Brevet FR2546812A1 — publié le 19841207

PROCEDE ET DISPOSITIF DE FABRICATION DE VITRAGES SURMOULES ET PRODUITS OBTENUS La présente invention a pour objet le surmoulage de vitrages, notamment de vitrages pour véhicules automobiles, afin de constituer des ensembles plurifonctionnels s'intégrant dans les carrosseries. Le surmoulage des vitrages consiste à ajouter un ou plusieurs éléments fonctionnels, au moins sur une partie de la périphérie des vi- trages afin de constituer des ensembles plurifonctionnels s'intégrant à la carrosserie d'un véhicule automobile Cette technique présente de grands avantages et ouvre simultanément la porte à de nombreuses appli- cations: dans le cas du pare-brise, on peut ainsi surmouler un joint en caoutchouc sut toute sa périphérie, ce qui permet de le fixer direc- tement par collage dans la baie de la carrosserie En procédant ainsi, le vitrage peut être mis en place à fleur de carrosserie, et le coeffi- cient de pénétration dans l'air des véhicules en est grandement amélioré Dans le cas d'un vitrage latéral, on peut surmouler un mon- tant de portière, voire une porte entière, afin de constituer un ensemr- ble vitré que l'on assemble directement au reste de la carrosserie sur la chaîne de montage De même, on peut former par surmoulage un hayon incluant la lunette arrière Toutes ces possibilités d'application du surmoulage des vitrages pour véhicules automobiles présentent l'avan- tage de supprimer de nombreuses opérations sur la chaîne de montage, et par conséquent d'augmenter considérablement la, cadence de production. Le verre trempé,-en raison de son excellente résistance aux 254681 2 chocs aussi bien mécaniques que thermiques se prête particulièrement bien au surmoulage, mais on peut également utiliser cette technique sur des verres ordinaires ou feuilletés. D'une façon générale, on procède au surmoulage d'un objet quelconque en injectant de la matière plastique sur au -moins une partie de sa périphérie après l'avoir pressé entre les deux plateaux d'un mou- le et avoir délimité, au moyen d'un joint torique d'étanchéité logé dans le moule, une zone centrale dans laquelle on fait le vide pour as- surer le maintien de l'objet, la partie surmoulée étant limitée par des bossages rigides ou une suite de pavés métalliques prévus dans la structure du moule. L'expérience a toutefois montré que la mise en oeuvre de cet- te technique, si elle est bien au point pour des produits présentant des propriétés mécaniques adaptées, pose un certain nombre de problèmes lors de son application à des produits particulièrement fragiles comme les vitrages. En effet, dès que l'objet est inséré entré les deux plateaux du moule, il est nécessaire de répondre à deux impératifs: maintenir fermement l'objet entre ces plateaux afin qu'il ne se déplace pas; in- jecter la matière plastique uniquement sur une zone préalablement déli- mitée sans provoquer de débordements-ou de bavures. Dans le cas de matières non fragiles, il suffit, pour assurer le serrage, de prévoir, comme indiqué précédemment, des bossages dans la structure du moule, qui viendront pincer l'élément que l'on souhaite surmouler Par exemple, pour enserrer des ardoises, on a utilisé des pavés mobiles d'acier, poussés par des ressorts Mais pour les vitrages bombés en verre, issus d'une même série qui présentent inévitablement des différences de courbure d'un vitrage à l'autre, l'utilisation d'éléments rigides peut provoquer des contraintes inacceptables entrai- nant des bris de vitrage - Par ailleurs, s'il est exclu d'employer un élément de serrage trop rigide, il n'est pas non plus recommandé d'en employer un trop mou Il est en effet nécessaire d'éviter, lors de l'injection de la ma- tière plastique, et sous l'effet de la pression d'injection, des débor- dements au delà de la zone que l'on s'est fixée Ceci explique également pourquoi le joint torique d'étanchéité ne suffit pas pour le résultat souhaité il doit être relativement mou pour remplir sa fonc- tion d'étanchéité et ne peut par conséquent ni serrer suffisamment le vitrage pour empêcher qu'il ne se déplace, ni résister à la pression de 254681 2 la matière injectée. L'invention propose un procédé de surmoulage de vitrages qui répond au problème posé grâce à l'introduction d'un joint supplémentai- re souple, formé de deux parties, disposée chacune dans un logement prévu à cet effet dans les deux plateaux du moule, ces parties étant susceptibles d'être appliquées chacune sur une face du vitrage, ce joint étant constitué essentiellement d'un matériau présentant de bon- nes qualités de résistance mécanique à chaud. Selon une caractéristique de l'invention, ce joint souple est un joint moulé au préalable dans un moule distinct puis mis en place dans des logements prévus à cet effet sur les plateaux du moule. La présence de ce joint permet, grâce a sa souplesse, d'amortir les écarts de courbure qui peuvent exister d'un vitrage à l'autre, sans risque de rupture dudit vitrage On choisit à cet effet de préférence un joint en élastomère polyuréthane qui présente en par- ticulier d'excellentes qualités de résistance mécanique jusqu'à des températures de l'ordre de 230 à 290 C nécessaires dans certains cas au surmoulage. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, on choisit un joint dont la dureté shore A est comprise entre 65 et 95 environ, et de préférence de l'ordre de 95 Cette gamme de dureté ga- rantit un très bon compromis pour satisfaire les exigences contradic- toires de souplesse et de résistance En effet, lorsque le joint présente une dureté shore inférieure à 65, il peut se déformer sous la poussée de la matière au cours de l'injection et il s'en suit des bavu- res et/ou une bordure mal définie pour la matière de surmoulage Par contre, lorsque le joint présente une dureté shore A supérieure à 95 on retrouve les inconvénients d'un joint métallique rigide avec les bris de vitrages qu'il peut entraîner. Outre la dureté de la matière qui forme essentiellement le joint, la forme du joint et de son logement dans le moule peuvent être choisies de façon préférée dans le procédé selon l'invention Il faut en effet éviter, d'une part un émiettement du joint au cours des opéra- tions successives de pressage, et d'autre part des accumulations préfb- rentielles de matière plastique au cours de l'injection En particulier, une forme bombée de la portion du joint de serrage qui émerge du logement dans lequel il est inséré dans le moule conduirait à une usure prématurée du joint Par contre, il s'est révélé avantageux de donner à cette portion une dépouille, c'est-à-dire de procéder à une diminution symétrique de sa section, ce qui permet son écrasement élastique, supprimant ainsi les risques d'émiettement et d'usure préma- turée du joint. Pour améliorer encore le comportement du joint, et lui faire remplir sa fonction de joint de serrage dans les conditions optimales, on peut faire en sorte qu'avant le pressage des deux plateaux du moule contre le vitrage, il subsiste un-certain jeu entre le joint et son lo- gement, au niveau de la partie enfoncée dans le moule On évite ainsi de trop importantes déformations de la partie émergente du joint. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, ce dispositif comprenant deux plateaux formant un moule, les deux plateaux étant espacés l'un de l'autre dans leur partie centrale reliée à un système annexe permettant d'y faire le vide, afin de maintenir le vitrage à sourmouler, ces plateaux comportant un joint d'étanchéité et un joint de serrage souple formé de deux parties desti- nées à limiter l'injection de la matière plastique de surmoulage sur chaque face du vitrage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa- raitront au cours de la description suivante, en référence avec les fi- gures annexées 1 et 2: _ La figure 1 représente une vue en coupe d'un vitrage à l'intérieur d'un dispositif de surmoulage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 2 est une vue de détail d'un joint selon l'invention. La figure 3 représente le joint de la figure 2 durant l'opération de surmoulage. Les figures 4 et 5 représentent des variantes du joint et de son logement dans les plateaux du moule. Dans le dispositif illustré à la figure 1, le vitrage 1 est maintenu entre les deux plateaux métalliques 2 et 3 formant un moule et délimitant un plan de joint 4 Il est, pour des raisons de commodité, placé verticalement et maintenu grâce à un système faisant le vide dans la partie centrale 5 du moule limitée par un joint torique 6 d'étanchéité formé des deux parties 7 et 8 logé dans les plateaux du moule Un joint de serrage 10 conforme à l'invention, formé de deux parties 11 et 12, destiné aussi à limiter l'injection de la matière de surmoulage, est mis en place dans un logement 13 prévu à cet effet sur chaque plateau du moule Les parties des deux plateaux du moule corres- pondant aux parties non surmoulées du vitrage ne sont pas aux contact du vitrage Il subsiste entre les faces de-celui-ci et les plateaux du moule hn espace 14 suffisant pour éviter tout contact risquant d'entrainer des bris de vitrage. Le moule peut être légèrement chauffé ou non au moment de l'injection de la matière de surmoulage 15 Toutes sortes de matières, présentant