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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A L'OBTURATION ETANCHE DrOUVERTURES REALISEES
DANS DU VERRE
La présente invention se rapporte aux ensembles à double vitrage comportant des plaques de verre espacées et obturées hermétiquement ensemble autour de leurs bords. Elle a particulièrement trait à l'obturation étanche des trous ou évents utilisés pour égaliser les pressions régnant à l'intérieur et à l'extérieur d'un ensemble à double vitrage dont les plaques espacées sont réunies par des éléments ou parties d'étanchéisation en verre constituant un liant vitreux entre les plaques.
On a proposé, il y a de nombreuses années, de réaliser des vitrages pour fenêtres se composant de plaques de verre espacées, dont les parties marginales étaient convenablement scellées ensemble pour constituer une chambre à air "mort" de haute valeur isolanteo Evidemment., l'idée semble assez simple,mais en pratique, on se heurtait à une grande difficulté pour obtenir un joint efficace autour des parties marginales de l'ensemble.
Si les bords ne sont pas complètement obturés de façon étanche,1 J'air et la vapeur d'eau sinfiltrent rapidement dans l'ensemble, ce qui fait que, lorsque ce dernier est exposé à de basses températures, la vapeur d9eau se condense sur les faces intérieures du verre et peut se transformer en glace.
A la longue l'eau, qui;, par suite des changements de températures, s9accu mule dans 1 ensemble et s'em évapore de façon répétée,provoque un dépôt à la surface du verre et une décomposition. Cette infiltration d'humidité peut se faire de façon relativement libre au travers ou autour de n'importe laquelle des matières plastiques qui ont été essayées en tant que joint entre les plaques d'un ensemble à double vitrage.
On a fait un gros effort pour pallier cet inconvénient.
On a proposé, pour résoudre le problème, de réaliser un ensemble à double vitrage obturé hermétiquement, les parties marginales de l'une des plaques étant pliées vers l'autre plaque à laquelle elles adhèrent par fusion
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ou par soudure, On obtient cette construction en appliquant des bandes d'une matière conductrice, telle que l' "Aquadag" (marque de fabrique déposée) près des bords des deux plaques de verre, en plaçant les plaques horizontales l'une au-dessus de l'autre, en faisant passer un courant électrique dans les bandes pour engendrer une chaleur suffisante pour ramollir le verre avoisinant et en laissant retomber les parties marginales de la plaque supérieure.
On amène alors ces parties marginales tombantes au contact de la plaque inférieure, et on fait fondre ensemble les parties de verre en contact pour obtenir un joint en verre soudé et continu. On refroidit ensuite les ensembles dans un four pour recuire le verreo
Dans une technique récente et perfectionnée, on juxtapose deux plaques de verre en ne laissant entre elles qu'un espace d'environ 1,58 mm., les deux dimensions horizontales de la plaque supérieure dépassant d'environ 6,34 mm. ou 3,17 mm. de préférence, celles de la plaque inférieure. La plaque supérieure est également munie de bandes conductrices marginales et l'une des plaques est percée pour constituer l'évent nécessaire, de préférence près d'un coin.
On chauffe électriquement la plàque qui comporte les bandes, à l'endroit des bords, de manière que les bords pendent et viennent se souder intimement à la plaque inférieure. On tire la plaque supérieure vers le haut, à l'aide d'un dispositif à vide, pour obtenir l'écartement nécessaire des plaques et on peut la faire vibrer légèrement vers le haut et vers le bas pour obliger le verre, à l'endroit de la réunion, à se raccorder parfaitement. Ultérieurement, on recuit les ensembles et on obture les évents de façon étanche par la technique décrite ici.
On a également proposé de réaliser des ensembles à double vitrage rendus étanches par du verre en écartant les feuilles de-verre au moyen de bandes de verre, dont les bords sont enduits d'une pâte de poudre de verre à bas point de fusion,et en chauffant ensuite l'assemblage pour faire fondre la pâte et obtenir un joint entre les parties en contact de l'assem- blage.
