Brevet FR2291339A1 — publié le 19760611

L'invention se rapporte à un procédé pour rendre étanches les angles d'un cadre d'espacement pour vitrage isolant constitué par des entretoises tubulaires réunies par des pièces d'angle, en garnissant d'un polymère de poids molculuire élevé des vides existant entre ces entretoises et chaque pièce d'angle, L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Le caoutchouc Putyl et d'autres polymères à utiliser pour rendre étanches des vitrages isolants sont des élastomères; ctest a-dire outils admettent une forte déformation élastique mais que leur déformation plastique est faible, mEme aux terP pératures élevées. Ils ont été jusqu'à présent utilisés à grande échelle pour assurer l'étanchéité entre les feuilles de verre et le cadre d'espacement0 Dans cette technique, le joint d'étanchéité et de collage comprend un cordon appliqué directement sur l'entretoise par extrusion à travers une filière. Il s1 est avéré que l'application de cette technique connue ne donne pas toujours des résultats satisfaisants car les angles du cadre forment des points faibles et que c'est le plus souvent là que l'humidité peut pénétrer à l'intérieur du vitrage. On a donc déjà proposé dtinjeter à l'avance une masse d'étanchéité à l'intdrieur mgpa des angles du cadre d'espacement. Selon la publication allemande DT OS 2 260 691 en particulier, on prévoit, entre la pièce d'angle et les profilé tabulaires adjacents, des chambres remplies de caoutchouc Butyl. Cette solution n'est cependant pas parfaite car les angles continuent à constituer un point faible. Des examens plus approfondis ont montré que bien souvent la masse d'étancheité ne remplit pas complètement les chambres car sa viscosité est très élevée, de sorte que tous les interstices existants ne sont pas hermétiquement bouchés. La présente invention se propose de fournir un procédé et un dispositif destinés à éviter les inconvénients ci-dessus et permettant à des masses d'étant chéité meme extrdmement visqueuses de pénétrer plus profondément dans tous les vides et fentes à garnir afin d'assurer finalement une bonne étanchéité du cadre, notam- ment dans ses angles. Suivant l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que le polymère (en particulier un élastomère) est injecté dans les vides sous une pression très élevée ou avec une grande vitesse d'écoulenent. L'effet technique du procédé suivant l'invention repose sur le fait que les polymères de poids meléculaire élevé se comportent, en ce qui concerne leur tdsis- tance à l'écoulement, comme des liquides non newtoniens dont la viscosité, pour une température donnée, dépend de la vitesse de déformation ou de la pression : en utilisant une pression plus élevée et par conséquent une vitesse de déformation plus élevée, on abaisse la viscosité, ce qui diminue la résistance à ltécoulenent. Par voie de conséquence, on facilite considérablement la pénétration de la matière, notamment dans les espaces étroits. La pression minimale (ou la vitesse de déformation minimale) nécessaire pour obtenir l'effet suivant l'invention dépend du matériau utilisé dans chaque cas et peut par conséquent varier. Cependant, dans tous les cas, on doit utiliser, dans le procédé de l'invention, des pressions qui sont plusieurs fois supérieures à celles utilisées habituellement jusqu'8 présent dans des cas analogues. Lorsque l'on utilise comme polymère du caoutchouc Butyl ou une matière ayant des propriétés comparables, on obtient par exemple de bons résultats lorsque la matière est injectée sous pression et traverse la filière avec une vitesse d'écou liement d'au moins 10 cm/seconde et de préférence de 14 à 20 c v seconde environ, pour se répandre à cette vitesse dans les vides et les fentes à obturer entre la pièce d'angle et les entretoises tubulaires du cadre. Suivant une mise en oeuvre particulière du procédé, propre au cas où l'on utilise comme polymère du caoutchouc Butyl ou une substance ayant des propriétés comparables, la matière est injectée avec une pression de plus de 50 atmosphères et de préférence de plus de 80 atmosphères. Suivant une autre caractéristique avantageuse du procédé suivant l'invention, on prélève dans un réservoir une quantité de matière correspondant approximativement à la quantité nécessaire pour garnir et rendre étanche un angle du vitrage et cette petite quantité de matière est injectée sous la pression indiquée ci-dessus dans les cavités à rendre étanches. Ce procédé est avantageux car il est plus facile d'amener à la haute pression voulue un petit volume de matière, les pertes de pression et d'énergie étant beaucoup plus faibles, et d'atteindre une vitesse d'écoulement plus élevée donc la diminution de viscosité souhaitée. Dans le procédé suivant l'invention, on obtient ainsi le remplissaae des cavités dans les pièces d'angle en un très court laps de temps. Ainsi, non seulement on améliore l'étanchéité, mais en outre, gntce à la brutalité du remplissage des vides, on raccourcit sensiblement l'ensemble du cycle opératoire. Un dispositif particulièrement approprié pour la mise en oeuvre du procédé suivant 1' invention comporte un réservoir d'alimentation de volume relativement grand servant de magasin, auquel est relié un cylindre de travail de volume relativement petit. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit d'un exemple préféré de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels . La figure 1 représente, en coupe, l'ensedile du dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention Les figures 2 à 4 représentent diverses vues et une coupe d'une pièce d'angle convenant pour la mise en oeuvre du procédé ; . La figure 5 représente une vue en perspective d'une pièce d'angle. On enfile les extrémités des profilés tubulaires 1 et 2 sur la pièce d'angle 3, et les espaces interstitiels ou les fentes subsistant entre la pièce d'angle et les ertrémités des profilés tubulaires doivent être remplis par injection d'une matière élastique assurant l'étanchéité. En vue de l'injection, le cadre est placé sur un support 5 muni d'une encoche en V qui lui sert de guide et de butée pour placer l'angle devant l'orifice de la tette d'injection 4.Afin de maintenir feriement i1 ensemble durant le processus d'injection, le support 5 porte un vérin pneu, matique ou hydraulique 6 agissant sur un coin de serrage 7 dont les faces frontales sont unies de deux grains d'orge 8 destinés à 'engager ponctuellement sur les profilés 1 et 2, de sorte que ceux-ci ne peuvent glisser par rapport au coin 7. la tête d'injection comprend un corps cvlindrique 10 avec lequel la buse d'injection 11 conesmique par un orifice 12 iuni d'une valve anti-retour constituée par une bille 13 pressée par un ressort 14. Le cylindre 10 est alimenté en matière de garnissage par l'orifice 15. Il est prévu également un orifice de dégazage 16, obturé en période de travail par une vis de purge 17. L'enveloppe 18 de la tette d'injection comporte un dispositif de chauffage électrique non représenté qui permet de maintenir la matière à injecter à la température voulue. En vue de l'injection, la ratière détanchéité est chassée à travers la buse 11 de la tête d'injection par le piston 21 dont la tige a un diamètre inférieur de quelques niiiitres au diamètre interne du cylindre 10, pour réduire les pertes par frottement sur les parois. Le piston 21 est solidaire du piston 22 d'un vérin pre@matique 23 auquel on donne un très grand diamètre par rapport à celui du piston 21, es qui permet d'erercer aisément une prassion très élevée, de l'ordre de 100 atmosphères, dans le cylindre 10. après chaque course vers la droite, le ressort 24 rappelle le piston 22 à sa position de repos. L'orifice 15 d'alimentation en matière de garnissage communique avec un cylindre magasin 27 par le canal 28 et la soupape 29. Le cylindre mgaain 27 est réalisé sous la forge d'une cartouche interchangea- ble, fermée par un piston 30, facile à remplacer dès qu'elle est vide par une neu- velle cartouche pleine. On évite ainsi les temps morts de remplissage. La cartouche 27 est montée dans un boftier 32 en deux parties renies d'un côté par la charnière 33 et du côté opposé par un verrou 34. Le bottier 32 comporte des résistances chauffantes non représentées, grâce auxquelles la matière d'étanchéité peut Outre maintenue à la température nécessaire d'environ 100 C. Le piston 30 est commandé par un vérin 37 qu'il suffit d'escamoter pour procéder à l'échange de la cartouche. Dsns ce bat, ce vérin est monté articulé sur le bottier 32 par une charnière 38 et un verrou 39 et sa tige 40 porte une plaque de pression 41, qui n'est pas solidaire du piston 30 se déplaçant dans la cartou- che, de sorte qu'il est facile de faire basculer l'ensemble. la tige de piston 40 du vérin est nue par le piston 42 sous la pression d'un fluide introduit par la conduite 43. Le dispositif fonctionne de la façon suivante : Le vérin 37 est maintenu constamsent sous pression par la conduite 43, de sorte que la matière contenue dans la cartouche magasin 27, par exemple du caoutchouc Butyl maintenu à 100-15000, est soumise à une pression de l'ordre de 5 à 8 atmosphères et s'écoule par le canal 28 et la soupape 29 dans le petit cylindre 10 qui se trouve ainsi constamment garni de cette matière. La soupape anti-retour 1314 est ajustée de façon qu'elle ferme normalement l'orifice 12 et ne laisse le passage à la matière en direction de la buse d'injection que sous l'action de la forte pression du vérin 23. Préalablement emboftées, les entretoises et la pièce d'angle sont placées sur le support 5, puis centrées et serrées dans la tête d'injection par le vérin 6 et le coin 7. Le vérin 23 entre alors en action sous une pression de 5 à 8 atmosphères par exemple. Le piston 21 exerce donc, en vertu de son faible