Brevet FR2734007A1 — publié le 19961115

La présente invention concerne les lanterneaux d'éclairage zénithal et d'évacuation des fumées, agencés dans une ouverture complémentaire d'un élément de couver- ture de bâtiment. De tels lanterneaux ont pour fonction de lais- ser passer au moins partiellement la lumière extérieure à travers une partie appelée dôme, en matière translucide ou transparente, afin d'éclairer le volume situé dessous le lanterneau, et de pouvoir être ouvert par exemple dans le cas o il est nécessaire d'évacuer des fumées existant dans ledit volume. Pour qu'un lanterneau puisse exercer sa fonc- tion d'évacuation des fumées, et être agréé par les pou- voirs publics du lieu de son installation, il doit fré- quenmment satisfaire à des normes ou règlements propres à un pays ou à un groupe de pays. Ainsi, dans de nombreux pays, ces différentes normes impliquent notamment que le dôme dégage entière- ment l'ouverture de l'élément de toiture c'est-à-dire qu'en position ouverte, le cadre ouvrant supportant le dôme fasse un angle supérieur à 90 par rapport au plan de l'ouverture. De préférence et bien souvent de manière obli- gatoire, cet angle est d'environ 140 . Compte tenu du fait qu'un tel lanterneau est toujours situé dans une position élevée par rapport au sol, celui-ci n'est pas accessible directement, ce qui implique qu'une commande à distance soit agencée à un ni- veau accessible normalement par un être humain. Cette commande, lorsqu'elle est actionnée, dé- clenche l'ouverture (c'est-à-dire le pivotement) du dôme par l'intermédiaire de moyens d'actionnement constitués de préférence, ou de manière réglementaire dans certains pays, d'un vérin fonctionnant au C02 gazeux. On connaît des lanterneaux d'éclairage zénithal et d'évacuation des fumées, comportant une costière cons- tituée de quatre parois délimitant un parallélépipède rectangle ayant deux faces ouvertes. Cette costière est destinée à être insérée dans une ouverture correspondante d'un élément de toiture qui sera supposé horizontal par la suite. Le dôme est supporté par un cadre ouvrant ayant un côté monté pivotant sur le bord supérieur d'une des parois latérales, les autres côtés du cadre étant, en po- sition fermée, en appui sur un bord supérieur respectif des autres parois latérales. De plus, le cadre comporte une entretoise fixée au milieu du côté articulé du cadre, et s'étendant per- pendiculairement à ce dernier jusqu'à la partie opposée de la périphérie du cadre. Un tel lanterneau comporte un vérin d'actionne- ment agencé dans un plan vertical passant par l'entre- toise et des moyens d'ouverture agencés entre la costière et le vérin d'une part et le vérin et le cadre ouvrant d'autre part. Dans un premier type de tels lanterneaux, le vérin est monté pivotant autour d'un axe horizontal posi- tionné à proximité de la partie supérieure de la paroi latérale opposée à la paroi latérale d'articulation du cadre ouvrant. Le vérin s'étend en étant légèrement incliné vers le bas. Les moyens d'ouverture sont constitués d'un compas ayant deux branches pivotantes autour d'un axe commun. L'axe commun est monté à peu près au milieu du cylindre du vérin, en étant horizontal. Les autres extrémités des branches sont montées pivotantes autour d'un axe horizontal, sur la paroi de costière recevant de manière articulée le cadre ouvrant d'une part, et l'entretoise du cadre ouvrant d'autre part. Il s'avère que dans un tel lanterneau, le vé- rin, en position fermée, a son extrémité de cylindre si- tuée en dessous de la costière c'est-à-dire traversant la face ouverte inférieure, ce qui nuit à son esthétique et à l'installation d'une grille de protection agencée dans le plan de ladite ouverture. Pour remédier à de tels inconvénients, dans un lanterneau du même type que celui décrit ci-dessus, l'axe commun de pivotement des branches du compas est agencé sur l'extrémité du cylindre opposée à la tige. Un tel agencement permet que l'ensemble consti- tué du vérin et des moyens d'ouverture soit toujours si- tué au-dessus du plan de la face ouverte inférieure. Cependant un tel agencement implique une modi- fication du compas telle que la phase de démarrage de l'ouverture et de démarrage de la fermeture du cadre est une phase délicate ne pouvant être exercée par le vérin seul. En conséquence, un tel lanterneau comporte deux amortisseurs double-effet du type utilisé pour les hayons de véhicule, pour aider au démarrage de l'ouverture