Brevet FR2891561A1 — publié le 20070406

Toiture ouvrante, notamment pour constructions légères du type véranda. La présente invention concerne une toiture ouvrante. Cette toiture est plus spécialement destinée, bien que non limitativement, à l'équipement des vérandas ou autres constructions légères. L'adjonction de vérandas aussi bien aux maisons individuelles qu'à certains locaux professionnels (cafés, restaurants, etc.) connaît un développement important grâce notamment à la mise en oeuvre de techniques d'ossature légère en profilés d'aluminium ou de plastiques rigides. Il est connu de couvrir ces constructions légères au moyen de toitures ouvrantes constituées par des panneaux coulissants opaques, ou translucides, ou transparents, réalisés en divers matériaux. Par exemple, le document WO-02/081836 décrit un toit coulissant constitué d'un châssis incliné comprenant deux parties comportant, chacune, un panneau vitré supérieur fixe, un panneau vitré intermédiaire mobile et un troisième panneau vitré inférieur mobile, les deux panneaux mobiles étant montés coulissant dans des rails. Les déplacements à des vitesses différentes des deux panneaux mobiles sont réalisés par des systèmes visécrous entraînés par un moteur électrique. Un tel dispositif nécessite la mise en oeuvre d'un système de régularisation de vitesse qui peut être une source de dysfonctionnement. D'autre part, le système d'entraînement décrit paraît difficilement applicable à une toiture ouvrante comportant plus de deux châssis vitrés mobiles. Dans le document FR-2.633.651, est décrite une toiture coulissante comprenant un panneau amont ou panneau supérieur fixe et une pluralité de panneaux mobiles successifs disposés de façon à pouvoir occuper, chacun, une position déployée suivant laquelle son bord amont ou bord supérieur se trouve engagé au-dessous du bord aval ou bord inférieur du panneau adjacent placé plus haut, et une position rentrée selon laquelle il se trouve en quasi totalité escamoté au-dessous dudit panneau placé plus haut. Le panneau supérieur extrême est fixe et le panneau extrême inférieur est relié à des câbles sans fin entraînés par un moteur électrique. Latéralement, chaque panneau mobile est muni d'un chemin de guidage dans lequel roule un galet dont est équipé 2891561 -2latéralement le panneau adjacent placé plus haut, à proximité de son bord aval ou amont. D'autre part, le panneau inférieur extrême est équipé, latéralement, de deux galets roulant dans des rails communs, tandis que les panneaux mobiles intermédiaires sont équipés, latéralement, de galets roulant dans lesdits rails communs et montés à l'extrémité inférieure de jambes verticales disposées à proximité du bord aval ou amont des panneaux et dont la longueur est fonction de la position du panneau considéré dans l'ensemble télescopique ainsi constitué. Lorsque la toiture est déployée en position de fermeture, le déplacement vers le haut du panneau mobile inférieur extrême, entraîne l'escamotage dudit panneau au-dessous du panneau adjacent placé plus haut et lorsque son bord arrière rencontre les jambes porte-galets de ce dernier, il entraîne ledit panneau adjacent vers le haut, et ainsi de suite. Un tel système semble avoir pour inconvénients: - le fait que le problème de l'étanchéité indispensable au vent et à la pluie paraît très difficile à résoudre; - l'utilisation des jambes porte-galets comme moyen de butée assurent l'entraînement des panneaux intermédiaires vers le haut devrait être une source de dérèglement; - aucun moyen ne paraît avoir été prévu pour assurer le déplacement des panneaux mobiles intermédiaires vers le bas; - tous les panneaux sont différents ce qui augmente leur coût, complique le montage et le fonctionnement, crée des problèmes de stockage. L'invention se propose de réaliser une toiture ouvrante dépourvue des inconvénients susmentionnés. Selon la présente invention, cet objectif est atteint grâce à une toiture ouvrante comprenant au moins deux ensembles de soutien et de guidage parallèles et une couverture principalement constituée par une pluralité de panneaux coulissants supportés par ces ensembles et susceptibles d'occuper, soit une position déployée de fermeture dans laquelle ces panneaux sont placés en chevauchement par l'intermédiaire de leurs bordures adjacentes, soit une position plus ou moins rétractée selon laquelle un ou plusieurs panneaux se trouvent escamotés au-dessous du panneau adjacent placé plus haut, cette toiture ouvrante étant remarquable