CH644421A5 - Chassis thermiquement isole utilisable dans un batiment. - Google Patents

Description

La présente invention concerne des châssis thermiquement isolés comprenant des éléments métalliques de châssis intérieur et extérieur espacés l'un de l'autre, s'étendant dans des plans mutuellement parallèles et reliés entre eux par deux profilés en U parallèles, allongés et thermiquement isolants, qui couvrent l'intervalle entre les éléments métalliques du châssis.

Dans la construction de bâtiments modernes, il est bien connu d'utiliser des châssis structuraux en métal pour des composants connus tels que les cadres et châssis de portes et de fenêtres. Des châssis métalliques offrent divers avantages, notamment la durabilité et la facilité d'installation et d'entretien. Cependant, du fait de la conductibilité thermique relativement élevée des métaux, un châssis métallique qui est en liaison à la fois avec l'intérieur et l'extérieur d'un bâtiment établit un trajet de transmission rapide de la chaleur au travers du mur du bâtiment, en réduisant l'isolation thermique désirée pour la structure. La réduction au minimum de telles pertes de chaleur est particulièrement importante du point de vue de la consommation d'énergie.

En conséquence, on a proposé de réaliser des châssis métalliques (par exemple des châssis de fenêtres et de portes) sous forme d'ensembles d'éléments de châssis intérieurs et extérieurs séparés les uns des autres mais reliés entre eux structuralement par ce qu'on appelle un écran ou barrière thermique, c'est-à-dire un ou plusieurs corps formés d'une matière de conductibilité thermique inférieure à celle du métal. Par exemple, la barrière thermique de liaison peut être constituée de polyuréthanne coulé et solidifié entre les éléments intérieur et extérieur du châssis tout en étant retenu latéralement par exemple par une paroi métallique initialement formée avec et s'étendant entre les éléments intérieur et extérieur de châssis, mais qui est enlevée par usinage après la solidification du polyuréthanne; cependant, de tels agencements sont compliqués et difficiles à réaliser, entre autres parce qu'il faut un temps assez long pour la solidification de la matière de la barrière thermique. En variante, une barrière thermique peut être constituée d'éléments en matière plastique ex-trudée (couramment du chlorure de polyvinyle) du type à blocage par enroulement ou par emboîtement, mais à nouveau les formes connues de tels éléments ont tendance à être structuralement complexes, d'une installation incommode et/ou vulnérable au démontage, notamment lorsqu'un ensemble de châssis où ils interviennent est soumis à une contrainte de torsion. En outre, l'utilisation de ces éléments nécessite généralement d'observer des tolérances dimen-sionnelles très serrées.

La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients; à cet effet, elle est définie comme il est dit à la revendication 1.

L'expression thermiquement isolant utilisée dans la présente description en référence aux profilés en U signifie que la matière constituant ces profilés a une conductibilité thermique bien inférieure à celle des éléments de châssis. Typiquement ou de préférence, les profilés en U sont fabriqués par extrusion d'une matière polymère organique, par exemple une résine synthétique telle que du chlorure de polyvinyle, et ils sont non seulement caractérisés par une bonne aptitude de conservation de forme, mais aussi par une résistance à la traction et à la compression relativement élevée.

Dans le châssis selon l'invention, les profilés en U tournés l'un vers l'autre constituent en coopération une barrière thermique en forme de caisson ayant la résistance structurale désirée, en faisant en sorte que, lorsque l'ensemble est soumis à une contrainte de torsion autour de son axe longitudinal, les profilés en U individuels sont en tension et en compression au lieu d'être soumis à une contrainte de flexion, afin d'exploiter avantageusement les propriétés mécaniques d'une matière thermiquement isolante comme le chlorure de polyvinyle qui, bien qu'ayant une faible résistance à la flexion, possède une grande résistance à la traction et à la compression. Il est particulièrement important pour l'obtention des résultats désirés qu'il soit prévu des barbes longitudinales sur chaque côté de chaque aile de profilé en U et en complément des stries longitudinales sur les deux parois correspondantes de chaque rainure de profilé en U. Le verrouillage ainsi établi (obtenu par emmanchement des ailes dans les rainures, c'est-à-dire par déformation du chlorure de vinyle assez rigide avec fluage à froid des barbes en position, de façon que celles-ci soient coincées et retenues en dessous des stries) empêche un délogement des profilés en U sous l'action de forces de torsion, mais on peut avantageusement l'obtenir avec des tolérances dimensionnelles relativement larges, du fait de la présence des barbes et des stries correspondantes sur les deux côtés de chaque aile.

