Brevet FR2854343A1 — publié le 20041105

La présente invention concerne la fabrication d'outillages spécifiques et leur utilisation dans le cadre d'une méthode simple de réalisation de fenêtres en bois présentant un profil original, destinées particulièrement aux menuisiers ou artisans du bois. La réalisation de ces fenêtres comprend traditionnellement 1: des assemblages par enfourchements de montants et traverses de cadres profilés d'ouvrants et dormants, 2: l'utilisation de joint d'étanchéité à lèvre, 3: la mise en place de jet d'eau rapporté, 4: un collage et un chevillage des assemblages assurant tout à la fois la solidité des cadres et leur étanchéité. Tous ces points concourent à une complexité de fabrication pour un artisan n'ayant pas de moyens industriels. Elle nécessite une mise en u̇vre demandant une attention particulière pour aboutir à un résultat de fabrication répondant aux normes européennes d'essai définies (NF 12207 12208 - 12210).La solidité dans le temps des assemblages (en conséquence le respect des normes citées) est compromise par la faiblesse du collage en regard des contraintes thermiques et hygrométriques dues à l'exposition permanente des fenêtres aux intempéries, soleil, gel, etc. Le dispositif selon l'invention permet de proposer de réaliser des fenêtres pouvant répondre aux normes citées ci-dessus et de maintenir leur respect dans le temps, de répondre à de nombreux types de formes de cadre (rectangle, trapèze, cintré, etc..), à différents types d'ouvertures (à la française, oscillobattante, coulissante), à divers niveaux d'isolations (phonique, thermique, anti-effraction), tout en étant simple d'utilisation grâce à une méthode de réalisation, un logiciel informatique d'aide pour définir les longueurs précises des éléments constitutifs des cadres, vitrage et joints, et un ensemble de cinq blocs d'outils pour profiler les cadres d'ouvrants et dormants. De cette simplification des outillages découle une minoration du coût d'acquisition. Selon une première caractéristique, chaque bloc d'outils se rapporte à un des profils à réaliser pour constituer les cadres ouvrants (les vantaux) et dormants (partie fixée au mur), composés eux-mêmes de traverses (côtés horizontaux des cadres) et de montants (côtés verticaux des cadres). Ces profils sont définis comme suit : profilage intérieur de l'ouvrant, profilage intérieur du dormant, profilage extérieur de l'ouvrant, contre-profilage de l'intérieur de l'ouvrant pour l'assemblage, contre-profilage de l'intérieur du dormant pour l'assemblage. Selon une seconde caractéristique, l'originalité du dessin de ces profils répond aux normes NF P23-305, NF P23-305/A1, XP P23-310 en respectant les normes dimensionnelles des feuillures à verre, des parecloses, des gorges de récupération d'eau et des drainages, ainsi que la forme spécifique et les dimensions de la goutte d'eau. Ces formes et dimensions permettent de ne plus utiliser la déviation traditionnelle de l'eau de ruissellement par un jet d'eau , mais de maîtriser ce ruissellement pour en limiter l'importance entre les cadres, et de l'évacuer rapidement par des orifices d'évacuations dimensionnés et en nombre suffisant, selon les normes citées plus haut. Selon une troisième caractéristique, l'étanchéité à l'air, au vent et au bruit, est obtenue par la mise en place judicieuse de deux joints identiques, à compression, en retrait de la zone d'éventuelle récupération d'eau de ruissellement. Selon une quatrième caractéristique, l'assemblage des cadres ouvrants et dormants est obtenu par la mise en forme des extrémités des montants, complémentaire aux profils intérieurs des traverses d'ouvrants ou dormants. Appelé communément en menuiserie, contre-profilage, cet assemblage est ici complété par un collage à base de mastic polyuréthane (à haut pouvoir collant et restant souple dans le temps). L'épaisseur constante du film de mastic est obtenue par la mise en place aux angles de la surface de contact de l'assemblage, de 4 cales d'épaisseur 5/10ème de millimètre, assurant un positionnement perpendiculaire des montants par rapport aux traverses des cadres lors du serrage réalisé solidement par un vissage long des traverses sur les montants. Selon une cinquième caractéristique, la