Brevet FR2624189A1 — publié le 19890609

- 1 - La présente invention concerne un profilé composite destiné notamment à la réalisation de menuiseries et de structures de bâtiment, ainsi que les menuiseries et structures de bâtiment ainsi réalisées. Par "menuiseries", on entend, notamment, des portes, des fenêtres, des volets et des baies et par "structures", des éléments tels que vérandas; garde-corps, balcons. - On connaît dans l'état de la technique des profilés composites réalisés par collage d'une âme en métal, notamment en aluminium, sur une jupe extérieure en PVC. On connaît également des profilés composites réalisés par co-extrusion d'aluminium et de PVC. Le coût de fabrication de tels profilés co-extrudés est extrêmement élevé, car ce procédé met en oeuvre des filières très onéreuses. On connaît également des profilés obtenus par moulage d'une gaine en polyuréthane- sur une âme centrale en aluminium. Comme dans le premier cas, ce type de profilé présente des risques de décollage résultant notamment des variations de température. Le brevet frangais 78 02993 décrit un profilé composite constitué d'une âme centrale réalisée en plusieurs éléments comportant des moyens d'accrochage pour une enveloppe extérieure, l'accrochage s'effectuant en faisant glisser longitudinalement l'enveloppe extérieure sur l'âme centrale. L'accrochage ainsi réalisé est fiable mais sa mise en oeuvre industrielle pose de grandes difficultés, l'enfilement de l'enveloppe sur l'âme centrale ne pouvant se faire que très difficilement par une machine automatique. Par ailleurs, pour des profilés de grande longueur, ce type d'accrochage mécanique par enfilement longitudinal entraîne fréquemment des dégradations, soit des pattes d'accrochage soit du profilé lui-même. Par ailleurs, la réalisation des moyens d'accrochage selon cette invention entraîne un usinage relativement délicat. La présente invention a pour objet un profilé composite notamment pour la menuiserie de bâtiment permettant une mise en oeuvre industrielle optimale et présentant une grande - 2 - sécurité à l'arrachage de l'enveloppe. Ces deux caractéristiques sont essentielles pour des menuiseries de bâtiment, soumises à des normes de sécurité exigeantes. La présente invention concerne plus particulièrement un profilé composite destiné, notamment, à la réalisation de menuiseries de bâtiment, telles que portes et fenêtres, comportant une âme métallique reliée à une enveloppe extérieure réalisée en une matière rigide, l'âme métallique comportant des premiers organes d'accrochage mécaniques et l'enveloppe comportant des seconds organes d'accrochage. Les organes d'accrochage peuvent être engagés l'un dans l'autre latéralement, l'un des organes étant réalisé en saillie et comportant des moyens de retenue perpendiculaires à la direction d'engagement, lesdits moyens de retenue comportant une surface de retenue arrière coopérant avec une surface de retenue arrière de l'autre organe d'accrochage, lorsque l'enveloppe et l'âme métallique sont en position accollées. Les profilés composites selon la présente invention peuvent être réalisés en superposant l'âme métallique et l'enveloppe et en exerçant une pression latérale sur les surfaces extérieures. Cette pression latérale provoque l'engagement des moyens d'accrochage jusqu'à ee que l'âme métallique et l'enveloppe soient en contact. Les moyens de retenue empêchent la séparation de l'âme métallique et de l'enveloppe. Selon une variante préférée, l'un des organes d'accrochage est constitué par une fente longitudinale s'ouvrant sur une cavité longitudinale d'une plus grande largeur, l'autre organe d'accrochage étant constitué par une saillie longitudinale d'une hauteur égale à l'épaisseur des bords de la fente, surmonté d'une tête longitudinale, la base de la tête étant légèrement plus large que l'écartement desdites fentes. L'introduction de la tête longitudinale dans la. fente s'effectue grâce à la légère élasticité du matériau. Lorsque l'âme et l'enveloppe sont en position engagée, la base de la tête coopère avec le bord intérieur de la fente pour exercer une force de retenue importante. Selon un mode de réalisation préféré, la section de - 3 - ladite tête présente une forme triangulaire, la base du triangle étant reliée à ladite saillie. Cette section triangulaire permet d'obtenir un écartement progressif de la fente pendant la face d'engagement de l'enveloppe sur l'âme métallique. La retenue est effectuée comme auparavant par la base du triangle coopérant avec les bords de la fente. Selon un mode de réalisation avantageux, l'organe d'accrochage constitué par une fente longitudinale comporte, en outre, des lèvres prolongeant les bords de la fente -vers l'intérieur de la cavité, selon une direction