Brevet FR2319044A1 — publié le 19770218

L'invention a pour objet une pièce d'assemblage d'angle matricée dans du métal léger, en particulier dans de l'aluminium, destinée à assembler d'équerre des profilés d'écartement pour vitres isolantes multiples, constituée essentiellement par une pièce en équerre dont les ailes sont adaptées à l'ouverture de la section transversale des profilés d'écartement et possèdent des éléments de fixation par serrage. Bh général, de telles pièces d'assemblage d'angle ont pour rôle d'assembler entre eux plusieurs profilés d'écartement pour former un cadre ou châssis. Le cadre est disposé entre deux vitres et l'étanchéité de l'espace intérieur des vitres isolantes multiples par rapport å l'atmosphère extérieure est obtenue grâce à des ratières appropriées propres à former des Joints étanches, appelées matières d'étanchéité, qui sont appliquées entre les surfaces l té- rales du cadre et les vitres ainsi que sur la face extérieure du cadre. L'espace creux du cadre est rempli d'un agent adsorbant qui, par des fentes ou ouvertures percées dans le cadre, est en liaison avec l'atmosphère intérieure de la vitre isolante multiple et maintient très basse la pression partielle de vapeur d'eau de cette atmosphère.L'effet de l'agent adsorbant doit rester actif longtemps, et il est épuisé lorsque la capacité d'adsorption de cet agent est totalement consommée. Â ce point de vue, les pièces d'assemblage d'angle ont un rôle particulier à Jouer, car elles ont à assurer l'étanchéité aussi bien par rapport à l'espace inté- rieur de la vitre isolante multiple que par rapport à la cavité du cadre de profilés d'écartement. Dans une pièce d'assemblage d'angle connue (Modèle d'Utilité allemand 7 239 495), il est prévu que les ailes de l'équerre sont munies de bourrelets poussés vers -l'extérieur dégagés par leurs bords par découpage partiel de la base des ailes, faisant saillie élastiquement vers l'extérieur, qui s'étendent dans le sens-longi- tudinal des ailes. Une telle pièce d'assemblage d'angle permet d'obtenir un assemblage stable par action de force avec les profilés d'écartement, mais elle ne résout pas le problème de l'étan- chéité contre la diffusion des vapeurs par les angles du cadre de profilés d'écartement.L'étanchéité est donc assurée uniquement par la masse d'étanchéité mise en place. Mais, au cours du temps, il peut se former dans cette masse d'étanchéité des fissures capil laires qui ont un effet désavantageux sur l'étanchéflé. Pour obturer de façon étanche à la vapeur d'eau les angles d'un cadre de profilés d'écartement, il est connu de souder les pièces d'assemblage d'angle. Dans un assemblage d'angle soudé de type connu (DT-OS 2 321 244), les ailes des pièces d'assemblage d'angle possèdent des rétrécissements diminuant leur section transversale qui sont en partie recouverts par les profilés d'écartement creux, les pièces d'assemblage d'angle et les barres de profilé creux étant soudées par soudage aux ultra-sons. Les rétrécissements doivent avoir une profondeur d'environ 3 mm. Pour assurer à cet assemblage d'angle soudé aux ultra-sons la solidité nécessaire, il faut une importante quantité de soudure qui se dépose dans les rétrécissements. C'est un but de l'invention de fournir une pièce d'assemblage d'angle pouvant être assemblée par action de force avec des profi lzs d'écartement et pouvant être soudée à ces profilés de façon simple et peu coûteuse avec une quantité de soudure aussi réduite que possible. Un autre but de l'invention est d'obtenir des ailes de pièces d'assemblage d'angle dont la position angulaire puisse être modifiée et de conformer la pièce d'assemblage d'angle dans la zone de sa courbure de façon qu'elle affleure au niveau des faces latérales des profilés d'écartement. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait que les éléments de fixation sont constitués par des reliefs en forme de calotte sortis par repoussage hors des surfaces extérieures des ailes de l'équerre et grâce au fait que, dans la zone de son angle, la pièce en équerre comporte des deux côtés des consoles ou appuis formés par repoussage vers l'extérieur qui sont fendus en direction du sommet de la courbure de la pièce en équerre. De cette façon, lorsqu'on introduit les pièces d'assemblage d'angle dans les extrémités des profilés d'écartement, leurs surfaces extérieures sont par endroits déformées et soulevées par les calottes. Etant donné la hauteur réduite donnai à ces calottes, conformément à l'invention, la déformation aux extrémités des profilés d'écartement est peu importante, de sorte que, entre la pièce d'assemblage d'angle et les profilés d'écartement, il se produit un effet de coinçage élastique qui, dès l'abord, maintient assemblés par action de force les profilés d'écartement.D'autre part, r-rsQti' on introduit la pièce d'assemblage d'angle dans les profilés d'écartement, les calottes provoquent l'ouverture de petites fentes d'environ 1/lO à 3/10 de mm de largeur dans lesquelles, de façon surprenante, l'opération de soudage par ultra-sons réussit à faire pénétrer de la soudure assurant un assemblage par soudure extrêmement solide malgré une très faible consommation de soudure. Il est vraisemblable que la soudure s'associe avec les deux surfaces limites de la fente de façon à donner naissance à une nouvelle phase homogène (alliage) dont la solidité est supérieure à celle d'une soudure durcie et dans laquelle il ne peut se former de fissures. Grâce aux consoles ou appuis, il est possible de mettre en place la masse d'étanchéité également tout autour de l'angle sous une épaisseur régulière, et les fentes ménagées dans les consoles ou appuis permettent de faire varier l'angle au sommet de la pièce d'assemblage d'angle. L'invention a également pour objet un assemblage d'angle constitué de deux profilés d'écartement en métal léger, notamment en aluminium, pour vitres isolantes multiples, et d'une pièce d'assemblage d'angle matricée, qui est caractérisé en ce que l'assemblage d'angle est soudé par ultra-sons, les fentes d'engagement extérieures étant remplies par un alliage de soudure et de métal léger formé lors du soudage. On a constaté qu'on peut déjà obtenir une cohésion s#re d'un cadre formé par assemblage de profilés d'écartement, ainsi qu'un soudage par ultra-sons satisfaisant aux assemblages d'angle du cadre si, comme le propose l'invention, chaque aile de la pièce en équerre comporte un relief en forme de calotte formé par repoussage ayant un diamètre de 1 à 5 mm et une hauteur de 0,3 à 1 mm. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les calottes formées par repoussage sont disposées sur l'axe médian longitudinal des ailes de l'équerre et leur distance par rapport à la console correspondante est plus petite que leur distance par rapport à l'extrémité libre correspondante des ailes. Cette disposition centrale des calottes simplifie la fabrication des étampes de matriçage. En faisant varier la distance entre les calottes et l'extrémité libre des profilés d'écartement, on peut régler notamment la longueur des intervalles et, par conséquent, la consommation en soudure ~Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu que la hauteur des consoles ou appuis corresponde à l'épaisseur de parois des profilés d'écartement et que ces consoles comportent des surfaces de butée pour les extrémités des profilés d'écartement. De cette façon, les pièces d'assemblage d'angle sont dans l'alignement des surfaces latérales des profilés d'écartement. La masse d'étanchéité peut ainsi être appliquée sur tout le pourtour du cadre sous la même épaisseur et, lorsqu'on applique les vitres sous serrage, cette masse d'étanchéité est compactée de façon uniforme. Pour augmenter la stabilité de la pièce d'assemblage d'angle, il est prévu de façon particulièrement avantageuse par l'invention que les parois des consoles sont amincies par matriçage. En effet, on obtient ainsi un compactage de matériau qui confère une solidité particulièrement élevée à la pièce d'assemblage d'angle, notamment dans le voisinage de l'angle qui travaille à la flexion. Cette mesure est particulièrement avantageuse en liaison avec les fentes qui sont prévues dans les consoles conformément à l'invention et qui permettent d'ouvrir en la pliant une pièce d'assemblage d'angle qui, par fabrication, forme un angle droit, jusqu'à une position où ses ailes forment entre elles un angle obtus. le matri çage qu'a subi la zone de l'angle des équerres est tel que, lorsque le cadre est monté, la position' angulaire des ailes n'est pas modifiée par leur charge propre. Pour permettre de plier également les ailes d'une pièce d'assemblage d'angle formant un angle droit de façon à les ramener à un angle aigu entre elles, il est prévu, selon une autre caractéristique de l'invention, que la fente prévue dans chaque console va en s'élargissant en direction de l'extrémité à bord ouvert. