MXPA01010928A

MXPA01010928A - Estructura de montaje y metodo que involucra la estructura de inserto con compuerta de entrada, porcion de canal adhesivo y area de union adhesiva.

Info

Publication number: MXPA01010928A
Application number: MXPA01010928A
Authority: MX
Inventors: David D Plummer
Original assignee: Andersen Corp
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2002-06-21
Also published as: AU2730500A; WO2000065188A1; US20010014250A1; CA2370999A1

Abstract

Un inserto de perfil hueco o trabador (20) puede ser utilizado para formar juntas estructurales. En la formacion de la junta, el inserto o trabador es insertado dentro de los extremos abiertos de dos o mas miembros huecos (14), los miembros huecos al menos en el area de formacion de la junta. Un adhesivo es luego aplicado a la interconexion entre el inserto o trabador y cada miembro hueco. El inserto esta disenado con canales y areas de acumulacion de adhesivo, ahuecadas, o depositos de adhesivo (30, 38) tal que el adhesivo se acumula unicamente en un sitio en el area ahuecada, en un sitio de union con el miembro, proporcionando integridad estructural significativa a la junta. El inserto trabador es de autorregulacion, tal que la junta aceptara unicamente un volumen requerido de adhesivo o el volumen correcto de adhesivo puede ser facil y correctamente aplicado mediante el flujo de adhesivo unicamente por un periodo fijo de tiempo, tipicamente menos de 60 segundos, preferentemente 15 segundos o menos. Tales juntas unidas y aseguradas con adhesivo, lineales o de esquina tienen integridad estructural suficiente tal que los componentes sujetadores adicionales no son necesarios. Las juntas ensambladas con adhesivo son suficientemente fuertes para sobrevivir a la fabricacion, a la instalacion y a una vida util prolongada.

Description

ESTRUCTURA DE MONTAJE Y MÉTODO QUE INVOLUCRA LA ESTRUCTURA DE INSERTO CON COMPUERTA DE ENTRADA, PORCIÓN DE CANAL ADHESIVO Y ÁREA DE UNIÓN ADHESIVA 5 CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a las estructuras de montaje y a los métodos adaptados para unir adhesivamente miembros huecos adyacentes. La invención involucra la 10 formación de una junta entre miembros huecos en los cuales la junta puede ser elaborada a un ángulo entre los miembros, que puede variar de un ángulo agudo menor de 5o hasta un ángulo recto de aproximadamente 180° (incluyendo ángulos externos mayores de 180° tales como un ángulo de 270°) . La 15 junta estructural es adecuada para mantener la integridad del montaje resultante sin la necesidad de metal o plástico secundario, u otros componentes sujetadores convencionales, que proporcionan rigidez a través de la asociación mecánica a través de los miembros. La invención involucra además la 20 cooperación entre adhesivos líquidos que curan químicamente (se reticulan) o que enfrían y solidifican en una unión adhesiva, con estructuras de inserto de montaje especialmente adaptadas. 2 5 REF: 133318 ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La unión de materiales para formar una estructura de montaje confiable es una tecnología importante que tiene una variedad de modalidades. Los miembros sólidos, de madera y de metal son frecuentemente unidos utilizando estructuras interactivas especialmente moleteadas o conformadas. Tales estructuras son frecuentemente reforzadas con sujetadores que son introducidos en el montaje a través de los pasajes o aberturas moleteadas. Tales juntas son frecuentemente reforzadas utilizando procesos de soldadura o adhesivos que proporcionan resistencia agregada en la interconexión entre los miembros estructurales. Tales técnicas de unión tienen una larga historia en las técnicas del trabajo con madera y de fabricación de metales. La unión de los miembros huecos elaborados de metal, termoplástico, compuestos, madera, etc. ha evolucionado también con los años. Los miembros huecos pueden ser unidos en la periferia del espacio hueco utilizando tecnología de soldadura, de adhesivos, o de sujetadores. Tales sujetadores pueden incluir estructuras de perno, sujetadores de tornillo, clavos, grapas, u otros componentes de unión.