en ce que les ensembles de soutien et de 2891561 -3- guidage sont constitués par des rails superposés formant une pluralité de couples de rails superposés dans chacun desquels est monté un panneau de couverture mobile, et en ce que chaque panneau de couverture mobile est muni, d'une part, à l'avant, d'un premier organe de poussée orienté vers le haut et dimensionné pour pouvoir venir s'appliquer contre le bord ou tranche avant du panneau adjacent placé plus haut, et, d'autre part, à l'arrière, d'un deuxième moyen de poussée également orienté vers le haut, chaque panneau de couverture comportant encore, en sous-face et à proximité de son bord avant, au moins une butée orientée vers le bas et destinée à entrer en contact avec le moyen de poussée arrière du panneau adjacent placé plus haut, l'un des panneaux extrêmes de la suite de panneaux, de préférence constitué par le panneau inférieur, étant assujetti à des moyens d'entraînement motorisé assurant ses mouvements de translation dans ses propres rails, et, par suite, l'entraînement successif en translation des autres panneaux mobiles par l'intermédiaire desdits moyens de poussée et de butée équipant lesdits panneaux. Selon une autre disposition caractéristique, le panneau extrême entraîneur est assujetti, latéralement, à des chaînes sans fin s'enroulant sur des roues dentées motrices disposées face à l'une des extrémités des ensembles de soutien et de guidage. Cette toiture ouvrante présente plusieurs avantages intéressants. Elle est de construction simple et de fonctionnement fiable. Elle permet une résolution facile des problèmes d'étanchéité au vent et à la pluie. Elle est constituée de panneaux de couverture identiques, cette construction modulaire simplifiant la construction, le stockage et le montage des toitures, ce qui influe favorablement sur le prix de revient. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels: 2891561 -4- La figure 1 est une vue en coupe longitudinale et à caractère schématique, d'un exemple de réalisation de la toiture ouvrante selon l'invention représentée en position déployée de fermeture. La figure 2 est une vue analogue à la figure 1 et montrant la toiture en 5 cours de rétraction. La figure 3 montre, par une vue analogue, la rétraction complète de la toiture en partie haute de la couverture. La figure 4 est une vue de détail, en coupe longitudinale, d'un exemple de réalisation de la motorisation assurant les mouvements d'ouverture et de 10 fermeture de la toiture. La figure 5 est une vue de détail, en coupe longitudinale, montrant les moyens d'entraînement réciproque des panneaux mobiles adjacents. La figure 6 est une vue en plan d'une portion de toiture ouvrante, représentée en position déployée de fermeture. La figure 7 est une vue en plan analogue à la figure 6 et montrant la toiture en cours d'ouverture. La figure 8 est une vue à échelle agrandie et en coupe selon la ligne 8-8 de la figure 2. La figure 9 est une autre vue en coupe transversale et à échelle agrandie 20 analogue à la figure 8 mais considérée selon une ligne brisée passant à l'arrière des taquets de poussée avant des panneaux. La figure 10 est une vue partielle, en perspective, montrant un exemple de conformation d'un ensemble de soutien et de guidage. La figure 11 est une vue partielle en perspective, montrant plus 25 particulièrement l'agencement de la face supérieure d'un panneau coulissant. La figure 12 est une vue partielle en perspective, montrant plus spécialement l'agencement de la sous-face d'un panneau coulissant. 2891561 -5- On se reporte auxdits dessins pour décrire un exemple de réalisation intéressant, bien que nullement limitatif, de la toiture ouvrante selon l'invention. Les couvertures de vérandas ou autres constructions légères comparables sont généralement plus ou moins pentées pour faciliter le ruissellement et l'évacuation des eaux de pluie. Pour cette raison, on utilise les mots "haut(e)", "supérieur(e)", "bas(se)", "inférieur(e)", pour désigner la position des éléments composants de la couverture, dans la suite du présent exposé ; toutefois, ces mots n'ont évidemment aucun caractère restrictif. D'autre part, par convention, on désigne par "bord avant" et "bord arrière", les bords transversaux des panneaux mobiles, par rapport aux mouvements d'avancement de ces derniers en position déployée de fermeture et aux mouvements de recul de ceux-ci en position effacée d'ouverture, respectivement. La toiture ouvrante selon l'invention est du genre