La réalisation de l'ensemble final est rapide et simple, en ne nécessitant aucun temps de retard pour la solidification de la barrière thermique, ni aucune phase d'enlèvement d'une paroi métallique de retenue initiale de liquide ou de pontet entre les éléments intérieur et extérieur du châssis. La barrière thermique possède des propriétés isolantes très satisfaisantes, du fait du bon effet d'isolation de l'espace d'air formé entre les profilés en U à l'intérieur de l'intervalle et également de la faible conductibilité thermique des profilés en U proprement dits. En conséquence, des châssis conformes à l'invention peuvent être utilisés pour une grande diversité de composants de bâtiments, notamment (sans aucun effet limitatif) des châssis de fenêtres, des châssis de portes, ou éléments analogues.

Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, et sur les dessins annexés dans lesquels:

la fig. 1 est une vue partielle en perspective simplifiée d'une forme particulière de châssis selon l'invention;

la fig. 2 est une vue en coupe à échelle agrandie des profilés en U de la barrière thermique et des parties associées des éléments métalliques de châssis intervenant dans l'ensemble de la fig. 1, et la fig. 3 est une vue en coupe horizontale partielle d'un châssis de fenêtre selon l'invention.

Sur les fig. 1 et 2, on a représenté un châssis 10 pour structure de bâtiment agencé conformément à la présente invention, ce châssis comprenant un élément métallique intérieur 11, un élément métallique extérieur 12 et une barrière ou écran thermique 14 comportant deux profilés en U 16 tournés l'un vers l'autre, thermiquement isolants et qui relient entre eux les deux éléments de châssis. Comme

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indiqué, l'ensemble 10 est destiné à représenter, d'une manière un peu schématique et simplifiée, un châssis (tel qu'un châssis de fenêtre ou de porte) agencé pour être monté dans un mur de bâtiment de telle sorte que l'élément intérieur de châssis 11 soit dirigé vers l'intérieur du bâtiment et que l'élément extérieur de châssis 12 soit dirigé vers l'extérieur du bâtiment.

Chaque élément de châssis 11, 12 est un élément unitaire allongé qui est constitué d'un métal tel que l'aluminium (par exemple de l'aluminium pur ou un de ses alliages) et qui est fabriqué avantageusement par extrusion d'une manière classique. Pour simplifier le dessin, les éléments 11 et 12 sont représentés comme ayant des secteurs ou profils qui sont symétriques l'un de l'autre, mais en pratique (comme indiqué plus particulièrement sur la fig. 3 qui sera décrite dans la suite), ces éléments n'ont pas besoin d'avoir des configurations identiques ou même semblables, excepté dans leurs parties immédiatement adjacentes à la barrière thermique.

Les deux éléments 11 et 12 sont placés dans des positions parallèles et étroitement espacées de façon à définir entre eux un intervalle allongé 18 à côtés parallèles. Spécifiquement, dans le mode de réalisation représenté, cet intervalle est formé entre une surface longitudinale plane 21 de l'élément 11, qui est tournée vers l'élément 12, et une surface longitudinale plane 22 de l'élément 12, qui est tournée vers l'élément 11.

Chaque profilé en U 16 est un élément essentiellement rigide formé d'une matière qui a une conductibilité thermique bien inférieure au métal des éléments de châssis 11,12. Dans le mode de réalisation considéré, les profilés 16 sont formés de chlorure de polyvinyle et sont fabriqués par extrusion d'une manière classique, en étant dimensionnés de façon à conserver leurs formes par eux-mêmes. Comme indiqué, chacun des profilés en U 16 comporte une âme centrale 24 et deux ailes parallèles 25 et 26 situées respectivement le long de bords opposés de l'âme. Dans l'ensemble des fig. 1 et 2, les ailes de chaque profilé 16 sont dirigées vers les ailes de l'autre profilé 16. Les deux profilés s'étendent le long de l'intervalle 18 en étant placés parallèlement l'un en regard de l'autre de façon à couvrir l'intervalle et à relier entre eux les éléments de châssis 11, 12, pour former avec eux un ensemble structuralement stable où un volume d'air, fermé latéralement, est ménagé longitudinalement dans ledit intervalle.

