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JOINTS D ETANCHEITE POUR VITRAGES.ET.DISPOSITIFS ANALOGUES ET LEUR @ 'PROCEDE. DE FABRICATION .
L'invention a pour objet des perfectionnements aux joints d'é- tanchéité pour vitrages et leur procédé de fabrication. Elle concerne plus particulièrement la fabrication de joints pour vitrages de véhicules, tels que des pare-brise, glaces de custode, hublots, etc... ainsi que pour des vitrages-d'immeubles, ces vitrages pouvant être simples,ou à deux ou plu:- sieurs épaisseurs de verre.
L'invention concerne le cas de vitrages en verre (vitres en verre ou glaces ordinaires ou trempées, verres "sadwich" comprenant plusieurs feuilles de verre collées ensemble avec interposition d'une-,pellicule en ma- tière plastiquer etc..) sur lesquels on veut faire adhérer de façon étanche un joint en caoutchouc.
Si l'on considère par exemple le cas particulier du montage d'un pare-brise dans son encadrement, le problème à résoudre consiste à réa- liser un joint qui soit à la fois élastique pour soustraire autant que possi- ble le pare-brise aux chocs et vibrations et d'une étanchéité parfaite, pour empêcher la pluie de pénétrer à l'intérieur du véhicule. Le procédé habituel consiste à encastrer le bord du pare-brise dans la feuillure d'un profilé en caoutchouc, avec interposition d'une colle, puis à fixer le tout dans une monture métallique. Après un temps de séchage appropré de la colle, le joint est réputé donner l'étanchéité voulue. En fait, il n'en est rien. Les colles employées n'assurent qu'une étanchéité imparfaite et précaire. De plus, il est pratiquement impossible de réaliser des vitrages dont les dimensions soient très précises.
Il en résulte qu'à certains endroits le verre rempli incomplètement la feuillure du joint en caoutchouc ou bien ce dernier remplit incomplètement la feuillure de l'encadrement, ce qui compromet l'étanchéité et la solidité.
Le problème consistant à réaliser un joint étanche sur le pour- tour d'un vitrage est encore plus difficile à réaliser dans le cas de vi- trages à plusieurs épaisseurs, c'est-à-dire formés de feuilles parallèles
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séparées par des matelas d'air. On sait que de tels vitrages ne sont viables que si l'étanchéité est parfaite..
Le procédé suivant l'invention repose sur cette constatation que, tandis que le caoutchouc ne peut pas être efficacement collé sur le verre, on peut le faire adhérer au contraire d'une façon très énergique sur certains métaux ou alliages et que d'autre part on peut réaliser sur le verre des couches extrêmement adhérentes de métaux suivant des procédés bien con- nus.
Le procédé suivant l'invention consiste essentiellement à dé- poser sur les bords du vitrage une couche métallique très adhérente, puis à faire adhérer le caoutchouc sur celle-ci'.
En règle générale, on interpose entre le métal et le caout- chouc une colle qui, par séchage, cuisson, polymérisation, vulcanisation, etc... adhérera à la fois au métal et au caoutchouc, lequel peut être du caoutchouc naturel ou synthétique.
Au lieu de mouler ou laminer à l'avance le joint de caoutchouc, on combinera avantageusement le procédé de vulcanisation qui, lui-même, né- cessite un moule, au procédé de moulage proprement dit.
Une caractéristique importante de l'invention consiste donc à introduire dans un moule de vulcanisation de forme appropriée les bords mé- tallisés d'un vitrage simple ou à épaisseurs multiples, séparées par des entretoises convenables, et du caoutchouc non vulcanisé, à mouler ce caout- chouc en place autour du vitrage et à provoquer simultanément la vulcanisa- tion de ce caoutchouc sur les bords métallisés du vitrage.
Outre que ce procédé permet d'économiser une opération préa- lable de moulage, extrusion ou laminage du joint, il présente d'autres avan- tages importants. Ainsi, la garniture de caoutchouc étant moulée en forme sur la périphérie du vitrage, on évite les déformations de sections ou les ten- sions anormales qui sont souvent cause du manque d'étanchéité ou de la mau- vaise tenue au vieillissement des montages actuels, en particulier dans les arrondis de faible rayon.
