FR2937368A1 - Association de deux profiles en matiere synthetique - Google Patents

Abstract

Association par aboutement de deux extrémités de profilés (10, 11) constitutifs d'un cadre intercalaire pour double vitrage, lesdits profilés comprenant ou étant essentiellement constitués par une matière synthétique, typiquement du type thermoplastique, lesdits profilés étant maintenus solidaires à l'aide d'un connecteur (2), de préférence en matière synthétique, comportant une partie médiane (21) et au moins deux prolongements (22, 23) pourvues de moyens d'ancrage (30, 31) permettant de maintenir solidaire autour du connecteur lesdites extrémités des profilés, caractérisée en ce que lesdites extrémités de profilés maintenues solidaires par le connecteur sont taillées en biseau selon des angles respectifs complémentaires, de telle façon que lesdites extrémités sont mises en contact l'une de l'autre et sont fondues au moins sur sensiblement toute leur tranche biseautée (40, 41). Cadre entretoise comprenant une telle association et vitrage isolant comprenant un tel cadre.

Description

1 ASSOCIATION DE DEUX PROFILES EN MATIERE SYNTHETIQUE

L'invention est relative à l'association de deux profilés à l'aide d'un connecteur inséré dans leurs extrémités, lesdits profilés étant réalisés à base de matière synthétique. Une telle association est notamment utilisée pour former le cadre intercalaire d'un vitrage isolant. On entend par extrémités de profilés , deux extrémités libres de deux profilés distincts.

Un type de vitrage isolant bien connu comporte deux feuilles de verre qui sont espacées par une lame de gaz tel que de l'air, de l'argon ou du krypton et, qui sont écartées et réunies au moyen d'un cadre entretoise constitué par des profilés creux pliés ou par des profilés assemblés par des pièces d'angle nommées connecteurs. Les pièces d'angle à 90° sont couramment appelées équerres. Pour assurer l'étanchéité du vitrage, le cadre entretoise est collé aux feuilles de verre par un cordon élastomère du type caoutchouc butyle appliqué directement sur les profilés formant le cadre entretoise par extrusion au travers d'une buse.

Une fois le vitrage assemblé, le cordon élastomère d'étanchéité joue un rôle de maintien mécanique provisoire des feuilles de verre. Enfin, on injecte dans la gorge périphérique délimitée par les deux feuilles de verre et le cadre entretoise un mastic d'étanchéité réticulable du type polysulfure ou polyuréthane ou encore silicone qui termine l'assemblage mécanique des feuilles de verre. Le caoutchouc butyle a principalement comme rôle de rendre étanche l'intérieur du vitrage à la vapeur d'eau, tandis que le mastic assure une étanchéité à l'eau liquide ou aux solvants. Les profilés creux utilisés sont généralement métalliques, tel qu'en aluminium. Cependant, on utilise depuis quelques temps des profilés en matière synthétique, tels que décrits par exemple dans les demandes de brevet EP 852 280, EP 127 739 ou US 5260112 ; ils présentent ainsi un plus bas coefficient de conductivité thermique ce qui permet d'obtenir au final un meilleur pouvoir d'isolation thermique pour le vitrage.

Cependant, de tels profilés en matière plastique présentent une tenue mécanique différente de celle observée pour des profilés classiques en aluminium, pouvant notamment engendrer des problèmes accrus de rigidité. Cette différence de comportement en teneur mécanique et les problèmes qui en résultent sont notamment observés pour les cadres entretoise de grande taille, notamment au niveau des coins de ceux-ci. Le renforcement de ces profilés est donc une question primordiale quand à leur possible utilisation dans des doubles vitrages. Un tel problème se pose tout particulièrement dans les angles.