El uso de una estructura de trabador o de inserto en la cual una junta entre miembros huecos es reforzada por la inserción de una porción del trabador o del inserto dentro de cada estructura de hueco, es conocido. La junta es usualmente formada mediante el encerramiento del trabador o inserto completamente dentro de los miembros que entran en contacto en una línea de unión. La industria reconoce que tales insertos o trabadores pueden ser mantenidos en su sitio solamente por fuerzas mecánicas que surgen de la interacción entre el inserto o el trabador y las partes internas del miembro hueco. La superficie del trabador y de la estructura interna de los miembros huecos puede ser elevada o rebordeada en sitios apropiados tales que la interacción entre el trabador y el miembro hueco asegura el trabador en su sitio. Además, la técnica anterior muestra el uso convencional de metal u otros sujetadores en conjunto con las estructuras de trabador o de inserto para formar juntas aseguradas. Tales estructuras son mostradas en Rafeld, en la Patente de los Estados Unidos No. 4,145,150 y Bubley, Patente de los Estados Unidos No. 4,452,138. La técnica anterior reconoce también que tales juntas, particularmente las juntas de esquina que utilizan un trabador de esquina o inserto de esquina, pueden ser utilizadas para unir miembros huecos a un ángulo de 90°, pueden también incluir un sellador en combinación con el inserto o trabador en el montaje de esquina. El sellador previene típicamente la penetración del agua o de la humedad atmosférica dentro de la junta o dentro del miembro hueco para asegurar la claridad y la integridad de la ventana. El uso de adhesivos para asegurar el inserto o trabador en la junta ha sido también descrito en la técnica anterior. No obstante, la técnica anterior sugiere que existen problemas significativos en la aplicación de adhesivos a la interconexión entre el trabador y el miembro hueco. Por ejemplo, la técnica anterior no proporciona ningún método para asegurar las acumulaciones de adhesivo en el sitio óptimo para la unión de alta resistencia. En segundo lugar, la técnica anterior no proporciona un modo de autorregulación para asegurar que el peso o volumen correctos de los adhesivos sean introducidos dentro de la junta. Además, la técnica anterior falla en proporcionar un método para asegurar que el adhesivo, después de la inyección dentro del sitio correcto, no migre hacia un sitio de no unión. La técnica anterior muestra modos relativamente complejos para aplicar composiciones adhesivas de una o dos partes que involucran la aplicación de un aprestador o endurecedor a una parte antes del montaje, que asegura el endurecimiento del adhesivo después del montaje. Además, la técnica anterior de los adhesivos a menudo sugiere la necesidad para el uso de un sujetador tal como un tornillo, grapa o clavo para asegurar la integridad de la junta durante la etapa de curación del adhesivo o para asegurar que la junta de adhesivo/sujetador sea de suficiente integridad para satisfacer las cargas mecánicas durante el montaje, instalación y la vida útil. La Patente Francesa No. 2,759,111 describe una ménsula de junta para ensamblar dos secciones huecas para formar dos lados consecutivos de un armazón o estructura, 10 incluyendo un espacio para recibir pegamento inyectado. La Patente Internacional WO 87/00884 describe un método para conectar secciones huecas para formar armazones de marco de ventana de dos hojas, de puerta o ventana, donde una pieza de conexión une las dos secciones huecas y el 15 adhesivo se inyecta dentro la pieza de conexión.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un inserto de perfil hueco o trabador puede ser 20 utilizado para formar juntas estructurales. En la formación de la junta, el inserto o trabador es insertado en extremos abiertos de dos o más miembros huecos, los miembros están huecos al menos en el área de formación de la junta. Un adhesivo es luego aplicado a la interconexión entre el 25 inserto o el trabador y cada miembro hueco. El inserto está diseñado con canales y áreas de acumulación de adhesivo ahuecadas o depósitos de adhesivo tales que el adhesivo se acumula únicamente en un sitio en el área ahuecada, en un sitio de unión con el miembro, proporcionando integridad estructural significativa a la junta. El inserto o trabador puede ser hecho de autorregulación, tal que la junta aceptará únicamente un volumen requerido de adhesivo o el volumen correcto de adhesivo puede ser fácilmente y precisamente aplicado mediante el flujo del adhesivo únicamente por un periodo fijo de tiempo, típicamente menos de 60 segundos, preferentemente 15 segundos o menos, proporcionando 5 a 50 mililitros o 5 a 50 gramos de adhesivo, preferentemente 10 a 25 mililitros o 10 a 25 gramos de adhesivo. Tales juntas aseguradas y unidas por adhesivo, lineales o de esquina, tienen suficiente integridad estructural tal que los componentes sujetadores adicionales no son necesarios. Las juntas ensambladas con adhesivo son suficientemente fuertes para sobrevivir a la fabricación, instalación y vida útil prolongada. En esta solicitud, un miembro hueco es hueco a un mínimo en el área de unión con el fin de recibir completamente el inserto, y el inserto es mantenido completamente dentro de la junta y no puede ser observado después del montaje. Un depósito es un área ahuecada preferentemente formada en el inserto, con profundidad mínima, formado en el inserto para asociarse ,?r;fp. estrechamente con una porción del miembro para formar un volumen para la introducción del adhesivo. El depósito está diseñado para incrementar el área superficial de la unión adhesiva entre el depósito y el miembro. Una compuerta de entrada es una abertura que está diseñada para permitir la aplicación convencional de un adhesivo dentro de la junta, los canales y los depósitos. Un canal es una guía de fluido competente entre una compuerta de entrada y un depósito. La junta puede incluir estructuras para accesorios de decoración o de equipo físico (hardware) , tal como una abertura de espiga de bisagra o una cavidad de rueda y un soporte de rueda .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención puede ser más completamente comprendida al considerar la descripción detallada de diversas modalidades de la invención siguiente, en conexión con los dibujos anexos, en los cuales: La Figura 1 es una vista superior de una modalidad de un inserto de la presente invención mostrado con miembros lineales que van a ser unidos. La Figura 2 es una vista en perspectiva del inserto mostrado en la Figura 1 con un miembro lineal. ^^!^^^síá^j4?^^^^^^^^^j!»^_¿^ La Figura 3 es una vista superior del inserto mostrado en la Figura 1. La Figura 4 es una vista frontal del inserto mostrado en la Figura 1. La Figura 5 es una vista lateral del inserto mostrado en la Figura 1. La Figura 6 es una vista posterior del inserto mostrado en la Figura 1. La Figura 7 es una vista inferior de otra modalidad más de un inserto de la presente invención, que une dos miembros lineales a un ángulo de 180°. La Figura 8 es una vista en perspectiva del inserto mostrado en la Figura 1, donde el adhesivo es indicado en forma sombreada. La Figura 9 es una vista en perspectiva de otra modalidad más de un inserto de la presente invención. La Figura 10 es una vista en perspectiva del inserto mostrado en la Figura 9, con dos miembros lineales. La Figura 11 es una vista en perspectiva del inserto mostrado en la Figura 9, que une dos miembros lineales . La Figura 12 es una vista en perspectiva de un inserto decorativo, mostrado con una característica agregada que comprende un aspecto abisagrado, que une dos miembros lineales. í??jáiAti íáÁ.i. t Müi t»- « » ¿. ¿¿^^¿¿^ •¿1^^^^ ftAj Í»* 2 La Figura 13 es una vista en perspectiva de un inserto escondido que puede ser utilizado en la unión de dos miembros lineales con un inserto que comprende una rueda de soporte utilizada en la operación de la unidad que contiene el inserto. La Figura 14 es una vista en perspectiva de un inserto decorativo, mostrado con una rueda de soporte utilizada en operación de la unidad que contiene el inserto, que une dos miembros lineales. Mientras que la invención es adecuada para muchas modificaciones y formas alternativas, las especificaciones de la misma han sido mostradas a manera de ejemplo en los dibujos, y serán descritas con detalle. Se debe entender, no obstante, que la intención no es limitar la invención a la modalidad particular descrita. Por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones equivalentes y alternativas que siguen dentro del espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones anexas.