De plus, l'étanchéité est aussi parfaite avec une plaque de verre dont la surface présente des parties en creux ou en relief (verre "cathédrale",cannelé, martelé, etc...) qu'avec des vitres ou-glaces à surface lisse.
On évite la nécessité d'exécuter des soudures pour réunir les éléments des profilés élastiques entre eux.
En outre ce procédé permet d'obtenir un vitrage encadré de caoutchouc dont les dimensions peuvent avoir le même degré de précision que l'encadrement ou la menuiserie ou huisserie*recevant le vitrage.
On peut d'ailleurs prévoir à la périphérie du joint des cor- dons d'étanchéité destinés à s'écraser dans la-feuillure de l'encadrement ou huisserie au moment du montage ou des j'entes ou rainures destinées à . recevoir des nervures en saillie sur l'encadrement ou huisserie, ce qui permet d'obtenir une étanchéité parfaite entre le verre et le caoutchouc et une bonne étanchéité entre ce dernier et la feuillure de l'encadrement.
D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en se référant au dessin annexé, qui montre, à titre d'exemple, plusieurs formes de réalisation de'l'invention et dans lequel :
La fig. 1 est une coupe schématique d'un moule pour la fa- brication d'un joint suivant l'invention, le moule étant ouvert;
La fig. 2 est une vue analogue à la fig. 1, montrant le moule fermé;
La fig. 3 est une vue en perspective d'un fragment du produit obtenu :
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La fig. 4 est une coupe transversale d'une partie du vitrage monte dans son encadrement;
La fig. 4a est une vue analogue à la fig. 4 montrant une va- riante;
La fig. 5 est un schéma d'une partie d'un joint avec des sec- tions transversales rabattues aux extrémités, montrant un joint moulé sur le bord d'un vitrage irrégalier;
La fig. 6 est une coupe schématique d'un joint formé sur le bord d'un vitrage double;
La fig. 7 montre en perspective, avec arrachement partiel, un vitrage double ceinturé d'un joint suivant l'invention ;
La fig. 8 est une coupe transversale d'un joint formant char- nière;
La fig. 9 montre un moule pour vulcaniser le joint à la fois sur le vitrage et sur un encadrement métallique ;
La fig. 10 est une coupe d'un vitrage double entretoisé par une partie de l'encadrement métallique et
La fig. 11 est une coupe analogue d'une variante.
En se référant à la fig. 1, on a représenté en 1 un vitrage sur les bords duquel il s'agit d'établir un joint d'étanchéité. Dans ce but, on commence par déposer sur le bord du vitrage, sur une largeur 1 appropriée, une couche métallique 2, 2a sur chaque face du vitrage, par l'un des procé- dés bien connus de métallisation, pour servir d'ancrage au joint de caout- chouc. Ces couches métalliques peuvent être enduites d'une colle, destinées à faciliter l'adhérence du caoutchouc par vulcanisation, ainsi qu'il est bien connu dans cette technique.
On place ensuite ce vitrage dans un moule de vulcanisation, comprenant par exemple deux moitiés 3 et 4 qui, lorsqu'elles sont rappro- chées au maximum (fig. 2) se touchent le long de leurs parois marginales ab, a'b'o Des dépressions 5, 5a, 6, 6a, 7, 7a sé faisant face face forment, lorsque le moule est fermé, une petite cavité 8, une grande cavité 9 et une fente 10, celle-ci livrant passage au vitrage 1, avec un certain jeu. Les moitiés 3 et 4 du moule sont pourvues de moyens de chauffage, par exemple des canaux de circulation de vapeur 11.