C'est pourquoi par exemple il a d'abord été proposé, notamment dans la demande EP 852 280 de rigidifier la matière plastique des profilés elle-même par des fibres de verre. Cependant, lorsque la matière plastique est cassante, par exemple lorsqu'elle est rigidifiée par des fibres de verre, il devient difficile voire impossible d'obtenir, pour le cadre entretoise des doubles vitrages, des coins à 90° présentant une esthétique acceptable et une étanchéité suffisante sur toute la durée la vie desdits vitrage. Dans tous les cas, le simple pliage à 90° des profilés thermoplastiques pour former les coins du cadre entretoise, même lorsqu'ils ne contiennent pas de fibres de verre, induit des contraintes qui au minimum confèrent au vitrage final un aspect relativement inesthétique dans les coins, des bourrelets de matière s'étendant de part et d'autre de la pliure. En outre, dans les cas les plus graves, les contraintes engendrées par le pliage à 90° induisent un risque de fissuration voire de rupture des profilés à l'endroit de la pliure, le risque étant d'autant plus grand que la matière plastique utilisée pour leur fabrication est rigide. Même si cette fissuration ne se produit pas systématiquement, il est clair qu'un défaut de certains des cadres entretoise dues à une telle pliure, même si il est très rare, ne peut être accepté par le fabricant car il se traduit par un défaut manifeste d'étanchéité du double vitrage.

Le but de l'invention est donc de présenter un nouveau produit, issu de l'association des profilés par des connecteurs, ladite association assurant tout à la fois: - l'étanchéité du double vitrage, - une tenue mécanique renforcée de l'ensemble, - l'esthétique du double vitrage, notamment aux coins du double vitrage.

Plus précisément, la présente invention se rapporte à une association par aboutement de deux extrémités de profilés constitutifs d'un cadre intercalaire pour double vitrage, lesdits profilés comprenant ou étant essentiellement constitués par une matière synthétique, typiquement du type thermoplastique, lesdits profilés étant maintenus solidaires à l'aide d'un connecteur, de préférence en matière synthétique, comportant une partie médiane et au moins deux prolongements ou ailes pourvues de moyens d'ancrage permettant de maintenir solidaire autour du connecteur lesdites extrémités des profilés, caractérisée en ce que lesdites extrémités de profilés maintenues solidaires par le connecteur sont taillées en biseau selon des angles respectifs complémentaires, de telle façon que lesdites extrémités sont mises en contact l'une de l'autre et sont fondues au moins sur sensiblement toute leur tranche biseautée. Le produit selon l'invention est issu de l'association des profilés en matière synthétique déjà bien connus dans le domaine. Par exemple, pour l'obtention des coins à 90° du cadre, ceux-ci sont selon l'invention préalablement coupés en biseaux selon des angles à 45°. Après la découpe, les deux profilés, renforcés par les connecteurs, sont aboutés pour former un angle à 90°. Par exemple, pour la connexion entre les deux profilés, il est possible, sans que cela puisse être considéré comme restrictif, d'utiliser le connecteur en matériau plastique décrit dans la demande de brevet FR 2 905 972. Dans cette demande, il est proposé un connecteur en matériau plastique présentant une partie médiane et deux ailes munies de moyens d'ancrage souples réalisant un frottement avec l'intérieur des extrémités des profilés après emboîtement. Par rapport à des connecteurs faits entièrement de matière plastique surdimensionnés de manière massive selon toute leur longueur pour assurer la retenue après leur insertion en force dans les profilés, cette solution permet d'éviter l'éclatement des profilés.