Lors de la réalisation des ensembles au moyen de ces procédés et de procédés similaires,il est bien évident que les gaz emprisonnés entre les plaques de verre s'échauffent et se dilatent fortement. Lorsque ces gaz chauffés se refroidissent au cours de l'opération de recuit, ils se contractent9et tendent ainsi à créer un vide à l'intérieur de l'ensemble. Afin d'empêcher l'aplatissement ou le bris des ensembles par la différence de pression résultante, ils présentent habituellement, en un endroit convena- ble, des petites ouvertures par lesquelles les gaz peuvent entrer dans les unités.
Bien entendu à moins que ces petits trous de passage ou évents ne soient obturés de façon adéquate une fois que les ensembles sont refroidis, la vapeur d'eau peut entrer dans les ensembles à volonté et détruire ainsi leur caractéristique de visibilité. L'obturation adéquate de ces trous de passage ou évents a posé l'un des principaux problèmes lors de la construction d'ensembles par le procédé breveté, Pratiquement, toutes les matières adhésives organiques sont caractérisées par la perméabilité à l'humidité et peuvent même contenir elles-mêmes une certaine humidité, ce qui fait que, dans le cas où les trous de passage sont obturés de façon étanche avec des matières plastiques organiques seules, la vapeur d'eau pénètre aussitôt dans l'ensemble,
même par le petit passage constitué par le trou dans une telle mesure quelle peut se condenser ou même geler aux températures hivernales.
La présente invention est fondée sur le fait que l'on réalise un dispositif d'obturation pour trou de passage pour ensembles à double vitrage soudés ou rendus étanches d'une autre manière par du verre; ce dispositif comporte un manchon tubulaire ou oeillet métallique fixé dans le trou de passage au moyen d'un verre à bas point de fusion, dont le coefficient de dilatation approche celui du verre des feuilles constituant les ensembles à double vitrage, le manchon étant, à son tour, fermé au moyen d'une vis métallique appropriée vissée et scellée dans le manchon.
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Afin de permettre une meilleure compréhension de l'invention, on va maintenant se référer au dessin annexé sur lequel, sur toutes les figures;, les mêmes références désignent les mêmes pièces. Sur ce dessin
La figure 1 est une vue partiellement en coupe et partiellement en élévation, de l'un des types densembles conforme aux moyens généraux de 1:invention; . la figure 2 est une vue en coupe d'un fragment d'un ensemble à double vitrage, montrant, sur une grande échelle, l'évent ou l'orifice de passage objet de l'invention; la figure 3 est une vue en plan fragmentaire d'une plaque de verre pourvue de bandes appropriées et comportant des trous de passage for- més avant de réaliser les ensembles à double vitrage;
la figure 4 est une vue en coupe fragmentaire faite sensiblement par IV-IV de la figure 3; la figure 5 est une vue en coupe fragmentaire représentant un manchon comportant un revêtement en verre à bas point de fusion; la figure 6 est une vue de détail, partiellement en élévation et partiellement en coupe, d'une vis utilisée pour fermer le manchon repré- senté sur la figure 5; la figure 7 est une vue en coupe fragmentaire d'un ensemble représentant l'oeillet de fermeture du trou de passage en position, mais avait que l'élément d'obturation y soit appliqué; la figure 8 est une vue partiellement en coupe et partiellement en élévation d'un ensemble conforme à l'invention;
la figure 9 représente l'opération de purge d'un ensemble ayant pour but d'en éliminer l'humidité; la figure 10 est une vue en élévation fragmentaire d'une variante à laquelle on peut appliquer 1 :invention; la figure 11 est une vue en élévation fragmentaire d'une bande d'écartement destinée au made de construction représenté sur la figure 10 ; la figure 12 est '..le vue en coupe fragmentaire d'une variante.
