СОЕДИНЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ СОЕДИНИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ДВУХ ПОЛЫХ КОНЦЕВЫХ УЧАСТКОВ ПРОФИЛЕЙ ИЗ СИНТЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
CONNECTION OF TWO HOLLOW SECTIONS OF PROFILES FROM SYNTHETIC MATERIAL BY CONNECTING ELEMENT

Настоящее изобретение относится к соединению двух полых концевых участков профилей при помощи соединительного элемента, вставленного в указанные концевые участки, причем концевые участки выполнены на основе синтетического материала. Такое соединение, в частности, используется для образования вставной рамы изолирующего стеклопакета. Под «полыми двумя концевыми участками профилей» понимаются два свободных концевых участка соответственно двух различных профилей, или два свободных концевых участка одного сложенного самого на себя профиля.
Тип известного изолирующего стеклопакета включает в себя два листа стекла, которые разделены в пространстве газовой прослойкой, такой как воздух, и которые удерживаются на расстоянии и объединены посредством распорной рамы, образованной сложенными полыми профилями или профилями, собранными из срединных элементов и/или под углом, задаваемым соединительным элементом. Элемент с углом в 90º называется обычно угловой консолью.
Профиль снабжен молекулярным ситом, функция которого, в частности, заключена в абсорбции молекул воды, заключенных в воздушной прослойке при изготовлении стеклопакета и которые могут конденсироваться при низких температурах, приводя к запотеванию.
Для обеспечения герметичности стеклопакета распорная рама приклеивается к листам стекла при помощи эластомерного шнура типа каучукового бутила, нанесенного непосредственно на профили, образующие распорную раму, путем экструзии через наконечник.
При собранном остеклении, эластомерный герметичный шнур играет роль предварительной механической поддержки листов стекла. И, наконец, через периферийное горлышко, ограниченное двумя листами стекла и распорной рамой, вводят герметизирующую решетчатую мастику типа полисульфида или полиуретана, которая заканчивает механической сборку листов стекла. Задача каучукового бутила в основном заключается в придании герметичности внутреннему пространству стеклопакета к водяному пару, тогда как мастика обеспечивает герметичность в отношении жидкого состоянии воды или растворителям.
Обычно используются металлические полые профили, такие как алюминиевые профили. Тем не менее, в последнее время стали использовать синтетические профили, такие как, например, раскрыты в патенте ЕР 0852280; они имеют более низкий коэффициент тепловой проводимости, что влечет за собой лучшую возможность термической изоляции для стеклопакета.
Кроме этого сборка концевых участков профилей для образования рамы осуществляется металлическими соединительными элементами или, по меньшей мере, соединительными элементами на основе синтетических материалов и включает в себя крепежные элементы и удерживающий элемент из металла. Соединительный элемент вводится с натягом в полые концевые участки профилей и крепко удерживается при помощи боковых выступов удерживающего элемента.
В случае, если соединительный элемент выполнен полностью металлическим, то выступы ориентированы, например, в направлении, противоположном направлению силы натяжения, которая прикладывается к концевым участкам в случае демонтажа. Такой соединительный элемент раскрыт, например, в заявке на патент ЕР 0283689. Однако такой тип соединительного элемента имеет, в частности, на уровне боковых выступов, острые углы, которые влекут за собой риск пораниться при манипуляциях с соединительным элементом.
В случае, когда соединительный элемент выполнен не полностью из металла, он имеет, по меньшей мере, выступающие крепежные элементы и удерживающие элементы из металла, например, в виде иглы, которая выступает с обеих боковых сторон соединительного элемента. Или эти удерживающие металлические элементы впиваются в пластиковый материал профилей при взаимодействии с соединительным элементом и профилей, что создают внутренние канавки, которые придают хрупкость концевым участкам профилей.
Заявка на патент FR 2604210 предлагает соединительный элемент, снабженный боковыми выступами удерживающего элемента, который, однако, выполнен из пластикового материала, что позволяет преимущественно ликвидировать все острые углы и благодаря этому избежать возможности пораниться. Тем не менее, такие соединительные элементы легко входят в полые концевые участки профилей, не делая их при этом хрупкими по причине различных основных металлических материалов концевых участков профилей. В действительности, во время раскрытия этого документа, существующие профили изготавливались исключительно металлическими.
Также, для синтетических концевых участков профилей, было предусмотрено следующее решение: предлагались полностью пластиковые соединительные элементы, которые были слишком большого размера и слишком массивные по всей своей длине для обеспечения удерживания после вставки с натягом в профили. Однако очень часто происходило раскалывания профилей, и от такого решения отказались.
