plateau (7) de la table par l'intermédiaire de 4 cales (6).

Les articulations dans leur ensemble sont constituées de la façon suivante : Chaque articulation d'extrémité est constituée de deux éléments dont les axes d'articulation sont perpendiculaires entre eux. Chacune des deux pièces est située dans l'un et l'autre pied, constituent ensemble et une fois immobilisées entre elles, par le moyen d'une vis de blocage, la jonction et l'articulation entre les pieds en équerre assemblés deux à deux. C'est ainsi que sont constituées les quatre articulations situées dans l'extrémité de chaque traverse dans la partie supérieure (3) du pied, et à la jonction des 4 traverses entre elles.

Chaque articulation (Figure 5) est constituée de deux pièces en forme de cavalier dont l'une d'entre elles possède une patte de fixation soudée sur la face supérieure (1). Ces deux pièces sont articulées sur un axe (4) à un degré de liberté en rotation situées dans un plan horizontal et perpendiculaire à l'équerre pied-traverse sur lequel elles sont fixées. Le cavalier doté de la patte de fixation est placé à l'extrémité libre de la traverse, le deuxième cavalier doté d'un trou fileté sur sa partie supérieure est placé dans l'angle joignant le sommet du pied à la traverse. Ce dispositif rend très facile l'assemblage entre l'extrémité libre de la traverse et le sommet du pied par le moyen d'une vis de blocage qui traverse les deux orifices situés respectivement dans la patte de fixation du premier cavalier et dans l'orifice fileté situé dans le sommet du deuxième cavalier.

Quatre autres articulations viennent parfaire le système, elles sont constituées de quatre barres cylindriques en métal soudées perpendiculairement aux traverses.

Ces articulations centrales sont situées sur les traverses à mi-distance des articulations d'extrémité. Elles sont constituées d'un axe d'articulation (1) (Figure 6) à un degré de liberté en rotation et un degré de liberté en translation, orienté dans un plan horizontal, perpendiculairement au plan de l'équerre. Elles sont de surplus toujours situées dans le même plan quelle que soit la déformation du carré articulé. Elles s'articulent sur un palier (2) fixé rigidement sur un plateau intermédiaire (3). Le plateau intermédiaire est muni de quatre cales ayant pour fonction d'une part le réglage du débattement entre le piètement de la table et son plateau et de fixer ce dernier au piètement par des vis traversant les cales.

Réalisation de la deuxième variante (Figure 7)

La particularité de cette variante est d'être réalisée entièrement en bois, ou en un autre matériau similaire, avec des articulations spécifiques à ce genre de matière. La disposition oblique des pieds lui donnera par ailleurs une meilleure stabilité. Dans cette variante (figure 7) le piètement de la table est constitué de quatre éléments identiques (1) en forme d'équerre à angle obtus, situés dans un plan vertical avec une branche orientée vers le bas qui constitue le pied et l'autre branche horizontale constituant la traverse. Ces quatre éléments sont reliés ensemble et au plateau par un système articulé qui constitue l'objet de la deuxième variante du présent brevet. Les 4 articulations fixées aux extrémités des traverses possèdent chacune deux degrés de liberté en rotation (4).

Formant ainsi un cadre articulé de forme carrée. Quatre autres articulations (2) situées au centre des traverses assurent la liaison au plateau par une pièce intermédiaire en forme de croisillon. Le plateau de la table, de préférence de forme ronde pour cette solution, est fixé sur le croisillon avec un jeu suffisant afin de permettre le débattement du système articulé lors de l'adaptation aux irrégularités du sol.

Les articulations sont constituées de la façon suivante :

Les articulations des extrémités sont constituées d'une cornière articulée (4) dont chacune de ses ailes est munie d'un axe de rotation (5) horizontal à un degré de liberté, perpendiculaire au plan qui contient l'élément pied-traverse. Pour être démontable un de ces axes peut être constitué d'une bague (7) fixée par une vis sur la traverse à l'aide d'une douille (6) en laissant un jeu suffisant pour permettre la rotation de l'équerre sur la bague. Ces quatre articulations permettent de relier les quatre éléments entre eux et de former ainsi un cadre carré articulé. Un deuxième ensemble de 4 articulations permet de relier le piètement articulé au plateau par l'intermédiaire d'un croisillon, ces dernières articulations sont constituées par un axe ( 2 ) à un degré de liberté en rotation et un degré de liberté en translation composées d'une tige métallique fixée rigidement au centre de chaque traverse, perpendiculairement au plan qui contient l'élément « pied-traverse ». Le croisillon constitué de deux bras perpendiculaires, est percé à chacune de ces extrémités d'un alésage suivant l'axe des bras (3) autour duquel s'articule l'axe central. Le plateau de la table est fixé sur le croisillon avec un espace suffisant pour permettre le débattement du système.

Une autre option (fig. 8) nous permet de réaliser les articulations centrales des traverses par un axe horizontal (1) à un seul degré de liberté en rotation, perpendiculaire à l'élément en pied- traverse, vissé sur l'extrémité d'une branche du croisillon. Les articulations d'extrémités sont constituées d'un axe coudé à 90° (2) situé dans un plan horizontal, dont chaque branche est respectivement perpendiculaire à chaque élément adjacent. Chaque branche de ces axes a un degré de liberté en rotation et un degré de liberté en translation.

Grâce à notre conception et a son nouveau système articulé nos deux variantes de table décrites précédemment sont entièrement démontables en quatre opérations moyennant le simple retrait de quatre vises.