Un ensemble à double vitrage,conforme aux moyens généraux de l'invention., comporte avantageusement des plaques de verre espacées 10 et 11, ainsi qu'on le voit plus clairement sur la figure l. La plaque 11 peut présenter des parties marginales 12 pliées vers le bas et soudées à la face supérieure de la plaque 10.
La soudure peut se trouver sensiblement au bord de la plaque 10 ou, comme représenté sur le dessin, elle peut en être espacée d'une certaine distance, dans le but de constituer un rebord 13 qui a l'épaisseur du verre et peut être mastiqué ou fixé d'une autre manière à n'importe quelle baie que l'on désire vitrero
Le passage et son élément de fermeture sont désignés, d'une manière générale, par la référence 14 et peuvent être disposés en tout endroit approprié de la construction mais, sur le dessin, ils sont prévus dans le rebord 12 replié vers le bas. On peut pratiquer une ouverture seulement, mais on peut en prévoir davantage comme indiqué en 16.
On peut insuffler des gaz tels que de l'air dans l'ouverture, afin de balayer rapidement les gaz humides se trouvant incidemment dans la chambre 18.
La construction de l'élément de fermeture et plusieurs des stades relatifsà son installation sont représentés sur le dessin, à une très grande échelle. Comme représenté, la construction comprend une ouverture 19 (figure 4) réalisée près de la partie marginale d'une feuille de verre. Cette ouverture peut s'évaser vers l'extérieur, par exemple suivant un angle d'approximativement 60 , à sa face extérieure. Elle peut également s'évaser vers l'intérieur, à la face intérieure de la paroi marginale 12, si on le désire.
La partie intermédiaire 21 du verre, comme représenté, peut être de section
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cylindrique ou légèrement conique.
La construction de l'élément de fermeture de l'ensemble comprend un manchon ou oeillet 2,2 réalisé, de préférence, en métal qui résiste à l'oxydation et qui est à tout le moins hautement infusible. On peut utiliser pour sa construction des aciers connus résistant à la chaleur tels que des aciers inoxydables.. Les oeillets comprennent une partie 23 cylindrique ou presque cylindrique qui est taraudée, et une partie supérieure 24 évasée vers l'extérieur, qui peut se loger dans la partie conique de l'évent ou trou de passage. Le coefficient de dilatation de l'oeillet et de la vis doivent correspondre étroitement à celui du verre.
Il y a lieu de faire observer que le manchon est enduit extérieurement d'une couche adhérente de verre 25, couche qui est également, de pré- férence9 liée ou soudée au verre contigu de la paroi marginale 12. La couche de verre 24 présente, de préférence, un point de ramollissement ou de fusion plus bas que celui du verre contigu, mais elle doit avoir un coefficient de dilatation thermique assez proche de celui du verre auquel elle est réunie. Bien entendu, la composition d'un tel verre à bas point de fusion varie suivant le point de fusion que l'on désire lui donner,et également suivant le coefficient de dilatation thermique du verre auquel on doit le réunir.
Habituellement, les ensembles soudés à chaud seront constitués par du verre sodo-calcique qui est le moins coûteux de tous les verres disponibles à cet effet. On pourrait également utiliser n'importe quel autre verre. De préférence, on fait fondre un verre de liaison, servant à fixer les oeillets dans les ouvertures des plaques composées d'un tel verre, sous forme d'un revêtement déposé sur l'oeillet avant d'introduire ce dernier.
Il peut comporter, de façon classique, des pourcentages élevés d'oxyde de plomb, d'oxyde de bore et d'alumine. En dosant de façon appropriée ces composants du verre, on peut pratiquement s'approcher étroitement de n'importe quel coefficient de dilatation thermique et, en même temps, on peut maintenir le point de fusion du verre de liaison suffisamment bas pour être sur qu'il adhérera au verre avoisinant le trou d'évacuation lors de l'opération de soudage.