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Se cree que la presente invención es aplicable a una variedad de sistemas para unir dos miembros lineales huecos, para formar una estructura de unión simple. Se ha encontrado que una junta estructural entre miembros huecos puede ser elaborada utilizando un inserto de unión o trabador diseñado para recibir el adhesivo. El trabador o inserto está diseñado para cooperar con una compuerta formada en uno o en ambos de los miembros huecos tal que un adhesivo curable inyectado dentro de la compuerta es conducido por al menos un canal hacia al menos un depósito de adhesivo o zona de acumulación de adhesivo. Las zonas de acumulación están diseñadas tal que la unión adhesiva formada en las zonas está en posiciones para reforzar la estructura de unión. Uno o más canales pueden ser diseñados en conjunto con uno o más depósitos o zonas de adhesivo para proporcionar una interacción de unión entre el inserto y la parte interna del miembro hueco, para reforzar la junta en todas las áreas óptimas de la junta. La estructura de trabador de esquina de la invención puede ser utilizada para unir virtualmente cualquier miembro hueco a un segundo miembro hueco similar o no similar, virtualmente en cualquier proceso involucrado en la construcción comercial o doméstica de bienes raíces. No solamente los trabadores de esquina pueden ser utilizados en la fabricación de componentes de ventanas, incluyendo puertas y ventanas, sino que los componentes de inserto pueden ser utilizados en cualquier aspecto de unión de cualquier construcción. Los insertos pueden ser utilizados en la estructuración primaria mediante la unión ya sea de ¡í jj_jj¡?g ^ perfiles huecos extruidos o metálicos dentro de una estructura o armazón de pared divisora y que lleva carga. Las estructuras de inserto pueden ser utilizadas en la formación de cerchas, subestructuras de piso, preparación de moldes de concreto y cualquier otro aspecto de tal construcción, adaptable al montaje basado en adhesivo. El inserto o trabador tiene una o más superficies que son mantenidas en estrecha proximidad a la estructura interna del miembro hueco. En estas áreas de estrecha proximidad, el depósito de adhesivo o el área de acumulación pueden ser diseñados para acumular el volumen correcto de adhesivo. El canal y el depósito pueden ser diseñados tal que la cantidad correcta de adhesivo es de automedición. Bajo condiciones correctas de temperatura y de presión, el trabador de inserto aceptará únicamente la cantidad requerida de adhesivo y no más. Alternativamente, el tiempo de aplicación para el adhesivo puede ser controlado tal que el adhesivo fluye únicamente por un periodo de tiempo suficiente para llenar los canales y el depósito. La estructura de inserto o trabador está también conformada o diseñada dentro de los miembros huecos para sellar completamente la estructura hueca, tal que el agua no puede penetrar la junta. Se ha encontrado que estos insertos o trabadores pueden ser utilizados para proporcionar integridad estructural adecuada sin componentes estructurales secundarios tales como sujetadores metálicos u otros miembros de reforzamiento. La Figura 1 ilustra una modalidad particular de una estructura de unión 10 de la presente invención. Cada estructura de unión 10 incluye un primer miembro lineal 12, un segundo miembro lineal 14, y un inserto 20. Como se ilustra en la Figura 1, las estructuras de junta 10 de la presente invención pueden ser utilizadas para unir cuatro piezas lineales huecas en un producto rectangular, tal como una hoja de ventana. Como se muestra con más detalle en la Figura 2, cada miembro lineal, tal como miembro lineal 14, está al menos parcialmente hueco, y recibe el inserto 20 dentro de su interior. El inserto 20 es mostrado con detalle en las Figuras 2-6 e incluye un canal y los depósitos para recibir el adhesivo, para unir los componentes de la estructura de unión 10. El inserto 20 incluye dos porciones de ala 44, siendo insertada cada porción de ala dentro de uno de los miembros lineales que van a ser unidos. Uno o ambos miembros lineales tendrán una compuerta de entrada para recibir el adhesivo. En una modalidad, el sitio 22 de la compuerta de entrada está localizado a lo largo de la línea de la junta del primero y segundo miembros lineales. El inserto 20 incluye un canal 26 para el flujo adhesivo que se extiende desde el sitio 22 de la compuerta de entrada. El canal 26 es lo suficientemente profundo para permitir que el adhesivo particular utilizado fluya a lo largo de la longitud del canal, fácilmente. En una modalidad, la profundidad del canal es de aproximadamente 1.78 mm (0.070 pulgadas) a 2.28 mm (0.090 pulgadas), más particularmente aproximadamente 1.77 mm (0.050 pulgadas). Los depósitos están localizados a lo largo del canal 26 donde es deseado el flujo del adhesivo. Los depósitos están diseñados para ser huecos poco profundos en la superficie del inserto que permitirá que el adhesivo cubra el área de depósito, pero no previenen el flujo adicional del adhesivo a lo largo del canal. Los depósitos son considerablemente más poco profundos que el canal . En vez de ser un hueco definido en la superficie del inserto, el depósito puede ser una porción del inserto que está bordeada por proyecciones en forma de pared. Un primer par de depósitos 30 es formado cerca del sitio 22 de la compuerta de entrada sobre un lado superior 32. Un segundo par de depósitos 38 está localizado sobre un lado frontal 40 del inserto 20, también adyacente al canal 26. Ahora con referencia a la Figura 6, que muestra un lado posterior 43 del inserto, el canal 26 continúa hacia el sitio de la compuerta de entrada 22. Un tercer par de depósitos 42 están localizados adyacentes al canal 26 sobre ^^^^^^^^^^^^^^^^¿^¿^¿^ el lado posterior 43 del inserto 20 para recibir el adhesivo desde el canal 26. El canal 26 sigue el perfil del cuerpo de inserto alrededor del inserto. Cuando los miembros lineales son unidos utilizando el inserto, el canal estará adyacente a la línea de unión o de junta entre los dos miembros lineales. Por lo tanto, el adhesivo dentro del canal 26 lindará con la línea de unión interior, sellando las porciones interiores de ambos miembros lineales del ambiente. Cuando una estructura de junta o unión 10 es construida, los dos miembros lineales huecos son ajustados en su sitio sobre el inserto, tal que el primer miembro lineal 12 recibe la primera ala 44 del inserto 20 y el segundo miembro lineal 14 recibe la segunda ala 45 del inserto 20. El inserto 20 está diseñado de modo que éste puede ser empujado dentro de los miembros lineales fácilmente . Una compuerta de entrada es formada en uno o en ambos de los miembros lineales. Si la compuerta de entrada está localizada en la unión de los dos miembros lineales, la compuerta de entrada será particularmente definida en ambos miembros lineales, de modo que ésta está centrada dentro de la estructura de la junta. En una alternativa, la compuerta de entrada podría ser formada antes de que el inserto sea empujado dentro de los miembros lineales. No obstante, es .ridfcl preferible que la entrada sea formada después de que los miembros lineales sean conectados por el inserto. Después de que se forma la compuerta de entrada, el adhesivo es inyectado dentro de la compuerta de entrada y fluye a lo largo del canal 26 y dentro de los depósitos como se muestra por las áreas sombreadas en la Figura 8. El adhesivo fluye hacia abajo de una porción de canal superior 67 y una porción de canal posterior 72, simultáneamente. El primero y tercer pares de depósitos 20, 42 se rellenará con adhesivo primeramente, debido a su proximidad al sitio 22 de la compuerta de entrada. El resto del canal 26 y el segundo par de depósitos 38 será luego llenado. El inserto puede comprender una compuerta de entrada 49, moldeada, que puede cooperar con los depósitos, canales y miembros huecos para distribuir el adhesivo a todas las áreas para fines estructurales y de sellado. Los sitios del canal, los sitios del depósito y todas las dimensiones del inserto dependen de la aplicación del inserto. Un inserto de acuerdo a la presente invención puede ser utilizado con miembros lineales de muchos diferentes perfiles, y las dimensiones del inserto variarán en consecuencia. Por ejemplo, un inserto 60 diseñado para el uso con primero y segundo miembros lineales 54, 56 con un perfil simplificado, es mostrado en las Figuras 9-11. El canal 66 y los depósitos 64 para adhesivo son definidos en el inserto 60. Los insertos de la presente invención pueden ser utilizados con muchos otros perfiles también, dependiendo de la estructura que va a ser ensamblada. Por ejemplo, la estructura de junta 10 de las Figuras 1 y 2 puede ser utilizada como una construcción de hoja de ventana de base. Mientras que los ejemplos de las construcciones de junta de esquina han sido descritos, el inserto de la presente invención puede también ser utilizado para formar una junta de otros diversos ángulos, incluyendo una estructura de junta recta tal como se muestra en la Figura 7. Dos miembros lineales 76, 78 pueden ser unidos utilizando un inserto 80. Los miembros lineales 76, 78 tienen un extremo cortado a un ángulo de 90°. Además, la estructura de unión de la presente invención puede ser utilizada para conectar miembros que no son completamente lineales, siempre y cuando al menos una porción del miembro que va a ser unido sea lineal y capaz de recibir un inserto. La Figura 12 es una vista en perspectiva del inserto decorativo, mostrado con una característica agregada que comprende un aspecto abisagrado, que une dos miembros lineales. En la estructura 120 se muestra un primer miembro lineal 121 unido a un segundo miembro lineal 122 utilizando el inserto decorativo 123. El inserto decorativo 123 comprende una característica decorativa 128 y una abertura j.fct«fc-¿íti ^ ^^s^^^^^^^^e^^ afc1sfe i de inserto 124 de espiga de bisagra. La abertura 124 es de tamaño adecuado para ajustarse a un manguito 125 dentro del cual se coloca la espiga 126 de la bisagra. La espiga 126 de la bisagra está montada en una ménsula 127 que está sujetada a una pared no mostrada. La Figura 12 muestra que la tecnología del montaje de