Brevet FR3128893A1 — publié le 20230512

Dispositif pour assembler des profilés préfabriqués de fenêtres ou autres châssis en bois, sans machine-outil d'usinage et de serrage, et son gabarit pour préparer l'assemblage. L’invention concerne un dispositif permettant d'assembler rapidement et solidement des profilés préfabriqués avec très peu d'outillage. Il est constitué d’un perçage (3) accueillant le corps de boulon (4), d'un alésage (9) accueillant le boulon (4), d'un écrou (5) et de rondelles (6). L'ensemble est renforcé par une lamelle de bois (7). Il est constitué d'un gabarit de perçage comprenant un guide parallèle (1a), une butée d'angle (2a), un canon de perçage (4a) et un presseur (3a). Le dispositif selon l’invention est particulièrement destiné à la conception de fenêtres et portes-fenêtres en bois pour les particuliers et professionnels du bois. Figures pour l’abrégé : Fig. 4 et Fig. 7 Dispositif pour assembler des profilés de fenêtres ou autres châssis en bois sans machine-outil d'usinage et de serrage. La présente invention concerne un dispositif pour assembler à coupe d'onglet des profilés préfabriqués de fenêtres ou châssis comportant un tel assemblage, ainsi que son gabarit pour préparer l'assemblage. De nombreux types d'assemblages sont connus de l'homme du métier. Ils peuvent présenter des formes et des méthodes de fabrication variées, toutefois, de nombreuses techniques nécessitent l'utilisation de machines et d'outillages importants qui rend leur fabrication compliquée et chronophage. Traditionnellement, les assemblages de fenêtres et portes-fenêtres en bois sont: l'enfourchement, le tenon-mortaise, la queue d'aronde rapportée ou encore les assemblages mécaniques par vis et insert. Selon l'art antérieur, ces assemblages ont raison d'être pour maintenir solidement les pièces de bois entre elles. En effet, le bois massif est une matière vivante qui se dilate selon la température ambiante et l'hygrométrie et, de ce fait, cette dilatation exerce des contraintes plus ou moins fortes sur les assemblages. La structure du bois a une orientation selon 3 directions: la direction radiale, la direction tangentielle et la direction axiale. Ces 3 contraintes directionnelles laissent proscrite l'assemblage à coupe d'onglet, qui par définition, est sujette à toutes les dilatations, radiale, tangentielle et axiale, qui compromettent l'étanchéité de l'ouvrage. L'industrie du bois a contré les problèmes de déformation du bois, par l'utilisation de la technique du trois plis, qui consiste à fracturer la fibre du bois en coupant la matière pour ensuite la recoller et obtenir ainsi des pièces de bois quasi inertes. Selon l'invention, la déformation et l'instabilité du bois massif n'est pas un problème car le dispositif d'assemblage à coupe d'onglet sera préférentiellement en carrelets trois plis. Les carrelets trois plis sont des sections de bois composées de 3 épaisseurs de bois massif, collées entre elles, limitant l'altération ou la dilatation de la matière. Le dispositif prévoit un collage préférentiellement effectué avec de la colle polyuréthane empêchant toute possibilité au bois de se déformer. Le point fort de ce dispositif est d'assembler et serrer manuellement par un boulonnage, les coupes d'onglets et de ce fait, par sa simplicité de réalisation, offre la possibilité aux hommes du métier, non spécialisés sur ce segment, de s'ouvrir au marché de la fenêtre sur-mesure, et permet également aux personnes néophytes de pouvoir fabriquer leurs fenêtres et portes-fenêtres sur-mesure. Pour l'une et l'autre de ces 2 cibles, l'investissement de départ en matériel, pour la mise en œuvre de ce dispositif, est minime. En effet, les assemblages traditionnels nécessitent des connaissances d'un niveau professionnel et des machines-outils lourdes pour pouvoir les réaliser, ce qui, de fait, cloisonne le marché du sur-mesure. Aujourd'hui, beaucoup trop de logements sont des gouffres énergétiques, dû, entre autres, à des menuiseries extérieures très peu isolantes, et surtout au coût important des fenêtres et portes en bois sur mesure, pour leur remplacement. Cet assemblage, selon le dispositif, a un impact majeur sur le coût de revient d'une fenêtre ou porte-fenêtre sur-mesure, et facilite par conséquent l'accès au remplacement des menuiseries vétustes, en vu d'une meilleure isolation et ainsi d'une réduction de la dépense énergétique. Ce dispositif offre de ce fait de nombreuses perspectives écologiques et économiques. L'avantage de cette invention est sa grande simplicité d'exécution, partant de profilés préconçus pour ce type de dispositif, avec l'aide du gabarit de perçage, de la mèche de perçage, d'une scie radiale ou scie à onglet, optionnellement d'une lamelleuse portative et de 2 clés à pipe. Cet assemblage esthétique, robuste et étanche à l'eau et à l'air offre la possibilité à grand nombre de personnes de fabriquer rapidement leurs fenêtres et baies vitrées isolantes, et ce à moindre coût. Selon d'autres brevets déposés antérieurement, différents dispositifs ont