du cadre, et deux ressorts hélicoidaux destinés à aider au démarrage de la fermeture du cadre. En conséquence, une telle structure est compli- quée, et coûteuse. Pour remédier à ces inconvénients, la présente invention a pour but de fournir un lanterneau du type tel que décrit ci-dessus, dans lequel l'ensemble formant vé- rin et moyens d'ouverture-fermeture est, dans toutes les positions, situé au-dessus de la face ouverte inférieure, tout en ayant une structure simple et fiable et peu coû- teuse. A cet effet, la présente invention a pour objet un lanterneau d'éclairage zénithal et d'évacuation des fumées, comportant une costière ayant des parois latéra- les ayant chacune un bord inférieur et un bord supérieur qui, associées, délimitent respectivement la périphérie d'une face ouverte inférieure et d'une face ouverte supé- rieure, un cadre ouvrant ayant un premier côté monté ar- ticulé sur le bord supérieur d'une première paroi laté- rale de la costière, les autres côtés étant en position fermée en appui sur la périphérie de la face ouverte su- périeure, le cadre ouvrant comportant une entretoise agencée entre le milieu de son premier côté, perpendicu- lairement à celui-ci, et la périphérie du cadre, le lan- terneau comportant un vérin d'actionnement de moyens d'ouverturefermeture du cadre ouvrant, l'ensemble étant agencé dans un plan à peu près vertical passant par l'en- tretoise, caractérisé en ce que les moyens d'ouverture sont fixés de manière rigide sur le cadre ouvrant et com- portent un élément monté pivotant autour d'un axe paral- lèle à l'axe d'articulation du cadre ouvrant, l'axe étant monté coulissant le long de l'axe du vérin, par actionne- ment de ce dernier, qui est monté articulé sur la cos- tière. Selon d'autres caractéristiques: - l'élément monté pivotant autour de l'axe est fixé sur l'entretoise perpendiculairement à celle-ci, - la longueur de l'élément est inférieure à la dimension de la costière entre ses faces, - l'élément est constitué de deux barres paral- lèles et espacées, - le vérin est monté pivotant autour d'un axe parallèle à l'axe d'articulation du cadre ouvrant, l'axe étant situé à l'intérieur de la costière au niveau de la partie inférieure de celle-ci et étant fixé sur la pre- mière paroi latérale de la costière, - le vérin est monté pivotant au niveau de l'extrémité de son cylindre opposée à sa tige, l'axe de pivotement de l'élément des moyens d'ouverture-fermeture étant relié à la tige du vérin, - l'axe de pivotement est relié à l'extrémité de la tige par l'intermédiaire d'un élément de coulisse- ment, - l'élément de coulissement est une goulotte ayant deux parois latérales, une paroi de fond, une ex- trémité fermée fixée sur la tige du vérin et une extrémi- té ouverte opposée, la paroi de fond s'étendant, en posi- tion fermée, sous le cylindre, l'axe de pivotement étant constitué de deux parties d'arbre opposées, fixées cha- cune sur une paroi latérale respective de l'élément de coulissement, l'élément de coulissement comporte des moyens de guidage dans la direction de l'axe du vérin, lorsque celui-ci est actionné, - les moyens de guidage sont constitués d'une bande ayant la forme d'un U renversé, reliant les bords supérieurs des parois latérales de l'élément de coulisse- ment. On va maintenant décrire la présente invention, à titre d'exemple uniquement, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue latérale d'un lanter- neau selon la présente invention, à l'état fermé, un côté de la costière ainsi qu'un côté du cadre ouvrant ayant été enlevés pour montrer les moyens d'ouverture de celui- ci, - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, le cadre ouvrant étant ouvert selon un angle d'environ , par rapport à la costière, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, le cadre ouvrant étant ouvert sur un angle d'environ , - la figure 4 est une vue analogue aux figures 2 et 3, représentant le lanterneau dans la position com- plètement ouverte c'est-à-dire le cadre ouvrant étant ou- vert selon un angle d'environ 140 , - la figure 5 est une vue de dessus du lanter- neau selon la présente invention représenté sur la figure 1, le cadre ouvrant ayant été enlevé, - la figure 6 est une vue analogue à la figure représentant une variante de la fixation du vérin dans la costière, - la figure 7 est une vue schématique de dessus du cadre ouvrant, le dôme transparent ayant été enlevé. Sur la figure 1 on a représenté un lanterneau 2 