comprenant au moins deux ensembles de soutien et de guidage parallèles 1, et une couverture principalement constituée par une pluralité de panneaux coulissants 2A, 2B, 2C, 2D, ..., 2N, supportés par lesdits ensembles 1 et susceptibles d'occuper, soit une position déployée de fermeture dans laquelle ces panneaux sont placés en succession et en chevauchement par l'intermédiaire de leurs bordures adjacentes (figure 1), soit une position complètement rentrée dans laquelle l'ensemble des plateaux se trouvent placés en superposition en partie haute ou en partie basse de la toiture (figure 3), soit une position plus ou moins rétractée selon laquelle une partie seulement des panneaux coulissants se trouvent escamotés au-dessous du panneau adjacent placé plus haut (figure 2). Selon une première disposition caractéristique de l'invention, les ensembles de soutien et de guidage 1, sont constitués par des rails superposés 3a, 3b, 3c, 3d, ..., formant ainsi une pluralité de couples de rails superposés 3a-3a, 3b-3b, 3c-3c, 3d-3d, ..., dans chacun desquels est monté, avec une aptitude de glissement, un panneau de couverture, respectivement 2A, 2B, 2C, 2D, ..., engagé, par l'intermédiaire de ses bords latéraux, dans lesdits rails. D'autre part, chaque panneau de couverture coulissant 2A, 2B, 2C, 2D, ..., est muni: d'une part, à l'avant, d'un premier moyen de poussée 4 orienté vers le haut et dimensionné pour pouvoir venir s'appliquer contre le bord avant du panneau adjacent placé plus haut, et, à l'arrière, d'un deuxième moyen de poussée 5 également orienté vers le haut; s - d'autre part, en sous-face et à distance réduite de son bord avant, d'au moins une butée 6 dirigée vers le bas. Les ensembles de rails 1 peuvent être constitués d'un nombre variable de rails superposés pour le soutien et le guidage d'un nombre correspondant de panneaux, en fonction des dimensions de la partie ouvrante de la toiture dans le sens de la pente. On a représenté, sur les dessins, à titre d'exemple, des ensembles de rails 1 constitués de trois ou quatre rails superposés 3a, 3b, 3c, 3d. Chaque rail est constitué par un profilé présentant une section en forme de U couché dont la surface de glissement inférieure 3' comporte un rebord d'étanchéité 7 (figure 10) orienté vers le haut. La partie ouvrante de la couverture peut concerner la totalité de la surface de la toiture ou une partie seulement de cette surface; elle peut être constituée par une seule suite de panneaux coulissants ou par deux ou plus de deux rangées parallèles de panneaux mobiles. Par exemple, les figures 6 et 7 montrent des portions de toiture comprenant trois rangées parallèles de panneaux mobiles, les ensembles de rails 1 de deux rangées attenantes étant adossés l'un à l'autre et supportés par une poutre porteuse commune P. Chaque panneau coulissant 2 est constitué par un élément rigide de forme rectangulaire ou carrée (figures 11 et 12) qui peut être réalisé sous forme d'une plaque en tout matériau convenable ou par un châssis vitré. Par exemple, les panneaux peuvent être constitués par des plaques composites comprenant une âme de matière isolante placée entre deux feuilles métalliques (acier ou aluminium), les bords avant et arrière de chaque panneau pouvant être renforcés par des membrures 19 constituées par des tubes d'acier ou d'aluminium, de section rectangulaire ou carrée (figure 5). 2891561 -7- Les organes de poussée 4 et 5 peuvent être constitués par des taquets de forme allongée orientés vers le haut à partir de la face supérieure 2a du panneau 2, et disposés, respectivement, le long des bords avant et arrière dudit panneau (figure 11). Les taquets avant 4 ont une hauteur supérieure à celle des taquets arrière 5, de sorte que, lors du recul du panneau, ledit taquet avant 4 puisse venir au contact de la tranche antérieure du panneau immédiatement placé au-dessus, tandis que les taquets arrière 5 peuvent se déplacer, lors des mouvements d'un panneau, au-dessous dudit panneau adjacent placé au-dessus. D'autre part, la butée d'entraînement 6 peut également être constituée par un ou plusieurs taquets de forme allongée dirigés vers le bas à partir de la sous-face 2b du panneau 2, et disposés parallèlement au bord avant dudit panneau et à distance réduite dudit bord, de sorte à permettre le positionnement d'un joint à l'avant de ladite butée (figure 12). Chaque panneau coulissant 2 est effectivement muni, en sous-face, le long de son bord avant, d'un joint souple d'étanchéité 8 dirigé vers le bas