Brevet FR2699575A1 — publié le 19940624

Assemblage pour la réalisation d'ossatures porteuses ou autoportées de constructions annexes ou intégrées La présente invention concerne un assemblage pour la réalisation d'ossatures porteuses ou autoportées de constructions intégrées du genre verrières ou annexes du genre vérandas ou analogues, au moyen d'éléments se présentant sous forme de poutres creuses renforcées. De nombreuses constructions légères, telles que des vérandas, jardins d'hiver, appentis, verrières, puits de jour ou autres, réalisées à partir d'assemblage de profilés métalliques, en alliage léger, tel que de l'aluminium, sont bien connues. Cependant, de telles structures, généralement trop légères, ne peuvent supporter des toitures traditionnelles Il a donc également été développé des ossatures réalisées en particulier en bois de manière à disposer d'éléments présentant une section suffisante pour assurer le support de la charge. Cependant, de telles structures présentent l'inconvénient d'utiliser, pour leur liaison, des organes tels que des chevilles, tenons, mortaises, mi-bois, embrèvements ou enfourchements qui exigent d'une part une préparation préalable en atelier avec un ajustage complémentaire des éléments sur place, d'autre part un montage et une adaptation des pièces qui nécessitent la technique d'un menuisier et le savoir propre à ce dernier De ce fait, une industrialisation d'un tel type d'ossature est impensable. Pour remédier à cet inconvénient, diverses ossatures ont été élaborées Ainsi, le brevet FR-A-2 624 153 décrit une structure de support pour constructions annexes constituée d'éléments en forme de poutres creuses en bois généralement réalisées en lamellé-collé, chaque poutre comportant intérieurement une partie centrale évidée et sur ses surfaces externes au moins une rainure longitudinale adaptée à recevoir le talon d'un organe de liaison réunissant un élément à un autre de manière à former un angle prédéterminé. Un tel type de structure ne répond que partiellement au problème car le fait de travailler avec des organes de liaison venant directement pénétrer dans la poutre de bois entraîne des problèmes de solidité dans le temps ainsi que des problèmes esthétiques. Une autre structure se présentant sous forme de poutres creuses en lamellé-collé et comportant une âme de raidissement intérieure est décrite dans le brevet FR-A-2 667 011 Dans ce brevet, les moyens de connexion de deux poutres entre elles sont constitués par des équerres fixées à l'intérieur de l'âme de raidissement desdites poutres De ce fait, on limite de manière importante les possibilités de construction et de réalisation d'une ossature avec de tels organes de liaison. Le but de la présente invention est donc de proposer un assemblage qui permet de pallier les inconvénients précités en permettant de concevoir et d'utiliser des structures mixtes, tout en évitant les opérations usuelles d'ajustage final des parties en bois qui sont au contraire aménagées pour s'adapter directement à d'autres éléments également en bois ou métalliques grâce à des organes de liaison dont la mise en oeuvre n'exige aucune opération de rectification particulière. A cet effet, l'invention a pour objet un assemblage, pour la réalisation d'ossatures porteuses ou autoportées de constructions intégrées du genre verrières ou annexes du genre vérandas ou analogues, au moyen d'éléments se présentant sous forme de poutres creuses dont la partie évidée est remplie au moins partiellement au moyen d'une âme de raidissement obtenue par au moins un profilé métallique creux s'étendant à l'intérieur de cet élément essentiellement sur toute sa longueur, chaque élément étant assemblé à un autre au moyen d'un organe de liaison, caractérisé en ce que ledit organe de liaison comprend un élément d'assemblage apte à être inséré coaxialement puis fixé dans l'âme de raidissement d'un premier élément au moyen d'un premier organe d'immobilisation approprié, un organe de positionnement introduit par une des faces d'un second élément de manière à déboucher à l'intérieur de l'âme de raidissement du second élément et à être immobilisé à l'intérieur de cette âme au moyen d'un second organe d'immobilisation approprié, ledit organe de positionnement étant solidaire de l'élément d'assemblage au moyen d'une entretoise fixée sur l'organe de positionnement. