WO2013127977A1 - Joint de pare-brise - Google Patents

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WO2013127977A1
WO2013127977A1 PCT/EP2013/054123 EP2013054123W WO2013127977A1 WO 2013127977 A1 WO2013127977 A1 WO 2013127977A1 EP 2013054123 W EP2013054123 W EP 2013054123W WO 2013127977 A1 WO2013127977 A1 WO 2013127977A1
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seal
windshield
joint according
lips
cell
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Xavier CARNOY
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Agc Glass Europe
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60J10/30—Sealing arrangements characterised by the fastening means
    • B60J10/34—Sealing arrangements characterised by the fastening means using adhesives
    • B60J10/345—Sealing arrangements characterised by the fastening means using adhesives with formless adhesives, e.g. hot melt

Definitions

  • the invention relates to the connection modes between the lower part of the windshield and the corresponding elements of the bodywork of motor vehicles. More particularly, the invention relates to the fixing of what is referred to as the "water box" or canopy grille with the windshield.
  • Various types of joints have been proposed previously for this purpose. The role of the joints in question is multiple. In addition to fixing the end of this body part to the windscreen, they can seal in the area. They also protect the periphery of the windshield and the defects that may result from the presence of moisture maintained in contact with the materials in the laminated glazing, whether it is the interlayer or especially the thin layers that may be present, or electrical connections developed at this location.
  • the seal In these functions, the seal must have mechanical properties differentiated according to the roles assigned to the different parts that constitute it. It must also meet specific requirements in terms of resistance to aging under different stresses, deformation, vibration, temperature, exposure to moisture, surfactants cleaning.
  • seals of this type are on the one hand fixed by gluing to the lower end on the inner face of the windshield and on the other hand comprise at least one fastening means on the cowl grille.
  • the fixing on the awning grid is most often carried out by insertion into a housing of the seal forming a longitudinal groove, a harpoon secured to this grid, so that the fixation s' performs by forcing the harpoon into its housing, the insertion playing of the relative elasticity of the joint.
  • the strength of the fastener in question is a function of the mechanical behavior of the material which constitutes it. For more resistance it is usual to have in the housing receiving the harpoon lips which by their configuration prevent the extraction of the latter once in place, except to exert a traction much greater than the force necessary for its insertion.
  • the invention proposes to reinforce the bonding of the seal on the glass by an arrangement which adds to the adhesion of the adhesive a fixation of a mechanical nature.
  • the seal is constituted in the manner defined in claim 1.
  • the cell in the body of the seal is open on the side of the lower edge of the windshield. The tightened opening of this socket traps the glue once it hardens, constituting a kind of fixation mortise and tenon.
  • the body of the seal must offer a certain hardness even if it maintains a relative elasticity, both for the attachment of the harpoon in its housing, that it marries the lower outline of the windshield.
  • the hardness measured according to the Shore A scale is advantageously from 75 to 95, and preferably from 85 to 95.
  • the lips disposed at the opening of this housing preferably have a lower hardness than that of the seal body.
  • a hardness of at least 10 Shore A points relative to that of the body is preferred. This hardness is advantageously from 60 to 80.
  • Materials having all the required properties are in particular polypropylenes (PP) or better, copolymers of propylene and other monomers.
  • Preferred materials according to the invention are polymers of ethylene-propylene-diene monomer (EPDM). .
  • the glue used for fixing the seal at the bottom of the windshield must also offer a certain rigidity after hardening, rigidity which means that the glue, even slightly adhering to the body material, remains locked in the cell.
  • a preferred hardness is at least 85 Shore A for the cured adhesive, and preferably at least 95 Shore A.
  • PU polyurethane
  • the PU glue initially very fluid penetrates without difficulty into the cell it fills. It hardens in a sufficiently short time to limit the cycle time of implementation. A few minutes are enough to achieve a hardening that ensures the maintenance of the seal on the end of the windshield and allows to move the whole without risk of separation even partial.
  • the ends of the arms are advantageously provided with less rigid parts than the body of the seal, allowing the arms to be applied to the glass with a certain compression which seals. For the convenience of production, it is advantageous to form these less rigid parts with the same composition as that used to form the lips of the housing.
