Brevet FR2667899A1 — publié le 19920417

MENUISERIE ET PROFILE MIXTE BOIS - ALENINIUN POUR FENêTRE L'invention concerne la fabrication des menuiseries pour fenêtre. Il est connu que les menuiseries pour fenêtre sont avantageusement réalisées à partir de profilés et la fabrication de ces profilés dans différents matériaux tels que le bois, l'aluminium, les matières plastiques (PVC...) est connue et largement développée. Chacun de ces matériaux est susceptible d'être utilisé seul. Mais ils ont également été combinés conduisant à la réalisation de profilés mixtes. En particulier on a souligné les avantages respectifs de l'aluminium et du bois. L'aluminium a un aspect, une rigidité, une résistance qui le rendent bien adapté à la réalisation des éléments externes des profilés. Le bois, par ses qualités d'isolation, par son aspect, par le sentiment de confort et de tradition qu'il procure est bien adapté à la réalisation des éléments de profilés destinés à être à l'intérieur de l'habitation. Ainsi on connaît des profilés mixtes aluminium-bois destinés à la réalisation des menuiseries pour fenêtre. L'utilisation de matériaux différents présente les avantages mentionnés plus haut mais engendre également de nombreuses contraintes. En particulier du fait des variations de température et/ou de la variation du taux d'humidité les éléments en bois et les éléments en aluminium subissent des dilations très différentes. Lorsqu'aucune précaution particulière n'est prise ces dilatations produisent des déformations des menuiseries et leurs répétitions engendrent généralement des fuites aux points de jonction entre les différents éléments de profilés. Des adaptations ou améliorations ont été proposées pour remédier à ces problèmes mais aucune solution satisfaisante n'a été proposée jusqu'à présent. L'objectif de la présente invention est la réalisation d'une menuiserie mixte bois-aluminium pour fenêtre et du profilé destiné à la réalisation de cette menuiserie qui supporte aisément les différences de température et les variations de taux d'humidité dans l'air. Alors que la plupart des profilés mixtes boisaluminium connus sont des profilés réalisés dans l'un ou l'autre de ces matériaux sur lequel sont rapportés des éléments de l'autre matériau, le profilé de l'invention est fondamentalement conçu comme un profilé mixte et sa structure même permet la solution du problème posé plus haut. A cet effet l'invention concerne une menuiserie pour fenêtre plane, munie d'un vitrage, comportant au moins un cadre, ledit cadre étant réalisé à partir d'un profilé mixte bois-aluminium, les éléments de profilé mixte étant réunis par des pièces d'angle, le profilé mixte du cadre comportant un profilé élémentaire en bois ayant une aile en appui sur la face intérieur du vitrage, et un profilé élémentaire en aluminium ayant une aile en appui sur la face extérieure du vitrage. Selon l'invention l'un des profilés élémentaires comporte une gorge en forme de U et l'autre profilé élémentaire comporte une aile coopérant avec ladite gorge, les branches du U de ladite gorge étant parallèles aux faces du vitrage, le fond de cette gorge étant parallèle au bord de la vitre, les profilés élémentaires respectivement en bois et en aluminium étant associés l'un à l'autre par des vis ayant des axes perpendiculaires au fond de la gorge, permettant le déplacement relatif des profilés élémentaires par l'effet de la dilatation thermique. Cette menuiserie peut être utilisée pour tout type de cadre, cadre fixe, cadre ouvrant et permet la réalisation de fenêtre à 1, 2, 3 ouvrants, de portefenêtre.. L'invention concerne également un profilé mixte pour menuiserie de fenêtre comportant un profilé élémentaire en aluminium et un profilé élémentaire en bois comportant chacun une aile formant ensemble une gorge en forme de U destiné à recevoir un vitrage. Selon l'invention, l'un des profils élémentaires comporte une gorge en forme de U et l'autre profil élémentaire comporte une aile coopérant avec ladite gorge, les branches du U de ladite gorge étant parallèles aux faces du vitrage et le fond de cette