Chaque profilé en U comporte une première rainure 28, s'étendant le long de l'intervalle de façon à recevoir une des ailes d'un des profilés 16, et une seconde rainure 30, ouverte dans le sens opposé et s'étendant le long de l'intervalle de manière à recevoir une des ailes de l'autre profilé 16, afin que les ailes de chaque profilé 16 soient respectivement reçues dans des rainures des deux éléments de châssis sur des côtés opposés de l'intervalle. On voit que la rainure 28 située de chaque côté de l'intervalle est alignée avec la rainure 30 située du même côté de l'intervalle, de façon que les deux profilés en U 16 (qui ont des largeurs égales) soient placés en coïncidence l'un avec l'autre pour constituer une barrière thermique ayant une forme de caisson.

Chaque rainure 28 comporte deux parois latérales 32a, 32b, placées l'une en regard de l'autre et qui sont chacune pourvues de plusieurs stries parallèles 34 orientées longitudinalement. Ces stries forment des nervures faisant saillie en direction du centre de la rainure à partir des parois et s'étendent sur la longueur de la rainure. De même, chacune des rainures 30 comporte deux parois latérales 36a, 36b, placées l'une en regard de l'autre et pourvues chacune de plusieurs stries longitudinales parallèles 38 identiques aux stries 34 des rainures 28. Les stries sont solidaires des parois des rainures et elles peuvent être formées commodément en utilisant une matrice d'ex-trusion de profil approprié lors de l'extrusion des éléments 10 et 11.

Chacune des ailes 25 et 26 des profilés en U comporte deux surfaces latérales opposées 40a et 40b qui portent plusieurs barbes longitudinales parallèles et élastiquement déformables 42 destinées à s'accrocher simultanément dans les stries de parois latérales 34 ou 38 d'une rainure 28 ou 30 lors de l'engagement de l'aile dans la rainure.

Ces barbes sont des saillies s'étendant sur toute la longueur des ailes du profilé en U et elles sont solidaires de celui-ci, en étant formées pendant son extrusion.

Les dimensions de section droite de chaque rainure 28 et 30 sont suffisamment grandes, par rapport à l'aile de profilé engagée dans celle-ci, pour permettre un emmanchement forcé de l'aile dans la rainure. Ainsi, les dimensions relatives de l'aile et de la rainure sont telles que, lorsque les éléments de châssis 11 et 12 sont positionnés comme indiqué sur les fig. 1 et 2, les profilés en U 16 peuvent être montés (pour relier entre eux les éléments de châssis) par emmanchement forcé de leurs ailes dans les rainures; quand ils sont ainsi montés, ils sont retenus en place par accrochage des barbes des ailes des profilés dans les stries des parois de rainures des deux côtés de l'aile correspondante. Pour absorber la déformation des ailes de profilé en U nécessaire pour établir l'emmanchement forcé précité, il est avantageux de profiler et de dimensionner les rainures de telle sorte que, après insertion finale des ailes, il existe un espace 44 entre l'extrémité de chaque aile et le fond de la rainure dans laquelle l'aile est engagée.

Il est à noter que, dans l'ensemble de châssis des fig. 1 et 2, les éléments intérieur et extérieur 11 et 12 sont complètement isolés thermiquement l'un de l'autre par la barrière thermique 14 constituée des deux profilés en U 16 et pourvue du volume d'air confiné à l'intérieur de l'intervalle 18. Les composants de cet ensemble sont fabriqués correctement et commodément par des procédés d'extrusion classiques et ils sont assemblés avec facilité par un simple positionnement des éléments métalliques de châssis et par emmanchement des profilés en U thermiquement isolants. L'ensemble ainsi formé est structuralement stable et il est parfaitement capable de résister aux charges auxquelles de tels châssis sont ordinairement soumis en service.