Pour vulcaniser un joint d'étanchéité sur le vitrage, on dis- pose dans la dépression 6a un cordon de caoutchouc non vulcanisé 12, on met en place le vitrage, on dispose un autre cordon de caoutchouc non vulcanisé 13 sur le bord métallisé du vitrage, on ferme le moule et on exerce la pres- sion nécessaire, en disposant par exemple les moules entre les plateaux A et B d'une presse hydraulique (fig. 2). La quantité de caoutchouc mise dans le moule doit être en excès par rapport à la capacité des cavités 8 et 9, de sorte que le caoutchouc plastique non vulcanisé qui se trouve en excès est refoulé, .à la fermeture du moule, entre les parois de la fente 10 et celles du vitrage 1, formant ainsi deux minces pellicules de caoutchouc 14, 14a et, le cas échéant, deux bourrelets 15, 15a.
De cette fagon, on peut être cer- tain que la cavité 9 sera complètement remplie de caoutchouc.
On chauffe alors le moule à la température' de vulcanisation sous pression, pendant le temps nécessaire, puis on démoule et on obtient un vitrage encadré de caoutchouc, dont un fragment est représenté à la fig.
3. Le joint proprement dit 16 adhère fortement au métal déposé en 2,2a lequel adhère à son tour parfaitement au verre. Par contre, les minces pellicules 14, 14a et le bourrelet 15, 15a n'adhèrent pas au verre et peuvent être faci- lement enlevés en les coupant au ras du joint 16, comme représenté en cd , à l'aide d'un couteau quelconque. La petite cavité-ou rainure 8 donne nais- sance à un cordon d'étanchéité périphérique 17 dont le rôle apparaîtra en se référant à la fig. 4. Dans cette figure, on a représenté le vitrage 1 mis en place dans la feuillure formée par un encadrement métallique 18, recouvrant
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un cadre en bois 18a par exemple, le joint d'étanchéité 16 étant comprimé dans la feuillure par une baguette telle que 19, maintenue par des vis 20.
Les dimensions extérieures du joint 16 et celles de la feuillure 18 sont choisies de façon à ménager le jeu juste nécessaire pour permettre la mise en place facile du vitrage, et à provoquer l'écrasement du cordon 17 qui s'appuie ainsi élastiquement sur le fond de la feuillure.
On pourrait bien entendu prévoir deux ou plusieurs cordons tels que 17, s'étendant sur une seule face ou sur deux ou trois des faces du joint, pour améliorer l'étanchéité et former une sorte de labyrinthe s'oppo- sant au passage de l'eau, ces cordons multiples pouvant constituer#des stries ou cannelures sur les faces du joint.
Au lieu de former sur le joint des cordons en saillie, on peut au contraire ménager au moulage des rainures telles que 17a (fig. 4a) dans lesquelles pénètrent et s'emboîtent de façon étanche des nervures telles que 18a en saillie sur l'huisserie ou encadrement 18. Ce système, d'une part, améliore l'étanchéité et, d'autre part, assure la fixation du joint dans cet encadrement.
La Fig. 5 montre que des irrégularités de dimension du vitrage 1 n'affectent pas l'étanchéité. Cn a supposé dans cette figure que le bord du vitrage présente une irrégularité efgh, fortement exagérée au dessin.
On voit que cette irrégularité se traduit simplement, dans les coupes ra- battues faites en e et h, par une pénétration plus ou moins profonde du verre dans le caoutchouc.
Les figs. 6 et 7 montrent l'application du procédé à la con- fection d'un vitrage double formé de deux vitres ou glaces 21, 22 séparées par une cale ou entretoise marginale 23, de façon à ménager un matelas d'air 24, le joint d'étanchéité 25 venant sceller le bord de l'ensemble.
Pour réaliser un tel joint, on métallise seulement les bords des vitres 21,22 sur leurs faces extérieures, comme représenté en 26, 27.
L'ensemble est alors disposé dans un moule identique à celui des figs. 1 et 2, avec des cordons de caoutchouc 12 et 13 qui, après moulage, vulcani- sation et enlèvement des pellicules telles que 14, 14a et des bourrelets tels que 15, 15a forment le joint 25. Celui-ci pourrait bien entendu com- porter des cordons périphériques tels que 17.
Il doit être entendu que le procédé ci-dessus décrit n'est pas strictement limité aux modes de réalisation décrits ci-dessus.
En ce qui concerne le vitrage, celui-ci peut avoir une forme quelconque et être plan, cylindrique ou avoir une courbure quelconque.