des compositions, des couleurs, ou des duretés différentes peuvent être injectées, suivant les propriétés souhaitées dans les ap- plications envisagées Ainsi, on utilise couramment pour l'injection, du polystyrène, polyéthylène basse densité et haute densité, polypropylène, des polyamides, du polychlorure de vinyle, polyuréthane, etc Ces matières de base peuvent en outre être renforcées de fibres de verre, et/ou de charges autres La coloration est indifférente, elle ne répond qu'à un souci d'esthétisme. De préférence, on utilisera un vitrage trempé, plus résistant, mais l'invention peut également s'appliquer à des vitrages feuilletés ou durcis On fait le vide dans la partie centrale 5, le joint torique 6 assurant l'étanchéité, puis on procède à l'injection de la matière de surmoulage 15 par un conduit non représenté prévu dans la structure du moule - La figure 2 représente les deux parties 11 et 12 du joint 10 dans leur logements prévus dans les deux plateaux 2 et 3 maintenus es- pacés du moule L'extrémité 16 de la partie émergente du joint présente une dépouille 17. La figure 3 représente le joint 10 lors du surmoulage Les deux parties 11 et 12 sont appliquées contre les deux faces du vitrage 1 Sous l'effort les extrémités du joint sont écrasées Le joint main- tient le vitrage et limite l'expansion de la matière plastique injectée 15. Les figures 4 et 5 représentent des variantes dans lesquels il est prévu un espace 18 ou jeu latéral entre la base du joint et le logement 13 ' ce qui permet un écrasement élastique du joint au cours du surmoulage. EXEMPLE 1: On se propose de fabriquer un pare-brise muni d'un cordon périphérique thermoplastique - Acet effet, un vitrage trempé est maintenu dans un moule en acier, son serrage dans le moule étant assuré au-moyen du joint repré- senté dans son logement dans les figures 2 et 3 La dépouille 17 qui lui a été donnée réduit les effets de la pression de la matière plasti- que injectée Le joint a été préalablement préparé par mélange, puis coulé dans un moule et polymérisé, pour l'obtention d'un polyuréthane dont la dureté shore est de 90. La matière de surmoulage est un polyuréthane thermoplastique injecté à une température de 2100 C sous une pression de 90 bars. Après démoulage, le pare-brise intact est muni du cordon pé- riphérique pour lequel les bordures sont parfaitement définies. EXEMPLE 2: On se propose de fabriquer un hayon pour véhicule auto- mobile. Les conditions générales de mise en oeuvre du procédé demeu- rent identiques, toutefois en raison de la nature du produit que l'on souhaite obtenir, on utilise une matière de surmoulage autre, à savoir du polybutylènetéréphtalate, ce qui -permet de mettre en évidence les excellentes propriétés de résistance mécanique et thermique du joint. Le même joint que celui décrit dans l'exemple 1 supporte cette fois une température de 2400 C et une pression de 70 bars. Le produit obtenu après démoulage présente un aspect tout à fait satisfaisant. 254681 2 REVENDICATIONS 1 Procédé de surmoulage de vitrages, notamment de vitrages pour'véhicules automobiles, par injection de matière plastique, sur au moins une partie de la périphérie des vitrages, dans lequel on place un vitrage dans un moule comprenant deux plateaux 2 et 3 délimitant un plan de joint 4, et dont une partie 5 sous vide limitée par un joint d'étanchéité 6 permet un maintien de la partie centrale du vitrage, la limite du surmoulage étant déterminée par un joint supplémentaire, ca- ractérisé en ce que le joint supplémentaire est un joint souple. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint souple est un joint moulé au préalable dans un moule distinct puis placé dans des logements 7 prévus à cet effet dans les plateaux 1 et 2. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le joint souple a une dureté shore A comprise entre 65 et 95. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint souple est en élastomère thermodurcissable de polyuréthane. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le joint souple a une dureté shore A de 90. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la portion de joint qui émerge du logement dans lequel le joint est inséré dans le moule présente une dépouille. 7 Procédé selon l'une des revendications l à 6, caractérisé en ce que, avant le pressage des deux plateaux 1 et 2 contre le vitra- ge, on maintient un certain jeu entre le joint souple et son logement 13 dans le moule. 8 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications 1 à 7. 9 Vitrages surmoulés obtenus par la mise en oeuvre de pro- cédé selon une des revendications 1 à 8.