Selon la caractéristique principale de l'invention, au moins la partie extrême de la partie mise en contact par l'aboutement entre les deux profilés est fondue, notamment par utilisation d'ultrasons pour assurer l'étanchéité de la connexion et par conséquent du double vitrage, tandis que le connecteur assure pour sa part la tenue mécanique de l'ensemble. On obtient ainsi au final un cadre intercalaire du double vitrage dont l'esthétique est irréprochable, notamment aux angles. Parmi les modes de réalisations possibles de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes, prise seule ou en combinaison: - lesdites extrémités de profilés sont taillées en biseau selon des angles de 45°, sont aboutées pour former un angle droit et sont fondues au moins sur leurs tranches mises en contact par ledit aboutement, - lesdites extrémités de profilés sont fondues sur une épaisseur inférieure à 5 mm à partir de leur tranche et de préférence sont fondues sur une épaisseur inférieure à 2 mm à partir de leur tranche, - les moyens d'ancrage sont constituées d'excroissances ou protubérances formant des saillies en périphérie des ailes, lesdites saillies établissant les zones de contact avec la paroi interne des profilés, - au moins une partie, de préférence la totalité, des extrémités desdites excroissances est fondue afin d'établir le contact entre la paroi interne des profilés et les ailes du connecteur, - les excroissances comprennent des tétons rigides qui font saillie de part et d'autre de deux côtés opposés de chacune des ailes et qui exercent une contrainte ponctuelle sur l'intérieur des extrémités de profilés, - les excroissances se présentent sous la forme d'une lèvre qui s'étend en saillie, ainsi qu'une extrémité libre qui est en contact avec les parois internes des extrémités de profilés, - les excroissances se présentent sous la forme de butées, - les moyens d'ancrage du connecteur sont à base de polyamide, de SAN, de PP ou de PE, de préférence chargé en fibres de renforcement. Cette association entre un connecteur angulaire et deux extrémités de profilés est tout particulièrement utile pour former un cadre pour constituer l'intercalaire d'un vitrage isolant, vers laquelle est également dirigée l'invention. L'invention se rapporte aussi en outre à un vitrage isolant comprenant un tel cadre qui forme l'intercalaire du vitrage. Enfin, la présente invention se rapporte à un procédé d'obtention d'une association telle que précédemment décrite, dans lequel on utilise des ultrasons pour obtenir la fusion des tranches des extrémités des profilés et/ou dans lequel on utilise des ultrasons pour fondre les extrémités des excroissances formant des saillies en périphérie du corps des ailes.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention vont à présent être décrits plus en détail en regard des dessins annexés sur lesquels : • La figure 1 a est une vue en coupe de l'association de l'extrémité d'un premier profilé avec un connecteur à jonction angulaire, • La figure 1 b est une vue selon une coupe A-A' du profilé de la figure 1 a, ^ La figure 2 est une vue identique à celle de la figure la, schématisant la mise en place de l'extrémité du deuxième profilé dans l'association, • La figure 3 est une vue identique à celle de la figure 2, dans laquelle des moyens de soudage par ultrasons des deux profilés sont représentés; • La figure 4 est une vue en coupe de l'association finalement obtenue selon l'invention dans laquelle les extrémités de deux profilés sont liés par l'intermédiaire d'un connecteur de façon solidaire, étanche et présentant une esthétique sans défaut. Il est bien entendu que les figures annexées, ainsi que le mode de réalisation qui va maintenant être décrit en relation avec celles-ci, ne constituent qu'un exemple parmi d'autres de réalisation de la présente invention et ne doivent en aucun cas être considérés comme limitatifs de l'étendue de la présente invention. A contrario, il est bien entendu également que les différents éléments structuraux constituants l'association selon l'invention qui vont maintenant être structurellement décrits sont nécessairement présentés en combinaison dans le mode ci-après développé, mais doivent cependant être considérés comme divulgués chacun individuellement et sont en particulier susceptibles d'être généralisés, au sens de la présente invention à d'autres modes de réalisations équivalents de l'invention, cependant non décrits pour des raisons de concision. La figure 1 a illustrent une première étape pour l'obtention de l'association selon l'invention et finalement représentée par la figure 4, dans laquelle deux extrémités 10 et 11 de profilés qui sont raccordées par aboutement et à l'aide d'un connecteur 2. Les profilés 10 et 11, dont une coupe transversale est illustrée sur la figure 1 b, sont en matériau synthétique, tel qu'en matière thermoplastique du type SAN, polypropylène PP, silicone ou mousse silicone , éventuellement renforcée par des fibres de verre 5, et sont de préférence pourvues sur l'une de leurs faces d'un mince revêtement métallique (non représenté), par exemple selon les techniques décrites précédemment dans la demande de brevet EP 852 280. Selon l'invention et tel que représenté sur la figure 1 a, l'extrémité creuse du premier profilé 10 est préalablement taillé en biseau à 45°.