et disposé devant la butée d'entraînement 6. Latéralement, chaque panneau coulissant est également muni, en sous-face, de patins de glissement 9 réalisés dans un matériau possédant des qualités anti-friction. En outre, le long de ses bords latéraux, chaque panneau coulissant 2 est pourvu d'un moyen d'étanchéité à l'air (vent) et à l'eau (pluie), par exemple constitué par une ou plusieurs (par exemple deux) rangées de balais 10 orientés vers le haut (figures 8 et 9). L'un des panneaux extrêmes de la succession de panneaux 2A, 2B, 2C, 2D, .. . est assujetti à des moyens d'entraînement motorisés, le panneau extrême 25 opposé 2N pouvant être fixe. Selon le mode d'exécution avantageux illustré, le panneau extrême assujetti aux moyens d'entraînement est le panneau 2A le plus bas de la succession de panneaux. Toutefois, on peut aussi prévoir un agencement selon lequel les moyens d'entraînement seraient reliés au panneau le plus haut de la suite de panneaux. Les organes moteurs du système d'entraînement sont placés: soit au niveau supérieur des ensembles de rails superposés 1, lorsque la couverture est constituée de panneaux appelés à être rassemblés en partie haute de la toiture, dans la position de complète ouverture; - soit au niveau inférieur desdits ensembles de rails superposés 1, s lorsque la couverture est constituée de panneaux destinés à être rassemblés en partie basse de la toiture, dans la positon de complète ouverture. Selon le mode d'exécution avantageux illustré, les moyens d'entraînement assurant la translation des panneaux coulissant dans les ensembles de soutien et de guidage 1, comprennent un arbre moteur 11 en une ou plusieurs parties, de préférence tubulaire, entraîné en rotation par au moins un moteur M à double sens de rotation, par exemple constitué par un moteur tubulaire, d'un type connu en soi, logé dans l'une des extrémités dudit arbre. Une roue dentée motrice 12 est calée sur l'arbre creux 11 face à l'extrémité amont de chaque ensemble de rails 1. Ces roues motrices 12 sont reliées, au moyen de chaînes sans fin 13, à des roues dentées menées 14 montées sur un arbre 15 parallèle à l'arbre 11, et disposées face à l'extrémité avant desdits ensembles de rails. Les brins inférieur 13a et supérieur 13b des chaînes 13 circulent, chacun, dans l'un des rails des ensembles de rails 1, à l'extérieur des bords latéraux des panneaux coulissants. Un dispositif de tension de chaîne connu en soi, représenté schématiquement sur la figure 4 et désigné par la référence 16, peut être prévu pour régler la tension des chaînes 13. Le brin inférieur 13a des chaînes 13 est assujetti au panneau inférieur 2A de la succession de panneaux 2A, 2B, 2C, 2D, au moyen de dispositifs d'attache adéquats. Par exemple, le panneau entraîneur inférieur 2A est muni, latéralement, d'un profilé présentant un profil en U couché 17 et, dans ce profilé, est logé le brin inférieur 13a de la chaîne 13, fixé, au moyen de boulons 18, audit profilé (figures 8 et 9). On conçoit bien le fonctionnement de la toiture ouvrante qui vient d'être décrite. En position de fermeture (figure 1), dans laquelle les panneaux mobiles sont déployés, le ou les panneaux mobiles disposés entre le panneau extrême supérieur fixe 2N et le panneau extrême inférieur mobile 2A, se trouvent successivement retenus par la butée 6 du panneau adjacent disposé plus haut. La mise en action des moyens d'entraînement M-11-12-13 assure: dans un premier temps, la translation du panneau inférieur entraîneur 2A vers le haut, jusqu'à ce que le ou les taquets avant 4 de celui-ci viennent au contact de la tranche avant du panneau adjacent 2B placé au-dessus, ce qui permet, - dans un second temps, la translation simultanée du panneau 2A et du panneau 2B, jusqu'à ce que le ou les taquets avant 4 de ce dernier viennent au contact de la tranche avant du panneau adjacent 2C placé au-dessus, et ainsi de suite, jusqu'à ce que l'ensemble des panneaux mobiles se 15 trouvent escamotés sous le panneau supérieur fixe 2N. On conçoit qu'il est possible d'arrêter le moteur M à tout moment lors du processus susmentionné, de sorte à obtenir une ouverture partielle de la toiture. Pour obtenir la fermeture, le moteur M est mis en rotation en sens inverse, ce qui entraîne: - dans un premier temps, la translation du panneau inférieur entraîneur 2A vers le bas, jusqu'à ce que le ou les taquets arrière 5 de celui-ci viennent au contact de la ou des butées d'entraînement 6 du panneau adjacent placé au-dessus, ce qui permet, dans un deuxième temps, la translation simultanée du panneau 2A et du panneau 2B, jusqu'à ce que le ou les taquets arrière 5 de ce dernier viennent au contact de la ou des butées d'entraînement 6 du panneau adjacent 2C placé plus haut, et ainsi de suite, jusqu'au complet déploiement de l'ensemble des panneaux mobiles, étant entendu qu'il est aussi possible, lors de ce mouvement, d'obtenir une fermeture partielle de la couverture, comme indiqué précédemment. 