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, faite à titre d'exemple, et en référence au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue d'ensemble perspective d'une pièce d'assemblage d'angle selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en élévation latérale de la pièce d'assemblage d'angle selon la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en élévation frontale de la pièce d'assemblage d'angle selon la figure 1 - la figure 4 est une vue en coupe effectuée suivant la ligne IV-IV de la figure 3 - les figures 5 à 8 sont des vues de différents assemblages d'angle formés avec des pièces d'assemblage d'angle et des profilés d'écartement. La pièce d'assemblage d'angle selon l'invention est réalisée par matriçage dans une bande de tôle de métal léger, et elle se compose d'une pièce en équerre I dont les ailes 2 sont approximativement adaptées à l'ouverture de section transversale de profilés d'écartement 3. Sur sa face extérieure, chaque aile 2 de l'équerre I possède un relief en forme de calotte 4 repoussé vers l'extérieur. Ces calottes peuvent avoir avantageusement un diamètre de 3 mm et une hauteur de 1 mm. Ces calottes en relief sont disposées à peu près à 11 extrémité du premier tiers de la longueur de l'aile en partant du sommet de la courbe 5 de la pièce en équerre 1, sur l'axe médian longitudinal des ailes. L'équerre 1 possède de plus dans le voisinage de son angle des consoles ou appuis 6 se faisant face sur les petits côtés. Ces consoles sont sorties par étampage du matériau de l'équerre et elles ont une hauteur telle qu'elles arrivent au même niveau que les surfaces latérales des profilés d'écartement 3 (voir figure 5). Les consoles forment des surfaces de butée et d'appui 7 pour les extrémités libres des profilés d'écartement 3. Dans chaque console, il est prévu une fente 8 qui part de la zone d'angle intérieure de l'équerre et s'étend presque jusqu'au sommet de la courbe 5 de l'équerre. Les faces planes des consoles sont amincies par matri çage, de sorte qu'on obtient un compactage du matériau se traduisant par une augmentation de la solidité. Cette grande solidité est particulièrement importante dans la zone terminale de la fente 8 ; elle permet en effet d'éloigner ou de rapprocher l'une de l'autre les ailes 2 de l'équerre en les pliant, tout en permettant cependant aussi de les bloquer dans la position angulaire qu'-elles ont prise.Les fentes 8 prévues dans les consoles 6 s'élargissent en direction de leurs extrémités libres, de sorte qu'il est possible de plier l'une vers l'autre les ailes 2 de l'équerre pour leur faire former un angle aigu (voir figure 7). D'autre part, on peut également écarter facilement l'une de l'autre les ailes jusqu'à ce qu'elles forment un angle obtus comme le montre la figure 8. l'avantage de cette possibilité que l'on a de modifier l'angle entre les ailes en les éloignant ou les rapprochant est de permettre d'adapter le cadre formé par des profilés d'écartement à des formes particulières de vitres isolantes multiples. Pour empêcher qu'un agent adsorbant n'arrive dans la zone des pièces d'assemblage d'angle à souder, les ailes 2 possèdent à leur extrémité une paroi 10. Cette paroi est formée par un rétrécissement des parties terminales de l'aile, ce rétrécissement devant également faciliter l'introduction de la pièce d'assemblage d'angle dans les profilés d'écartement. Lorsqu'on introduit les pièces d'assemblage d'angle dans les extrémités des profilés d'écartement, ceux-ci sont déformés par endroits sur leurs surfaces extérieures qui sont opposées à l'es- pace creux des vitres, cette déformation étant provoquée par les reliefs en calotte 4 prévus sur les ailes 2 de l'équerre 1. Etant donné que cette déformation est faible et ne forme qu'un court interstice 