VIDRIADO CON UN ELEMENTO RÍGIDO OPCIONALMENTE INCORPORADO EN UNA PARTE DE PLÁSTICO SOBREMOLDEADA
La invención está relacionada al campo del vidriado y se refiere al vidriado, particularmente para construcciones o vehículos de motor o recreativos, provistos con una parte de plástico sobremoldeada sobre el elemento vidriado y que incorpora un elemento rígido. Un ejemplo particular del vidriado de este tipo en el campo de los vehículos de motor terrestres se da por los techos corredizos de abertura o picos que ocupan casi toda el área del techo. Este vidriado comprende un elemento vidriado, particularmente elaborado de vidrio endurecido, vidrio laminado o plástico transparente, equipado con una envoltura de plástico sobremoldeada en el elemento vidriado, que puede incorporar elementos rígidos para la fijación al mecanismo de impulsión del techo corredizo. A fin de rigidizar el elemento vidriado que, conforme viaja el vehículo, se somete a deformaciones debidas a la presión asociada con la velocidad de viaje, es práctica común que la envoltura sobremoldeada se proporcione con elementos de refuerzo en la forma de tiras metálicas, en general elaboradas de acero. En una técnica comúnmente empleada, las tiras de refuerzo se incorporan en la envoltura de plástico directamente durante la operación de sobremoldeo al colocar una o más tiras como piezas de inserción con el elemento vidriado en el molde de fabricación y luego al someter el plástico de una manera tal para incorporar la pieza o piezas de inserción. Con las temperaturas a las cuales se inyectan los productos termoplásticos , o el calor emitido por la polimerización de un poliuretano de dos partes usando un método de RIM (moldeo por inyección con reacción) , que son materiales y métodos comúnmente usados para este propósito, esta técnica tiene la desventaja de ocasionar deformación de los elementos metálicos de refuerzo, primeramente en el estrado caliente por expansión en el molde, luego, al dejar el moldeo, por contracción en frío, deformaciones que introducen esfuerzos y deformaciones en el elemento vidriado, esfuerzos y deformaciones que pueden probar ser inadmisibles para el montaje en la carrocería desde un punto de vista mecánico y/o estético. Para compensar estas deformaciones, se puede seguir la fabricación por un paso de reformación del vidriado por compresión, pero esto conduce a la deformación del producto compuesto moldeado, deformación que puede desmejorar la unión de las varias entrecaras y por lo tanto las integridad del vidriado. También se puede encontrar un problema similar de expansión cuando el vehículo se somete a calor prolongado, particularmente cuando se estaciona durante un periodo prolongado a pleno sol. Lá alteración de los ciclos de calentamiento/enfriamiento entonces conduce gradualmente a provocar cambios inevitables a la curva de vidriado, y esto desmejora la línea del vehículo. Es un objeto de la presente invención superar las desventajas mencionadas anteriormente. Para este fin, el objeto de la invención es el vidriado que comprende un elemento vidriado con al menos un elemento rígido que puede ser incorporado, o no, en una parte de plástico, sobremoldeada , caracterizado en que el elemento o elementos rígidos tienen un coeficiente de expansión térmica lineal del mismo orden de magnitud como aquel del elemento vidriado. Al seleccionar, para los elementos rígidos de acuerdo con la invención, los materiales que tengan un coeficiente de expansión lineal similar a aquel del elemento vidriado, evita la aparición de esfuerzos de expansión diferenciales en el montaje formado del elemento vidriado, el plástico y el (los) elemento (s) rígido (s) . En consecuencia, el diseño y fabricación del vidriado se simplifica, debido a que no es necesario por más tiempo llevar a cabo el paso adicional de formación del vidriado. Adicionalmente , es más confiable la fabricación en conjunto, debido a que las dimensiones finales del vidriado están más cerca al valor intermedio del intervalo de tolerancia permitido, que no sería el caso con un elemento metálico . En el contexto de la presente invención, no sólo los elementos de vidrio que consiste además de una hoja de vidrio unidas conjuntamente, como es apropiado, por intercapas de adhesivo, sino también los elementos transparentes o translúcidos elaborados de material orgánico, particularmente de policarbonato , se llaman elementos vidriados . En la alternativa de acuerdo con la invención, por lo -que el elemento o elementos rígidos no se incorporan en una parte de plástico sobremoldeada , se pueden conectar al elemento vidriado, posiblemente con la capacidad de deslizamiento uno con respecto al otro, por cualquier medio apropiado tal como unión por