Цель изобретения заключается в том, чтобы реализовать соединение между двумя концевыми участками профилей, которые выполнены из синтетического материала, при помощи одного соединительного элемента, который позволит осуществить легкую и надежную сборку профилей или одного профиля, если он складывается на себя, полностью исключая риск пораниться при манипуляциях с этим соединительным элементом и/или риск охрупчивания, и даже разрушения элементов соединенных таким образом.
Изобретение, таким образом, относится к соединению встык двух концевых полых участков профилей, выполненных на базе синтетического материала, при помощи одного соединительного элемента, причем соединительный элемент включает корпус со срединной частью и два крыла из синтетического материала, которые соответственно взаимодействуют с концевыми полыми участками профилей и которые имеют анкерные средства, выполненные с возможностью удерживать на месте вокруг соединительного элемента указанные полые концевые участки, осуществляя трение с внутренней частью указанных концевых участков профилей, отличающееся тем, что анкерные средства соединительного элемента выполнены из синтетического материала и, по меньшей мере, одно из анкерных средств выполнено пластичным таким образом, что оно деформируется при воздействии на него давления.
В последующем описании под «пластичным» анкерным средством понимают в противовес к термину «жесткий» свойство анкерного средства деформироваться при оказании на него давлении. Материал, используемый для анкерного средства согласно изобретению, имеет, например, модуль эластичности при изгибе, заключенный между 3500 и 9000 МПа, этот модуль эластичности при изгибе измерен по нормам ISO 178 и ISO 527.
Преимущественно, пластичное анкерное средство испытывает напряжение, противоположное силе тяги, которое возникает, если хотят удалить массив соединительного элемента из концевых участков профилей, вытягивая за эти концевые участки. Благодаря пластичности анкерного средства напряжение намного меньшее, чем напряжение на сплошной поверхности, которое приводит к растрескиванию концевых участков профиля.
Соединительный элемент (корпус и анкерное средство) выполнен только из синтетического материала, что позволяет выиграть в стоимости изготовления, благодаря простоте процедуры изготовления, например, простой формовки детали, а также благодаря отсутствию дополнительного контроля качества, который необходим, когда анкерные средства выполнены из металлических элементов для жесткого закрепления и для необходимого позиционирования на пластиковых боковых сторонах соединительного элемента.
Преимущественно, анкерные средства и корпус соединительного элемента выполнены из одного и того же синтетического материала.
Согласно одной из характеристик секция соединительного элемента, взятая по наименьшему размеру, и на уровне пластичного анкерного средства, имеет больший размер по сравнению с внутренними размерами концевых участков профиля.
Предпочтительно, соединительный элемент содержит на уровне каждого крыла, по меньшей мере, одно пластичное анкерное средство.
Согласно еще одной характеристике анкерные средства также включают в себя жесткий выступ, выступающий с одной и другой стороны обеих боковых сторон, противоположных каждому крылу. Эти жесткие анкерные средства вызывают точечные напряжения против внутренних стенок концевых участков профилей, которые, впрочем, локализуются только в некоторых точках, что позволяет предотвратить несвоевременный выход соединительного элемента за пределы концевых участков профилей без риска растрескивания этих концевых участков. Выступы имеют также преимущество, заключающееся в позиционировании соединительного элемента с его центровкой в концевых участках, что обеспечивает надлежащий упор параллельно концевым участкам.
Согласно другой характеристике пластичное анкерное средство жестко соединено с удлиненной частью крыла, причем удлинение выполнено вдоль двух наименьших размеров меньшего размера, чем соответствующее крыло, а анкерное средство выступает относительно указанной удлиненной части.
Кроме этого основной материал пластичного анкерного средства, придающий эластичные свойства, такой как полиамид, полипропилен ли SAN, предпочтительно включает усилительные волокна, с наименьшим размером по толщине и ширине удлиненной части крыла относительно самого крыла, что позволяет сделать вырез вокруг пластичного анкерного средства, который таким образом может свободно сгибаться и обладает свободной эластичностью в боковом и продольном направлении, при этом удлинение служит только для поддержки основания пластичного анкерного средства.
Согласно другому аспекту каждое крыло соединительного элемента имеет две противоположные продольные поверхности и две боковые противоположные поверхности, проходящие по большему размеру протяженности крыла и связанные между собой соответственно двумя продольными поверхностями, по меньшей мере, при помощи пластичного анкерного средства каждого крыла, на, по меньшей мере, одной из двух боковых сторон, который выступает относительно плоскости, в которой расположена одна из боковых поверхностей одного из крыльев.
