Brevet FR2394728A1 — publié le 19790112

La présente invention concerne la fabrication d'un vitrage multiple respirant, tels que notamment hublot d'avion, comportant au moins deux feuilles transparentes, simples ou composites, et un joint souple les assemblant et déterminant un espace intercalaire dont l'atmosphère est, en service normal, constamment maintenue en équilibre de pression avec celle qui règne à l'exté- rieur, de l'un ou l'autre côté du vitrage. La présente invention intéresse tout particulièrement les hublots d'avion dans lesquels la double barrière réalisant la sécurité du maintien de la pression dite de pressurisation est assurée tout d'abord par la feuille externe, puis, et seulement si une défaillance de celle-ci vient à se produire, par la feuille immédiatement antérieure, le joint souple assurant en toutes circonstances l'étanchéité convenable entre vitrage et structure externe de l'avion. A ces vitrages sont normalement associés des moyens pour dessécher l'atmosphère du-dit espace intercalaire, tels que cartouche emplie d'un agent desséchant afin d'éviter la condensation de vapeur d'eau sur les feuilles transparentes qui le délimitent, condensation qui conduit éventuellement à la formation de givre. Ainsi en est-il des hublots d'avion lorsqu'ils se trouvent exposés aux très basses températures règnant à haute altitude. La présente invention vise à faciliter la fabrication et la mise en place de tels vitrages et celles des moyens d'assèchement d'atmosphère qui leur sont associés. Dans le cas des vitrages d'avion, elle vise également à réduire la fréquence des opérations d'entretien, notamment le nettoyage desdits vitrages et le remplacement des agents desséchants, et à simplifier ces opérations. Selon une première caractéristique de l'invention,on ménage dans la Strlc- ture même du joint souple assemblant les feuilles constitutives du vitrage multiple, et déterminant son espace intercalaire, un logement périphérique, éventuellement cloisonné, en communication avec ledit espace intercalaire, ce logement contenant le produit desséchant permettant de déshydrater l'atmosphère de 1' espace intercalaire. Selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, on utilise comme produit desséchant, à disposer dans ledit logement périphérique, des éléments calibrés insensibles à l'attrition, qui sont, soit des éléments agglomérés tels que granulés, billes, cordons, etc..., constitués par des agents déshydratants enrobés dans un liant, soit des capsules éventuellement en chapelet, comportant une enveloppe perméable à la vapeur d'eau, mais étanche aux poussières, et contenant les agents déshydratants. En outre, si le vitrage multiple est muni, comme il est usuel, en particulier pour les hublots d'avion, d'une chambre expansible, pour permettre à la fois le confinement et l'expansion de l'atmosphère de l'espace intercalaire, cette chambre affecte avantageusement une forme annulaire, à section en U. Dans ce cas, il est préféré en outre que la communication entre l'espace intercalaire et ladite chambre soit assurée par une multiplicité de canaux traversant le joint souple au niveau dudit espace, ces canaux, grâce à leur faible section et leur répartition au long du périmètre du joint, n'affectant pas, en pratique, la stabilité dimensionnelle du joint, et par conséquent l'étan- chéité qu'il vise à procurer. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente schématiquement en coupe un vitrage multiple tel que hublot d'avion, conforme à l'invention, possédant un joint à loge ment périphérique s'ouvrant directement sur l'espace intercalaire les figures 2 et 4 illustrent des formes de réalisation similaires, mais comportant en outre une chambre d'expansion annulaire reliée par une mul tiplicité de canaux à l'espace intercalaire les figures 3 et 5 décrivent d'autres formes de réalisation dans lesquel les le logement périphérique s'ouvre vers l'extérieur du hublot. Dans les trois premières figures, la matière desséchante se présente sous forme d'éléments de section notablement plus faible que celle du logement périphérique, afin de bénéficier d'un rapport entre la surface active des éléments et leurs poids aussi élevé que possible. On se réfère tout d'abord à la figure 1. Elle représente un hublot comportant, comme il est usuel, à titre d'éléments transparents, au moins une feuille externe 1 et une feuille 2 assurant la seconde barrière de sécurité, puis une éventuelle feuille 3 pour protéger la précédente des rayuroeaccidentelles. On voit en outre