adhesivo, cualquier fijación, sujeción o sujeción s presión. A este respecto, se puede hacer mención de una envoltura rígida colocada alrededor del elemento vidriado a una temperatura de formación relativamente alta, que se contrae cuando se enfría, se sujeta a presión en el borde periférico del elemento vidriado . Como una preferencia, el elemento o elementos rígidos tiene un coeficiente de expansión térmica lineal que difiere de aquel del elemento vidriado por ÍCT^C"1 a lo mucho . De acuerdo a una modalidad particular de la invención, este coeficiente de expansión térmica lineal es del orden de 8 a 10 x 10"6°C_1. Un material adecuado para la producción de elementos rígidos de acuerdo con esta invención se puede elegir de un amplio intervalo de materiales, particularmente metales, productos cerámicos u otros materiales inorgánicos, y productos compuestos. Por razones de costo, en particular, se prefiere producir los elementos rígidos en base a vidrio, particularmente en la forma de plástico y vidrio, por ejemplo, fibra de vidrio, productos compuestos. El elemento rígido tiene un comportamiento mecánico ventajoso cuando el producto compuesto contiene al menos 60% en volumen de vidrio, de manera preferente al menos 75%, de manera particular al menos 80%, especialmente en el orden de 90% en volumen de vidrio. Los valores más altos mencionados anteriormente se recomiendan cuando el elemento vidriado se elabore de vidrio, en tanto que cuando se elabore de policarbonato o equivalente, son más apropiadas las proporciones en volumen de al menos 60%, de manera preferente al menos 75%. El vidrio es un material que es práctico de usar debido a que no introduce problema de afinidad con respecto a materiales orgánicos que se pueden usar para formar la parte sobremoldeada que se seleccionan ya por su compatibilidad con el vidrio. Por ejemplo, la incorporación de este elemento rígido en una parte sobremoldeada elaborada de poliuretano no presenta problema de integridad del producto compuesto. Gracias a la calidad de la unión entre el elemento rígido y plástico sobremoldeado, el vidriado final tiene desempeño mecánico comparable a aquel del vidriado reforzado con un elemento metálico, y esto es cierto aún si el elemento rígido de vidrio tiene un desempeño mecánico inbrínseco que es inferior a aquel de un elemento metálico. Un elemento rígido de acuerdo con la invención se puede caracterizar de esta manera ventajosamente por una resistencia a la flexión, que varía de acuerdo a la geometría del elemento, que es suficientemente alta. Un elemento en base a vidrio tiene también la ventaja de tener un peso que se reduce por el orden de 30 a 50% en comparación con un elemento metálico rígido. Esto puede ser ventajoso cuando el plástico sobremoldeado es más expansivo que el material del cual se elabora el elemento rígido, un incremento en el volumen del elemento rígido que ocasiona un ahorro correspondiente en el material que se va a sobremoldear .
Finalmente, la fabricación del vidriado sobremoldeado se hace más fácil con un elemento rígido basado en vidrio, para el ' cual se puede permitir que la parte de este elemento entre en contacto con el elemento de vidrio en el molde, en tanto que en el caso de un elemento rígido metálico, necesitan ser tomadas precauciones especiales para impedir cualquier contacto vidrio a metal. Esto es debido a que el contacto entre un elemento rígido basado en vidrio y la superficie del elemento vidriado de vidrio, una laca, si la hay, que la cubre, es mucho menos probable que daña a estos que el contacto con un elemento rígido metálico. De acuerdo a una característica ventajosa, el elemento rígido es un producto compuesto de plástico y fibra de vidrio. Este producto compuesto se puede obtener por cualquier técnica conocida per se para la fabricación de productos compuestos, por ejemplo, por termoformación (particularmente termocompresión) de láminas preimpregnadas (prepregs) . Es muy especialmente preferible elaborar los elementos de un producto que consiste de filamentos mezclados de vidrio y de termoplástico orgánico, disponibles bajo la marca comercial TwintexR de Vetrotex Saint -Gobain . La estructura y fabricación de estos filamentos mezclados se describen en particular en los documentos FR 2 516 441, FR 2 638 467 y EP O 599 695. La fabricación de los elementos rígidos de acuerdo a la invención puede requerir en particular filamentos mezclados, sueltos o productos semiterminados en la forma de tiras o esteras que consisten de filamentos mezclados tejidos o no tejidos que pueden estar asociados posiblemente con un termoplástico orgánico o un producto termoendurecido. La tejedura de los filamentos y/o su orientación en una o más direcciones favorecidas se puede