De manière commune en référence aux figures 1 à 4, le connecteur d'angle 2 comporte une partie médiane 21, et deux prolongements ou ailes 22 et 23 s'étendant de part et d'autre de la partie médiane selon un axe longitudinal B. Les deux ailes sont orientées à 90° pour l'obtention du connecteur d'angle.

Pour une telle application, la longueur d'un connecteur longiligne d'une extrémité d'aile à l'extrémité de l'autre aile selon l'axe longitudinal B peut être d'environ 50 mm par exemple ; la section du connecteur, selon sa petite extension dans un plan perpendiculaire à l'axe B, peut présenter une hauteur de l'ordre de 3 à 10 mm et une largeur de 6 à 30 mm.

Le connecteur est selon l'invention réalisé en une matière synthétique, telle qu'en plastique éventuellement chargé de fibres de renforcement, par exemple en fibres de verre, obtenue de préférence par moulage par injection. On peut par exemple citer comme matières plastiques, du polyamide, du polyéthylène, du SAN ou encore en polypropylène.

Les ailes 22 et 23 sont de forme sensiblement parallélépipédique. Elles présentent chacune deux faces longitudinales opposées 24 et 25, et deux parois latérales opposées.

Les parois latérales comportent par exemple des excroissances sous la forme de tétons (non représentés) qui sont destinés à coopérer avec les parois internes des extrémités de profilés pour constituer des moyens d'ancrage rigides du connecteur dans les extrémités, maintenant ainsi fermement le profilé 10 lorsque l'aile 22 du connecteur y a été engagée. Les tétons rigides centrent également le connecteur à l'intérieur des extrémités de profilés permettant de disposer ainsi en regard et de manière parallèle les deux extrémités de profilés. Chacune des ailes 22, 23 comprend par ailleurs à son extrémité libre au moins une, et de préférence, deux lèvres souples 30 et 31 espacées et parallèles qui constituent des moyens d'ancrage supplémentaires pour le connecteur engagé dans les extrémités de profilés. De préférence, ces moyens d'ancrage souples présentent pour la fonction qu'ils doivent remplir une souplesse ou élasticité, qui est obtenue, d'une part, grâce au matériau même les constituant et à leur forme, et d'autre part, du fait qu'ils sont dépourvus autour d'eux de matière hormis la matière minimale nécessaire à leur solidarisation avec les ailes du connecteur. Les lèvres souples sont par exemple faites à base d'une matière plastique sensiblement élastique, telle que du polyamide, du polypropylène PP ou du polyéthylène PE ou du SAN de préférence chargée, par exemple d'environ 30% poids, de fibres de renforcement du type verre. Avantageusement, elles sont faites dans le même matériau que les autres moyens d'ancrage rigides (les tétons) et que le corps du connecteur afin de fabriquer en une seule opération l'ensemble du connecteur, par exemple par moulage. Les lèvres souples 30 et 31 constituent ainsi un système de retenue faisant saillie par rapport aux faces de l'aile 22 du connecteur, de manière à maintenir bloqué le connecteur, une fois engagé dans l'extrémité creuse du profilé 10. Elles empêchent un retrait massif du connecteur hors des extrémités de profilés, par l'intermédiaire de leurs extrémités 34 qui viennent établir des zones de contact très fortes avec la paroi interne du profilé, une fois le connecteur engagé.

Sans sortir du cadre de l'invention, la partie médiane 21 du connecteur peut comporter des protubérances latérales qui constituent des saillies par rapport aux faces latérales 24 et 25 des ailes de manière à fournir des butées référencées 21a et respectivement 21b pour chacun des côtés d'une extrémité lorsque cette dernière est enfoncée sur le connecteur. Pour plus de précisions sur la structure d'un tel connecteur ainsi que des détails supplémentaire de sa mise en oeuvre pour la connexion d'angle entre deux extrémités de profilés par l'intermédiaire de celui-ci, on pourra se référer au mode de réalisation décrit dans la demande FR 2 905 972.

