Brevet FR3097585A1 — publié le 20201225

Description Titre de l'invention dispositif de porte fenêtre bois à guillotine de dimension hors standard jusque 6,25 m2, apte à pouvoir porter un triple vitrage et doté de châssis fermants dans un même plan [0001] L' invention est relative à un dispositif de porte fenêtre bois à guillotine de dimension hors standard jusque 6,25 m2, apte à pouvoir porter un triple vitrage et doté de châssis fermants dans un même plan selon le principe d'un mur en verre se déplaçant selon une cinématique en guillotine, et répondant à une valeur du coefficient de transfert thermique de 1,2 W/m2K pour des épaisseurs de 68mm ou 0,8 W/m2K pour des épaisseurs de 100mm [0002] Etat des connaissances : Il importe d'abord de rappeler le principe des portes fenêtres qui sont les technologies les plus proches sur le plan fonctionnel. Ces portes fenêtres sont régies par deux types de technologies connues historiquement : - Les portes fenêtres à ouverte à la française, selon le principe d'un ou plusieurs ventaux qui s'ouvrent par rotation de l'ouvrant sur le dormant à l'aide d'axes en rotation placés en liaison pivot entre l'ouvrant et le dormant. La limite de cette technologie, outre que l'ouvrant est limité pondéralement par la capacité de charge des pivots, est que cette technologie enfreint le dégagement de la baie vitrée par de multiples montants (verticaux) qui dénature l'ouverture (vision, passage), - Les portes fenêtres à ouverte par glissière, qui peuvent elles-mêmes se distinguer selon plusieurs technologies : la première de recouvrement d'un élément sur l'autre (le plus courant) qui enfreint le dégagement sur la moitié de la longueur de la porte fenêtre, le second par galandage où les ensembles coulissants s'insèrent dans le mur mais viennent perturber la résistance thermique du mur en raison des dégagements nécessaires à la position des éléments dans le mur en position ouverte. [0003] Hors de la technologie des portes fenêtres, il existe des fenêtres à guillotine, qui agissent cinématiquement par un coulissement vertical de l'ouvrant sur une autre vitre dormante placée au-dessus de cette première. Le principe est que le coulissement s'effectue sur un autre plan. Plusieurs technologies de coulissement sont connues reposant sur deux principes : le premier d'un coulissement vertical où l'ouvrant est placé continuellement. sur un plan distinct du dormant et coulisse parallèlement à ce dernier. Cette technologie, la plus simple, est aujourd'hui contrariée par les exigences normatives en matière de résistance thermique en raison de la nécessité d'un jeu de fonctionnement entre les plans qui contraint la performance thermique. Une autre technologie connue consiste à introduire une cinématique à même d'assurer le mouvement relatif sur deux plans distincts pour aboutir en position fermée à des vitres 2 placées en un seul plan. Cette deuxième technologie appelle à introduire des liaisons par rail sur les montants des ouvrants et dormants de façon à assurer un dégagement angulaire de la vitre qui ensuite se déplace verticalement. Cette technologie répond aux exigences normatives sur le pan thermique puisqu'en position fermée, la vitre est plaquée sur le dormant en présence de joints isolants. [0004] Quelques soient les technologies connues relatives aux fenêtres à guillotine, celles-ci sont toutefois contraintes dimensionnellement en raison de la charge en déplacement qui ne peut dépasser 150 Kg (résistance mécanique) pour les technologies les plus abouties (exemple : industriel « Hawa »). [0005] En conséquence à l'objet d'un dispositif de porte fenêtre à guillotine intégrant une parfaite isolation thermique, celle-ci oblige à intégrer une technologie de triple vitrage. En effet, il est utile de rappeler l'indice moyen établi selon les technologies : Vitrage 4/12/4 = ug 2,4 ; Vitrage 4/16/4 = ug 1,8 ; Vitrage 4/16/4 sous gaz (type argon) = ug 1,3 ; Triple vitrage = ug 0,6 à 0,8 ; Mur isolé selon les normes RT 2012 = ug0,3. [0006] Cette intégration de triple vitrage contraint la charge en mouvement et amplifie d'autant les contraintes mécaniques, ce qui perturbe d'autant la surface de vitrage admise. [0007] En conséquence en l'état des connaissances, la technologie des fenêtres à guillotines ne permettait pas d'être introduite dans un principe de porte fenêtre en raison des contraintes mécaniques qui résultant de cette technologie et des exigences thermiques à obtenir. [0008] Présentation de l'invention :l'invention est relative à un dispositif de porte fenêtre bois à guillotine de dimension hors standard jusque 6,25 m2, apte à pouvoir porter un