  • the seal may further comprise an additional element facing the end of the cowl grille and having the function of sealing between the latter and the windshield.
  • This element which ensures a "soft" contact is advantageously constituted by a foam heel of the same material as that of the body.
  • FIG. 1 shows in section the profile of a seal according to the invention
  • Figures 3a and 3b show variants respectively of Figures 1 and 2.
  • the seal according to the invention is shown in Figure 1 with the end of the awning grid and the bottom of the windshield. These two elements are represented in the position they occupy after assembly. The parts of the seal in contact with the grid or the windshield are presented without the deformations caused during the installation, and therefore in the shape which is theirs in the profile alone.
  • the seal 1 is composed of a body 2 in which a housing 3 is arranged. The opening of the housing 3 is bordered by two lips 4 and 5 intended to oppose the withdrawal of a harpoon 6 secured to the end of the awning grid 7.
  • Two arms 8 and 9 enclose the bottom of the windshield by playing the elasticity of the seal material. Between these two arms forming a kind of groove, the edge of the windshield 11 is introduced. Facing the edge of the windshield, the body of the seal comprises a cell 10 which extends longitudinally.
  • the cell 10 opens into the "groove" constituted by the two arms 8 and 9 by an opening 12 of dimension reduced compared to the dimensions of the cell in the direction substantially parallel to the edge of the windshield.
  • the windshield 11 located between the two arms 8 and 9 maintains a limited space with the body 2 of the seal.
  • This space 13 and the cell 10 are filled with an adhesive 14 having a high adhesion to the glass.
  • the glue 14 is applied in the bottom of the groove between the two arms 8 and 9, in an amount sufficient to fill the cell 10 and the bottom of the groove. If necessary, an excess of glue can be applied. In this case when placing the seal on the end of the windshield the glue overflows a limited way on the faces of the windshield. As a result, the attachment to the glass extends over an increased area. Insofar as the nature of the seal does not allow sufficient adhesion with the glue, the overflow of the glue does not significantly add to the windshield / seal attachment, the latter remaining mainly due to the hardened glue. in the cell 10, and can not escape given the rigidity of the seal material.
  • these parts 15 and 16 are coextruded with the seal and are of the same nature as the latter, but a composition leading to a substantially lesser hardness.
  • these parts 15 and 16 are advantageously made of the same material as that of the lips 4 and 5 which hold the harpoon 6 in the housing 3.
  • To facilitate the retention of excess glue arm 9 located at the lower part of the windshield may have type spaces 17 formed between the arm 9 and the face of the windshield.
  • the attachment of the seal is such that after hardening of the glue 14 in the cell 10, the seal can not be detached from the windshield without damaging it, unlike the fixing of the awning grid on the seal.
  • the lips 4 and 5, as indicated above, are of less rigidity than that of the body 2 of the seal. This feature is intended to facilitate the establishment of the harpoon 6 in the housing by elastic deformation of these lips. Once the harpoon is in place, its shape and that of the lips oppose its withdrawal.
  • the force exerted for the penetration of the harpoon must not exceed 100N, for example, and preferably not greater than 60N.
  • the extraction of the harpoon from the housing is advantageously at least two times greater. It is advantageously greater than 80N and not greater than 200N.
  • Figure 2 is similar to the previous one.
  • the illustrated mode comprises an additional element 18.
  • This element is intended first to ensure the seal between the windshield and the awning grille.
  • the element 18 is integral with the body of the seal from which it extends in the direction of the cowl grille, and comes into contact therewith.
  • this element 18 is advantageously extruded at the same time as the seal.
  • the element 18 is preferably made of an easily deformable material.
  • a semi-rigid foam is preferably used. This is for example a foam of reduced density compared to that of the material constituting the body.
  • the density of this piece is advantageously from 0.40 to 0.80 and preferably from 0.55 to 0.70.
  • the element 18 keeps the end of the awning grid out of contact with the bottom of the windshield. Positioning through the harpoon 6 and lips 4 and 5 is difficult to guarantee with the desired accuracy. The presence of the element 18 makes it possible to accommodate this inaccuracy.