ainsi été proposés de manière à simplifier les assemblages et permettre aux utilisateurs de gagner du temps. Toutefois, les dispositifs proposés ont une configuration particulière et des formes compliquées rendant leur fabrication fastidieuse et coûteuse, donc réservés aux professionnels du bois. Les dessins annexés illustrent l’invention : représente schématiquement un exemple de réalisation d'une fenêtre simple vantail à frappe en vue de face de ladite fenêtre. représente schématiquement la vue de face du détail de l'assemblage selon l'invention. représente schématiquement la vue en coupe de la . vue schématique tridimensionnelle éclatée d'un tel assemblage. représente schématiquement la vue de dessus du gabarit de perçage. vue schématique de la mèche de perçage. vue schématique tridimensionnelle du gabarit de perçage. La présente invention trouve sa place dans le domaine de la conception de châssis de fenêtres en bois ainsi que de menuiseries comportant de tels châssis. Il convient de noter que la suite de la description vise plus spécifiquement l'utilisation du dispositif pour la fabrication d'une fenêtre dite à frappe, cela étant, les modes de réalisation décris ci-après s'appliquent tout aussi bien dans le cas d'une fenêtre coulissant, fixe ou oscillo-battante. Il convient de préciser que les pièces verticales, donc perpendiculaires au sol, sont appelées les montants, et les pièces horizontales, donc parallèles au sol, sont appelés les traverses. En référence à ces dessins, dans le présent mode de réalisation et tel qu'illustré à titre nullement limitatif sur la , la fenêtre battante comporte deux châssis: un châssis ouvrant (20) et un châssis dormant (10). Le châssis ouvrant (20) est destiné à supporter un vitrage et repose sur un châssis dormant (10) qui est fixé parallèlement au mur ou à la cloison. Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples non détaillés ici, d'avoir une autre configuration de la fenêtre comme par exemple une fenêtre comportant plusieurs châssis d'ouvrants, une fenêtre oscillo-battante, coulissante ou encore un châssis fixe sans ouvrant. Il convient de noter que la suite de la description vise plus spécifiquement à détailler la conception du châssis ouvrant (20) et du châssis dormant (10) au niveau de la jonction entre les montants et les traverses. Il est à noter que les figures 1, 2, 3 et 4 ne représentent pas la conception finale des châssis selon l'invention, mais uniquement sa conception à un stade intermédiaire lorsque seul le profilage et les coupes d'onglet sont exécutés. Il est à noter également que le dispositif présenté ci-après ne fonctionne qu'avec des sections de profilés identiques en épaisseur et en largeur, et sont assemblés, pour l'exemple, à 90 degrés. De ce fait, se lient deux coupes d'onglet de 45 degrés. En référence aux figures 2, 3 et 4, le dispositif comporte un perçage (3) perpendiculaire à la coupe d'onglet. Ce perçage (3) a un diamètre identique au diamètre du corps du boulon (4). Ce perçage (3) est centré dans l'épaisseur de la traverse (1) et du montant (2), et se situe à une distance, du haut de la coupe d'onglet, correspondante au deux tiers de la distance totale de ladite coupe, et au un tiers du bas de la coupe d'onglet. Ces distances sont à respecter pour un maximum de résistance de l'assemblage. Le perçage (3) guide donc le corps du boulon (4) de part et d'autre des coupes d'onglet, positionne le montant (2) et la traverse (1) lors de l'assemblage définitif et maintien parfaitement l'affleurage et la jonction entre ces deux pièces de bois. Suivant le même axe que le perçage (3), l'alésage à fond plat (9) d'un diamètre supérieur à celui du perçage (3), est prévu pour accueillir la tête du boulon (4) sur l'une des deux pièces et accueillir l'écrou (5) sur l'autre pièce. Le diamètre de ce dernier est prévu aussi pour accueillir l'outil qui servira au serrage de l'écrou (5) et du boulon (4). Exemple: clé à pipe (10 ). Le fond plat à 180 degrés de l'alésage (9) sert de butée d'arrêt pour les rondelles (6) et maintien l'écrou (5) et le boulon (4) parfaitement perpendiculaires à la coupe d'onglet. La profondeur de l'alésage (9) dépend du type de profilé à assembler et s'arrête au moins à mi-bois par rapport à la distance entre la coupe d'onglet et le départ du perçage. Ledit alésage (9) est assez profond pour dissimuler l'écrou (5) et le boulon (4) ainsi que les rondelles (6) et laisser aussi le passage, par exemple, d'une rainure, notamment pour l'ouvrant (20) qui peut accueillir une crémone de fermeture. A titre d'exemple nullement limitatif, pour un assemblage sur des sections de bois d'une épaisseur de 58 millimètres et d'une largeur de 80 millimètres, la longueur du boulon adéquat est de 70 millimètres pour les ouvrants (20) et de 90 millimètres pour les dormants (10). Le diamètre du corps du boulon (4) est de 8 millimètres et celui de l'alésage (9) de 22 millimètres. Le boulon (4) représenté à titre d'exemple nullement limitatif, est un boulon dit tête H, mais peut très bien être remplacé