Par vitrage, il faut entendre toute surface ou masse transpa- rente ou translucide destinée à être reliée de façon étanche à des éléments adjacents. La confection de vitraux multicolores, la fixation de pavés en verre, etc.. rentrent dans le cadre de l'invention.
La nature du métal dont on recouvre le verre dépendra bien en- tendu de son aptitude à adhérer au verre et au caoutchouc. L'aluminium ou ses alliages, recouvert éventuellement de laiton, convient particulièrement bien.
L'épaisseur du revêtement peut être de l'ordre de 0,05 à 0,15 un*
Le revêtement métallique en contact avec le verre peut être appliqué par tous moyens appropriés. En pratique, le procédé ayant donné les meilleurs résultats est la métallisation par projection de métal fondu au pistolet oxyacétylénique. Cette technique est bien connue et ne nécessite par d'explications détaillées. On mentionnera toutefois que l'adhérence du métal au verre nécessite le dégraissage de la surface à métalliser. Un pré- chauffage de la vitre ou glace à 250-350 améliore en général l'adhérence.
Si ce préchauffage est indésirable ou impossible, on peut procéder à un dé- polissage préalable, par exemple au jet de sable ou à l'acide.
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Le revêtement métallique superficiel, en laiton par exemple, peut se faire par le même procédé, mais il est préférable de l'appliquer par galvanoplastie, conformément à la technique habituelle. Un laiton à 70% de cuivre et 30% de zinc donne de bons résultats .
Pour limiter la surface à métalliser, on peut protéger les par- ties voisines par des caches ou pochoirs. S'il y a lieu, on peut métalliser les vitres sur leur tranche, comme indiqué en 2 aux figs. 1 et 2.
La nature de la colle utilisée pour assurer le collage du ca- outchouc sur le métal dépendra de la nature de ces deux matériaux. Les dis- solutions de caoutchouc dans des solvants ou autres colles utilisées habi- tuellement dans la technique de la vulscanisation caoutchouc sur métal conviennent à cet effet.
Une colle donnant de bons résultats est constituée par une dissolution dans un solvant, soit de chlorhydrate de caoutchouc, soit du produit de réaction de nitrite acrylique et de caoutchoucs naturel et chloré, par exemple le produit connu sous la dénomination Ty-Ply "Q" ou celle de "canite"o
Lorsque la matière d'étanchéité est prémoulée et ne nécessite aucun traitement à chaud, on peut exécuter le collage à froid, à l'aide d'u- ne colle ou dissolution de caoutchouc du type utilisé pour le collage à froid' du caoutchouc sur métal.
La partie métallisée doit être dégraissée, s'il y a lieu, avant application de la colle et il y aura donc intérêt à appliquer la colle sur la partie métallisée le plus tôt possible, afin de protéger celle-ci contre les altérations et souillures et d'assurer le séchage de la colle avant moulage et vulcanisation du joint.
Dans la description qui précède, on a supposé que la masse plastique est disposée dans le moule sous forme de cordons ou boudins 12, 13, plus ou moins uniformes. Toutefois, la consistance et la forme sous la- quelle cette masse est alors mise en oeuvre peut varier depuis une masse flui- de ou pâteuse que l'on introduit ou injecte dans le moule, par exemple sous pression, jusqu'à un joint encore plastique dont la forme est ébauchée par prémoulage, extrusion, boudinage, laminage, etc... en passant par des ébauches plus ou moins grossièrement façonnées comme les cordons ou boudins sus-indi- qués.
Ladite masse peut déjà posséder sensiblement les mêmes proprié- tés que le joint définitif, et par exemple ce peut être un profilé de ca- outchouc vulcanisé, le chauffage sous pression ayant seulement pour effet d'assurer le collage, mais , comme dit ci-dessus, il est beaucoup plus a- vantageux d'employer une matière première qui, avant moulage, soit assez plastique pour pouvoir remplir le moule et refluer sous forme de pellicule 14, 14a et qui, après moulage à chaud, se soit transformée chimiquement dans le but de perdre sa plasticité et d'acquérir par contre l'élasticité désirée. Le caoutchouc non vulcanisé et certains caoutchoucs synthétiques se prêtent à cette transformation.