inserto de la invención, puede ser utilizada para incorporar características decorativas y características funcionales dentro de la estructura de inserto utilizada en la unión de los miembros lineales. La Figura 13 muestra un inserto escondido utilizado para unir dos miembros lineales (cada uno no mostrado) . El inserto 130 es mostrado con una rueda de soporte 132. La rueda de soporte 132 está montada sobre un montaje 133 de rueda formado en la cavidad 134 de rueda. El trabador 130 de la esquina escondida es ensamblado con los miembros lineales ahora mostrados. El adhesivo es introducido en la compuerta 131 que dirige el adhesivo hacia el depósito 135, que comprende la superficie completa expuesta del trabador. La Figura 13 muestra que el trabador 130 de esquina, de la invención, puede estar completamente escondido dentro de la estructura de junta excepto por una característica funcional revelada que comprende la rueda 132 montada en la cavidad 134 de la rueda. Cuando se utiliza, el miembro lineal que contiene el inserto de trabador escondido tiene, premoleteada en el miembro lineal, una abertura para la rueda 132 y la cavidad 134 de la rueda. La abertura está a registro a la cavidad 134 de la rueda tal que después de que se completa el montaje, la rueda puede simplemente ser ajustada a presión a través de la abertura moleteada dentro de la abertura 134 de la rueda y el montaje 133. La Figura 14 muestra un diferente arreglo de elementos en el inserto que contiene una rueda de soporte. En la Figura 14, un montaje 140 es mostrado con un primer miembro lineal 146 ensamblado con un segundo miembro lineal 147, utilizando un montaje de rueda de trabador de esquina 141. El montaje 141 es un inserto en el cual la esquina es revelada en el montaje final. Las porciones del inserto son introducidas dentro de los miembros lineales 146, 147 (no mostrados) . El trabador 141 de esquina tiene un aspecto decorativo 145 que forma el exterior del montaje de esquina unitaria. El trabador 141 de esquina tiene también una característica funcional que comprende una rueda 142 montada sobre un soporte 143 de rueda formado en una cavidad de rueda 144. Utilizando tal inserto 141, el inserto puede tener utilidad decorativa y funcional. La composición y los requerimientos de los componentes de la estructura de junta de la presente invención serán ahora discutidos. Antes del montaje de la estructura de junta 10, los miembros lineales son cortados a la longitud adecuada. Los extremos de los miembros lineales pueden ser preparados mediante la unión por corte de los extremos a un ángulo especificado. Por ejemplo, si los miembros lineales definirán un ángulo de 180° después del montaje como se muestra en la Figura 7, los extremos de los miembros lineales serán cortados a un ángulo de 90° a la longitud. Si se formara un ángulo de 90° entre los dos miembros lineales después del montaje, los extremos de los miembros lineales deben ser cortados a un ángulo de 45°, como se muestra en la Figura 2. Los posibles métodos de corte de los miembros lineales incluyen una caja de ingletes de energía, una sierra de mesa de contratista, una sierra de brazo radial y una espigadora modificada por el reemplazo de las cuchillas con muleteados frontales y la cadena de impulsión con un tornillo de bola servo-accionado. Además, muchos otros métodos de corte son conocidos en la técnica y pueden ser aplicables a la presente invención. Las tolerancias dimensionales de cada método deben ser probadas con la maquinaria particular que es utilizada. Los miembros lineales pueden ser ensamblados completamente a mano, sujetados en un montaje para ayudar con el alineamiento adecuado, o unidos utilizando cualquier otro método conocido en la técnica anterior. En un método preferido donde los miembros lineales están siendo unidos para formar una hoja de ventana, los miembros, los insertos y cualesquier otros componentes pueden ser colocados en posición alrededor de una hoja de vidrio o una unidad de vidrio aislada pre-ensamblada, que tiene una altura E y relleno con gas argón u otras unidades mejoradas. Los insertos pueden ser ajustados dentro de interiores de los miembros lineales, manualmente. La hoja de ventana, ahora ajustada conjuntamente, es colocada en un montaje de abrazadera y las abrazaderas son apretadas. Las abrazaderas pueden ejercer una fuerza contra el montaje de junta, para asegurar que los insertos y los miembros lineales estén firmemente en su sitio y estén alineados. La fuerza aplicada puede actuar contra cada montaje de junta en una dirección de 45° a ambos de los miembros lineales. La misma fuerza debe ser aplicada a cada uno de los cuatro insertos en un montaje de hoja de ventana para asegurar el alineamiento adecuado. La compuerta de entrada puede ser formada en uno o en ambos miembros lineales para ser unidos, para dar acceso al canal o canales del inserto. La colocación de la compuerta de entrada puede ser elegida después de considerar la trayectoria de flujo del adhesivo, de modo que el adhesivo será capaz de alcanzar todos los canales y depósitos donde se requiera la unión. Para la modalidad del inserto ilustrado en las Figuras 2-6, la compuerta de entrada puede estar localizada sobre la línea de junta del miembro lineal, correspondiente a la ubicación 22 sobre el inserto. El adhesivo inmediatamente viajará simultáneamente a través de los canales sobre la parte frontal y posterior del inserto, para rellenar los primeros depósitos 30 y los terceros depósitos 42. El sitio 22 para la compuerta de entrada corresponde a una abertura en la unión del primero y segundo miembros lineales, parcialmente formados en cada miembro. La compuerta de entrada puede ser formada utilizando un posicionador manualmente sujetada, u otra maquinaria que es conocida en la técnica. La compuerta de entrada de esta modalidad es preferentemente colocada de manera precisa sobre el canal, y será formada únicamente en el miembro o miembros lineales, no penetrando dentro del inserto. El diámetro de la compuerta es preferentemente elegido para ser lo suficientemente grande para permitir la inserción fácil de la cantidad adecuada de adhesivo y la velocidad de flujo apropiada. La compuerta puede ser aproximadamente de 3.17 a 12.7 mm (1/8 a 1/2 de pulgada) de diámetro o más preferentemente aproximadamente 12.7 a 6.36 mm (1/8 a 1/4 de pulgada), y lo más preferentemente 4.76 mm (3/16 de pulgada) de diámetro. Con el fin de formar el montaje de junta de la presente invención, los extremos de los miembros lineales serán capaces de recibir el inserto. Estos miembros lineales pueden ser huecos, parcialmente huecos, o huecos únicamente en los extremos. Los miembros lineales extruidos pueden ser utilizados con la presente invención, los cuales son en general huecos pero pueden incluir costillas dentro del perfil para ayudar a reforzar al miembro. En algunos casos, la porción de las costillas puede ser removida para acomodar el inserto, o el inserto puede ser diseñado para ajustarse dentro de las costillas. Un ejemplo de un miembro lineal que podría ser utilizado con la presente invención es un material compuesto de madera y de polímero extruido, descrito en Giusseppe, Patente de los Estados Unidos No. 5,406,768. Cuando las dimensiones del inserto son determinadas, un diseñador preferentemente considera las tolerancias de fabricación del perfil de los miembros lineales que serán unidos. El inserto debe ser diseñado para ajustarse fácilmente dentro del miembro lineal, considerando las posibles variaciones en el espesor de la pared. Por ejemplo, en algunos casos donde el método de Giuseppe, Patente de los Estados Unidos No. 5,406,768 es utilizado para producir miembros lineales, el espesor de la pared puede variar por 0.5 mm (0.020 pulgadas). Las dimensiones del inserto pueden explicar este tipo de variación. Otra consideración más cuando se diseña el inserto es el espacio libre entre el inserto y las paredes interiores de los miembros lineales. El diseñador puede permitir espacio libre suficiente para facilidad de montaje, pero se considera también el alineamiento y la estabilidad mecánica . El inserto puede ser elaborado de materiales conocidos en la técnica que pueden resistir las tensiones y deformaciones inducidas durante el montaje, el embarque, la instalación y el uso del producto acabado dentro del cual éste es incorporado. La modelación puede ser empleada para determinar las tensiones que el inserto necesitará resistir, y entonces pueden ser investigados una gama de materiales apropiados. Para muchos usos, los polímeros tienen suficiente resistencia a la tracción y rigidez para funcionar como un inserto. Los polímeros que pueden ser moldeados por inyección permiten un método preferido de fabricación. Algunos ejemplos de polímeros que pueden ser utilizados incluyen el PVC grado de moldeo por inyección, plástico ASA, plásticos ABS y Valox elaborado por General Electric, Nylon 66, y otras resinas de ingeniería. Para una aplicación de hoja de ventana, ha funcionado favorablemente un PVC comercializado como VISTELMR 9121 disponible de CONDEA Vista Co., Houston, Texas 77079. Estos materiales son proporcionados como ejemplos que pueden ser aplicables a una aplicación de inserto específico, pero muchos otros materiales pueden también ser apropiados. Preferentemente, g^fí_^^!l^±^Atfe las tolerancias de fabricación del inserto son también consideradas cuando se determinan las dimensiones del inserto.