2891561 -11- REVENDICATIONS 1. Toiture ouvrante comprenant au moins deux ensembles de soutien et de guidage (1) parallèles et une couverture principalement constituée par une pluralité de panneaux coulissants (2A, 2B, 2C, 2D..., 2N) supportés par ces ensembles et susceptibles d'occuper, soit une position déployée de fermeture dans laquelle ces panneaux sont placés en chevauchement par l'intermédiaire de leurs bordures adjacentes, soit une position plus ou moins rétractée selon laquelle un ou plusieurs panneaux se trouvent escamotés au-dessus du panneau adjacent placé plus haut, caractérisée en ce que les ensembles de soutien et de guidage (1) sont constitués par des rails superposés (3a, 3b, 3c, 3d, ...) formant une pluralité de couples de rails superposés (3a-3a, 3b-3b, 3c-3c, 3d-3d, ...) dans chacun desquels est monté un panneau de couverture mobile (2A, 2B, 2C, 2D), et en ce que chaque panneau de couverture mobile est muni, d'une part, à l'avant, d'un premier moyen de poussée (4) orienté vers le haut et dimensionné pour pouvoir venir s'appliquer contre le bord avant du panneau adjacent placé plus haut, et d'autre part, à l'arrière, d'un deuxième moyen de poussée (5) également orienté vers le haut, chaque panneau de couverture comportant encore, en sous-face et à proximité de son bord avant, au moins une butée (6) orientée vers le bas et destinée à entrer en contact avec le moyen de poussée arrière (5) du panneau adjacent placé plus haut, l'un (2A) des panneaux extrêmes de la succession de panneaux, étant assujetti à des moyens d'entraînement motorisé (M, 11-12-13) assurant ses mouvements de translation dans ses propres rails (3a) et, par suite, l'entraînement successif en translation des autres panneaux mobiles (2B, 2C, 2D, ...) par l'intermédiaire desdits moyens de poussée (4, 5) et de butée (6) équipant lesdits panneaux. 2. Toiture ouvrante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le panneau extrême entraîneur (2A) est assujetti, latéralement, à des chaînes sans fin (13) s'enroulant sur des roues dentées motrices (12) disposées face à l'une des extrémités des ensembles de soutien et de guidage (1). 3. Toiture ouvrante selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les rails superposés (3a, 3b, 3c, 3d, ...) des ensembles de soutien et de guidage (1) présentent un profil en U couché dont la surface de glissement inférieure (2') comporte un rebord d'étanchéité (7) orienté vers le haut. 4. Toiture ouvrante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque panneau coulissant (2) est muni, latéralement et en sous-face, de patins de glissement (9) réalisés dans un matériau possédant des qualités anti-friction. 5. Toiture ouvrante suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque panneau coulissant (2) est muni le long de son bord avant, d'un joint souple d'étanchéité (8) dirigé vers le bas et disposé devant la butée d'entraînement (6). 6. Toiture ouvrante selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que chaque panneau coulissant (2) est pourvu, le long de ses bords latéraux, d'un moyen d'étanchéité à l'air et à l'eau, par exemple constitué par une ou plusieurs rangées de balais (10) orientés vers le haut. 7. Toiture ouvrante suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le panneau extrême entraîneur est constitué par le panneau extrême inférieur (2A) de la suite de panneaux (2A, 2B, 2C, 2D, .. .). 8. Toiture ouvrante selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le panneau extrême (2N) opposé au panneau extrême entraîneur (2A) est fixe. 9. Toiture ouvrante suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les moyens d'entraînement motorisé comprennent au moins un moteur tubulaire (M) à double sens de rotation, logé dans l'une des extrémités d'un arbre creux (11) sur lequel sont calées les roues dentées motrices (12). 10. Toiture ouvrante selon la revendication 7, caractérisée en ce que le panneau extrême entraîneur (2A) est assujetti au brin inférieur (13a) des chaînes sans fin d'entraînement (13).