un joint 4, permettant d'assembler les feuilles 1 et 2, qui vise de plus, de manière usuelle, à assurer une fonction d'étanchéité, par l'intermédiaire de sa lèvre 4a , pressée sur toute sa périphérie contre le fuselage 5 de l'avion. Selon l'invention, le joint 4 contient, en relation avec l'atmosphère de l'espace intercalaire 6, un logement périphérique 7 dans lequel on introduit les agents desséchants. Ceux-ci se présentent, dans le présent exemple, sous la forme d'éléments 8 de faible dimension, qui peuvent être des billes ou autres granulés agglomérés (mélange d'agents déshydratants et de liant), ou des capsules (enveloppe perméable enfermant les agents déshydratanis). Une forme simple du logement 7 est telle que la largeur de la fente 9 par laquelle elle s'ouvre vers l'espace intercalaire 6 soit inférieure à la dimension des éléments 8. En outre, il peut être avantageux que les 2 lèvres souples 10 de la fente 9 offrent entre elles, au repos, un contact discontinu, grâce à une découpe en dents de scie stopposant deux à deux, par exemple.Ainsi, en toutes circonstances, le passage de l'air est assuré, quel que soit le taux de remplis sage en éléments 8. D'autre part, si on pousse le remplissage un peu au-delà de la capacité théorique du logement 7, grâce à l'élasticité des lèvres 10, les éléments 8 se trouvent parfaitement immobilisés. Il en résulte par ailleurs une grande facilité pour le remplissage dudit logement, par écartement des deux lèvres souples 10, puis pour la mise en place du joint 4, ainsi garni, autour des feuilles 1 et 2. De plus, lorsque les éléments 8 sont fabriqués par extrusion, on peut avantageusement coupler cette opération avec le remplissage du logement 7. Enfin, l'équilibrage de la pression entre l'espace intercalaire 6 et l'intérieur de l'avion est obtenu grâce à une chambre souple 11, reliée par un tube 12 traversant le joint 4. Il peut être avantageux de cloisonner le logement 7 en plusieurs sections, en particulier lorsque le joint 4 est destiné à des hublots de petites dimensions pour lesquels il peut ne pas être nécessaire, compte tenu par exemple de la fréquence des opérations d'entretien systématique et de remplacement de la matière desséchante, d'introduire la totalité de la quantité susceptible d'être placée dans l'ensemble desdites sections. Dans ce cas, on fera de préférence passer le tube 12 au travers d'une des cloisons séparatives, ou d'une des sections inemployées, tandis que les autres seront remplies aussi complètement que possible, pour assurer une bonne immobilisation des éléments 8 à l'intérieur desdites sections. On décrit maintenant , avec référence à la figure 2, une structure de vitrage analogue à la précédente, dans laquelle est associée au joint 4, qui est percé d'un ou plusieurs canaux 13, une enveloppe souple annulaire 14, à section en entourant le joint 4 sur tout son périmètre, de manière à constituer une chambre expansible en combinaison avec la partie externe 4b du joint 4 lui-même. L'étanchéité de cette chambre est réalisée en pinçant la lèvre 14a de l'enveloppe annulaire 14 entre le flanc 4a du joint 4 et la structure externe 5, et la lèvre 14b entre le flanc 4c et une pièce d'appui annulaire 15. Selon les variations de la pression à l'intérieur de l'avion, ladite enveloppe souple annulaire, par exemple en un matériau du genre feuille anglaise, se gonfle (à haute altitude, repère 14), ou se dégonfle (au sol, repère 14'), en permettant à l'atmosphère qu'elle emprisonne un contact régulièrement renouvelé avec les éléments desséchants 8. Les canaux 13, qui relient la chambre expansible réalisée par l'enveloppe souple 14 à l'espace intercalaire 6, débouchent dans celui-ci directement, par exemple au travers des éventuelles cloisons 4' divisant le logement périphérique 7, et/ou au niveau du fond dudit logement, ces deux configurations étant représentées à la figure 2. En tout état de cause, il est préférable que les canaux 13 présentent un diamètre faible, pour que leur présence n'ait qu'un ra- le négligeable sur les caractéristiques du joint influant dans sa fonction d'étanchéité. C'est aussi, entre autres pour cette raison que les canaux 13 sont nombreux et régulièrement répartis sur tout le périmètre du joint. D'autres avantages de cette structure résident dans son faible encombrement, et la facilité de montage de l'enveloppe 14, qui pour cette opération s'applique élastiquement sur le joint 4, selon 14''. Une valve, non représentée, est avantageusement prévue, afin d'être assuré de pouvoir maintenir constamment quelque peu gonflée ladite enveloppe après mise en place du hublot, ce qui permet à la fois de surveiller l'étanchéité de la chambre entre les opérations d'entretien systématique des hublots, et de remédier au défaut éventuel d'étanchéité en regonflant la chambre, de préférence avec un air asséché préalablement. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, représenté schématiquement à la figure 3, le logement périphérique 16 s'ouvre par une fente 17 située sur le pourtour externe du joint 4, tandis que des canaux 18 assurent la relation avec l'espace intercalaire 6. une enveloppe 14 du type décrit dans l'exemple précédent est montée de même façon et assure la même fonction que dans ledit exemple. L'avantage de ce mode de réalisation par rapport au précédent réside essentiellement dans la facilité qu'il offre de remplacer les éléments 8 sans avoir à démonter les vitrages 1 et 2 du joint 4. De préférence, on prévoit aussi au moins une cloison séparative 4' traversée par un canal 18. Selon un autre mode de réalisation, décrit en référence à la figure 4, la matière desséchante se présente sous la forme d'un cordon de matériau aggloméré 19, ou éventuellement d'un chapelet de capsules, dont la section est voisine de celle du logement périphérique. Ce dernier comporte avantageusement des parois 20 se terminant par une partie renflée, éventuellement découpée en créneaux, comme représenté en 21. Cette découpe permet une grande facilité de mise en place du cordon et un maximum de surface offerte par le cordon au contact avec l'atmosphère de l'espace intercalaire 6. Celle-ci est mise à la pression de l'habitacle par l'intermédiaire de canaux 22, qui débouchent dans l'espace intercalaire 6, de préférence au travers de cloisons séparatives 23. Une enveloppe annulaire 14 est avantageusement utilisée, de manière analogue à ce qui a été décrit dans les exemples se rapportant aux figures 2 et 3. Un avantage important de cette solution réside dans la grande simplicité d'emploi d'une matière desséchante qui se présente sous forme de cordon, ou de chapelet de capsules, de même section que celle du logement. L'une ou l'autre présentation se prête à une conservation en récipient étanche, dans lequel on prélève la ou les longueurs nécessaires au garnissage du logement périphérique, au moment du montage du hublot, ou des révisions périodiques. De même, lors de ces dernières opérations, elles permettent une extraction aisée de ladite matière hors dudit logement. Un autre mode de réalisation encore est représenté par la figure 5. Le joint 4 contient un logement 24 dont l'ouverture est dirigée vers l'extérieur du hublot, et dont les parois latérales se terminent par des épaulements 25 et 26, éventuellement découpés en créneaux pour retenir la matière desséchante 19. Une multiplicité de canaux 27 relient l'espace intercalaire 6 à la chambre d'expansion obtenue par l'emploi d'une enveloppe annulaire 14 selon ce qui a été décrit dans les exemples se rapportant aux figures 2 à 4. Un tel joint est adapté à l'emploi de matériau desséchant se présentant sous la forme de cordon de matières agglomérées ou de chapelets de capsules, dont la section est proche de celle du logement 24, et se prête particulièrement bien aux opérations de remplacement du matériau desséchant, puisqutil n'exige pas le démontage des vitrages. On indique ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une formule de mélanges susceptibles d'être avantageusement utilisés pour la fabrication du cordon, ou des granulés, dans lesquels le ou les agents déshydratants sont agglomérés par un liant : O/o poids polyisobutylène 20 - 40 caoutchouc Butyl O - 10 carbon black 0 - 10 tamis moléculaire 10A O - 10 tamis moléculaire 4A 40 - 80 Au lieu de polyisobutylène, on peut utiliser également un liant à base de cire fossile, telle que ozokérite, de paraffine, de colophane, etc...Il peut être avantageux, d' autre part, pour retenir les poussières éventuellement présentes dans l'atmosphère du hublot, d'introduire de la résine de pétrole dans le liant, par exemple jusqu'à 10 % : rendus ainsi poisseux, les granulés constituent des pièges à poussières. Il est généralement souhaitable que les agents déshydratants représentent au total au moins 50 % du poids du mélange, pour que, même si le liant ne présente par lui-même qu'une faible perméabilité à la vapeur d'eau, le mélange constituant les agglomérés ait quant à lui une vitesse d'absorption convenable. En ce qui concerne les éléments du type désigné dans