Adhesivo de Fusión en Caliente Fluible En la formación de las juntas unidas de la invención, un adhesivo de fusión en caliente fluible es típicamente introducido dentro de una compuerta en la junta que está fluidamente comunicada con el canal o canales y los depósitos de adhesivo, o las áreas definidas del volumen de adhesivo. El adhesivo preferido para el uso en esta invención es un adhesivo de fusión en caliente que es introducido dentro de la junta a alta temperatura (típicamente aproximadamente 100°C a 220°C) . Después de la introducción dentro del área de la junta, el adhesivo se solidifica, ya sea mediante el enfriamiento o a través de una reacción de curación o reticulación que forma una unión confiable, fuerte. Los adhesivos preferidos forman una unión estructural rígida entre el inserto o el trabador y los miembros huecos. Además, la estructura resultante debe tener suficiente resistencia para prevenir la falla en una prueba de destrucción en el modo de escisión y en una prueba de destrucción en el modo de colgadura. Además, el adhesivo puede también proporcionar una función selladora para prevenir la infiltración de aire o agua hacia el interior de los miembros huecos. Al final, el adhesivo debe ser suficiente para mantener una unión estructural adecuada mientras que es expuesto a extremos de otras condiciones incluyendo la temperatura, el aislamiento y la unidad. Los termoplásticos relativamente de alta temperatura y los adhesivos de termoendurecimiento curables pueden encontrar uso en la aplicación. Los adhesivos preferidos tienen un punto de fusión relativamente alto, típicamente mayor de aproximadamente 120°C y típicamente dentro del intervalo de aproximadamente 110°C a aproximadamente 220°C. Tal punto de fusión alto permite la aplicación eficiente, pero obtiene una unión de alto punto de fusión que resiste los efectos de la alta temperatura durante los periodos de aislamiento intenso, particularmente en sitios semitropicales y tropicales. Los adhesivos de fusión en caliente, preferidos comprenden un adhesivo de poliamida que es fabricado típicamente mediante la reacción de un ácido dibásico y un compuesto de diamina. Tales poliamidas frecuentemente tienen un punto de fusión que está en el intervalo de aproximadamente 160°C a 220°C. Los ácidos dibásicos típicos para la fabricación de tales adhesivos de poliamida incluyen dimerácido (ácidos grasos dimerizados) , ácido dodecandioico, ácido sebácico, ácido azelaico, ácido adípico y ácidos aromáticos tales como ácido tereftálico y ácido * ___^1- >¡^^ "**sJÍ! <»***»* 3 *ftA »l Al naftalendioico. Estos ácidos se pueden hacer reaccionar con aminas tales como etilendiamina, hexametilendiamina, dietilentriamina, trietilentetramina, dipiperidilpropano, polioxipropilendiamina y otros aminoácidos y lactama tales como caprolactama, ácido 11-aminoundecanoico, dodecalactama y otros. Los adhesivos resultantes están caracterizados por un punto de fusión agudo, excelente adhesión a sustratos compuestos, excelente color con bajo olor, buenas propiedades de barrera al vapor húmedo, buena resistencia a los productos químicos y al aceite, y fuerte unión estructural. El material de poliamida puede ser combinado con resinas espesantes, plastificantes y otros incluyendo espesantes de resina de trementina, espesantes dimerizados de resina de trementina, espesantes de éster de resina de trementina, espesantes fenólicos de resina de trementina, resinas de cetona, resinas fenólicas modificadas, espesantes de resina malaica, y plastificantes incluyendo paratoluensulfonamida, n-etilparatoluensulfonamida, n- ciclohexilparatoluensulfonamida, trifenilfosfato, tributilfosfato, esteres de ftalato, aceite de ricino y otros materiales conocidos. Pueden también ser utilizados en la invención los adhesivos de fusión en caliente reactivos o de autocuración, de dos o más partes. Tales adhesivos son típicamente derivados de dos o más partes. Cada parte es fundida y luego combinada en un aplicador o pistola de pegamento que combina las corrientes fundidas calientes a una proporción volumétrica apropiada y aplica el adhesivo homogéneo mezclado al sitio apropiado en el área de la junta. Los materiales son formulados tal que sus puntos de fusión serán suficientemente altos para proporcionar buena resistencia antes de la cochura dentro de la junta después del enfriamiento. La resistencia antes de la cochura es la fuerza de la unión que ocurre después de que el material está frío, pero antes de que se completen las reacciones finales de reticulación o curación. Los adhesivos de fusión en caliente preferidos en esta área incluyen materiales adhesivos epóxicos y de poliuretano. Los adhesivos epóxicos operan típicamente mediante la reacción de un grupo oxirano o epoxi en una parte epoxi, con un compuesto que tiene un compuesto hidrógeno activo, típicamente un ácido aminomercaptancarboxílico o hidroxilo, u otro compuesto similar, que tiene una porción de hidrógeno reactivo o activo. Las resinas epóxicas típicas incluyen resinas epóxicas de bisfenol A, resinas epóxicas de novolaca, resinas epóxicas de alto rendimiento basadas en materiales muy aromáticos, resinas epóxicas alifáticas de cadena flexible-cadena larga, típicamente grupos basados en éter o éster, u otros bien conocidos en la técnica. Los agentes de curación típicos para la reticulación con los grupos epoxi u oxirano incluyen los compuestos mercapto o los polisulfuros, aminas, aminas alifáticas, aminas cicloalifáticas, aminas aromáticas, poliamidas, diciandiamida y otras. Frecuentemente, los adhesivos epóxicos contienen catalizadores, diluyentes, rellenadores, modificadores elastoméricos, y otros materiales. Además, los adhesivos curables de poliuretano (basados en compuestos de isocianato) pueden también ser utilizados en la invención. Los adhesivos de poliuretano son típicamente basados en diisocianato de tolueno (TDI) , difenilmetan-4 , 4 ' - diisocianato (MDI) , polimetilenpolifenilisocianato (PAPI) y trifenilmetantriisocianato (Desmodur R) . Tales compuestos de isocianato reactivos frecuentemente se hacen reaccionar con diversos glicoles basados en poliéster y poliéter que reaccionan y se reticulan para formar una junta confiable, dura. Los adhesivos de poliuretano pueden ser efectivos debido a que el uso de poliuretanos de más alta funcionalidad pueden provocar reticulación extensa y unión de alta resistencia. Además, los poliuretanos pueden formar enlaces de alta resistencia antes de la cochura cuando se formulan apropiadamente. Los adhesivos de poliuretano pueden también ser formulados con una variedad de ingredientes incluyendo materiales poliméricos para proporcionar resistencia incrementada antes de la cochura, espesantes y plastificantes como se describe anteriormente, para mejorar la resistencia inicial de la unión y la flexibilidad del material adhesivo. Además, el adhesivo puede ser combinado con rellenadores y otros materiales para el ajuste de la viscosidad y la estabilidad. Los adhesivos epóxicos y de poliuretano tienen que ser utilizados cuidadosamente. Los adhesivos deben ser mezclados y aplicados virtualmente de manera instantánea para evitar problemas provocados por la reticulación del adhesivo y la unión dentro del equipo de aplicación. La viscosidad del termoplástico de fusión en caliente o de los adhesivos curables epóxicos o de poliuretano de fusión en caliente, debe permanecer entre 700 y 30,000 cP, preferentemente entre 7500 y 2000 cP a la temperatura de aplicación. Las temperaturas de aplicación preferidas están típicamente en el intervalo de aproximadamente 120°C a 220°C utilizando equipo de aplicación preferido. La geometría o asociación del canal de compuerta y del depósito del área de junta estructural son típicamente ajustadas a las características de flujo del fundido, del material adhesivo, de modo que el adhesivo, cuando se aplica a la compuerta, fluye rápidamente a través de los canales hacia los depósitos con una cantidad apropiada de adhesivo a una velocidad suficiente tal que los depósitos son rellenados y no sobrefluyen con material adhesivo. La velocidad de inyección puede afectar la calidad de la junta.