seleccionar de una manera bien conocida con vista a obtener propiedades mecánicas deseadas en direcciones dadas. Por medio de sustancias orgánicas que se pueden usar para formar un elemento rígido compuesto de acuerdo con la invención, se puede hacer mención en particular de las poliolefinas tal como polietileno o polipropileno, y de poliésteres tal como polietilen-tereftalato o polibutilen-tereftalato . Se pueden usar estos mismos plásticos en la composición de los filamentos mezclados. Cuando se combina un producto basado en filamentos mezclados con un plástico, se hace uso de manera ventajosa de un material de la misma familia como el presente en los filamentos y de manera preferentemente exacta el mismo material . Estos plásticos se seleccionan como apropiados por su compatibilidad con el elemento vidriado cuando este último se elabora por si mismo de plástico; para hacer esto, pueden consistir del mismo plástico o de un material que es inerte al material del elemento vidriado (que en general es el caso con por ejemplo polipropileno) . Dado el ahorro de peso permitido por el uso de un elemento rígido basado en vidrio, este elemento se puede fabricar con al menos una dimensión, por decir el espesor, que es suficientemente grande para permitir todos los tipos de fijación de los varios elementos al vidriado, particularmente por medio de un agujero simple no utilizado se puede tomar un tornillo o un medio de fijación a fuerza, fijación por presión o de conexión. El elemento rígido, que se- puede insertar o no en un plástico sobremoldeado, se puede elaborar de un plástico del tipo TwintexR en cualquier forma (orejeta, etc.), adecuada para la fijación o alguna otra función. De esta manera, la invención aplica entre otras cosas a la incorporación en el vidriado fijo de un soporte de fijación, de un soporte de mecanismo de cierre, y a la incorporación en vidriado en movimiento de medios de guía o soporte de un medio para guiar el vidriado. La invención también permite que se incorporen soportes de sensores eléctricos o alambres eléctricos, sin el miedo de un corto circuito cuando aún está presente con un elemento de soporte metálico .
La invención también aplica a la adición de elementos de refuerzo a todos los tipos de vidriado, particularmente la abertura de vidriado tal como techos corredizos o iluminación posterior de abertura elaborada de vidrio endurecido o vidrio laminado para vehículos de motor, o vidriado sin abertura tal como techos corredizos vidriados unidos a la carrocería de un vehículo, el intervalo del cual conlleva en general al refuerzo de la parte central en particular. El elemento o elementos rígidos constituyen entonces una viga de refuerzo longitudinal o aro de refuerzo transversal, o simplemente combinado con un plástico sobremoldeado en el cual se incorporan. De acuerdo a aún otra forma alternativa de la invención, la invención aplica en particular a techos corredizos o iluminación posterior que se abre, elaborada de vidrio, que - se lamina, o elaborada de vidrio no endurecido, o elaborada de manera alternativa de plástico, para vehículos de motor o para fabricaciones relacionadas a la construcción. Por supuesto, esta forma alternativa también se puede aplicar a sustratos elaborados de vidrio endurecido. Estos varios sustratos de vidrio o plástico se proporcionan en uno de sus lados, o están asociados, con al menos un dispositivo electroquímico, particularmente un sistema eléctricamente operable con propiedades ópticas y/o energéticas variables, este dispositivo electroquímico conocido comúnmente como dispositivo electrocrómico, que es del tipo descrito en la WO 00/71777 o en la O 00/57243, por ejemplo, qué corresponde al mismo solicitante. El uso de este vidriado o de este sustrato es ventajoso en las ventanas electrocrómicas , para construcciones, particularmente para el vidriado externo o para divisiones internas o para puertas vidriadas o para techos, o para medios locomotores de tren, aeroplano (ventana lateral) o del tipo automotriz (techo, iluminación posterior, etc.). La invención también puede aplicar a la incorporación de un elemento de refuerzo en un accesorio sobremoldeado, particularmente un alerón unido a la iluminación posterior de un vehículo. El vidriado equipado de acuerdo con la invención puede ser sólo vidriado para una construcción, vidriado para vehículos de motor, terrestres, auto- impulsados o de remolque tal como remolques de campismo, y para varios vehículos recreativos, particularmente botes, etc. La adición de elementos rígidos de acuerdo con la invención se puede realizar de manera ventajosa durante la operación de moldeo de la parte sobremoldeada, pero también se puede realizar simplemente al unir en la parte sobremoldeada .