A titre d'illustraiton d'un environnement spécifique d'utilisation de l'ensemble de châssis selon l'invention, on a représenté sur la fig. 3 un exemple de cadre de fenêtre comportant le châssis selon l'invention. Ce système, agencé pour être monté dans un mur de bâtiment (non représenté), comprend un ensemble de châssis de fenêtre 50 agencé pour être fixé dans une ouverture de baie ménagée dans un mur à l'aide d'attaches 52 et pour supporter, en vue de l'exécution de mouvements de glissement vertical indépendants, un grillage de fenêtre 54, un cadre supérieur de fenêtre 56 et un cadre inférieur de fenêtre 58, le grillage 54 étant placé sur le côté extérieur du bâtiment.

L'ensemble de châssis de fenêtre 50 comprend un élément intérieur de châssis 60 en aluminium extrudé et un élément extérieur de châssis 62 en aluminium extrudé qui sont reliés entre eux, mais thermiquement isolés par une barrière thermique 14a conformément à la présente invention. La barrière thermique 14a peut être essentiellement identique à la barrière thermique 14 des fig. 1 et 2; ainsi,

comme indiqué, elle est constituée de deux profilés en U 16 thermiquement isolés et tournés l'un vers l'autre, qui comportent des ailes à barbes emmanchées dans des rainures striées formées dans les éléments de châssis 60 et 62 le long de l'intervalle 18 défini entre ces éléments. De même, le cadre de fenêtre 56 comprend un élément de châssis intérieur 64 en aluminium extrudé et un élément de châssis extérieur 66 en aluminium extrudé qui maintiennent en coopération un ensemble 68 de vitres en verre. Les éléments de châssis intérieur et extérieur du cadre 56 sont reliés entre eux, mais thermiquement isolés à l'aide d'une barrière thermique 14b, qui peut à nouveau être essentiellement identique à la barrière 14 des fig. 1 et 2. Le cadre 58 peut avoir une structure semblable et comporter des éléments de châssis intérieur et extérieur 70, 72 en aluminium extrudé qui sont reliés entre eux par une barrière thermique 14c de même type. Il est à noter que, sur la fig. 3, les particularités de structure du système à châssis non spécifiques de la présente invention ont été omises pour simplifier le dessin.

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1 feuille dessins

Claims (3)

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1. Châssis thermiquement isolé comprenant des éléments métalliques de châssis intérieur (11) et extérieur (12) espacés l'un de l'autre, s'étendant dans des plans mutuellement parallèles et reliés entre eux par deux profilés en U (16) parallèles, allongés et thermiquement isolants, qui couvrent l'intervalle (18) entre les éléments métalliques de châssis, caractérisé en ce que lesdits profilés en U (16) sont disposés de manière que les ailes de chaque profilé en U soient dirigées vers les ailes de l'autre profilé en U, chaque profilé en U (16) comportant une aile (25) qui est engagée dans une rainure (28 ; 30) ménagée dans un élément métallique de châssis (11) et son autre aile (26) qui est engagée dans une rainure (28; 30) ménagée dans l'autre élément métallique de châssis (12), les deux profilés en U (16) formant avec les éléments métalliques de châssis (11, 12) dans ledit intervalle un volume d'air s'étendant longitudinalement et fermé latéralement, les deux parois latérales (32a, 32b; 36a, 36b) de chaque rainure étant pourvues de stries (34, 38) orientées longitudinalement et les ailes (25, 26) des profilés en U (16) comportant sur leurs deux côtés une pluralité de barbes (42) qui s'accrochent dans les rainures pour retenir les ailes dans celles-ci, et en ce que les dimensions de section droite de chacune des rainures sont suffisamment grandes par rapport à celles des ailes pour permettre l'emmanchement serré de l'aile dans la rainure correspondante.

2. Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments métalliques de châssis (11,12) sont formés par extrusion.

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REVENDICATIONS

3. Châssis selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits profilés en U (16) sont formés par extrusion de chlorure de polyvinyle.