Abstract

Joint de fixation de la grille d'auvent (7) d'un véhicule à l'extrémité d'un pare-brise (11), présentant en coupe un profil comprenant, un corps (2) d'un polymère élastique avec un logement (3) muni de lèvres (4,5), destiné à recevoir un harpon (6) porté par la grille d'auvent, le joint comprenant au moins un bras (8,9) l'extrémité du pare-brise étant fixé au moyen d'une colle (14) qui remplit simultanément une alvéole (10) ménagée dans le corps (2) du joint, alvéole débouchant vers l'extrémité du pare- brise par une ouverture resserrée (12) par rapport aux dimensions interne de l'alvéole.

Description

Joint de pare-brise
L'invention concerne les modes de liaison entre la partie basse de pare-brise et les éléments correspondant de la carrosserie de véhicules automobiles. Plus particulièrement, l'invention vise la fixation de ce qui est désigné sous le terme de «boîte à eau» ou encore de grille d'auvent avec le pare-brise. Divers types de joints ont été proposés antérieurement à cet usage. Le rôle des joints en question est multiple. En plus de fixer l'extrémité de cette partie de carrosserie au pare -brise, ils peuvent assurer l'étanchéité dans la zone considérée. Ils protègent aussi la périphérie du pare-brise et les défauts qui peuvent résulter de la présence d'humidité maintenue au contact des matériaux situés dans le vitrage feuilleté, qu'il s'agisse de l'intercalaire ou surtout des couches minces éventuellement présentes, ou encore des connexions électriques aménagées à cet endroit.
Dans ces fonctions, le joint doit présenter des propriétés mécaniques différenciées selon les rôles assignés aux différentes parties qui le constituent. Il doit aussi répondre à des exigences bien précises en termes de résistance au vieillissement sous différentes sollicitations, de déformation, de vibrations, de température, d'exposition à l'humidité, aux agents tensio-actifs de nettoyage.
Le plus fréquemment les joints de ce type sont d'une part fixés par collage à l'extrémité basse sur la face interne du pare-brise et d'autre part comprennent au moins un moyen de fixation sur la grille d'auvent. Pour permettre une mise en oeuvre simplifiée, la fixation sur la grille d'auvent est le plus souvent réalisée par insertion dans un logement du joint formant une rainure longitudinale, d'un harpon solidaire de cette grille, de telle sorte que la fixation s'effectue en forçant le harpon dans son logement, l'insertion jouant de l'élasticité relative du joint.
La résistance de la fixation en question est fonction du comportement mécanique du matériau qui le constitue. Pour plus de résistance il est usuel de disposer dans le logement recevant le harpon des lèvres qui par leur configuration font obstacle à l'extraction de celui-ci une fois mis en place, sauf à exercer une traction très supérieure à la force nécessaire pour son insertion.
Pour accroître la résistance du joint lorsque le matériau choisi reste trop facilement déformable, il a été aussi proposé d'armer celui-ci de profilés métalliques. La présence de ces profilés ont pour inconvénient de rendre leur fabrication sensiblement plus compliquée et par suite de les rendre plus coûteux.
Le choix d'un matériau répondant aux différentes exigences rappelées ci-dessus conduit à un nombre relativement limité de compositions. A l'expérience, les matériaux en question n'offrent pas une adhérence satisfaisante aux colles qui sont ordinairement utilisées pour fixer les vitrages automobiles, notamment les colles à base de polyuréthane.
L'invention propose de renforcer le collage du joint sur le verre par une disposition qui ajoute à l'adhérence de la colle une fixation de nature mécanique. Selon l'invention le joint est constitué de la manière définie à la revendication 1. Selon cette structure l'alvéole présente dans le corps du joint, est ouverte du côté du bord inférieur du pare-brise. L'ouverture resserrée de cette alvéole emprisonne la colle une fois celle-ci durcie, constituant en quelque sorte une fixation par tenon et mortaise.
Pour que la fixation soit suffisante, le corps du joint doit offrir une certaine dureté même si il conserve une élasticité relative, aussi bien pour la fixation du harpon dans son logement, que pour qu'il épouse le contour inférieur du pare- brise . Selon l' invention la dureté mesurée selon l' échelle Shore A est avantageusement de 75 à 95, et de préférence de 85 à 95.