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, l'élément d'assemblage est constitué par une chape sensiblement en forme de U, l'organe de positionnement est constitué par une douille et l'entretoise est constituée par une broche, l'ensemble étant immobilisé et monté solidaire par vissage et clavetage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit et des dessins joints, lesquels description et dessins sont donnés surtout à titre d'exemple Dans ces dessins: la figure 1 représente une vue en coupe des éléments se présentant sous forme de poutres creuses devant être assemblées; la figure 2 représente une vue en coupe de la poutre creuse de la figure 1 et munie d'un organe de positionnement; la figure 3 représente une vue en coupe de la même poutre munie d'un organe de positionnement permettant la fixation de deux poutres; la figure 4 représente un élément d'assemblage associé à une entretoise de manière à délimiter avec cette dernière un angle fixe prédéterminé; la figure 5 représente une vue en coupe de deux éléments solidarisés au moyen d'un organe d'assemblage articulé dans un plan; la figure 6 représente ce même assemblage de deux éléments en coupe en vue de dessus; et la figure 7 représente un élément d'assemblage monté solidaire d'une entretoise au moyen d'une articulation permettant un déplacement dans deux plans. Conformément à l'invention, les éléments nécessaires à la réalisation de l'assemblage se présentent sous forme de poutres 1 creuses, généralement en bois, et réalisées au moyen d'un assemblage de pièces en bois convenablement accolées et collées ensemble selon la technique dite du lamellé collé. Cette poutre est réalisée de manière à comporter dans sa partie centrale une partie évidée remplie au moins partiellement au moyen d'une âme de raidissement 2 La partie évidée de la poutre en lamellé-collé est réalisée après découpe d'un chapeau sur toute la longueur de la poutre par évidement de la poutre de manière à constituer une rainure de réception de l'âme de raidissement Cette âme de raidissement est généralement constituée par un profilé métallique qui se développe à l'intérieur du corps en bois sur toute sa longueur La poutre est ensuite reconstituée par recollage du chapeau Ces éléments constitués par les poutres creuses sont par la suite assemblés entre eux au moyen d'organes de liaison appropriés. On peut également, dans un autre mode de réalisation de ces poutres, réaliser lesdites poutres par collage d'éléments en bois autour de l'âme métallique selon un procédé s'apparentant à la technique du lamellé-collé. La section de ces profilés peut être quelconque mais on travaillera généralement avec des éléments parallélépipédiques. L'organe de liaison permettant l'assemblage de deux éléments 1 entre eux comprend, comme le montre la figure 5, un élément d'assemblage 8 apte à être inséré coaxialement puis fixé dans l'âme de raidissement 2 d'un premier élément 1 au moyen d'un premier organe d'immobilisation 10 approprié, un organe de positionnement 5 introduit par une des faces d'un second élément 1 de manière à déboucher à l'intérieur de l'âme de raidissement 2 du second élément et à être immobilisé à l'intérieur de cette âme 2 au moyen d'un second organe d'immobilisation 6 approprié, ledit organe de positionnement 5 étant solidaire de l'élément d'assemblage 8 au moyen d'une entretoise 7 fixée sur l'organe de positionnement 5. En conséquence, trois éléments interviennent pour la liaison de deux éléments 1 constitués par les poutres creuses renforcées Ces trois éléments sont constitués par un élément d'assemblage 8, un organe de positionnement 5 solidaire de l'élément d'assemblage 8 au moyen d'une entretoise 7 qui constitue le troisième élément L'organe de positionnement 5 peut, selon le noeud d'articulation devant être réalisé, c'est-à-dire