la présente description sous le vocable de capsules, ils comportent une paroi souple, relativement perméable à la vapeur d'eau, constituée par exemple d'une des matières suivantes, ou éventuellement en associant plusieurs : acétate de cellulose, cel ] ophane, polyéthylène, alcool polyvinylique, etc... Les agents dshydratants contenus dans les capsules sont avantageusement, comme dans le cas des granulés agglomérés, des zéolithes artificie)bsde fine granulométrie, disponibles dans le commerce sous l'appellation générique de tamis moléculaires. La présente invention, comme il a été indiqué en préambule, trouve dans les vitrages respirants d'avions un domaine d'application particulièrement recommandé, du fait de nombreux avantages spécifiques, tels que les facilités offertes pour le montage des vitrages dans la structure de l'avion, et pour les opérations de maintenance périodique. Bien qu'il ne soit pas possible, dans le cadre de la présente demande, de décrire toutes les variantes de l'invention, on indiquera encore que, lorsqu'on fait appel pour ladite application à une chambre expansible comportant une membrane souple telle que 14, il est généralement avantageux que cette membrane se présente au départ sous la forme d'une enveloppe recouvrant totalement la face externe du vitrage extérieur 1, qui protège cette face durant toutes les opérations de fabrication, de stockage et de montage du vitrage, puis éventuellement de peinture de l'avion et même jusqu'à la mise en service de celui-ci : il suffit en effet, lorsqu'elle n'est plus utile, de découper la membrane au rao de la structure 5 de l'avion. REVEND I CAT IONS 1. Joint pour vitrage multiple, tel que notamment hublot d'avion formant double barrière de pressurisation, du type dans lequel l'espace intercalaire (6) se trouve en équilibre de pression avec l'habitacle, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un logement périphérique (7,16,24), situé de préférence au niveau de la partie médiane du joint, déterminant l'épaisseur dudit espace intercalaire, accessible par une fente (9,17) sur tout ou partie de sa longueur, pour y introduire un produit desséchant pour l'atmosphère dudit espace. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que le logement périphérique est fractionné par des cloisons (4',23) en plusieurs sections. 3. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est en outre percé d'une pluralité de canaux (13,18,22,27) permettant de faire communiquer l'espace intercalaire avec une ou plusieurs chambres expansibles pour confiner l'atmosphère de ltespace intercalaire, tout en permettant son expansion. 4. Joint selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre expansible est constituée d'un sac souple (11) du genre baudruche. 5. Joint selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre expansible comporte une enveloppe souple annulaire (14) présentant une section en U appliquée de façon étanche sur les deux flancs (4a, 4c) du joint. 6. Joint selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'enveloppe souple recouvre l'une des faces du hublot, de préférence la face externe du vitrage extérieur (1), permettant ainsi de la protéger durant les opérations précédant la mise en service de l'avion. 7. Joint selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit absorbant la vapeur d'eau et garnissant le logement périphérique affecte la forme d'éléments calibrés (8,19) insensibles à l'attrition. 8. Joint selon la revendication 7, caractérisé en ce que le produit absorbant se présente sous la forme de granulés, billes ou cordons, dans lesquels les particules d'agents desséchants sont mélangés avec un liant permettant leur agglomération. 9. Joint selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mélange desséchant est constitué de 20 à 40 % de polyisobutylène, 0 à 10 % de caoutchouc Butyl, O à 10 % de carbon black, 0 à 10 % de tamis moléculaire 10A, 40 à 80 % de tamis moléculaire 4A. 10. Joint selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le mélange desséchant est rendu anti-poussières par addition de résine de pétrole. 11. Joint selon la revendication 7, caractérisé en ce que le mélange absorbant se présente sous la forme de capsules, éventuellement en chapelets, dont l'enveloppe est perméable à la vapeur d'eau et étanche aux poussières, telle que des pellicules de faible épaisseur de polyéthylène, acétate de cellulose, cellophane, alcool polyvinylique. 12. Vitrage multiple comportant un joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.