Pour faciliter l'insertion du harpon dans son logement, les lèvres disposées à l'ouverture de ce logement présentent de préférence une dureté moindre que celle du corps du joint. Une dureté inférieure d'au moins 10 point Shore A par rapport à celle du corps est préférée. Cette dureté est avantageusement de 60 à 80. Devant présenter différentes propriétés selon ses parties constitutives, il demeure préférable pour des raisons de coût de pouvoir procéder à la fabrication du joint en une seule opération de co-extrusion. Des matériaux présentant l'ensemble des propriétés requises sont en particulier des polypropylènes (PP) ou mieux, des copolymères de propylène et d'autres monomères Des matériaux préférés selon l'invention sont des polymères d'éthylène-propylène-diène monomère (EPDM).
La colle utilisée pour la fixation du joint au bas du pare -brise doit aussi offrir une certaine rigidité après son durcissement, rigidité qui fait que la colle, même adhérant faiblement au matériau du corps, reste bloquée dans l'alvéole. Une dureté préférée est d'au moins 85 Shore A pour la colle durcie, et de préférence d'au moins 95 Shore A.
Compte tenu de son adhérence particulièrement forte au verre, on utilise avantageusement une colle à base de polyuréthane (PU), et de préférence une colle monocomposant. La colle de PU initialement très fluide pénètre sans difficulté dans l'alvéole qu'elle remplit. Elle durcit en un temps suffisamment bref pour limiter le temps de cycle de mise en oeuvre. Quelques minutes suffisent pour atteindre un durcissement qui garantit le maintien du joint sur l'extrémité du pare-brise et autorise à déplacer l'ensemble sans risque de désolidarisation même partielle.
Lors de l'application de la colle un excédent de celle-ci par rapport au volume offert par l'alvéole et l'espace restant entre le corps du joint et le chant du pare-brise n'est pas nuisible, et peut même compléter le collage par débordement sur les faces des feuilles de verre entre celles-ci et les bras du joint. Il faut néanmoins éviter une quantité de colle telle qu'elle se répandrait au-delà des extrémités des bras. Pour éviter un tel débordement, les extrémités des bras sont avantageusement pourvues de parties moins rigides que le corps du joint, permettant une application des bras sur le verre avec une certaine compression qui assure l'étanchéité. Pour la commodité de production, il est avantageux de constituer ces parties moins rigides avec la même composition que celle utilisée pour former les lèvres du logement.
Le joint peut encore comprendre un élément supplémentaire tourné vers l'extrémité de la grille d'auvent et ayant pour fonction de faire l'étanchéité entre cette dernière et le pare-brise. Cet élément qui assure un contact «doux» est avantageusement constitué d'un talon de mousse du même matériau que celui du corps.
L'invention est décrite de manière détaillée en référence aux planches de dessins dans lesquelles :
- la figure 1 présente en coupe le profil d'un joint selon l'invention ;
- la figure 2 présente une variante du joint précédent ;
- les figures 3a et 3b présentent des variantes respectivement des figures 1 et 2. Le joint selon l'invention est représenté à la figure 1 avec l'extrémité de la grille d'auvent et le bas du pare-brise. Ces deux éléments sont représentés dans la position qu'ils occupent après montage. Les parties du joint en contact avec la grille ou le pare-brise sont présentées sans les déformations occasionnées au cours de la mise en place, et donc dans la forme qui est la leur dans le profilé seul. Le joint 1 est composé d'un corps 2 dans lequel un logement 3 est aménagé. L'ouverture du logement 3 est bordée par deux lèvres 4 et 5 destinées à s'opposer au retrait d'un harpon 6 solidaire de l'extrémité de la grille d'auvent 7.
Deux bras 8 et 9 enserrent le bas du pare -brise en jouant de l'élasticité du matériau du joint. Entre ces deux bras formant une sorte de rainure, le bord du pare-brise 11 est introduit. Face au chant du pare-brise, le corps du joint comporte une alvéole 10 qui s'étend longitudinalement. L'alvéole 10 débouche dans la «rainure» constituée par les deux bras 8 et 9 par une ouverture 12 de dimension réduite par rapport aux dimensions de l'alvéole dans la direction sensiblement parallèle au chant du pare -brise.