selon le nombre de poutres devant être fixées sur un même élément, affecter un grand nombre de formes. Ainsi, la figure 2 représente une vue en coupe dans laquelle l'organe de positionnement 5 est destiné à permettre la liaison de la poutre creuse 1 avec une seule poutre, alors que la figure 3 représente un organe de positionnement 5 destiné à permettre la liaison de la poutre creuse 1 avec deux poutres disposées sur deux faces parallèles de la poutre 1 Dans le cas de la figure 2, l'organe de positionnement 5 est constitué par une douille introduite au moyen d'un premier perçage traversant jusque dans l'âme de raidissement 2 de la poutre et venant traverser deux faces parallèles de cette dite âme. Cette douille 5 est ensuite immobilisée au moyen d'une clavette 6 également introduite dans la poutre et l'âme de raidissement par un deuxième perçage dont l'axe coupe l'axe du premier perçage Il est à noter que ces perçages peuvent être réalisés au moyen d'un gabarit Cette première douille 5 comporte un taraudage qui coopérera avec un filetage de l'entretoise. Dans le cas de la figure 3, cette douille est destinée à recevoir deux poutres En conséquence, les deux douilles réalisées à l'intérieur d'une seule et même pièce 5 sont disposées de part et d'autre de l'organe d'immobilisation de nouveau constitué par une clavette 6. Bien évidemment, on pourrait avoir des montages similaires pour une fixation de poutres sur les quatre faces de la poutre 1. L'élément d'assemblage 8 est quant à lui formé d'une chape qui peut, selon le type d'élément d'assemblage réalisé, être articulée ou non sur l'entretoise 7. Les figures 4, 5 et 7 montrent trois modes de réalisation différents de l'élément d'assemblage 8 Dans le cas de la figure 4, l'élément d'assemblage est de configuration simple. En effet, cet organe d'assemblage 8 est monté solidaire de l'entretoise 7 et délimite avec cette dernière un angle prédéterminé qui correspond généralement à un angle utilisé de manière classique dans la construction tel que 15, 30 ou 450. Dans ce type de configuration, il est encore possible d'avoir deux modes de réalisation de cet élément d'assemblage Dans un premier mode de réalisation, l'entretoise 7 et la chape 8 sont formés d'une seule pièce, la chape 8 comportant uniquement alors un perçage 10 destiné à recevoir l'organe d'immobilisation, tel qu'une clavette, monté traversant ledit perçage de manière à immobiliser l'organe d'assemblage 8 dans la poutre 1 On peut également prévoir, dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, que l'entretoise 7 soit articulée et en particulier montée à rotation sur la chape 8 au moyen d'un axe traversant le perçage 10 de manière à permettre un pivotement de la chape 8 autour de cet axe tout en conservant dans un deuxième plan un angle fixe prédéterminé. La figure 5 représente un mode de réalisation plus complexe de l'élément d'assemblage Dans ce cas, en effet, ce dernier comporte une chape 8 affectant une forme générale de U dont les branches enserrent une broche de verrouillage 13 animée d'un mouvement relatif axial à l'intérieur de ladite chape 8. Cette broche de verrouillage 13 est disposée à l'intérieur de la chape 8 de manière à ménager entre la tête de la broche 13 et le fond de la chape 8 un espace libre 12 à l'intérieur duquel est disposé un organe de serrage des poutres l'une sur l'autre Cet organe de serrage peut être constitué soit par un coin de serrage 11, comme le représente la figure 5, soit par une came (non représentée). Dans le cas de l'utilisation d'un coin de serrage 11, le principe de fonctionnement est le suivant Ce coin de serrage 11 comporte un axe susceptible d'être entraîné en rotation selon une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal de la chape au moyen d'un organe de commande tel qu'une clé à six pans creux introduite par un perçage traversant 14 disposé en regard d'une extrémité de la tête de cet axe rotatif Cet axe rotatif comporte en outre deux plaques coulissantes susceptibles de se déplacer le long de l'axe de manière à se rapprocher ou à s'écarter mutuellement Lors de