forme spécifique de ces profils (extérieur d'ouvrant et intérieur de dormant) accepte l'utilisation aisée des différentes mécaniques de fermetures du commerce, permettant de proposer ce profil sans modification, pour la réalisation d'ouvertures les plus diverses (à la française, oscillo-battante, coulissante, fixe, porte-fenêtre, baie, porte d'entrée, etc.) Selon une sixième caractéristique, toutes les dimensions des différents composants d'une fenêtre (montants et traverses des cadres d'ouvrants et dormant, vitrages, joints, etc...) sont définies par l'assistance d'un logiciel informatique simple d'utilisation, que l'on ne renseigne que par la hauteur et la largeur de l'emplacement de la fenêtre à réaliser, ainsi que du type de cette dernière :à la française, oscillo-battante, coulissante, fixe, porte-fenêtre, baie, porte d'entrée, etc. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1, coupe verticale des traverses basses des cadres d'ouvrant et de dormant, présente l'originalité du dessin du profil proposé. La figure 2, coupe horizontale des montants des cadres d'ouvrants, présente le cas d'une ouverture traditionnelle à la française à 2 vantaux, mettant en évidence l'ajout d'un montant de cote , pièce rapportée entre ces 2 vantaux. La figure 3, assemblage d'un montant sur une traverse basse d'ouvrant, présente la forme contre-profilée de l'extrémité du montant, complémentaire du profil de la traverse. La figure 4, assemblage d'un montant sur une traverse basse de dormant, présente la forme contre-profilée de l'extrémité du montant, complémentaire du profil de la traverse. En référence à ces dessins, il convient de noter la légende suivante : 1 traverse d'ouvrant 2 traverse de dormant 3 pareclose 4 joint interne 5 joint externe 6 joint mousse préformé 7 mastic extrudé 8 calage du vitrage 9 rainure drainante 10 goutte d'eau 11 gorge de récupération 12 contact des cadres 13 jeu de 3/10ème 14 jet d'eau traditionnel 15 évacuation 16 montant de la cote 17 montant d'ouvrant 18 traverse basse d'ouvrant 19 bain de mastic 20 calage d'épaisseur 21 vis (6 x 120) 22 noyage de tête de vis 23 traverse basse dormant 24 montant de dormant 25 profilage extérieur d'ouvrant Il convient de noter sur la figure 1, la disposition de la goutte d'eau (10) profilée sur l'extérieur du cadre ouvrant (1) (ici la traverse basse) en vis-à-vis de la gorge de récupération d'eau (11) profilée sur l'intérieur du cadre du dormant (2) (ici la traverse basse).Un drainage est assuré par les écoulements (15) pratiqués dans la traverse basse du dormant (2). Les dimensions normalisées de ces trois éléments autorise à ne plus avoir de jet d'eau (14), pièce délicate à réaliser et se détériorant rapidement compte tenu de sa faible section et de son exposition aux intempéries. L'ouvrant étant tenu fermé sur le dormant, par contact en (12), un jeu de 3/10ème de millimètre (13) est maintenu pour équilibrer les pressions d'air entre l'extérieur et la gorge d'écoulement d'eau.Il convient de noter sur les figures 1 et 2, les deux joints à compression (4) (5) (disponibles dans le commerce chez différents fabricants), dont l'agencement fait double barrière, à la fois à un éventuel courant d'air issu d'une différence de pression d'air entre l'extérieur et l'intérieur, à une éventuelle infiltration d'eau et à la propagation de bruits entre l'extérieur et l'intérieur du mur supportant la fenêtre. La position précise des rainures de positionnement des joints (4) (5) assure la juste compression de ceux-ci selon les critères définis par les fabricants des joints. Il convient de noter sur la figure 2 que le montant de la cote (16) est profilé de façon identique au profil du dormant (2), sur ses 2 côtés (utilisation du même outillage).Il convient de noter sur la figure 3 que l'assemblage d'angle du cadre d'ouvrant est obtenu : par une traverse (18) (la basse sur cette figure) profilée intérieurement au cadre sur toute sa longueur pour recevoir le vitrage dans la feuillure prévue à cet effet, par un montant (17) profilé de façon identique à la traverse sur sa longueur, et contre-profilé à ses deux extrémités pour s'assembler au profil des traverses haute et basse. Un bain de mastic (19) est étendu sur toute la surface