Sur les figures 2 et 3, on a illustré les étapes d'un procédé amenant à l'obtention d'une association de deux extrémités de profilés selon l'invention. Conformément à la représentation de la figure 2 l'extrémité du deuxième profilé 11 a été préalablement taillée en biseau à 45°, de telle sorte que les extrémités des profilés 10 et 11 puissent être aboutés et en contact sur sensiblement la totalité de leurs tranches respectives 40 et 41. Comme déjà décrit précédemment en relation avec la figure 1, les parois latérales comportent par exemple des excroissances sous la forme de tétons (non représentés) et de lèvres 30, 31 qui sont destinées à coopérer avec les parois internes des extrémités de profilés (10,11) pour constituer des moyens d'ancrage rigides du connecteur dans l'extrémité du deuxième profilé 11, maintenant ainsi fermement celui-ci lorsque l'aile 23 du connecteur y a été engagée. Par exemple, les lèvres souples 30 et 31, en particulier par leurs extrémités 34, constituent ainsi un système de retenue faisant saillie par rapport aux faces de l'aile 23 du connecteur et empêche tout retrait du connecteur, une fois que celui-ci a été engagé via son aile 23 dans l'extrémité creuse du profilé 11, selon un mouvement d'engagement illustré par les flèches 60. La figure 3 illustre un mode réalisation possible mais non limitatif d'une étape primordiale de l'invention, dans laquelle la partie extrême de la portion mise en contact par l'aboutement entre les deux profilés est fondue, de la façon la plus simple, par l'utilisation d'ultrasons. Cette étape permet notamment d'assurer une étanchéité parfaite du cadre entretoise au niveau de la connexion en coin et par conséquent du double vitrage, tout en préservant une esthétique irréprochable de la connexion d'angle entre les deux profilés. Plus précisément, en se référant la figure 3, après aboutement des deux extrémités des profilés 10 et 11 taillés en biseau à 45° de telle façon que leur tranches soient en contact, des moyens 50 de soudage par ultrasons sont disposés au contact de la surface d'au moins une des extrémités de profilé 10 et 11. Des vibrations de haute fréquence sont envoyées aux deux pièces par le biais d'un outil vibrant couramment appelé sonotrode ou tête de soudure. La soudure se fait grâce à la chaleur engendrée à l'interface des deux pièces 10 et 11 par frottement c'est-à-dire au niveau de leurs tranches 40 et 41. De façon connue, les moyens 50 peuvent notamment comprendre un dispositif de fixation pour maintenir les pièces à souder, un transducteur électromagnétique ou convertisseur qui va générer les ondes haute fréquence et une ou plusieurs sonotrodes pour transmettre les ultrasons aux pièces à souder. La localisation à la surface des profilés 10, 11 desdits moyens 50, le temps de soudure, le profil et le type de sonotrodes, leur nombre, la puissance et la gamme de fréquence d'utilisation selon bien évidemment configurés et ajustés selon les techniques de l'art notamment en fonction de la nature chimique des matières plastiques à souder (en particulier du point de fusion respectifs des plastiques à souder) et de l'épaisseur des pièces à souder et de l'épaisseur de la soudure recherchée. La mise en oeuvre de la technique de fusion par ultrasons permet au 25 final d'obtenir aux extrémités des profilés une zone de raccordement angulaire 70 parfaitement étanche et présentant une esthétique parfaite. En outre les essais effectués par le demandeur ont montrés que dans le cas de l'utilisation d'un intercalaire également de matière thermoplastique, en particulier dans une matière plastique sensiblement identique à celle utilisée 30 pour les profilés et présentant des moyens d'ancrage sous la forme d'excroissances notamment du type précités, lesdits moyens d'ancrage établissant des zones de contact intimes avec la paroi interne des extrémités de profilés, l'extrémité desdites excroissances fondaient également au niveau desdites zones de contact sous l'action des ultrasons, de manière à établir des zones de connexion extrêmement fortes avec le profilé et au final rigidifier de manière extrêmement sensible l'association entre de tels profilés au niveau des coins.