Otros detalles y características de la invención llegarán a ser evidentes a partir de la descripción detallada que seguirá, dada con referencia a las figuras anexas en las cuales: La Figura 1 representa una vista en perspectiva del vidriado de acuerdo con la invención; La Figura 2 y 3 representan vistas en sección del vidriado de la Figura 1 o II -II y III -III, respectivamente; Se especifica por claridad que los varios elementos de los objetos representados no se dibujan necesariamente a escala. El vidriado de la Figura 1 es un techo corredizo 1 de~* abertura, vidriado, que comprende un elemento 2 de vidrio, particularmente, elaborado de vidrio endurecido, provisto con una envoltura 3 sobremoldeada elaborada de cualquier plástico adecuado, particularmente de poliuretano. La envoltura 3 se deposita en una capa 4 de barniz opaco en la periferia del elemento de vidrio, y la función de la cual es cubrir de la vista del equipo exterior asociado con el vidriado. La envoltura 3 corre aquí hasta el final alrededor del elemento 2 de vidrio, pero se debe mencionar que, como se requiere, puede extenderse sobre sólo parte de la periferia del mismo. La envoltura 3 está en contacto con el borde del elemento de vidrio y la superficie del elemento de vidrio que dará hacia el interior del vehículo. Esto permite que el techo corredizo 1 de abertura esté al ras con la carrocería circundante . Como una alternativa, la envoltura 3 puede estar en contacto sólo con la superficie interior del elemento 2 de vidrio o estar colocada colgando del borde del elemento 2 de vidrio en contacto tanto con la superficie interior como exterior del elemento 2 de vidrio. En la Figura 2, se puede ver que la envoltura 3 se refuerza a lo largo de un lado lateral por un elemento 5 de refuerzo que se incorpora en el material 3 de la envoltura. El elemento de refuerzo es un producto compuesto de fibra de vidrio y de plástico. Se elabora, por una parte, de esteras 6 de filamentos TwintexR que son filamentos mezclados de vidrio y termoplástico (en una relación en volumen al menos igual a 60/40, de manera preferente de 75/25 y a lo mucho igual a 90/10), tejidos y/o no tejidos, de un espesor de 3 a 20 mm, y por otra parte, de un termoplástico 7 idéntico o diferente del presente en los filamentos mezclados y moldeados en contacto con las esteras 6. Las esteras 6 se pueden formar por termoformación antes de la inyección del material 7 en el molde. Las proporciones de las esteras 6 y el plástico 7 son tal que el contenido en volumen de la fibra de vidrio en el elemento 5 de refuerzo del producto compuesto está entre 60 y 90%. La adición del termoplástico 7 es opcional; la cantidad adicionada se ajusta como sea apropiada de acuerdo a los volúmenes y secciones que se van a obtener. El coeficiente de expansión térmica lineal del elemento rígido de acuerdo con la invención se puede ajustar y las propiedades mecánicas equivalentes a aquellas de un elemento rígido metálico, que es más pesado por 30 a 50%, por geometrías variables del elemento rígido, se puede obtener al adaptar la forma, al ajustar la proporción de los filamentos mezclados y dentro de esto, la proporción de las fibras de vidrio, o al sobre poner varios pliegues de TwrntexR, etc. La Figura 30, se puede ver que incorpora otro elemento rígido 8 en la envoltura 3 a lo largo de un lado corto. Este elemento 8 sirve, por una parte, para reformar el vidriado y por otra parte, para unir un mecanismo de impulsión de techo, no representado. El elemento 8 se elabora, de una manera similar al elemento 5, de esteras 9 de filamentos mezclados de vidrio y de termoplástico incorporados en un termoplástico o plástico termoendurible , los materiales que son idénticos a o diferentes de aquellos mencionados con respecto al elemento 5. Un agujero 10 no utilizado se elabora en un ala del elemento 8 para tomar una forma para la fijación del mecanismo para la impulsión del techo 1. Los elementos rígidos 5, 8 se pueden incorporar en la envoltura 3 en el momento en que la envoltura 3 se sobremoldee en el elemento 2 de vidrio, al colocarlos como piezas de inserción en el molde, entonces al inyectar el plástico de la envoltura 3. Durante esta operación de moldeo, los elementos rígidos insertados en el molde experimentan, a la temperatura de moldeo, una expansión térmica del mismo orden como el elemento 2 de vidrio, que significa que no se presentan en el enfriamiento esfuerzos de expansión diferenciales. Como una alternativa, al menos uno de los elementos 5, 8 se pueden unir a la envoltura 3 o fijar a la misma de alguna otra manera con la ventaja resultante de la desaparición de los esfuerzos diferenciales de expansión que siguen a los ciclos de calentamiento/enfriamiento experimentados por el vidriado a todo lo largo de su vida. La invención, que se ha descrito sólo en el caso particular de mover el vidriado para un vehículo de motor, no se limita de ningún modo a esta modalidad y abarca un espectro completo de variantes, particularmente con respeto a los materiales usados, las configuraciones de los elementos de vidriado y los sistemas usados para el montaje del vidriado.