Si el adhesivo es introducido demasiado lentamente, el adhesivo puede endurecerse muy rápidamente, bloqueando el flujo y previniendo la resistencia adecuada de la junta. Preferentemente, una cantidad medida del adhesivo es introducida dentro de la junta rápidamente. La distribución de 5-25 gramos, preferentemente 10-15 gramos del adhesivo dentro de la junta en un periodo de menos de 20 segundos, preferentemente 1-15 segundos, es preferible. La temperatura y presión de inyección pueden ser controladas para obtener el tiempo y velocidad de inyección requeridos. Además, la aplicación rápida también incrementa la productividad en una línea de montaje. Las características de módulo y de alargamiento del adhesivo curado en la unión se vuelven importantes para obtener la rigidez en el montaje resultante. La unión es típicamente probada en dos modos. En un modo de tracción, donde la junta es jalada para separarla mediante la suspensión de la junta y aplicando una fuerza medida para separar la junta en la línea de la junta. En segundo lugar, una prueba de tipo escisión puede ser aplicada para estimar la resistencia del adhesivo conforme la fuerza es aplicada a la estructura en un modo de torsión alrededor de la junta adhesiva. Estas dos propiedades son importantes para mantener una junta estructural adecuada. El comportamiento de la junta bajo tensiones de tracción en un intervalo de temperatura de operación es importante para el mantenimiento de la integridad y la forma de la hoja a temperatura relativamente baja (por debajo de 40°C) y a una temperatura relativamente alta mayor de aproximadamente 80°C para modelar las temperaturas comunes resultantes de las altas velocidades o proporciones de aislamiento. La unión debe ser capaz de mantener la carga sostenida a alta temperatura, mayor de 6.8 kg (15 libras) en un modo de tracción y para sobrevivir a temperaturas cíclicas entre -30°C y 82 °C. Los ejemplos de adhesivos preferidos para el uso en las estructuras de la invención incluyen el adhesivo de isocianato curable de 3M, TE030 y el adhesivo 4240 de copoliamida termoplástica de Bostic.