Un moyen pratique pour enduire les surfaces extérieures des oeillets avec du verre à bas point de fusion consiste à visser l'oeillet sur un petit mandrin et à chauffer le mandrin à l'aide d'une flamme, ce qui fait que l'oeillet s'échauffe jusqu'au point de fusion du verre. On peut alors faire adhérer le verre en frottant une tige de ce dernier contre l'oeillet.
Le manchon 22, lors de l'assemblage, est obturé au moyen d'une vis 26 qui comporte, de préférence, une partie filetée 27 et une tête tronconique 28 correspondant à l'intérieur du manchon ou oeillet 22 et présentant une fente 28a destinée à recevoir l'extrémité d'un tournevis. Si l'oeillet et la vis sont ajustés avec précision, le contact entre les surfaces métalliques empêchent avec sûreté l'entrée de l'air et de l'humidité. Toutefois, on revêt,de préférence, les filets de la vis d'une couche 29 en matière plastique destinée à constituer un joint permanent entre les filets du manchon et les filets de la vis.
Comme matières plastiques, convenant à l'étanchéisation des filets, on peut citer des suspensions de latex de caoutchouc, du caoutchouc synthétique tel que du thiocol, des polymères de méthacrylate de méthyle, des polymères et des isomères de caoutchouc, des résines de vinyl acétal telles que celles utilisées dans le verre de sûreté, etc.. Une composition intéressante comprend un mélange liquide d'une résine de glyptal ou de résine alkyde et un "silicone" ou résine d'ester de silicium. La résine de glyptal est un polyester de glycérol et d'acide phtalique. Elle peut comporter un acide d'huile siccative ou autre acide gras, par exemple, de l'acide linoléique, par exemple, dans une proportion équimoléculaire par rapport à l'acide phtalique.
On peut combiner ces composants suivant une gamme relativement étendue, par exemple, en utilisant 10 à 90% du premier pour une gamme correspondante du dernier. Le mode de préparation de ces types de résines est classique et on peut se procurer ces deux types de composants dans le commerce.
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Si on le désire, on peut revêtir la face extérieure de l'enmsemble de fermeture et le verre contigu d'un revêtement 32 en métal à bas point de fusion., Cette expression couvre le plomb et les alliages à bas point de fu- sion, tels que de la soudurele métal Rose,etcoo
Lors de la formation et de l'étanchéisatioon de 1?ensemble, confor- mément aux moyens généraux objet de la présente invention, les techniques de chauffage du verre et de réunion des parties chauffées pour former les ensembles constituent des modes opératoires classiques. On utilise;, pour constituer l'une des parois latérales 11 d'un ensembleune plaque de verre que l'on a percée de façon appropriée pour réaliser des trous de passage, comme l'indique la figure 4 du dessin.
Les trous peuvent présenter en coupe la configuration représentée sur le dessin ou toute autre configuration ap- propriéeo Après avoir percé les plaques 11 on peut rogner leurs coins sui- vant un angle de 45 comme indiqué en 33 sur la figure 3, On peut également travailler les bords du verre ou bien les lisser en les mettant légèrement en contact avec une courroie abrasive ou autre élément abrasif.
On doit nettoyer parfaitement les plaques et appliquer les bandes d'une matière conductrice indiquées en 34. Une matière conductrice appropriée comporte de 1' "Aquadag" qui est une suspension de graphite dans de l'eau.
On peut appliquer les bandes au moyen de rouleaux;, de brosses, ou par toute autre technique appropriée. A ce moment, on insère dans les ouvertures les manchons ou oeillets 22 comportant des revêtements 25 en verre à bas point de fusion adhérant autour d'euxo Bien entendu, le manchon et le revêtement qui le recouvre sont de diamètre extérieur légèrement moindre que le diamè- tre interne du trou de passageo
Après avoir introduit les manchons ou les oeillets, on superpose les plaques de façon espacée les unes par rapport aux autres, et on fait passer le courant dans les bandes 34 pour ramollir, conformer et faire fondre ensemble les bords des plaques.