gorge étant parallèle au bord de la vitre. Les profils élémentaires respectivement en bois et en aluminium sont associés l'un à l'autre par des vis ayant leurs axes perpendiculaires au fond de la gorge. L'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins dans lesquels La figure 1 est une représentation de face de profilés destinés à la réalisation d'une menuiserie, avant assemblage. La figure 2 est une représentation de face de profilés destinés à la réalisation d'une menuiserie, avant assemblage, dans un deuxième mode de réalisation. La figure 3 représente l'effet produit par la dilatation sur une menuiserie conforme à l'invention. La figure 4 est une représentation en coupe verticale d'un cadre fixe. La figure 5 est une représentation en coupe verticale d'un cadre ouvrant. La figure 6 est une représentation des assemblages élémentaires en aluminium d'angles des profilés, vue de face. La figure 7 est une représentation en coupe des assemblages de la figure 6. La figure 8 est une représentation de face de l'assemblage d'angle de profilés élémentaires en bois. La figure 9 est une représentation en coupe de l'assemblage de la figure 8. La figure 10 est une représentation de face de l'assemblage d'angle de profilés élémentaires en aluminium. La figure 11 est une représentation en coupe de l'assemblage de la figure 10. La figure 12 est une représentation en coupe horizontale d'une menuiserie comportant trois cadres ouvrants, un cadre ouvrant isolé et un ouvrant à double battant, composé de deux cadres ouvrants. Sur les figures 1 et 2 sont représentés les éléments de profilés mixtes 1, 2, 3, 4 qui assemblés forment un cadre de fenêtre. Chacun de ces éléments est composé de deux profilés élémentaires la lb, 2a 2b, 3a 3b, 4a 4b, respectivement en aluminium et en bois. Les sous profilés en bois sont destinés à former la face du cadre interne à l'habitation alors que les sous profilés en aluminium sont destinés à constituer la partie extérieure à l'habitation. On appelle profilé des pièces cylindriques, au sens mathématique du terme, c'est-à-dire dont le contour est engendré par une droite qui se déplace parallèlement à elle-même en s'appuyant sur une surface plane. La direction de la droite est l'axe du profilé. Un tel profilé peut éventuellement être courbé après fabrication. Les extrémités 15-22 des éléments de profilés 1-4 sont formées de manière à permettre leur assemblage. De préférence les profilés élémentaires en aluminium la-4a sont taillés en angle à coupe d'onglet et les profilés élémentaires en bois lb-4b sont à coupe d'équerre de manière à réaliser un assemblage à contre profil. A chaque angle une première vis 23 assure la fixation des profilés élémentaires en aluminium 3a, 4a et une deuxième vis 24 assure la fixation des profilés élémentaires en bois 3b, 4b. Ces éléments de profilés 1-4 comportent une gorge en U 30 destinée à recevoir le vitrage 31. Lors du montage de la menuiserie les éléments de profilés 1, 2, 3, 4 sont placés autour du vitrage 31 puis assemblés. Pour former la gorge en U 30 les profilés 1, 2, 3, 4 représentés en coupe sur la figure 3 par la référence 32 comportent un profilé élémentaire en bois 33 qui a une aile 34 formant l'une des branches de la gorge en U 30 et en appui sur la face intérieur du vitrage 31. Ils comportent également un sous profilé 35 qui a une aile en aluminium 36 formant la deuxième branche de la gorge 30 en forme de U en appui sur la face extérieure du vitrage 31. Les profilés élémentaires respectivement en bois lb-4b et en aluminium la-4a ont des réactions très différentes aux variations de température et d'humidité. De plus les températures et taux d'humidité ont souvent des valeurs très différentes à l'extérieur et à l'intérieur. En particulier l'exposition au soleil du profilé en aluminium peut produire une élévation de température très importante. Dans ces conditions les profilés élémentaires la-4a, lb-4b se déforment par flexion, concave ou convexe. C'est un élément important de l'invention de proposer une disposition qui autorise ces déformations de manière à éviter qu'elles