On peut avantageusement utiliser les mélanges de caoutchouc na- turel ou synthétique couramment utilisés pour la fabrication de pièces mou- lées en caoutchouc, telles que joints, cales, supports de moteurs, etc...
Ces moulages sont couramment vulcanisés par cuisson à 140- 150 pendant 15 à 20 minutes. Leur dureté est de l'ordre de 50 à 70 Shore.
A titre d'exemple, le mélange suivant donne de bons résultats : caoutchouc haut sous forme de feuille fumée 100, carbone black ............................. 30 oxyde de zinc ............................. 5
EMI5.1
soufre (lOti Il Q 0 0 . CI CI 0' " D 9- . (1 0 " 10 0 (1 () " . et 0 CI Il 0 (1. 0 0' (1 e - 3 acide stéarique ........................... 3
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A ce mélange on ajoute les petites proportions habituelles de correcteurs, accélérateurs,, anti-oxygène, etc...
Des mélanges analogues, mais à base de caoutchouc synthétique, comme par exemple de néoprène, pourraient également être employés notamment pour obtenir une meilleure tenue au vieillissement, une meilleure résistance aux agents atmosphériques, ou une meilleure résistance à certains produits huile, solvant, etc...
Dans le cas où les vitres sont en verre ou glace sandwich, on emploiera des mélanges de caoutchouc se vulcanisant aux environs de 100, 110 , des températures plus élevées risquant d'altérer la couche plastique intermé- diaire.
Le profil du joint d'étanchéité variera bien entendu suivant le profil de l'encadrement ou feuillure. L'encadrement peut d'ailleurs être constitué par le joint lui-même; c'est ainsi qu'un vitrage de fenêtre, lucar- ne, hublot, etc... peut être ceinturé par un joint de caoutchouc ou autre matière élastique formant l'ouvrant de la fenêtre et destiné, dans la posi- tion de fermeture, à s'appliquer de façon élastique et étanche contre le dormant.
Dans ce cas, on peut tirer parti de la déformabilité et de l'élas- ticité de la matière du joint pour constituer la charnière de l'ouvrant par une patte venant de moulage avec le joint, comme représenté à la fig. 8, dans laquelle le joint 16 se prolonge sur une partie ou la totalité d'un de ses côtés par une patte 28, s'engageant dans une feuillure 29 du dormant 30, une bande de serrage 31 étant serrée contre la patte 28 par des vis 42.
Comme représenté au pointillé, le vitrage ouvrant pivots par flexion de la partie libre de la patte 28 qui forme charnière et peut être renforcée s'il y a lieu par un entoilage, une âme en acier à ressort, etc...
Lorsque le vitrage est pris dans un encadrement ou huisserie métallique, le joint peut être vulcanisé simultanément sur le vitrage et sur l'encadrement, au moment du moulage, comme représenté à la fig. 9, dans la- quelle on a représenté un vitrage double 21,22 sur lequel un joint 25 est en cours de moulage dans un moule 7, 7a. Celui-ci est établi de façon à recevoir et centrer un profilé métallique 33 destiné à constituer l'enca- drement, et il possède des surfaces telles que ef, gh par lesquelles le profilé 33 se trouve en contact thermique avec des parois chaudes du moule, de façon à porter ledit profilé à la température de vulcanisation et à permettre la jonction étanche et solide du joint 25 avec le profilé métal- lique.
La section et la forme de celui-ci peuvent bien entendu être quel- conque, le moule étant adapté à cette forme.
Les parties métalliques du profilé 33 destinées à être vulcani- sées sur le joint peuvent être laitonnées pour améliorer l'adhérence. Elles doivent être dégraissées et sont de préférence enduites d'une colle ou disso- lution, comme indiqué ci-dessus.
On remarquera à la fige 9 que l'entretoise 34 destinée à mainte- nir l'écartement entre les vitres 21, 22 a une section en T, cette disposi- tion facilitant la mise en place correcte des vitres dans le moule et s'op- posant au reflux du caoutchouc entre les vitres lors du moulage sous pression.