de contact du montant (17) avec le profil de la traverse (18). Ce bain est calibré en épaisseur par 4 cales de 5/l0eme de millimètre (20) , en matériaux incompressible (PVC ou autre) disposées aux 4 coins de la 'surface de contact entre la traverse (18) et le montant (17).Ce calage (20) assure que le mastic (19) ne sera pas chassé complètement lors du vissage de l'assemblage, et que le montant (17) restera perpendiculaire à la traverse (18). Le mastic (19) utilisé est un polyuréthane extrudé d'une cartouche, par pompe manuelle ou pneumatique. Ce type de mastic est d'utilisation courante dans le bâtiment pour effectuer des opérations de collage ou d'étanchéité. L'état actuel de la connaissance de sa tenue dans le temps assure une très grande longévité du collage et de l'étanchéité de cet assemblage, ce qui n'est pas le cas d'un simple collage traditionnel dans des enfourchements.Le vissage est assuré par 2 vis (21) convenant habituellement aux panneaux d'agglomérés, de dimensions voisines de 6 x 120, noyées (22) dans les traverses (18), à des emplacements précis pour qu'elles ne gênent pas les profilages et les ferrages ultérieurs. Il convient de noter sur la figure 4 que l'assemblage d'angle du cadre de dormant est obtenu : par une traverse (23) (la basse sur cette figure) profilée intérieurement au cadre sur toute sa longueur, en concordance de l'originalité du profilage extérieur de l'ouvrant (25), par un montant (24) profilé de façon identique à la traverse sur sa longueur, et contre-profilé à ses deux extrémités pour s'assembler au profil des traverses haute et basse (23). Un bain de mastic (19) est étendu sur toute la surface de contact du montant (24) avec le profil de la traverse (23).Ce bain est calibré en épaisseur par 4 cales de 5/10ème de millimètre (20) , en matériaux incompressible (PVC ou autre) disposées aux 4 coins de la surface de contact entre la traverse (23) et le montant (24) . Ce calage (20) assure que le mastic (19) ne sera pas chassé complètement lors du vissage de l'assemblage, et que le montant (24) restera perpendiculaire à la traverse (23). Le mastic (19) utilisé est de même nature que pour l'ouvrant, décrit au paragraphe précédent. Le vissage (21) est également identique à celui décrit pour l'assemblage du cadre d'ouvrant. Il est aussi noyé (22) dans les traverses (23), à des emplacements précis pour qu'il ne gêne pas les profilages ultérieurs. La simplicité et l'originalité des dessins des profils, la conception des outillages, l'utilisation de dispositifs complémentaires déjà opérationnels dans le commerce (ferrage, joints, mastic, etc.) permettent de définir une méthode facile à mettre en u̇vre. Celle-ci commence par l'utilisation du logiciel de débits, paramétré avec les caractéristiques générales des fenêtres : épaisseur des bois (58 ou 68mm en standard ou autre mesure), dimensions des jeux (de maçonnerie, de menuiserie, de vitrage), etc.Les seules dimensions de largeur et hauteur de l'emplacement de la fenêtre dans la maçonnerie ainsi que le type de fenêtre (1 ou 2 vantaux, oscillo-battante, etc.) permettront de définir les longueurs exactes de tous les montants et traverses des cadres constitutifs de la fenêtre, des joints et des dimensions des vitrages, permettant l'établissement de devis ou de feuille de débits des matériaux. Ici, il sera décrit la mise en u̇vre d'une fenêtre à la française à 2 vantaux. L'opérateur doit tout d'abord débiter et raboter les bois aux dimensions définies précédemment. La première opération sur ces bois consiste à contre-profiler les extrémités des montants des cadres d'ouvrant et de dormant.Pour cela, l'un des 2 blocs d'outils de contre-profilage est positionné sur l'arbre de toupie (ou tenonneuse), après réglage de celui-ci par rapport à la hauteur de la table du chariot à tenonner (grâce à une bague de pointage à zéro, ce réglage restera le même pour ces 2 blocs d'outils). Le montant à usiner est placé, parement (face interne de la fenêtre) sur la table, sur le chariot à tenonner, en appui sur son guide vertical. L'axe longitudinal de ce bois passant par l' axe de toupie, son extrémité et mise en tangence de la partie coupante la plus éloignée de l'axe de l'outil. Le chariot est alors écarté de l'outil (sans bouger le montant de son positionnement sur la table et le guide du chariot), pour pouvoir déplacer dans son axe le montant, de la valeur de l'avancement maximum du contre-profil dans la traverse correspondante.Le bois est alors bloqué sur le chariot et présenté à l'outil tournant afin d'y réaliser le contreprofilage. Le montant est ensuite retourné pour faire la même opération à son autre extrémité, toujours parement sur la table. Tous les montants sont traités de la même façon avec les blocs d'outils (contre-profil d'ouvrant et contre-profil de dormant). Le réglage de l'arbre de toupie est alors modifié, avec la même bague de pointage à zéro, en référence cette fois au guide de toupie et à la table de travail (ce réglage restera le même pour les 3 blocs d'outils restants). Les 2 blocs de profilage intérieurs d'ouvrants et de dormant sont utilisés pour réaliser les profilages intérieurs des cadres correspondants, sur les montants et traverses, ainsi que sur le montant de cote .Les bois sont donc présentés en appui sur la table et le guide, parement sur la table. L'opération suivante se rapporte aux assemblages des cadres. Les perçages des traverses permettant les vissages des assemblages sont réalisés grâce à des gabarits fournis, en respectant les indications fournies sur les diamètres et profondeurs d'encastrement des têtes de vis. Chaque extrémité des montants est recouverte d'un lit de mastic polyuréthane (à grand pouvoir de collage et d'étanchéité, restant souple dans le temps), de couleur à choisir parmi la gamme proposée par l'un des fabricant de ce genre de mastic. 4 cales de 5/10ème de millimètres sont positionnées sur ce mastic, aux 4 points les plus extrêmes de la surface de contact de l'assemblage. Ces cales limiteront l'écrasement du mastic à une épaisseur régulière.Les cadres sont alors assemblés, serrés par des serre-joints afin de vérifier les équerrages et planéités, avant vissages définitifs. Le mastic débordant est éliminé par raclage à l'extérieur et étalé dans les intérieurs des cadres pour en parfaire l'étanchéité. Le vissage autorise de travailler les cadres d'ouvrants immédiatement, sans attendre le séchage habituel du collage. Vient alors le dernier profilage (extérieur des cadres d'ouvrants), par le dernier bloc d'outil. Les cadres d'ouvrants sont profilés sur leur pourtour, en les présentant sur la table de la toupie, en appui contre le guide, toujours parement sur la table. Selon le choix de type de fenêtre, les ferrures adaptées sont alors mises en place avec l'aide des gabarits prévus à cet effet.Les vitrages sont positionnés, calés dans les feuillures, en respectant la mise en place des joints en mousse préformée et des cordons de mastic extrudé. Puis les parcloses sont clouées pour finaliser la pose des vitres. Bien que la globalité de ces opérations soit déjà connue dans le domaine de fabrication des fenêtres en bois, c'est par l'originalité et la simplicité des dessins des profils ouvrants et dormant, l'assemblage par contre-profil, que l'on découvre une plus grande simplicité de fabrication, et donc une mise en u̇vre plus facile et rapide, gage de rentabilité meilleure pour un artisan du bois. Cette méthode et ces profils peuvent être appliqués de façon industrielle, bien que les blocs d'outils prévus soient conçus pour une utilisation sur toupie traditionnelle, avec un chariot à tenonner. Il faudra alors adapter ces profils à des outillages spécifiques à des machines plus automatisées. REVENDICATIONS 1) méthode de fabrication de fenêtre en bois, caractérisée par l'utilisation d'un logiciel informatique de calcul des débits, par un ensemble de 5 blocs d'outils représentant chacun un des profils ou contre-profils des cadres de fenêtre, dont l'originalité des dessins permet une mise en u̇vre facile et rapide, un assemblage par profil / contre-profil, en respectant les normes NF 12207 -12208 - 12210 par la disposition et le dimensionnement judicieux de deux joints d'étanchéité, d'une goutte d'eau, d'une gorge de récupération et de ses évacuations. 