par un boulon tête ronde collet carré, une tige filetée, un boulon de charpente à tête et écrou carrés... Selon les figures 2, 3 et 4, l'assemblage est ici renforcé par une lamelle de bois (7) qui évite le décentrage axial et qui est centrée par rapport à la distance de la coupe d'onglet comme détaillé en et qui est placée préférentiellement aux parties les plus larges et suffisamment éloignées de l'axe du boulon (4) pour un maximum de maintien axial comme détaillé en . La lamelle de bois (7) représentée sur les figures 2, 3 et 4, est seule mais peut très bien être, selon le type de profilé, positionnée en plusieurs endroits et peut aussi être remplacée, par exemple, par des tourillons. Le perçage dudit assemblage doit être précis et doit se faire à l'aide d'un gabarit de perçage, figures 5 et 7. Le gabarit de perçage portatif et compact, et 7, se compose d'un guide parallèle (1a), d'une butée d'angle (2a), d'un presseur (3a) et d'un canon de perçage (4a), fixé en angle sur le guide (1a). La mèche de perçage, , se compose d'un foret à bois (5a), d'un fraisoir à fond plat (6a), de roulements à billes (7a) et d'une butée de profondeur (8a). La pièce de bois (9a), positionnée en butée contre la butée d'angle (2a) fixée sur le guide (1a), est serrée à l'aide du presseur (3a) fixé sur le guide (1a) pour éviter tous mouvements de la pièce (9a). Le canon de perçage (4a) est sertie sur le guide parallèle (1a), afin de guider avec une grande précision, et perpendiculairement à l'arasement, la mèche, , dans ce dernier. La mèche de perçage se compose d'un foret (5a) d'un diamètre identique à celui du boulon (4), d'un fraisoir à fond plat (6a) fixé sur le foret (5a), d'un diamètre supérieur à la tête du boulon (4) et de l'écrou (5). Pour maintenir parfaitement centré le foret (5a) dans le canon (4a), un ou plusieurs roulements à billes (7a) ou entretoises, ayant un diamètre légèrement inférieur de 2 dixièmes de millimètres au diamètre du canon (4a), sont fixés sur le foret (5a) derrière le fraisoir à fond plat (6a), permettent un grand confort de perçage et permettent de garder une bonne précision à l'entrée et à la sortie de la mèche dans le canon (4a). Les roulements (7a) permettent au fraisoir à fond plat (6a) d'un diamètre inférieur d'un millimètre à celui des roulements (7a), de ne pas toucher ou frotter l'intérieur du canon (4a) qui , de ce fait, évite toute usure prématurée du fraisoir à fond plat(6a). La fin du perçage est assuré par une butée de profondeur (8a) fixée derrière les roulements à billes (7a) ou entretoise, qui stoppe l'avancée de la mèche. Le diamètre de la butée de profondeur (8a) est supérieur de plusieurs millimètres au diamètre du canon de perçage (4a), qui de ce fait arrête la mèche dès le contact de la butée (8a) contre le canon de perçage (4a). Dispositif pour assembler au moins deux profilés préfabriqués de fenêtres ou autres châssis en bois, sans machine-outil d'usinage et de serrage, caractérisé en ce qu'il comporte deux coupes d'onglet d'un angle quelconque et un boulonnage (4) pour relier les deux coupes d'onglet entre elles, le boulonnage (4) comprenant un boulon (4), un écrou (5) et une rondelle (6) en appui sur la tête du boulon et de l'écrou. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux coupes d'onglet à 45 degrés ou autre angle quelconque. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs lamelles en bois (7) ou tourillons renforçant l'assemblage. Dispositif selon l'une quelconque des revendications, caractérisé par un perçage (3), perpendiculaire aux coupes d'onglet, d'un diamètre identique au corps du boulon (4) avec un alésage à fond plat (9) aux extrémités du perçage, d'un diamètre supérieur à celui du perçage (3) qui accueille la tête du boulon (4) et de l'écrou (5). Gabarit de perçage pour le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, pour préparer l'assemblage à coupe d'onglet d'au moins deux profilés préfabriqués de fenêtre ou autre châssis en bois, caractérisé en ce qu'il se compose d'un canon de perçage (4a), d'un guide (1a), d'une butée d'angle (2a) et d'un presseur (3a). Gabarit de perçage selon a revendication 5, caractérisé en ce qu'il est portatif et compact. Dispositif selon les revendications 5 et 6, caractérisé par un canon de perçage (4a) fixé en angle sur un guide (1a) destiné à guider parallèlement le profilé préfabriqué (9a) jusqu'à une butée d'angle (2a), fixée sur le guide (1a), un presseur (3a) fixé sur le guide (1a), destiné à maintenir en place le profilé préfabriqué contre le guide (1a) et la butée d'angle (2a). Ensemble d'outils selon les revendications 5, 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comporte, une mèche qui se compose d'un foret (5a), d'un fraisoir à fond plat (6a), d'un ou plusieurs roulements à billes (7a) ou entretoise et d'une butée de profondeur (8a). Ensemble d'outils pour serrer manuellement l'assemblage entre 2 profilés préfabriqués, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte 1 ou 2 clés à pipe adaptée(s) à l'alésage (9) et au boulonnage (4).