leur rapprochement, ces plaques coopèrent avec le fond de la chape et la tête de la broche de verrouillage de manière à exercer un effort de traction sur la chape permettant par réaction mutuelle d'appliquer la première et la deuxième poutres étroitement l'une contre l'autre Bien évidemment, pour ce faire, la forme du fond de la chape doit être spécifique Il en est de même pour la tête de la broche de verrouillage En effet, on notera dans la figure 5 que le fond de la chape affecte une forme concave de telle sorte que, lors du rapprochement des plaques, elles entraînent la chape 8 en déplacement dans une direction identique à la direction d'introduction de la chape dans l'âme de raidissement de l'élément creux A l'inverse, la forme de la tête de la broche de verrouillage est une forme convexe de telle sorte que lorsque les plaques se rapprochent, elles entraînent un déplacement de la broche de verrouillage 13 dans une direction opposée à celle de la chape 8 La chape 8 et la broche de verrouillage 13 sont immobilisées à l'intérieur du profilé métallique au moyen d'une clavette 10 introduite par des perçages traversants disposés en regard de perçages portés par des faces parallèles de la chape et de la broche de verrouillage, ces perçages prévus dans la broche de verrouillage et dans la chape constituant des lumières de guidage L'entretoise 7 est, dans ce type de configuration de l'élément d'assemblage, généralement montée articulée sur cet élément d'assemblage au moyen d'un axe d'articulation qui, d'une part, traverse la tête de l'entretoise 7, d'autre part deux faces parallèles de la chape 8 Ainsi, comme le montre la figure 6, l'entretoise se présente dans ce cas sous forme d'une broche dont la tête comporte un perçage et affecte la forme générale d'oreilles; quant à la queue de cette broche, elle est constituée par une tige filetée qui coopère avec le taraudage de l'organe de positionnement 5 constitué par une douille. Dans un autre mode de réalisation de l'invention non représenté, la tête de la broche constitutive de l'entretoise est montée rapportée sur la tige filetée constituant ladite broche. Enfin, dans un dernier mode de réalisation (non représenté) de l'élément d'assemblage permettant un déplacement dans les deux plans de la deuxième poutre par rapport à la première poutre, l'élément d'assemblage est articulé sur l'entretoise au moyen d'un croisillon de manière à constituer avec ce dernier une liaison de type cardan. On notera que, dans tous les exemples représentés, l'entretoise 7 est représentée par une broche présentant une tige équipée de perçages permettant de recevoir l'axe d'articulation de la chape 8 et une queue constituée par une tige saillante filetée qui coopère avec le taraudage de l'organe de positionnement 5. On peut bien évidemment prévoir un grand nombre d'autres solutions pour solidariser l'entretoise 7 à l'organe de positionnement 5 L'organe de positionnement peut ainsi être constitué par une tige filetée qui coopère avec un taraudage de l'entretoise 7 On peut également envisager un verrouillage à force ou par encliquetage ou par déformation élastique de l'organe de positionnement 5 ou de l'entretoise 7 par rapport à l'autre pièce. Bien évidemment, il conviendra, pour la mise en oeuvre d'un tel type de liaison, de préparer les extrémités de poutres en réalisant les coupes angulaires nécessaires pour obtenir l'orientation relative des poutres entre elles choisie. L'intérêt d'une telle construction est de pouvoir permettre la réalisation de constructions mixtes, type aluminium/bois ne nécessitant aucune compétence technique, le seul travail à réaliser sur les poutres étant d'ajuster leur longueur en fonction de la construction, ce qui nécessite exclusivement l'usage d'un outil de coupe du genre scie ou analogue. 