Le pare-brise 11 situé entre les deux bras 8 et 9 maintient un espace limité avec le corps 2 du joint. Cet espace 13 et l'alvéole 10 sont remplis d'une colle 14 présentant une grande adhérence sur le verre.
Lors de l'assemblage, la colle 14 est appliquée dans le fond de la rainure entre les deux bras 8 et 9, en quantité suffisante pour remplir l'alvéole 10 et le fond de la rainure. Le cas échéant un excédent de colle peut être appliqué. Dans ce cas lors de la mise en place du joint sur l'extrémité du pare-brise la colle déborde de façon limitée sur les faces du pare -brise. Dès lors la fixation au verre s'étend sur une surface accrue. Dans la mesure où la nature du joint ne permet pas une adhérence suffisante avec la colle, le débordement de la colle n'ajoute pas de façon significative à la fixation pare -brise/joint, celle-ci restant principalement le fait de la colle durcie dans l'alvéole 10, et qui ne peut s'en échapper compte tenu de la rigidité du matériau du joint.
Si un excédent de colle est utilisé il faut néanmoins éviter que celui-ci déborde de l'extrémité des bras 8 et 9. Pour assurer le maintien de la colle avant que celle-ci ne durcisse, il est avantageux de ménager aux extrémités des bras des parties 15 et 16 légèrement déformable sous pression qui garantissent un contact étanche avec les faces du pare -brise.
Avantageusement ces parties 15 et 16 sont co-extrudées avec le joint et sont de même nature que celui-ci, mais d'une composition conduisant à une dureté sensiblement moindre. Pour la commodité de la fabrication et pour ne pas multiplier les matériaux entrant dans la composition du joint, ces parties 15 et 16 sont avantageusement constituées du même matériau que celui des lèvres 4 et 5 qui retiennent le harpon 6 dans le logement 3. Pour faciliter la rétention de l'excédent de colle le bras 9 situé à la partie inférieure du pare-brise peut présenter des espaces de type 17 ménagés entre ce bras 9 et la face du pare -brise.
La fixation du joint est telle qu'après durcissement de la colle 14 dans l'alvéole 10, le joint ne peut être détaché du pare-brise sans l'endommager, contrairement à la fixation de la grille d'auvent sur le joint.
Les lèvres 4 et 5, comme indiqué ci-dessus, sont de rigidité moindre que celle du corps 2 du joint. Cette particularité est destinée à faciliter la mise en place du harpon 6 dans le logement par déformation élastique de ces lèvres. Une fois le harpon en place, sa forme et celle des lèvres s'opposent à son retrait. La force exercée pour la pénétration du harpon ne doit pas dépasser par exemple 100N, et de préférence n'est pas supérieure à 60N. A l'inverse, l'extraction du harpon hors du logement est avantageusement au moins deux fois supérieure. Elle est avantageusement supérieure à 80N et pas supérieure à 200N.
La figure 2 est analogue à la précédente. Le mode représenté comporte un élément supplémentaire 18. Cet élément est destiné en premier à assurer l'étanchéité entre le pare-brise et la grille d'auvent. Pour cela, l'élément 18 est solidaire du corps du joint d'où il s'étend en direction de la grille d'auvent, et vient en contact avec celle-ci. Comme pour les parties 15 et 16, cet élément 18 est avantageusement extrudé en même temps que le joint.
Pour assurer un bon contact avec la grille d'auvent l'élément 18 est de préférence constitué dans un matériau facilement déformable. On utilise de préférence une mousse semi-rigide. Il s'agit par exemple d'une mousse de densité réduite par rapport à celle du matériau constituant le corps. Pour les EPDM par exemple la densité de cette pièce est avantageusement de 0,40 à 0,80 et de préférence de 0,55 à 0,70.
De manière accessoire l'élément 18 maintient l'extrémité de la grille d'auvent hors de contact avec le bas du pare-brise. Le positionnement par le biais du harpon 6 et des lèvres 4 et 5 est difficile à garantir avec la précision souhaitée. La présence de l'élément 18 permet de s'accommoder de cette imprécision.