Ce profilé entretoise peut être en toute matière rigide ou semi- rigide capable de supporter, dans être déformée de façon inacceptable, la pression qui, au moulage, tendra-à.rapprocher les vitres l'une de l'autre ou à faire pénétrer le caoutchouc entre les vitres. Il peut être, par exemple, en matière thermo-plastique, en matière thermo-durcissable, en ébonite, en caoutchouc dur vulcanisé, en fibre, en verre minéral ou organique, en métal, etc...
Ce profilé sera avantageusement collé, sur chacune des vitres à réunir, par les méthodes et à l'aide des produits courants permettant d'ob- tenir entre ce profilé entretoise et les vitres une adhérence qui peut être provisoire mais suffisante pour faciliter les opérations de manutention a- vant, moulage et permettre le moulage sous pression de la garniture en ca- outchouc sur la périphérie des vitres sans que ce caoutchouc puisse pénétrer dans l'espace entre les vitres.
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Les colles ci-dessous peuvent par exemple être employées pour ce collage ; colle de silicate, colle caoutchouc, colle cellulosique, colle synthétique, colle vinylique, etc... à l'exception des colles susceptibles de moisissure ou de fermentation.
Le profilé entretoise 34 peut former l'âme intérieure du pro- filé constituant l'huisserie ou l'encadrement ou le profilé peut être ré- duit à cette entretoise, comme représenté à la fig. 10 où 35-désigne l'âme en question, s'insérant entre les vitres 21 et 22. Dans cet exemple, le joint d'étanchéité est réduit à deux bandes de caoutchouc ou matière analogue, 36,
37, vulcanisées d'une part sur des parties métallisées 38, 39 des vitres et d'autre part sur l'âme 35.
Dans la variante de la fig. Il, les joints 36, 37 se logent dans des rainures 40, 41 de l'âme 35.
Dans tous les modes de réalisation de l'invention le vitrage et le joint forment bloc, de sorte que le montage se fait à l'usine dans des conditions de rapidité, de précision et d'économie optima, et l'entre- preneur ou constructeur reçoit des éléments standard peu fragiles qu'il est à son tour en mesure de mettre en place dans les meilleures conditions, la précision obtenue au moulage, qui peut atteindre le centième de rnilli- mètre, permettant un ajustage parfait dans une fabrication en série. On notera que le vitrage ainsi réalisé est étanche indépendamment de tout ser- rage extérieur.
Dans tous les vitrages doubles ci-dessus décrits, on peut, lors de la mise en place des vitres dans le moule, introduire entre ces vitres des matériaux divers et, en particulier des isolants comme l'ouate de verre ou des substances susceptibles d'absorber l'humidité, comme par exemple le gel de silice.
On peut aussi prévoir à travers le joint 25 et l'entretoise
23 une valve ou raccord 42 (fig. 7) ou tout autre système approprié pour permettre de conditionner l'atmosphère à l'intérieur de l'espace compris entre les vitres et le joint, et, en particulier, faire le vide ou provo- quer une surpression ou introduire des fluides spéciaux.
On peut aussi constituer sur une ou plusieurs faces des vi- tres, par le procédé déjà signalé de métallisation au pistolet, des résis- tances chauffantes permettant d'utiliser les vitrages simples ou doubles comme anti-buée ou anti-givre.
L'adjonction par moulage d'une garniture de quelques milli- mètres d'épaisseur sur la périphérie des vitrages permet d'employer des . vitres brutes de coupe qui n'ont pas besoin d'être usinées à des dimen- sions très précises, le surplus de matière crue employée pour la consti- tution de la garniture permettant de compenser les différences de cotes de l'ordre du millimètre.
Si le matériel de moulage et cuisson dont on dispose n'a pas les dimensions suffisantes pour garnir en une seule fois tout le pourtour du vitrage, les opérations de moulage et cuisson peuvent être exécutées sur des éléments successifs du périmètre du vitrage en déplaçant celui-ci entre les parties du moule et les plateaux de presse.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux détails d'exé- cution ci-dessus décrits, qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.
REVENDICATIONS.
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