comportant une costière 4 sur laquelle est agencé un ca- dre ouvrant 6. Ce même lanterneau 2 est représenté dans différentes positions ouvertes sur les figures 2, 3 et 4. La costière 4 comporte quatre parois latérales 8a, 8b, 8c, et 8d. Seules trois parois latérales, c'est- à-dire 8a, 8b et 8c, apparaissent sur la figure 1 du fait que la paroi latérale 8d a été enlevée pour apercevoir l'agencement existant à l'intérieur de la costière. Les quatre parois latérales de la costière 4 peuvent être vues sur la figure 5. Ces parois latérales délimitent un quadrilatère rectangle ayant une face inférieure ouverte 10 et une face supérieure ouverte 12. Cette costière est prévue pour être insérée de manière étanche dans une ouverture d'un élément de cou- verture habituel (non-représenté) tel qu'un élément de dalle ou un élément de toit pentu. Pour faciliter la description de la présente invention, on supposera par la suite que l'élément de couverture est une dalle horizontale et qu'en conséquence les faces ouvertes 10 et 12 sont planes et horizontales, les parois latérales 8a à 8d étant verticales. Le cadre ouvrant 6 supporte un dôme (non- représenté) ou autre partie laissant au moins partielle- ment passer la lumière provenant de l'extérieur, ce dôme s'étendant dans la partie centrale délimitée par la péri- phérie du cadre ouvrant 6. Le cadre ouvrant comporte quatre côtés 14a, 14b, 14c, 14d, qui, en position fermée telle que repré- sentée sur la figure 1, sont en appui sur les bords supé- rieurs respectifs des parois latérales 8a à 8d de la cos- tière 4. Sur la figure 1 seuls sont représentés les cô- tés 14a, 14b et 14c, du fait que le côté 14d est enlevé pour mieux voir la zone centrale du cadre ouvrant 6. Ces quatre côtés peuvent être vus sur la figure 7. De manière habituelle, le côté 14a est monté articulé autour d'un axe 15 agencé sur le bord supérieur de la paroi latérale 8a. Le cadre ouvrant 6 comporte de plus une entre- toise 16, qui est mieux représentée sur la figure 7, re- liant le milieu du côté articulé 14a ou premier côté 14a du cadre 6 et s'étendant perpendiculairement à ce dernier jusqu'à rejoindre la périphérie du cadre 12, au niveau du milieu du côté 14c. Cette entretoise 16 assure la rigidité du cadre 6 et, comme dans les lanterneaux habituels, sert de liai- son entre le cadre 6 et des moyens d'ouverture-fermeture actionnés par un vérin unique, l'ensemble de ces éléments étant agencé de manière générale dans un plan vertical passant par l'entretoise 16. Le lanterneau 2 comporte donc un vérin pneuma- tique 18 constitué d'un cylindre 20 et d'une tige 22 que l'on distingue mieux sur les figures 3 et 4 et des moyens d'ouverture-fermeture. De préférence, le fluide associé au vérin 18 est du C02 gazeux, comme indiqué précédemment. Selon la présente invention, le vérin 18 est monté pivotant autour d'un axe 24 parallèle à l'axe d'ar- ticulation 15 du cadre 6 sur la paroi latérale 8a, et est agencé dans la costière 4, à proximité de la partie infé- rieure de la paroi latérale 8a par l'intermédiaire d'un gousset 26 (voir également figure 5). Il est à noter que le vérin 18 est monté pivo- tant au niveau de l'extrémité du cylindre 20 opposée à la tige 22, et non au niveau de la tige comme pour les lan- terneaux de la technique antérieure. Les moyens d'ouverture-fermeture de la présente invention comportent un élément 28 constitué de deux bar- res plates parallèles référencées toutes deux par la ré- férence numérique 28, fixées de manière rigide sur le ca- dre ouvrant 6, de manière spécifique de chaque côté de l'entretoise 16, en étant perpendiculaires à celle-ci et en s'étendant vers l'intérieur de la costière 4 lorsque le lanterneau 2 est dans l'état fermé. L'extrémité libre de chaque barre 28 est montée pivotante autour d'un axe commun de pivotement 30 paral- lèle à l'axe d'articulation 15 du cadre ouvrant 6 et mon- té coulissant de manière générale le long de l'axe du cy- lindre 20 du vérin 18. L'axe de pivotement 30 est constitué de deux tétons fixés sur un élément de coulissement 32 monté cou- lissant de manière générale dans la direction de l'axe du vérin 18. L'élément de coulissement 32, comme mieux vu sur la figure 8, est constitué d'une goulotte ouverte à sa partie supérieure et ayant une paroi d'extrémité 34 fixée à l'extrémité de la tige 22 du vérin, son autre ex- trémité étant ouverte et s'étendant à proximité de l'axe de pivotement 24 du vérin, en position fermée. La paroi