EXPERIMENTOS Un número de juntas de esquina estructurales juntadas a inglete, a 90°, similares a aquellas mostradas en la Figura 1, fueron ensambladas a partir de perfiles FIBREX® y el inserto (trabador de esquina) mostrado en las Figuras 2 a la 6, y Figura 8. Los perfiles FIBREX® fueron extruidos utilizado la descripción de la Patente de los Estados Unidos No. 5,406,786 cuya enseñanza es incorporada por referencia en la presente. Los insertos fueron de PVC moldeado por inyección (M3800, disponible de GEON) . Los perfiles fueron cortados a ángulos de 45 grados utilizando una sierra de inglete. Se dosificó adhesivo fundido caliente a través de una compuerta de entrada colocada como se muestra en la Figura 2 con el número de referencia (22) . La velocidad de flujo del adhesivo fue de aproximadamente 100 gramos por minuto, y el adhesivo fue inyectado por aproximadamente 15 segundos para rellenar el canal y los depósitos mostrados en la Figura 8, con aproximadamente 25 gramos del adhesivo. Las juntas ensambladas se dejaron curar por 72 horas a temperatura ambiente antes de la prueba.

Prueba de tracción La prueba de tracción fue realizada sobre un Sistema de Prueba de Materiales, Automático de Instron Corporation de la Serie IX, equipado con una celda de carga de 5 kiloNewton. El sistema operó a una velocidad de cruceta de 1.27 milímetros por minuto, una segunda velocidad de cruceta de 0.046 milímetros por minuto, y una velocidad de toma de muestra de datos de 10 puntos de datos por segundo. Las juntas de prueba fueron sujetadas de manera segura dentro del aparato Instron con accesorios de abrazamiento adaptados únicamente a las geometrías del perfil específico bajo prueba. La prueba de jalón midió la fuerza de extensión requerida para jalar el inserto fuera de totta^É-t-J-««Ja-áAíiS-i?h¿t la junta adhesivamente unida. Fueron probadas cinco (5) juntas. La fuerza o la resistencia a la tracción promedio es reportada en la Tabla 1. La desviación estándar para el adhesivo 3M-TE030 fue de ± 170 Newtons (un valor indicador de la variabilidad de la prueba de tracción, en general) .