engendrent des contraintes dans les angles aux points de jonction des différents éléments de profilés. A cet effet l'un des profilés élémentaires, par exemple le profilé élémentaire en aluminium 35 comporte une gorge 37 en forme de U et l'autre profilé élémentaire, par exemple le profilé élémentaire en bois 33 comporte une aile 38 coopérant avec la gorge 37. Les branches du U formées par la gorge 37 sont parallèles aux faces 41 et 42 du vitrage et le fond de la gorge 37 et le fond de la gorge 43 est parallèle au bord du vitrage 44. De plus les profilés élémentaires 33, 35 sont associés l'un à l'autre par des vis 5 à 11 ayant leurs axes perpendiculaires au fond de la gorge 43. Chaque élément du profilé 1, 2, 3, 4 comporte de préférence une vis 5, 6, 10 d'association des profilés élémentaires placé approximativement à égale distance de ses extrémités. Au niveau de cette vis centrale une cale d'épaisseur 46 positionne le profilé élémentaire en aluminium à une distance déterminée du profilé élémentaire en bois Au milieu de chaque élément du profilé un jeu fixe, par exemple de 2 mm est introduit entre la gorge 37 du profil élémentaire en aluminium et l'aile 38 du profil élémentaire en bois. Ainsi, telle que représentée sur la figure 3 la liaison entre les profilés élémentaires 33 et 35 définis plus haut autorise leur mouvement relatif parallèlement à la surface du vitrage 31 dans la direction perpendiculaire au fond de la gorge 43, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe du profilé. Lorsque, par exemple le profilé élémentaire 35 en aluminium a une dilatation supérieure à celle du profilé élémentaire 33 en bois la position relative des profilés élémentaires à l'extrémité de l'un des éléments de profilé étant fixe du fait de sa jonction avec les éléments de profilés perpendiculaires le profilé élémentaire en aluminium subit une flexion qui se traduit, par un déplacement transversal du profilé élémentaire en aluminium 35 par rapport au profilé élémentaire en bois 33. La figure 3A représente les profilés élémentaires en position rapprochée, l'aile 38 est en contact avec le fond de la gorge 37 ; la figure 3B représente les profilés élémentaires en position intermédiaire, la distance entre l'axile 38 et le fond de la gorge 37 correspond à celle fixée par les cales d'épaisseur 46 placée au niveau des vis 5, 6, 10, à mi distance des extrémités des éléments de profilés ; la figure 3C représente les profilés élémentaires en position éloignée, la distance entre l'aile 38 et le fond de la gorge 37 est importante, supérieure à l'épaisseur des cales. Par la disposition de l'invention cette flexion est autorisée ctest-à-dire qu'elle a lieu sans engendrer de contrainte forte ni aux points de jonction entre les éléments de profilés ni par l'un des profilés élémentaires sur l'autre.La variation relative de longueur des profilés élémentaires parallèlement à leur axe est aussi possible, les positions relatives à mi distance des extrémités sont fixes, les dilatations sont absorbées dans les angles ; La figure 3D représente les profilés élémentaires au niveau de l'une des vis 5. Elle fait apparaitre une cale d'épaisseur 46. L'étanchéité entre le vitrage 31 et le profilé 32 est réalisée par un joint élastique 50 par exemple en néoprène, interposé entre la gorge 30 et le vitrage 31. Ainsi des déplacements relatifs des profilés élémentaires 33 et 35, plus particulièrement du profilé élémentaire en aluminium 35 par rapport au vitrage 31 peuvent se produire sans perte d'étanchéité et être réversibles. Le joint élastique 50 est de préférence un joint en forme de U complémentaire de la forme de la gorge 43 du profilé 32. Il peut également être constitué de deux éléments assurant chacun l'étanchéité sur l'une des faces du vitrage. Le profilé élémentaire en aluminium 35 comporte de préférence un corps 60, creux, de section fermée dimensionnée de manière à lui donner la résistance nécessaire et à définir son aspect extérieur. A l'intérieur de ce corps se trouvent deux épaulements 61 et 62 qui coopèrent avec la face 63 pour recevoir aux extrémités des éléments