sensiblement perpendiculaire à la surface extérieure. La hauteur de la saillie de l'autre moyen d'accrochage est égale à la profondeur desdites lèvres. Les lèvres ainsi constituées permettent de renforcer l'effet d'élasticité facilitant l'introduction de la saillie munie d'une tête d'une largeur légèrement supérieure à l'écartement desdites lèvres, sans pour autant réduire l'efficacité de la retenue. Selon une autre variante, le profilé composite comporte un organe d'accrochage constitué par une fente s'ouvrant sur deux parois perpendiculaires à la surface extérieure, la surface desdites parois comportant des crans longitudinaux coopérant avec les moyens de retenue de l'autre moyen d'accrochage. Selon une variante préférée, l'autre moyen d'accrochage est constitué par une saillie longitudinale d'une hauteur sensiblement égale à la hauteur desdites parois et comportent des arêtes latérales longitudinales pouvant coopérer avec les crans longitudinaux. Les arêtes et les crans comportent avantageusement une surface de retenue arrière sensiblement parallèle à la surface extérieure et des surfaces d'engagement formant un angle compris entre 20 et 80 avec la surface extérieure. L'engagement latéral des moyens d'accrochage peut toujours se faire en exerçant une pression latérale sur l'enveloppe et l'âme métallique. Les surfaces de retenue arrières interdisent le retrait facile de. l'enveloppe extérieure et de l'âme métallique. Selon un mode de réalisation préféré, l'âme métallique comporte une cavité longitudinale communiquant avec une fente - 4 - longitudinale. comportant une paroi perpendiculaire à la surface extérieure munie de crans longitudinaux, ainsi qu'éventuellement une lèvre perpendiculaire, l'enveloppe comportant une saillie d'une hauteur égale à la profondeur de ladite fente longitudinale ou de la lèvre, le cas échéant, une tête d'une largeur à la base légèrement supérieure à la largeur de ladite fente, ainsi qu'au moins une arête longitudinale pouvant coopérer avec les crans de la paroi. Selon une varaiante avantageuse, l'âme métallique ou l'enveloppe comportent une cavité communiquant avec une fente constituant l'un des organes d'accrochage, ladite cavité étant remplie avant l'engagement de l'autre organe d'accrochage d'un produit de scellement durcissable. Le produit de scellement assure, d'une part, l'accrochage mécanique de l'enveloppe, d'autre part, la parfaite étanchéité du profilé et assure ainsi une durée de vie optimale du produit. Selon un mode de réalisation préféré, l'enveloppe extérieure est réalisée en une matière plastique extrudée, l'âme métallique étant constituée en aluminium ou en alliage d'aluminium extrudé. La structure des moyens d'accrochage est parfaitement compatible avec une extrusion aussi bien de l'enveloppe extérieure que de l'âme centrale. Il est ainsi possible de réaliser les profilés selon la présente invention en grande série par des procédés industriels connus. La réalisation de l'enveloppe extérieure en matière plastique et, notamment, en résine acrylique, par exemple du métacrylate, permet de réaliser des effets esthétiques, tels que la coloration dans la masse, la pailletage ou divers effets colorés. Le profilé ainsi constitué permet également de profiter des qualités de rigidité et de faible poids de l'âme centrale métallique. Selon une autre variante, l'âme métallique présente une saillie longitudinale comportant une tête à bord crantée d'une largeur légèrement supérieure à la largeur d'une rainure longitudinale pratiquée dans l'enveloppe, ladite enveloppe étant réalisée en bois. - 5 - Cette variante permet d'associer les qualités esthétiques d'une enveloppe extérieure en bois à la facilité de production industrielle. La rainure longitudinale peut être réalisée très simplement par passage sur-une toupie. La présente invention concerne également un élément de menuiserie de bâtiment constitué par assemblage de profilés composites ainsi réalisés. Selon un mode de réalisation préféré, l'arête extérieure de l'enveloppe correspondant au raccordement de deux profilés présente un arrondi concave. Cet arrondi permet de camoufler la fente qui subsiste généralement le long de la ligne d'assemblage de deux profilés. D'autres avantages et modes de réalisation ressortiront mieux de la description qui va suivre s'appuyant sur les dessins o: - la figure 1 représente une vue en perspective d'un détail d'une première variante de profilé, - la figure 2 représente une vue en coupe d'un détail de réalisation d'une deuxième variante de profilé. - la figure 3 représente une vue en perspective d'un ouvrant de fenêtre réalisé à partir d'un profilé composite selon l'invention. Le profilé composite représenté sur la figure 1 comporte une âme métallique (1) et une enveloppe rigide (2). L'âme métallique (1) comporte un premier organe d'accrochage (3) pouvant coopérer avec un second organe d'accrochage (4). Le premier organe d'accrochage (3) est constitué par une saillie (5) munie d'une tête longitudinale (6). Le second moyen d'accrochage (4) est constitué par une fente (7) longitudinale munie de deux lèvres (8), (9) sensiblement perpendiculaires à la surface extérieure (10). Les lèvres (8), (9) présentent des crans (11) longitudinaux. Ces crans (11) présentent une surface arrière de retenue (12) sensiblement parallèle à la surface extérieure (10). Les crans (11) présentent une surface avant d'engagement (13) formant un angle de l'ordre de 45 avec la surface extérieure (10). - 6 - La tête (6) comporte également une surface arrière de retenue (14) sensiblement parallèle à la surface extérieure (10) et une surface avant d'engagement formant un angle de l'ordre de 45 avec la surface extérieure (10). La base (16) de la tête longitudinale (6) est d'une largeur légèrement supérieure à l'écartement des lèvres (8), (9), de façon à pouvoir être introduite de force dans le second organe d'accrochage (4). L'introduction est facilitée par une certaine élasticité des lèvres (8), (9) qui s'écartent lorsque la tête longitudinale (6) est engagée dans la fente (7). Lorsque l'âme métallique (1) et l'enveloppe rigide (2) sont accollées, les surfaces arrière de retenue (12) du second organe d'accrochage (4) et les surfaces arrière de retenue (14) du premier organe d'accrochage (3) coopèrent pour interdire un désengagement facile. Selon un autre mode de réalisation représenté sur la figure 2, le second moyen d'accrochage est constitué par une fente (7) muni d'une lèvre latérale longitudinale (8) sensiblement perpendiculaire à la surface extérieure (10) sur un seul c8té. La hauteur de la saillie (5) est égale à l'épaisseur du bord (16) de la fente (7). L'engagement de la tête longitudinale (6) est réalisée grâce à l'élasticité des matériaux, tant de la lèvre longitudinale (8) que de la base (16) de la tête longitudinale (6). La cavité (27) communiquant avec la fente longitudinale (7) est remplie avant l'engagement du premier organe d'accrochage d'un produit de scellement durcissable. Ce produit de scellement est choisi dans le groupe comprenant des résines époxydes chargées, des mousses denses de polyuréthane, des résines polyester chargées, notamment, de micro-ballons de verre, de talc ou d'autres charges, ainsi que les résines phénoliques. La figure 3 représente une vue en perspective 'd'un détail d'une menuiserie réalisée à l'aide de profilés selon la présente invention. Le second moyen d'accrochage (4) est constitué d'une tête longitudinale (6) disposée sur une saillie longitudinale -7- (5) d'une hauteur sensiblement égale à la hauteur des lèvres (8), (9) disposées au bord de la fente longitudinale (7). L'âme métallique -(1) de l'ouvrant (17) est constituée d'une pièce unique obtenue par extrusion. De même, l'âme métallique (18) du dormant (19) constitue une pièce unique obtenue par extrusion. Les âmes métalliques (1) , (18) sont recouvertes d'enveloppes (20), (21), (22), (23) fixées grâce aux moyens d'accrochage décrits précédemment. Ce type de menuiserie permet de réaliser des menuiseries esthétiquement très plaisantes. Il est ainsi possible de réaliser des enveloppes extérieures (20 à 23) en résine acrylique extrudée colorée dans la masse. La gamme de coloration est extrêmement étendue et des effets spéciaux peuvent être exploités, notamment le pailletage. Contrairement aux menuiseries peintes, l'enveloppe extérieure ne se dégrade pratiquement pas au cours du temps et est très peu sensible aux agressions extérieures: pluie, variations de température, agressions chimiques, érosion par le sable. Il est également possible de réaliser les enveloppes intérieures en bois. Dans ce cas, l'enveloppe intérieure sera munie d'une simple rainure obtenue à l'aide d'une toupie. Cette rainure constitue un organe d'accrochage pouvant -coopérer avec la tête (6) de l'organe d'accrochage dont est munie l'âme métallique (1). Du fait de la relative dureté du bois, cette tête s'auto-ancre dans les parois de la rainure. Les âmes métalliques (1, 18), ainsi que les enveloppes (19 à 23) peuvent, en outre, comporter des joints fixés par clipsage. L'âme métallique centrale (1, 18) est réalisée en aluminium extrudé. La présente invention n'est, bien entendu, en aucune façon limitée aux exemples décrits mais s'étend au contraire à toutes les variantes d'exécution. -8- R E V E N D I C A T I 0 N S 1) Profilé composite destiné notamment à la réalisation de menuiseries ou de structures de bâtiment telles que portes, fenêtres et vérandas, comportant une âme métallique reliée à une enveloppe réalisée en un matériau rigide, l'âme métallique comportant des premiers organes d'accrochage mécaniques et l'enveloppe comportant des seconds organes d'accrochage mécaniques, caractérisé en ce que les organes d'accrochage (3, 4) peuvent être engagés l'un dans l'autre latéralement, l'un des organes étant réalisé en saillie (5) et comportant des moyens de retenue perpendiculaires à la direction de l'engagement, lesdits moyens de retenue comportant une surface de retenue arrière (12) coopérant avec une surface de retenue arrière (14) de l'autre organe d'accrochage, lorsque l'enveloppe (2) et l'âme métallique (1) sont en position accollée. 