triple vitrage et doté de châssis fermants dans un même plan selon le principe d'un mur en verre se déplaçant selon une cinématique en guillotine, et répondant à une valeur du coefficient de transfert thermique de 1,2 W/m2K pour des épaisseurs de 68mm ou 0,8 W/m2K pour des épaisseurs de 100mm caractérisé par : - Une structure en bois (a) pour la constitution du carrelet constituant l'ouvrant et le dormant: = Soit un assemblage tri plis (b) d'essences de bois constitué dans l'épaisseur d'un premier plis de 23mm avec une essence en pin placée sur la partie extérieure de l'ouvrant et qui permet un faible transfert thermique, d'une deuxième épaisseur de 23 min en chêne à même d'assurer la résistance mécanique de l'ouvrant, et d'une troisième épaisseur de 22 mm en chêne contribuant tant à la résistance mécanique qu'au à l'amoindrissement du transfert thermique entre l'intérieur et le centre du carrelet, = soit un assemblage tri plis (b) constitués d'une essence de bois de nature unique en mélèze mais dont les fibres sont orientées dans un sens opposé de telle façon que le 3 plis central place ses fibres dans le sens horizontal, ceci pour permettre la reprise de charge à la flexion sur la partie centrale du carrelet tandis qu'il s'agit d'accentuer l'isolation sur les extérieurs, - Un assemblage de la structure standard qui se caractérise toutefois par des renforts mécaniques (c) au sein de l'ouvrant (d), qui sont déterminés selon sa dimension ; soit : = pour des vitrage de 0 à 150 kg : aucun renfort nécessaire sur la traverse inférieure, = pour des vitrages de 150 à 250 kg : un renfort en acier (c) répondant à un moment quadratique de 3000 mni4 est placé longitudinalement à l'intérieur de la traverse (c) et sur toute sa longueur, avec un dépassement (0 du dit renfort lui permettant de se fixer sur les montants verticaux (g) de l'ouvrant, ceci aux fins de limiter la flexion de la traverse (c) et aussi pour reprendre les efforts tranchants situés à la jonction (h) des parties verticales et horizontales de l'ouvrant (d), = pour des vitrages de 250 à 350 kg : ce renfort acier (c) à l'intérieur de la traverse est réalisé selon le même principe d'intégration dans toute la longueur de la traverse inférieure et de dépassement, se distinguant toutefois en ce que le moment quadratique est de 4500 mm4 tandis que deux autres renforts (i) sont intégrés dans les montants verticaux de l'ouvrant et sont rendus solidaires (j) du renfort de la traverse inférieure (e), - Une cinématique particulière de l'ouvrant selon un principe de limitation des efforts de flexion sur la hauteur de l'ouvrant en réduisant l'angle de basculement selon un procédé d'ouverture en trois phases : = un premier mouvement (k) la partie haute de l'ouvrant (1) aux fins de le dégager du dormant par bascule d' un angle d'au maximum de 3 degrés autour d'un axe situé sur la partie basse de l'ouvrant (m), = Un deuxième mouvement (n) dans la continuité du premier permet le repositionnement vertical rapide de l'ensemble de l'ouvrant (d) grâce à une pente de rail (o) placée dans le dormant en partie basse et sur laquelle coulisse la partie inférieure de l'ouvrant (m), grâce à des guides (p) placés latéralement sur ce demier(d), permettant ainsi à l'ensemble de l'ouvrant(d) de monter en étant contraint par les rails (o) et les guides (p), = Un troisième mouvement (q) selon la verticale de l'ouvrant (d) sur un plan distinct du dormant. - Un système de contrepoids et de sécurité (r) par câbles (s)et bloqueur (t), adapté selon les inerties des masses en mouvement, caractérisé en ce que les câbles (s) sont placés de part et (l'autre et dissimulés dans le dormant, permettent l'équilibrage de la charge pour sa manipulation sans efforts, - le bloqueur (t) fait office de parachute agissant par gravité et détectant la présence des efforts de traction sur les câbles (s) du système de contrepoids (r) ; en cas de rupture ou de blocage cntrainant le relâchement d'un des câbles (s), le bloqueur (0 subit un déséquilibre des forces qui modifie sa position et vient bloquer le mouvement par frictions et arc-boutement sur la structure du montant du dormant empêchant ainsi toute descente. [0009] Figures : [fig.1] vue en perspective du dispositif [fig.2] vue en coupe système de contrepoids et de sécurité placé dans la menuiserie [fig.2] vue séquencée des trois positions de la cinématique Glossaire : a) structure en bois b) assemblage tri plis c) renfort mécanique acier d) ouvrant c) traverse basse de l'ouvrant O dépassement du renfort mécanique g) montants verticaux de l'ouvrant h) jonction des parties verticales et horizontales de