de profilés des pièces d'angle 64. A l'intérieur du corps 60 se trouve une nervure 65 destinée à coopérer avec une vis 66 introduite parallèlement au profilé, pour assurer la fixation de la vis sur celui-ci. Ainsi les jonctions des éléments de profilés aux angles de la menuiserie sont réalisés de la manière suivante : les couples d'angles sont formés aux extrémités des éléments de profilés 70, 71, ces éléments sont rapprochés du vitrage et une pièce d'angle 64 est introduite dans chacun des éléments de profilés 70, 71 dans le logement formé, pour chacun de ces éléments de profilés par les épaulements 61, 62 et la face 63. Un trou 72 est percé dans l'un des éléments de profilés, par exemple 71 de manière à permettre l'introduction d'une vis 66 perpendiculairement à la direction de l'élément de profilé 71 portant le trou 72 en sorte que cette vis coopère avec la gorge 65 de l'autre élément de profilés 70 sur laquelle elle vient se fixer. La pièce d'angle 64 assure le positionnement convenable des éléments de profilés 70 et 71 l'un par rapport à l'autre et la vis 66 coopérant avec la rainure 65 assure la fixation de l'ensemble. Ces dispositions relatives des profils élémentaires en bois et en aluminium ainsi que le mode de fixation des éléments de profilés permet la réalisation de tout type cadre et de menuiserie comportant des cadres fixes, ou des cadres ouvrants en nombre variable. Jusqu'à présent la description a été faite en référence à des figures 1-3 représentant des éléments de profilés plus particulièrement destinés à la réalisation de cadres ouvrants. Sur la figure 4 a été représenté un cadre fixe réalisé avec un profilé d'un deuxième type constituant un deuxième mode de réalisation du profilé de l'invention. Ce profilé 80 comporte un profilé élémentaire 81 en bois et un profilé élémentaire 82 en aluminium. Ils forment une gorge 83 destinée à recevoir le vitrage 84. L'étanchéité entre le profilé 80 et le vitrage 84 est réalisé par les joints élastiques 85 et 86. Le profilé élémentaire 81 en bois comporte une gorge en forme de U 87 qui reçoit l'aile 88 du profilé élémentaire en aluminium 82. Cette aile comporte deux faces 89 et 90 coopérant respectivement avec les branches de la gorge en U 88. Ce même profilé élémentaire en aluminium 88 peut être utilisé comme nous venons de le décrire plus haut pour la réalisation d'un cadre fixe porteur d'un vitrage mais aussi tel que représenté sur la figure 5 pour la réalisation d'un cadre fixe coopérant avec un cadre ouvrant. Des profils d'habillage en tôle d'aluminium pliés 91 et 92, associés à des fourrures bois 93, 94 sont utilisés pour terminer l'habillage de la fenêtre. Deux profilés élémentaires en aluminium 101, 102 de ce type associés et réunis par un seul profilé élémentaire en bois 103 permettent également la réalisation de meneaux 104 lors de la réalisation de fenêtre comportant trois ouvrants, une ouverture isolée et une ouverture à deux vantaux. Il est ainsi possible de satisfaire des demandes variées tout en maintenant des stocks relativement limités de profilés en particulier en aluminium. L'invention fournit de bons résultats avec un petit nombre de points de fixation 5 à 11 entre les profilés élémentaires en aluminium et les profilés élémentaires en bois. Ces points de fixation sont de préférence situés au milieu de la longueur des éléments de profilés tels que représentés sur la figure 1 aux points 5 et 6. Lorsque les éléments de profilés 1 à 4 sont de très grande dimension il peut être préféré de fixer les profilés élémentaires les uns par rapport aux autres en deux ou même en trois points pour chaque élément tel que représenté sur la figure 2. Dans ce cas, pour les points de fixation placés au voisinage des extrémités des éléments de profilés les trous de passage des vis dans le profilé élémentaire en aluminium sont de préférence oblongs autorisant ainsi un faible déplacement longitudinal de l'un des éléments de profilé élémentaire par rapport à l'autre. Ces fixations sont de préférence réalisées par des vis traversant le profilé élémentaire en aluminium et fixées