Aux figures 1 et 2 le bas du pare-brise est placé entre deux bras 8 et 9 chacun sur une face du pare -brise. La présence du bras le long de la face supérieure fait une discontinuité le long de laquelle l'eau peut être retenue avant de s'écouler dans ce qui est désigné sous le nom de «boîte-à-eau» avant d'être évacuée.
Pour éviter cette rétention même limitée, il est possible selon l'invention de recourir aux variantes faisant l'objet des figures 3a et 3b. Dans ces variantes un seul bras 9 est maintenu sous le vitrage 11. L' étanchéité entre le corps du joint dans sa partie voisine du pare -brise et le pare -brise lui-même est assurée par l'équivalent des parties 15 dans les formes précédentes, constituées d'un matériau légèrement déformable. Cette partie 15 est disposée dans le prolongement de la surface du vitrage dans une disposition dite «flush». Les autres éléments présentés aux figures 1 et 2 sont sensiblement les mêmes dans ces figures 3a et 3b.

Claims

Revendications
1. Joint de fixation de la grille d'auvent (7) d'un véhicule à l'extrémité d'un pare-brise (11), présentant en coupe un profil comprenant, un corps (2) d'un polymère élastique avec un logement (3) muni de lèvres (4,5), destiné à recevoir un harpon (6) porté par la grille d'auvent, le joint comprenant au moins un bras (8,9) l'extrémité du pare-brise et étant fixé au moyen d'une colle (14) qui remplit simultanément une alvéole (10) ménagée dans le corps (2) du joint, alvéole débouchant vers l'extrémité du pare-brise par une ouverture resserrée (12) par rapport aux dimensions interne de l'alvéole.
2. Joint selon la revendication 1 dont le corps (2)est composé d'un élastomère d'une dureté Shore A de 75 à 95, l'élasticité relative du corps permettant d'une part la pénétration du harpon (6) dans le logement (3), et d'autre part de l'insertion de l'extrémité du pare -brise.
3. Joint selon la revendication 2 dont le corps (2) est composé d'un élastomère dont la dureté Shore A est comprise entre 85 et 95.
4. Joint de fixation selon l'une des revendications précédentes dans lequel les lèvres (4,5) du logement (3) sont d'une dureté inférieure d'au moins dix points Shore A par rapport à celle du corps (2).
5. Joint selon la revendication 4 dans lequel les lèvres (4,5) ont une dureté Shore A comprise entre 60 et 80.
6. Joint selon l'une des revendications précédentes dans lequel le matériau du corps (2) et celui des lèvres (4,5) est de même nature, l'ensemble étant formé par co-extrusion.
7. Joint selon l'une des revendications précédentes dans lequel le matériau polymère est un éthylène-propylène-diène monomère (EPDM) , un polypropylène (PP).
8. Joint selon l'une des revendications précédentes dans lequel la colle (l)qui remplit l'alvéole (10) présente une fois durcie, une dureté de de plus ou moins 10 points par rapport à celle du corps du joint.
9. Joint selon l'une des revendications précédentes dans lequel la colle remplissant l'alvéole (10) est à base de polyuréthane.
10. Joint selon l'une des revendications précédentes comportant une lèvre (18) sur laquelle repose l'extrémité de la grille d'auvent s'avançant vers le pare-brise, lèvre constituée de mousse du matériau constituant le corps du joint, la mousse présentant une densité comprise entre 0,4 et 0,8 et de préférence de 0,55 à 0,7.
11. Joint selon l'une des revendications précédentes comprenant deux bras (8,9) chevauchant l'extrémité du pare-brise.
12. Joint selon l'une des revendications 1 à 10 comprenant un bras 9 s' étendant sur la fac inférieure du pare -brise.
13. Joint selon l'une des revendications précédentes dans lequel la colle qui remplit l'alvéole (10) est aussi appliquée sur les faces du pare-brise le long du ou des bras (8,9) du joint.
14. Joint selon l'une des revendications précédentes comprenant aux extrémités du ou des bras (8,9), des parties faites du même polymère que celui des lèvres (4,5) du logement (3) du harpon (6).
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