Si le trou de passage ou évent se trouve près du bord du verre, l'oeillet s9échauffe fortement, par exemple jusqu'à 815 C par le passage du courant électriqueo Le revêtement de verre recouvrant l'oeillet fond jusqu'à la surface avoisinante du trou de passage et l'oeillet est immobilisé en positiono Une fois que les ensembles ont été confectionnés et recuits, or les sort de l'appareil de recuit (non représenté)
On peut facilement expulser les gaz contenus dans les ensembles en insufflant de force un gaz sec, tel que de l'air sec, dans 1?un des trous de passage au moyen d'un ajutage 35,représenté sur la figure 9 et en le laissant sortir par l'autre trou de passage.
Une fois que les ensembles sont suffisamment purgés, on obture les trous de passage en introduisant une vis 26 dans chaque trou. Bien entendu, les vis sont convenablement enrobées de matière plastique avant leur introduction. Or peut appliquer facilement un enrobage en matière plastique en trempant les vis dans une solution de la matière plastique désirée, ou en pulvérisant ladite solution sur les vis et en laissant ensuite les solvants s'évaporer. On envisage également de tremper les vis dans la matière plastique en fusion ou de les saupoudrer pendant qu'elles sent chauffées avec de la matière plastique fusible.
Une technique d'enrobage appropriée de la vis consisterait à enlever la graisse de cette dernière, par exemple en la trempant dans un solvant tel que du tétrachlorure de carboneo Ces opérations se trouvent facilitées si la vis et la région située autour du trou de passage ou évent sont chauffées, par exemple à environ 100 Co Cette température pourrait être inférieure ou même de beaucoup supérieure, par exemple 200 C.
On peut tremper la vis dans une solution de matière plastique.
Une solution intéressante comporte 2 cm3 d'ester de silicone ou 10 cm3 de toluol. On ajoute à une partie en volume de cette solution, 20 parties en volume de résine de glyptal.
On secoue la vis pour la débarrasser de la solution en excès, on l'introduit dans l'oeillet et on la serre à bloc. On cuit ultérieurement l'ensemble à 100 C pendant une période qui peut varier de 10 minutes à plu-
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sieurs heures,par exemple 4 ou 5 heures. Une bonne moyenne serait 1 heure et demie.
Une fois que l'on a introduit les vis, on peut recouvrir la tête de l'assemblage avec du métal fusible ou avec de l'alliage, comme indiqué en 32, On peut utiliser divers modes d'application. Un- procédé- ou mode pratique consiste à préparer les surfaces en pulvérisant le métal en fusion contre la face extérieure de l'assemblage ou en projetant du métal en poudre contre la face à enrober et en appliquant ensuite un revêtement de soudure en fusion avec un chalumeau ou un fer chaud. Le mode d'application d'un tal revêtement ne constitue pas en lui-même une caractéristique de la présente invention.
Il est bien entendu que le revêtement de l'assemblage avec de la soudure ou autre métal fusible est facultatif et qu'on l'exécute à titre de précaution pour empêcher l'altération possible de la vis. Dans certains cas, il. peut ne pas être indispensable. La vis constitue un joint adéquat sans autre traitement,
Jusqu'à ce jour, on a proposé de préparer des ensembles à double vitrage en écartant plusieurs plaques de verre au moyen de bandes étroites de verre dont les bords sont scellés aux plaques contiguës au moyen d'un agent liant tel que du verre ou de la glaçure à bas point de fusion.
Le chauffage de tels ensembles pour faire adhérer par fusion l'agent liant aux plaques de verre a pour conséquence, de façon inhérente,le chauffage et la dilatation des gaz contenus dans les ensembles, ce qui fait que ces derniers doivent comporter des trous de passage pour permettre au gaz de sortir ou d'entrer, suivant que la température s'élève ou s'abaisse.