Prueba de Escisión La prueba de escisión midió la fuerza compresiva requerida para romper la junta utilizando un probador de compresión Urpan PR1 (100 barias) disponible de Urpan GMBH & Co . Maschinenban, Memmingen, Alemania. Fueron preparadas cinco (5) juntas de prueba mediante el corte de perfiles de 135 milímetros desde el borde exterior de la junta con una sierra de inglete. La junta de prueba fue orientada en la prensa con sus 'patas" (formadas a partir de los perfiles cortados) descansando sobre la platina inferior. En consecuencia, el vértice que comprende la esquina exterior de la punta fue colocado 95 milímetros por arriba del plano de la platina inferior. Las platinas fueron lentamente cerradas hasta que la esquina exterior de la junta hizo contacto con la platina superior. La prensa fue accionada y la fuerza máxima registrada en la escisión de la junta al menos a la mitad de su longitud fue reportada como la resistencia a la escisión. La resistencia a la escisión promedio es reportada en la Tabla 1. La desviación estándar para el adhesivo TE030 de 3M fue de ± 120 Newtons (un valor indicador de la variabilidad de la prueba de escisión, en general) .

Tabla 1 La resistencia a la escisión de la junta adhesivamente unida es aproximadamente 4 veces mayor que una junta similar sujetada con tornillos, y aproximadamente 2 veces mayor que una junta similar que había sido térmicamente soldada. Las diversas modalidades descritas anteriormente son proporcionadas a manera de ilustración únicamente y no deben ser consideradas como limitantes de la invención. Aquellos expertos en la técnica reconocerán fácilmente diversas modificaciones y cambios que pueden ser realizados a la presente invención sin seguir estrictamente las modalidades ejemplares y las aplicaciones ilustradas y descritas en la presente, y sin apartarse del alcance verdadero de la presente invención que se describe en las siguientes reivindicaciones.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Una estructura de junta que incluye una compuerta de entrada, caracterizada porque comprende: (a) un primer miembro lineal y un segundo miembro lineal, cada miembro lineal define interiores huecos al menos en los extremos de los miembros lineales; (b) un inserto que une los miembros lineales, próximos a la compuerta de entrada en la estructura de junta, el inserto define al menos un canal próximo a la compuerta de entrada, al menos un depósito formado en el inserto asociado con el primer miembro lineal, y al menos un depósito formado en el inserto asociado con el segundo miembro lineal, el canal está configurado para permitir el flujo de adhesivo desde la compuerta de entrada hacia los depósitos, el inserto comprende una abertura de inserto de espiga de bisagra, externa, configurada para aceptar una espiga de bisagra; y (c) un adhesivo que forma una unión estructural entre el inserto y los miembros lineales en el canal y los depósitos .

2 . La estructura de junta de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque la abertura para el inserto de espiga de la bisagra , externa, está configurada para aceptar un manguito hueco dentro del cual se ajusta la espiga de la bisagra.

3. La estructura de junta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el inserto comprende además una porción decorativa externa.

4. La estructura de junta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los depósitos tienen una profundidad que es menor que una profundidad del canal .

5. Una estructura de junta que incluye una compuerta de entrada, caracterizada porque comprende: (a) un primer miembro lineal y un segundo miembro lineal, cada miembro lineal define interiores huecos al menos en los extremos de los miembros lineales; (b) un inserto que une los miembros lineales, próximos a la compuerta de entrada en la estructura de junta, el inserto define al menos un canal próximo a la compuerta de entrada, al menos un depósito formado en el inserto asociado con el primer miembro lineal, y al menos un depósito formado en el inserto asociado con el segundo miembro lineal, el canal está configurado para permitir el flujo de adhesivo desde la compuerta de entrada hacia los depósitos, el inserto comprende una abertura de rueda de soporte y una rueda de soporte localizada en éste; y (c) un adhesivo que forma una unión estructural entre el inserto y los miembros lineales en el canal y los depósitos .

6. La estructura de junta de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque el inserto comprende además una porción decorativa externa.

7. La estructura de junta de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque los depósitos tienen una profundidad que es menor que una profundidad del canal .