dans le profilé élémentaire en bois. D'autres modes de fixation peuvent être utilisés à condition qu'ils évitent tout déplacement des profilés élémentaires l'un par rapport à l'autre parallèlement à leur axe tout en autorisant les déplacements dans la direction perpendiculaire parallèle au plan de vitrage. A partir d'un petit nombre de profilés élémentaires en aluminium (en pratique de deux) il est donc possible de réaliser une grande variété de profilés mixtes aluminium bois permettant de réaliser tous les types de profilés nécessaires à la réalisation des différentes fenêtres habituellement en usage. Le profilé de l'invention permet de réaliser des menuiseries mixtes présentant tous les avantages traditionnels de ce type de menuiserie ctest-à-dire à la fois les avantages des menuiseries bois et des menuiseries aluminium tout en assurant une bonne qualité d'étanchéité et une bonne tenue dans le temps de l'ensemble. REVENDICATIONS 1. Menuiserie pour fenêtre plane munie d'un vitrage (31) comportant au moins un cadre et ledit cadre étant réalisé à partir d'un profilé mixte, bois - aluminium, les éléments de profilé mixte étant réunis par des pièces d'angle (64), le profilé mixte (32) du cadre comportant un profilé élémentaire en bois (33) ayant une aile en appui sur la face intérieure du vitrage (31), et un profilé élémentaire en aluminium (35) ayant une aile (36) en appui sur la face extérieure du vitrage (31), caractérisé en ce que l'un des profils élémentaires comporte une gorge (37) en forme de U, que l'autre profil élémentaire comporte une aile (38) coopérant avec ladite gorge (37), les branches du U de ladite gorge étant parallèles aux faces du vitrage (31), le fond de cette gorge étant parallèle au bord du vitrage (44) les profils élémentaires respectivement en bois et en aluminium étant associés l'un à l'autre par des vis ayant leurs axes perpendiculaires au fond de la gorge, permettant le déplacement relatif des profilés élémentaires par l'effet de la dilatation thermique. 2. Menuiserie pour fenêtre selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un cadre fixe. 3. Menuiserie pour fenêtre selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un cadre fixe et un cadre ouvrant coopérant l'un avec l'autre. 4. Menuiserie pour fenêtre selon la revendication 1 caractérisée en ce que certains éléments de profil élémentaires sont associés par une vis unique placée approximativement à mi-distance de leurs extrémités. 5. Menuiserie pour fenêtre selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que certains éléments de profils élémentaires sont associés par deux vis placées respectivement à proximité des extrémités des éléments de profilés, leurs trous de passage dans le profilé élémentaire en aluminium étant oblongs. 6. Menuiserie pour fenêtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que le profil élémentaire comportant une gorge en forme de U est en aluminium. 7. Menuiserie pour fenêtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu'un joint élastique en forme de U est placé entre le profilé mixte et le vitrage et assure l'étanchéité, et maintient le vitrage en position fixe lors de la dilatation du profil mixte. 8. Menuiserie pour fenêtre selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que les pièces d'angle associant les éléments de profilé mixte sont en aluminium et coopèrent avec les éléments de profilé élémentaire en aluminium. 9. Profilé mixte pour menuiserie de fenêtre comportant un profilé élémentaire en aluminium et un profilé élémentaire en bois comportant chacun une aile formant ensemble une gorge en forme de U destiné à recevoir un vitrage caractérisé en ce que l'un des profils élémentaires comporte une gorge en forme de U, que l'autre profil élémentaire comporte une aile coopérant avec ladite gorge, les branches du U de ladite gorge étant parallèles aux faces du vitrage, le fond de cette gorge étant parallèle au bord de la vitre, les profils élémentaires respectivement en bois et en aluminium étant associés l'un à l'autre par des vis ayant leurs axes perpendiculaires au fond de la gorge.