2) Profilé composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des organes d'accrochage est constitué par une fente longitudinale (7) s'ouvrant sur une cavité longitudinale (27) d'une plus grande largeur et en ce que l'autre organe d'accrochage est constitué par une saillie longitudinale (5) d'une hauteur égale à l'épaisseur des bords de la fente (7), surmonté d'une tête longitudinale (6), la base (16) de la tête (6) étant légèrement plus large que l'écartement de ladite fente longitudinale (7). 3) Profilé composite selon la revendication 2, caractérisé en ce que la section de ladite tête (6) présente une forme triangulaire, la base (16) du triangle étant reliée à ladite saillie (5). 4) Profilé composite selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe d'accrochage. constitué par une fente longitudinale (7) comporte, en outre, des lèvres (8, 9) prolongeant lep bords de la fente vers l'intérieur de la cavité (27), selon. une direction sensiblement perpendiculaire a la surface extérieure (10) et en ce que la hauteur de la saillie longitudinale (5) de l'autre moyen d'accrochage est égal à la profondeur desdites lèvres (8, 9). -9- ) Profilé composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des organes d'accrochage est constitué par une fente (7) s'ouvrant sur deux parois perpendiculaires à la surface extérieure (10), la surface desdites parois comportant des crans (11) longitudinaux coopérant avec les moyens de retenue de l'autre moyen d'accrochage. 6) Profilé composite selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'autre organe d'accrochage- est constitué par une saillie longitudinale (5) d'une hauteur sensiblement égale à la hauteur desdites parois, et comportant des arêtes latérales longitudinales pouvant coopérer avec les crans (11) longitudinaux. 7) Profilé composite selon la renvendication 6, caractérisé en ce que les crans (11) longitudinaux et les arêtes présentent une surface arrière de retenue (12), (14) sensiblement parallèle à la surface extérieure (10) et des surfaces avant d'engagement (13, 15) formant un angle compris entre 20 et 80 avec la surface extérieure (10). 8) Profilé composite selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'âme métallique (1) comporte une cavité (27) longitudinale communiquant avec une fente longitudinale (7) comportant une paroi perpendiculaire à la surface extérieure (10), munie de crans longitudinaux (11), ainsi qu'éventuellement une lèvre perpendiculaire (8), l'enveloppe comportant une saillie (5) longitudinale d'une hauteur égale à l'épaisseur de ladite fente longitudinale ou à la profondeur de la lèvre (8) le cas échéant, une tête (6) longitudinale d'une largeur à la base légèrement supérieure à la largeur de ladite fente (7), ainsi qu'au moins une arête longitudinale pouvant coopérer avec les crans (11) de la paroi. 9) Profilé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'âme métallique ou l'enveloppe comporte une cavité (27) communiquant avec une fente (7) constituant l'un des organes d'accrochage, ladite cavité (27) étant remplie avant l'engagement de l'autre organe d'accrochage d'un produit de scellement durcissable. ) Profilé composite selon l'une quelconque des - 10 - revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure (2) est réalisée en une matière plastique extrudée et en ce que l'âme métallique (1) est constituée un aluminium ou en alliage d'aluminium extrudé. 11) Profilé composite selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une âme métallique (1) présentant une saillie (5) longitudinale comportant une tête (6) à bords crantés, d'une largeur légèrement supérieure à la largeur d'une rainure longitudinale pratiquée dans l'enveloppe réalisée en bois. 12) Menuiserie de bâtiment caractérisée en ce qu'elle est constituée par l'assemblage de profilés composites conformes à l'une quelconque des revendications 1 à 11. 13) Menuiserie de bâtiment selon la revendication 12, caratérisée en ce que l'arête extérieure de l'enveloppe correspondant au raccordement de deux profilés présente un arrondi concave.