Ainsi, on a entouré sur les figures 3 et 4 les zones de fusion permettant une telle rigidification, non seulement bien évidemment au niveau de la zone de raccordement angulaire 70 mais également au niveau des extrémités fondues 34 des lèvres souples 30 et 31, au niveau des tétons disposés sur les parois latérales (non représentés), ainsi qu'au niveau des butées 21a et 21b.

On obtient ainsi au final, tel que cela est illustré par la figure 4, une association des deux profilés 10 et 11, soudés par fusion au niveau de leur extrémités, au niveau d'une zone de raccordement angulaire 70 parfaitement étanche et présentant une esthétique parfaite, tandis que la rigidité de ladite association est assurée par le connecteur d'angle ou équerre 2, ladite rigidité étant encore renforcée par des zones continues de matière fondue correspondant aux extrémités des excroissances du connecteur et de la paroi interne des profilés.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Association par aboutement de deux extrémités de profilés (10, 11) constitutifs d'un cadre intercalaire pour double vitrage, lesdits profilés comprenant ou étant essentiellement constitués par une matière synthétique, typiquement du type thermoplastique, lesdits profilés étant maintenus solidaires à l'aide d'un connecteur (2), de préférence en matière synthétique, comportant une partie médiane (21) et au moins deux prolongements ou ailes (22, 23) pourvues de moyens d'ancrage (30, 31) permettant de maintenir solidaire autour du connecteur lesdites extrémités des profilés, caractérisée en ce que lesdites extrémités de profilés maintenues solidaires par le connecteur sont taillées en biseau selon des angles respectifs complémentaires, de telle façon que lesdites extrémités sont mises en contact l'une de l'autre et sont fondues au moins sur sensiblement toute leur tranche biseautée (40, 41).
2. 2. Association selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites extrémités de profilés sont taillées en biseau selon des angles de 45°, sont aboutées pour former un angle droit et sont fondues au moins sur leurs tranches mises en contact par ledit aboutement.
3. 3. Association selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdites extrémités de profilés sont fondues sur une épaisseur inférieure à 5 mm à partir de leur tranche et de préférence sont fondues sur une épaisseur inférieure à 2 mm à partir de leur tranche.
4. 4. Association selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'ancrage sont constituées d'excroissances ou protubérances (30, 31, 21a, 21b) formant des saillies en périphérie des prolongements, lesdites saillies établissant les zones de contact avec la paroi interne des profilés.
5. 5. Association selon la revendication 4, dans laquelle au moins une partie, de préférence la totalité, des extrémités desdites excroissances est fondue afin d'établir le contact entre la paroi interne des profilés et les ailes (22, 23) du connecteur.
6. 6. Association selon la revendication 5, dans laquelle les excroissances comprennent des tétons rigides qui font saillie de part et d'autrede deux côtés opposés de chacune des ailes (22, 23) et qui exercent une contrainte ponctuelle sur l'intérieur des extrémités de profilés.
7. 7. Association selon la revendication 5, caractérisée en ce que les excroissances se présentent sous la forme d'une lèvre (30,31) qui s'étend en saillie, ainsi qu'une extrémité libre (34) qui est en contact avec les parois internes des extrémités de profilés.
8. 8. Association selon la revendication 5, caractérisée en ce que les excroissances se présentent sous la forme de butées (21a, 21 b).
9. 9. Association selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'ancrage (30, 31) du connecteur sont à base de polyamide, de SAN, de PP ou de PE, de préférence chargé en fibres de renforcement.
10. 10. Cadre comportant au moins une association selon l'une quelconque des revendications précédentes.
11. 11. Vitrage isolant comprenant un cadre selon la revendication 10 formant l'intercalaire du vitrage.
12. 12. Procédé d'obtention d'une association selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel on utilise des ultrasons pour obtenir la fusion des tranches des extrémités des profilés et éventuellement pour fondre les extrémités des excroissances formant des saillies en périphérie du corps des prolongements.