2) logiciel informatique sur PC selon la revendication 1, permettant le calcul des dimensions (longueurs, volume,..) des bois, vitrages, joints, par extrapolation des caractéristiques prédéfinies des fenêtres selon leur type (1 ou 2 vantaux, oscillo-battante, coulissante, etc.) et les épaisseurs des bois utilisés, ainsi que d'autres caractéristiques complémentaires (jeux de fonctionnement entre pièces de bois, présence ou nom de pièce d'appui, etc..). 3) Méthode de fabrication de fenêtre en bois caractérisée par la mise en u̇vre d'un ensemble de 5 blocs d'outils selon la revendication 1 et la description des blocs selon revendications 4 à 8. 4) Méthode de fabrication de fenêtre en bois caractérisée par la mise en u̇vre d'un bloc d'outil permettant le profilage intérieur d'ouvrant, selon l'originalité du profil présenté en revendication 1, caractérisé par un corps, un jeu de 2 plaquettes et 2 contre-fers dont les profils dépendent du choix de l'utilisateur (épaisseur des bois, type de moulure des joues de pareclose), parmi une gamme proposée. 5) Méthode de fabrication de fenêtre en bois caractérisée par la mise en u̇vre d'un bloc d'outil permettant le profilage intérieur de dormant, selon, l'originalité du profil présenté en revendication 1, caractérisé par un corps, un jeu de 2 plaquettes et 2 contre-fers dont les profils dépendent du choix de l'utilisateur (épaisseur des bois, type de ferrures), parmi une gamme proposée. 6) Méthode de fabrication de fenêtre en bois caractérisée par la mise en u̇vre d'un bloc de 2 outils permettant le profilage extérieur d'ouvrant, selon, l'originalité du profil présenté en revendication 1, caractérisé par deux corps assemblés (extensibles par interposition de bagues intercalaires) et deux jeux de 2 plaquettes. L'extensibilité de ce bloc de deux outils permet de les adapter au choix d'épaisseur des bois. 7) Méthode de fabrication de fenêtre en bois caractérisée par la mise en u̇vre d'un bloc d'outils permettant le contreprofilage intérieur d'ouvrant, selon l'originalité du profil présenté en revendication 1, caractérisé par un corps, un jeu de 2 plaquettes et 2 contre-fers dont les profils dépendent du choix de l'utilisateur (épaisseur des bois, type de moulure des joues de pareclose), parmi une gamme proposée. 8) Méthode de fabrication de fenêtre en bois caractérisée par la mise en u̇vre d'un bloc d'outils permettant le contreprofilage intérieur de dormant, selon l'originalité du profil présenté en revendication 1, caractérisé par un corps, un jeu de 2 plaquettes et 2 contre-fers dont les profils dépendent du choix de l'utilisateur (épaisseur des bois, type de ferrures), parmi une gamme proposée. 9) Méthode de fabrication de fenêtre en bois caractérisée par la mise en u̇vre d'un dispositif de deux. joints d'étanchéité identiques, en mousse revêtue PVC (ou autre, de mêmes dimensions et destinations, proposé sur le marché par différents fabricants), sur l'ouvrant selon l'originalité du profil présenté en revendication 1. 10) Méthode de fabrication de fenêtre en bois caractérisée par la mise en u̇vre d'un dispositif d'assemblage des cadres de fenêtre par contre-profilage exact selon l'originalité du dessin du profil présenté en revendication 1, caractérisé par les formes négatives des profils des traverses et des montants, que ce soit pour les cadres d'ouvrants ou les cadres de dormant. 11) Méthode de fabrication de fenêtre en bois caractérisée par la mise en u̇vre d'un dispositif complémentaire au dispositif de la revendication 10, caractérisé par un joint de mastic polyuréthane d'au minimum 5/10ème de millimètre, assurant le collage et l'étanchéité. 12) Méthode de fabrication de fenêtre en bois caractérisée par la mise en u̇vre d'un dispositif complémentaire au dispositif de la revendication 11, caractérisé par 4 cales d'épaisseur de 5/10ème de millimètre placée aux angles de la surface de contact de l'assemblage, afin d'assurer une grande stabilité de celuici, ainsi qu'une épaisseur régulière et contrôlée du mastic écrasé lors du vissage de l'assemblage. 13) Méthode de fabrication de fenêtre en bois caractérisée par la mise en u̇vre d'un dispositif selon l'une des revendications 4, 5, 6, 7, 8 caractérisé par un simple changement de plaquettes et contre-fers pour modifier les caractéristiques des sections des cadres désirées par l'utilisateur : épaisseur de bois, type de moulure des joues de feuillures à verre, type de ferrure.