inférieure 36 de l'élément de coulis- sement 32 qui forme une goulotte est agencée de manière générale en dessous du cylindre 20. De plus, l'élément de coulissement 32 comporte une bande 38 agencée à proximité de son extrémité ouverte, ayant la forme d'un U renversé reliant les bords supérieurs des parois latérales de l'élément de coulissement 32. Ainsi, la bande 38 consti- tue des moyens de guidage du déplacement de l'élément de coulissement 32 lors de l'extension de la tige 22 du vé- rin 18. Il est à noter que sur les figures 1 à 4, la bande 38 est agencée au niveau de l'axe de pivotement 30, bien que ceci ne soit pas obligatoire. En effet, en va- riante, comme représenté sur la figure 5, la bande 38 peut être décalée par rapport à l'axe de pivotement 30. Il est à noter que, comme dans la technique an- térieure, selon la présente invention le vérin 18 et les moyens d'ouverture sont agencés à l'intérieur de la cos- tière, en position fermée. A cet effet la longueur de l'élément 28 est in- férieure à la dimension de la costière 4 entre ses faces ouvertes 10, 12. En effet, de manière courante pour un lanter- neau ayant une costière carrée lorsque vue de dessus, ayant un côté d'environ 1 mètre, on utilise un vérin ayant une course de 600 mm, ce qui est mieux représenté sur la figure 5, ce qui permet de constater qu'en règle générale il existe un espace entre la paroi 34 de l'élé- ment de coulissement 32 et la paroi 8c de la costière, de manière à permettre une certaine extension de la tige 22 du vérin. Par ailleurs, le vérin étant mis en rotation autour de l'axe de pivotement 24 par le fait de sa liai- son avec les moyens d'ouverture-fermeture, le déplacement de l'extrémité de la tige 22 s'effectuera selon une el- lipse qui peut, sous certaines conditions, être située dans l'encombrement horizontal de la costière 4 de ma- nière que la tige 22 ne vienne pas heurter la paroi laté- rale 8c par exemple. Les conditions indiquées ci-dessus sont du res- sort de l'homme du métier du fait qu'elles consistent à déterminer les dimensions du gousset 26 pour que la dis- tance existant entre l'axe de pivotement 24 et la paroi latérale 8a soit suffisamment faible pour qu'un impact entre la tige 22 et la paroi 8c ne puisse exister, mais suffisamment importante pour qu'en position ouverte, le cylindre 20 du vérin ne vienne heurter la paroi latérale 8a comme représenté sur la figure 4. Cette distance est d'ailleurs liée à la posi- tion et la longueur des barres 28. On va maintenant expliquer le fonctionnement du lanterneau selon la présente invention, en partant de la position fermée représentée sur la figure 1. Le lanterneau étant dans cette position fermée, on envoie du C02 gazeux sous pression à l'intérieur du vérin 18, par l'intermédiaire d'une alimentation consti- tuée d'une source et de tuyauteries répondant aux règle- ments en vigueur dans le pays concerné. Ceci a pour ré- sultat le fait que la tige 22 du vérin sort, de manière télescopique, du cylindre 20. Lors de ce mouvement de la tige 22, l'élément de coulissement 32 qui est fixé à l'extrémité de la tige 22, coulisse dans la direction de l'axe du vérin 18, en entraînant les barres 28 en coulissement et en rotation autour de l'axe de pivotement 30. Un tel déplacement aboutit à l'ouverture du cadre ouvrant 6 comme représenté sur la figure 2. Le mouvement de la tige 22 se poursuivant, le cadre ouvrant 6 s'ouvre de plus en plus jusqu'à ce que la l1 tige 22 étant dans son allongement maximum, le cadre ou- vrant 6 se trouve dans la position complètement ouverte, telle que représentée sur la figure 4, dans laquelle le cadre ouvrant 6 fait un angle d'environ 140 avec la face supérieure ouverte 12 de la costière 4, compte tenu des règlements applicables aux lanterneaux. Au cours de ce mouvement d'ouverture, on cons- tate que toutes les parties sont toujours situées au- dessus de la face ouverte inférieure 10 et qu'il en est de même lors du mouvement inverse destiné à fermer le lanterneau. On a ainsi réalisé un lanterneau ayant une structure simple et efficace, tout en libérant entière- ment la face ouverte inférieure 10 du lanterneau pour agencement d'une grille de protection, d'un store ou d'autres éléments décoratifs ou autres. Certaines modifications peuvent être faites par l'homme du métier sans sortir de la présente invention. Par exemple, comme représenté sur la figure 6, le gousset 26 peut être remplacé en variante par deux cornières 50, 