diamètre, une pression de 100 à 200 atmosphères dans le cylindre 10, de sorte que la matière qui y est contenue est expulsée à travers la buse d'injection avec une vitesse relativement grande et vient remplir les interstices à garnir dans l'angle du cadre. Après remise du vérin à l'atmosphère et retour du piston 22 dans sa position de repos, un nouveau cycle peut recommencer. Les figures 2 à 5 représentent avec plus de détails une solution qui convient particulièrement bien pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, car la pièce d'angle forme, associée avec des profilés tubulaires appropriés 46, des chambres ayant la forme et les dimensions optimales, c'est-à-dire que, d'une part, une petite quantité seulement de polymère est nécessaire pour réaliser le garnit sage et, d'autre part, on assure l'étanchéité sur une longueur suffisamment grande. Sur chaque branche, l'espace à garnir est délimité par les faces inclinées 47 à 51. L'arête 52 du noyau de la pièce d'angle se trouve en retrait d'une petite quantité M par rapport à la face d'appui 53 sur laquelle viennent buter les tra ches des profilés 46, de sorte qu'entre la face frontale 54 du profilé et l'arête 52 de la pièce d'angle, il subsiste un espace interstitiel d'une épaisseur de l'ordre du millimètre qui se trouve coaplètement rempli de matière de garnissage. Sur les figures 2 et 3, les espaces creux garnis de cette matière sont représentés en pointillé. On voit que, dans ces conditions, tous les interstices par lesquels l'humidité pourrait pénétrer sont soigneusement obturés. REVENDICATIONS 1. Procédé pour rendre étanches les angles d'un cadre d'espacement pour vitrage isolant constitué par des entretoises tubulaires réunies par une pièce d'angle, en garnissant d'un polymère de haut poids moléculaire les vides existant entre ces entretoises et la pièce d'angle, ce procédé étant caractérisé en ce que lton injecte dans ces interstices un polymère et notamment un élastomère, avec une pression ou une vitesse d'écoulement suffisamment élevéespour faire diminuer la viscosité du polymère sous leur effet. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise, comme polymère, du caoutchouc Putyl ou un matériau ayant des propriétés comparables, l'injection étant effectuée sous une pression élevée avec une vitesse d'écoulement de l'ordre de 50 c 4 seconde. 3. Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on injecte, comme polymère, du caoutchouc Butyl ou un matériau ayant des propriétés comparables, l'injection étant faite sous une pression supérieure à 50 atmosphères et de préférence supérieure à 80 atmosphères. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on prélève dans un réservoir d'alimentation la quantité de matière néces- saire pour rendre étanche un angle du cadre et en ce que cette petite quantité de matière est injectée dans les vides dudit angle sous la pression élevée nécessaire. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre de travail (10) muni d'un piston dtin- jection (21) sous pression élevée, de volume relativement petit, en communication avec un réservoir d'alimentation cylindrique (27), d'un volume relativement grand, formant magasin. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la buse d'injection (4), adaptée sur ltorifice de sortie du cylindre de travail (10), épouse la forme de l'angle du cadre profilé (1-2-3) à garnir. 7. Dispositif suivant les revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif (6) à coin de serrage (7) apte à presser la région de l'angle du cadre profilé à garnir contre la buse d'injection (4) formant l'orifice de so tie du cylindre de travail. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de serrage comprend un vérin pneumatique (6). 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'on laisse subsister un espace interstitiel notable entre la tige du piston (21) et la paroi interne du cylindre de travail (in). 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le réservoir d'alimentation (27) et le cylindre de travail (10) sont susceptibles d'être chauffés. 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que le réservoir d'alimentation (27) est formé par une cartouche interchangeable remplie de la matière d'étanchéité à injecter, cette cartouche pouvant Qtre insérée dans un bottier (32-33-34). 12. Pièce d'angle pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte à la naissance de chacune de ses branches des évidements à faces inclinées (47 à 51) pour former des chambres d'étanchéité entre la nièce d'angle et les entretoises tubulaires (46). 13. Pièce d'angle suivant la revendication 12, caractérisée par des faces d'appui (53) décaléespar rapport à l'arête (52) du noyau, contre lesquelles viennent s'appliquer les entretoises tubulaires, afin de réserver, entre ces entretoises et l'arête 52, un étroit espace interstitiel pouvant être rempli de la matière d'étanchéité.