1 O REVENDICATIONS 1 Assemblage, pour la réalisation d'ossatures porteuses ou autoportées de constructions intégrées du genre verrières ou annexes du genre vérandas ou analogues, au moyen d'éléments se présentant sous forme de poutres ( 1) creuses dont la partie évidée est remplie au moins partiellement au moyen d'une âme de raidissement obtenue par au moins un profilé métallique creux ( 2) s'étendant à l'intérieur de cet élément essentiellement sur toute sa longueur, chaque élément étant assemblé à un autre au moyen d'un organe de liaison, caractérisé en ce que ledit organe de liaison comprend un élément d'assemblage ( 8) apte à être inséré coaxialement puis fixé dans l'âme de raidissement ( 2) d'un premier élément ( 1) au moyen d'un premier organe d'immobilisation ( 10) approprié, un organe de positionnement ( 5) introduit par une des faces d'un second élément ( 1) de manière à déboucher à l'intérieur de l'âme de raidissement ( 2) du second élément et à être immobilisé à l'intérieur de cette âme ( 2) au moyen d'un second organe d'immobilisation ( 6) approprié, ledit organe de positionnement ( 5) étant solidaire de l'élément d'assemblage ( 8) au moyen d'une entretoise ( 7) fixée sur l'organe de positionnement ( 5). 2 Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'assemblage ( 8) est constitué d'une chape dont deux faces parallèles sont munies d'un perçage traversant destiné à recevoir l'organe d'immobilisation ( 10) tel qu'une clavette introduite par un perçage ménagé sur l'une des faces de la poutre ( 1) et disposé en regard du perçage de la chape ( 8). 3 Assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chape ( 8) enserre entre ses branches une broche de verrouillage ( 13) animée d'un mouvement relatif et axial à l'intérieur de ladite chape ( 8), de telle sorte qu'elle ménage entre la tête de la broche ( 13) et le fond de la chape ( 8) un espace libre ( 12) à l'intérieur duquel est 1 1 disposé soit un coin de serrage ( 11), soit une came qui, lors de son déplacement, coopère avec la broche de verrouillage ( 13) et exerce sur la chape ( 8) un effort de traction permettant par réaction mutuelle d'application des premier et deuxième éléments ( 1) étroitement l'un contre l'autre. 4 Assemblage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les déplacements du coin ( 11) ou de la came sont obtenus par rotation d'un axe commandée au moyen d'un organe de commande tel qu'une clé à six pans introduit par un alésage traversant ( 14), prévu coaxial à l'axe, et ménagé dans la paroi de l'élément ( 1). Assemblage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de positionnement ( 5) est une douille introduite par un perçage traversant au moins une paroi de l'élément ( 1) et au moins une face de l'âme de raidissement ( 2), cet organe de positionnement ( 5) étant immobilisé à l'intérieur de l'élément ( 1) au moyen d'un organe d'immobilisation tel qu'une clavette ( 6) introduit par un deuxième perçage traversant dont l'axe coupe l'axe du premier perçage. 6 Assemblage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de positionnement ( 5) présente des moyens de fixation complémentaires de ceux de l'entretoise ( 7) de manière à immobiliser l'entretoise ( 7) sur, ou dans, l'organe de positionnement ( 5). 7 Assemblage selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'entretoise ( 5) est constituée par une broche présentant une tige filetée ou taraudée coopérant avec un taraudage ou filetage de l'organe de positionnement ( 5) et une tête sur laquelle est articulée, au moyen d'un axe transversal ( 9) ou d'un croisillon, l'organe d'assemblage ( 8), cette articulation autorisant une orientation prédéterminée de la chape de l'organe d'assemblage ( 8) et par suite l'angle d'ajustement l'un contre l'autre des deux éléments réunis ensemble par l'organe de liaison. 8 Assemblage selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que l'entretoise est constituée par une broche présentant une tige filetée ou taraudée qui, à une de ses extrémités, coopère avec un taraudage ou filetage de l'organe de positionnement ( 5) et à son autre extrémité est montée d'une seule pièce ou rapportée sur la chape de l'élément d'assemblage ( 8), l'axe transversal de la chape, confondu éventuellement avec son axe d'articulation et l'axe longitudinal de l'entretoise, formant un angle fixe prédéterminé généralement égal à 45 , 60 ou 75 .