52 s'étendant parallèlement l'une à l'autre et espacées l'une par rapport à l'autre, agencées entre les parois latérales 8a et 8c. Dans ce cas, l'écartement existant entre les cornières 50 et 52 est tel que l'en- semble formant vérin et élément de coulissement 32 puisse être agencé entre les cornières. Une telle variante a pour avantage de donner plus de rigidité à la costière 4, rigidité qui peut être nécessaire compte tenu des matériaux utilisés et des for- ces engendrées par l'actionnement du vérin 18. Par ailleurs, la forme de la costière 4, et donc du cadre ouvrant 6, peut être différente de celle d'un rectangle ou d'un parallélépipède rectangle. De même, bien qu'on ait décrit un exemple de réalisation de la présente invention dans lequel les parois latérales de la costière 4 sont verticales, celles-ci peuvent être in- clinées. REVENDICATIONS 1. Lanterneau (2) d'éclairage zénithal et d'évacuation des fumées, comportant une costière (4) ayant des parois latérales (8a à 8d) ayant chacune un bord inférieur et un bord supérieur qui, associées, délimitent respectivement la périphérie d'une face ouverte inférieure (10) et d'une face ouverte supérieure (12), un cadre ouvrant (6) ayant un premier côté (14a) monté arti- culé sur le bord supérieur d'une première paroi latérale (8a) de la costière (4), les autres côtés étant en posi- tion fermée en appui sur la périphérie de la face ouverte supérieure (12), le cadre ouvrant (6) comportant une en- tretoise (16) agencée entre le milieu de son premier côté (14a), perpendiculairement à celui-ci, et la périphérie du cadre, le lanterneau comportant un vérin d'actionne- ment (18) de moyens d'ouverture-fermeture du cadre ou- vrant (6), l'ensemble étant agencé dans un plan à peu près vertical passant par l'entretoise (16), caractérisé en ce que les moyens d'ouverture (28, 30) sont fixés de manière rigide sur le cadre ouvrant (6) et comportent un élément (28) monté pivotant autour d'un axe (30) paral- lèle à l'axe d'articulation (15) du cadre ouvrant (6), l'axe (30) étant monté coulissant le long de l'axe du vé- rin, par actionnement de ce dernier, qui est monté arti- culé sur la costière (4). 2. Lanterneau selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'élément (28) monté pivotant autour de l'axe (30) est fixé sur l'entretoise (16) perpendiculai- rement à celle-ci. 3. Lanterneau selon la revendication 2, carac- térisé en ce que la longueur de l'élément (28) est infé- rieure à la dimension de la costière (4) entre ses faces ouvertes (10, 12). 4. Lanterneau selon l'une quelconque des reven- dications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'élément (28) est constitué de deux barres parallèles et espacées. 5. Lanterneau selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que le vérin (18) est monté pivotant autour d'un axe (24) parallèle à l'axe d'articulation (15) du cadre ouvrant (6), l'axe (24) étant situé à l'intérieur de la costière (4) au niveau de la partie inférieure de celle-ci et étant fixé sur la première paroi latérale (8a) de la costière. 6. Lanterneau selon la revendication 5, carac- térisé en ce que le vérin est monté pivotant au niveau de l'extrémité de son cylindre (20) opposée à sa tige (22), l'axe (30) de pivotement de l'élément (28) des moyens d'ouverture-fermeture étant relié à la tige (22) du vérin (18). 7. Lanterneau selon la revendication 6, carac- térisé en ce que l'axe (30) de pivotement est relié à l'extrémité de la tige (22) par l'intermédiaire d'un élé- ment de coulissement (32). 8. Lanterneau selon la revendication 7, carac- térisé en ce que l'élément de coulissement (32) est une goulotte ayant deux parois latérales, une paroi de fond (36), une extrémité fermée (34) fixée sur la tige (22) du vérin et une extrémité ouverte opposée, la paroi de fond (36) s'étendant, en position fermée, sous le cylindre (20), l'axe (30) de pivotement étant constitué de deux parties d'arbre opposées, fixées chacune sur une paroi latérale respective de l'élément de coulissement (32). 9. Lanterneau selon la revendication 8, carac- térisé en ce que l'élément de coulissement (32) comporte des moyens de guidage (38) dans la direction de l'axe du vérin, lorsque celui-ci est actionné. 10. Lanterneau selon la revendication 9, carac- térisé en ce que les moyens de guidage (38) sont consti- tués d'une bande ayant la forme d'un U renversé, reliant les bords supérieurs des parois latérales de l'élément de coulissement (32).