l'ouvrant i) autres renforts j) jonction des renforts verticaux et horizontaux k) premier mouvement 1) partie haute de l'ouvrant m) partie basse de l'ouvrant n) deuxième mouvement o) pente de rail p) guides placés latéralement sur le dormant q) troisième mouvement r) système de contre poids s) câbles t) bloqueur [Revendication 1] REVENDICATIONSDispositif de porte fenêtre bois à guillotine de dimension hors standard jusque 6,25 m2, apte à pouvoir porter un triple vitrage et doté de châssis fermants dans un même plan selon le principe d'un mur en verre se déplaçant selon une cinématique en guillotine, et répondant à une valeur du coefficient de transfert thermique de 1,2 W/m2K pour des épaisseurs de 68mm ou 0,8 W/m2K pour des épaisseurs de 100mm caractérisé par : - Une structure en bois (a) pour la constitution du carrelet constituant l'ouvrant et le dormant: = Soit un assemblage tri plis (b) d'essences de bois constitué dans l'épaisseur d'un premier plis de 23mm avec une essence en pin placée sur la partie extérieure de l'ouvrant et qui permet un faible transfert thermique, d'une deuxième épaisseur de 23 mm en chêne à même d'assurer la résistance mécanique de l'ouvrant, et d'une troisième épaisseur de 22 mm en chêne contribuant tant à la résistance mécanique qu'au à l'amoindrissement du transfert thermique entre l'intérieur et le centre du carrelet, = soit un assemblage tri plis (b) constitués d'une essence de bois de nature unique en mélèze mais dont les fibres sont orientées dans un sens opposé de telle façon que le plis central place ses fibres dans le sens horizontal, ceci pour permettre la reprise de charge à la flexion sur la partie centrale du carrelet tandis qu'il s'agit d'accentuer l'isolation sur les extérieurs, - Un assemblage de la structure standard qui se caractérise toutefois par des renforts mécaniques (c) au sein de l'ouvrant (d), qui sont déterminés selon sa dimension ; soit : = pour des vitrage de 0 à 150 kg : aucun renfort nécessaire sur la traverse inférieure, = pour des vitrages de 150 à 250 kg : un renfort en acier (c) répondant à un moment quadratique de 3000 mm4 est placé longitudinalement à l'intérieur de la traverse (e) et sur toute sa longueur, avec un dépassement (f) du dit renfort lui permettant de se fixer sur les montants verticaux (g) de l'ouvrant, ceci aux fins de limiter la flexion de la traverse (e) et aussi pour reprendre les efforts tranchants situés à la jonction (h) des parties verticales et horizontales de l'ouvrant (d), = pour des vitrages de 250 à 350 kg : ce renfort acier (c) à l'intérieur de la traverse est réalisé selon le même principe d'intégration dans toute la longueur de la traverse inférieure et de dépassement, se distinguant toutefois en ce que le moment quadratique est de 4500 mm4 tandis que deux autres renforts (i) sont intégrés dans les montants verticaux de l'ouvrant et sont rendus solidaires (j) du renfort de la traverse inférieure (e), - Une cinématique particulière de l'ouvrant selon un principe de limitation des efforts de flexion sur la hauteur de l'ouvrant en réduisant l'angle de basculement selon un procédé d'ouverture en trois phases : = un premier mouvement (k) la partie haute de l'ouvrant (I) aux fins de le dégager du dormant par bascule d' un angle d'au maximum de 3 degrés autour d'un axe situé sur la partie basse de l'ouvrant (m), = Un deuxième mouvement (n) dans la continuité du premier permet le repositionnement vertical rapide de l'ensemble de l'ouvrant (d) grâce à une pente de rail (o) placée dans le dormant en partie basse et sur laquelle coulisse la partie inférieure de l'ouvrant (m), grâce à des guides (p) placés latéralement sur ce dernier(d), permettant ainsi à l'ensemble de l'ouvrant(d) de monter en étant contraint par les rails (o) et les guides (I1), = Un troisième mouvement (q) selon la verticale de l'ouvrant (d) sur un plan distinct du dormant. - Un système de contrepoids et de sécurité (r) par câbles (s)et bloqueur (t), adapté selon les inerties des masses en mouvement, caractérisé en ce que les câbles (s) sont placés de part et d'autre et dissimulés dans le dormant, pet-mettent l'équilibrage de la charge pour sa manipulation sans efforts, - le bloqueur (t) fait office de parachute agissant par gravité et détectant la présence des efforts de traction sur les câbles (s) du système de contrepoids (r) ; en cas de rupture ou de blocage entrainant le relâchement d'un des câbles (s), le bloqueur (t) subit un déséquilibre des forces qui modifie sa position et vient bloquer le mouvement par frictions et arc-boutement sur la structure du montant du dormant empêchant ainsi toute descente.