9, les ailes 2 de l'équerre 1 sont entourées élastiquement par les parties terminales des profilés d'écartement 3. Le frottement plus grand réalisé de ce fait assure un assemblage d'angle par action de force suffisamment ferme pour maintenir la cohésion du cadre de profilés d'écartement assemblé. Lors du soudage par ultra-sons destiné à souder la pièce d'assembiage d'angle avec les profilés d'écartement, un transformateur d'oscillations piézo-électrique transforme une énergie électrique en oscillations mécaniques à rendement élevé. Ces oscillations sont transmises par une sonotrode (corne) reliée de façon fixe mécaniquement au transformateur d'oscillations. Autour de l'extrémité de la sonotrode plongée dans la soudure à l'état de fusion liquide, il se produit une cavitation. L'angle du cadre de profilés d'écartement que l'on veut souder est plongé dans la zone de la cavitation de la soudure. Celle-ci donne naissance à un effet de frottement dans la surface limite entre la soudure et l'angle de cadre. fie plus, la tension de surface de la soudure est considérablement abaissée par l'effet des ultra-sons. Les impuretés et oxydes qui pourraient empêcher le mouillage sont chassés, de sorte que la partie à souder est propre mécaniquement et chimiquement. les parties constituant l'assemblage d'angle sont ainsi mouillées par la soudure directement et correctement. T-es pièces d'assemblage d'angle d'un cadre de profilés d'écartement forment une structure homogène sans zones poreuses les exigences en matière d'étanchéité sont ainsi satisfaites dans les meilleures conditions possibles. REVENDICATIQGS Pièce d'assemblage d'angle formée par matriçage dans un métal léger, notamment dans de l'aluminium, destinée à assembler d'équerre des profilés d'écartement pour vitres isolantes multiples, constituée essentiellement par une pièce en équerre dont les ailes sont adaptées à l'ouverture des sections transversales des profilés d'écartement, caractérisée en ce que les éléments de fixation et de serrage sont constitués par des reliefs en forme de calotte (4) sortis par matriçage des surfaces extérieures des ailes (2) de la pièce en équerre (1), et en ce que la pièce en équerre (1) comporte des deux côtés dans sa partie terminale des consoles ou appuis (6) sortis par matriçage et apparaissant à l'extérieur qui sont fendus en direction du sommet de la courbure (5) 'de l'équerre (1). 2. Pièce d'assemblage d'angle selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque aile de l'équerre possède un relief en forme de calotte (4) ayant un diamètre de 1 à 5 mm et une hauteur de 0,3 à 1 mm. 3. Pièce d'assemblage d'angle selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que les reliefs en forme de calotte (4) sont disposés sur l'axe médian longitudinal des ailes (2) de la pièce en équerre (i) et en ce que leur distance par rapport à la console correspondante (6) est inférieure à leur distance par rapport à l'extrémité libre correspondante des ailes. 4. Pièce d'assemblage d'angle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les consoles (6) ont une hauteur correspondant à l'épaisseur de paroi des profilés d'écartement (3) et possèdent des surfaces de butée (7) pour les extrémités des profilés d'écartement (3). 5 Pièce d'assemblage d'angle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les parois des consoles sont amincies par matriçage. 6. Pièce d'assemblage d'angle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que, la pièce d'équerre étant initialement conformée à angle droit, la fente (8) prévue dans chaque console (6) va en s'élargissant en direction de l'es- trémité à bords ouverts. 7. Pièce d'assemblage d'angle selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les ailes (2) de l'équerre (1) vont en s'amincissant en direction de leurs extrémités libres 8. Assemblage d'angle constitué de deux profilés d'écartement en métal léger, notamment en aluminium, pour vitres isolantes multiples, et d'une pièce d'assemblage d'angle selon 1'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'assemblage d'angle est réalisé par soudage par ultra-sons, les fentes d'engagement extérieures étant remplies d'un alliage de soudure et de métal léger qui se forme lors du soudage.