Bien entendu, dans les ensembles finison doit sceller ces trous de passage pour empêcher l'humidité d'entrer. A cet effet,on peut utiliser le joint décrit ci-dessuso
L'application de ce mode de réalisation est représenté sur les figures 10 et 11 du dessine Sur le dessin, les plaques 50 et 51 en verre sont écartées par d'étroites bandes de verre,52, dont les bords sont liés aux plaques par de minces couches de verre ou de glaçure à bas point de fu- sion indiquées en 53. Une couche similaire 54 est également disposée entre les parties terminales de recouvrement des bandes.
Des trous de passage 56, similaires aux trous de passages ou évents 17,sont formés dans l'une ou plusieurs des bandes et ces trous sont obturés dans la construction finie par des oeillets 22 et des vis 26. Etant donné que la conformation du trou et son obturation correspondent exactement à celles représentées sur la figure 2, il ne semble pas nécessaire de représenter à nouveau ces détails de construction.
Lors de l'assemblage de la construction, les trous de passage sont percés dans une ou plusieurs des bandes 52. Les bords des bandes peuvent également être légèrement travaillés par abrasion. Ultérieurement, on nettoie et on sèche parfaitement les bandes. On peut alors recouvrir les bords des bandes d'un revêtement 53 en verre ou en glaçure à bas point de fusion, dont le coefficient de dilatation thermique correspond, de fagon aussi proche que possible à celui du verre auquel on l'applique. La glaçure peut se présenter sous la forme d'une pâte de verre en poudre qui adhère aux surfaces auxquelles on l'appliquée On assemble ensuite les ensembles. On peut introduire les oeillets dans les trous de purge avant ou après avoir assemblé les pièces.
Pour faire fondre le verre à bas point de fusion des couches 53, 54 et de la couche 25 placée sur l'oeillet, on place les ensembles dans un four (non représenté) et on les chauffe parfaitement pour faire adhérer les diverses pièces comme un tout. On recuit et on refroidit ensuite les ensemblesoOn les purge ultérieurement avec un gaz sec tel que de l'air et on les scelle de la même manière que les ensembles déjà décrits.
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On peut utiliser le même mode opératoire que lors du scellement' de la construction représentée sur la figure 120 Dans cette construction, on soude ensemble les plaques de verre 60 et 61, comme indiqué en:62. On y pra- tique un trou ou évent de passage 63 de la manière déjà décriteo On lé dis- pose, de préférence, dans la face de l'ensemble, mais près d'un coin ou d'un bord où il sera masqué par du mastic, ou tout au moins peu apparent. On scel- le ce trou exactement de la manière déjà décrite,,
Il est évident que le trou de purge d'un ensemble constitue un moyen pratique pour introduire un élément de fermeture métallique et que son obturation permet de sceller efficacement cet élément de fermeture, ce qui permet d'obtenir un obstacle durable à l'entrée de l'humidité.
On peut effec- tuer l'opération d'étanchéisation finale aux températures et pressions at- mosphériques normales, ce qui fait que la pression régnant dans l'ensemble est très proche de la pression atmosphérique à la fin de l'opération.
REVENDICATIONS. la Procédé de scellement de l'ouverture de passage d'un ensemble à multiple vitrage, caractérisé en ce qu'il consiste à pratiquer un orifice de passage dans l'une des feuilles de verre espacées constituant 1?ensemble, à enrober la périphérie externe d'un manchon avec du verre ayant une basse température de fusion,à introduire le manchon enrobé dans l'ouverture de passage, à chauffer les bords des feuilles de verre jusqu'à la température de fusion pour réaliser un joint verre contre verre entre les bords marginaux des feuilles, le verre de l'une des feuilles avoisinant l'ouverture de passage étant porté jusqu9à la température de fusion de l'enrobage en verre prévu sur le manchon en scellant, par suite, le manchon en position,
et à obturer l'ouverture du manchon.