Пластичное анкерное средство выполнено в виде губы и содержит преимущественно основание, которое жестко соединено с удлиненной частью крыла, выступ, который выступает относительно удлиненной части и который наклонен в направлении срединной части соединительного элемента, а также свободный концевой участок, который находится в контакте с внутренними стенками концевого участка профилей. В действительности, под губой понимается элемент, который выступает относительно поддерживающей его части корпуса, и который имеет малую толщину, намного меньшую, чем толщина указанной части корпуса. В одном из способов применения толщина имеет величину порядка 0,5 мм.
Высота h1, которая соответствует наибольшей высоте секции соединительного элемента по малой протяженности секции, установлена на уровне, по меньшей мере, одного пластичного анкерного средства и является большей, чем внутренняя высота h2 одного концевого участка профиля. Преимущественно, размерное отличие высоты Δh между h1 и h2 не превышает 0,5 мм.
Ширина l1, которая соответствует наибольшей ширине секции соединительного элемента по малой протяженности секции, также установлена на уровне, по меньшей мере, одного пластичного анкерного средства и является большей, чем внутренняя ширина полых концевых участков профилей.
Размерное отличие ширины Δl между l1 и l2 на уровне, по меньшей мере, одной боковой стороны стенки концевого участка профиля самое большее 0,5 мм. В примере, иллюстрирующем настоящее изобретение, ширина пластичного анкерного средства больше внутренней ширины одного из концевых участков профиля, имея, таким образом, одинаковое и симметричное размерное отличие относительно продольной оси крыла на обеих противоположных боковых сторонах внутренней части концевого участка профиля.
Такое превышение размеров одного или нескольких пластичных анкерных средств по высоте и ширине относительно внутренних размеров концевых участков профилей позволяет создавать напряжения, которые противостоят силе тяги, которую необходимо приложить, если нужно извлечь соединительное средство. В результате эластичности пластичного анкерного средства эти напряжения остаются ниже значений, которые могли бы привести к раздвижению концевых участков профиля.
Преимущественно, пластичные анкерные средства имеют такую толщину е и длину L, что соотношение е/L<1/3, и предпочтительно е/L<1/4, что позволяет также уменьшить напряжения между стенками концевых участков профилей, когда соединительный элемент установлен на месте.
Предпочтительно, по меньшей мере, одно пластичное анкерное средство имеет свободный концевой участок, скошенный в направлении, противоположном срединной части соединительного элемента. Таким образом, извлечение соединительного элемента из концевых участков уже установленного соединительного элемента становится еще более сложным.
Согласно другому аспекту срединная часть соединительного элемента содержит боковые выступы, которые служат упором для двух концевых участков профилей, и которые взаимодействуют соответственно вокруг двух крыльев. Если согласно настоящему изобретению необходимо обеспечить герметичное соединение, срединная часть содержит средства для герметизации, которые закрывают область упора концевых участков профилей в указанную срединную часть.
Это соединение между соединительным элементом, который может быть угловым или линейным, и двумя концевыми участками профилей, в частности, используется для образования рамы, в частности рамы для образования вставки изолирующего стеклопакета.
Другие преимущества и аспекты настоящего изобретения будут далее описаны детально со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 показывает вид в разрезе соединительного элемента с линейным сопряжением согласно настоящему изобретению, одна боковая сторона которого соединена с одним концевым участком профиля.
Фиг.2 показывает вид в разрезе соединения двух концевых участков профилей с соединительным элементом с угловым сопряжением согласно настоящему изобретению.
Фиг.3 показывает вид сбоку соединительного элемента по изобретению, предназначенного для углового сопряжения, такого как показан на фиг.2, причем часть соединительного элемента соединена с полым концевым участком профиля.
Фиг.4 показывает частичный вид сверху одного концевого участка соединительного элемента перед его вставкой в полый концевой участок профиля.
Фиг.5 показывает частичный вид профиля одного из концевых участков соединительного элемента.
Фиг.6 показывает вид сбоку губы соединительного элемента, часть которого является видом в разрезе и соответствует увеличенному фрагмента части А, показанной на фиг.2.
На фиг.1 и 2 проиллюстрировано полное или частичное соединение двух полых концевых участков 10 и 11 профилей, которые соединены встык при помощи соединительного элемента 2.
Концевые участки профилей выполнены из синтетического материала, такого как термопластик типа SAN, усиленного стекловолокном, и снабжены на одной из своих поверхностей тонкой металлической накладкой. Стык таких двух концевых участков служит в частности для образования распорной рамы, предназначенной для производства изолирующего стеклопакета. Для более детального описания природы профилей, образующих раму, обратится к заявке на европейский патент ЕР 0852280.
Рама может быть образована одним профилем, сложенным в углах, как это описывает способ сгибания, раскрытый в патенте ЕР 0875654-В1, два свободных концевых участка профиля могут быть соединены соединительным элементом по изобретению вытянутой формы так, как это проиллюстрировано на фиг.1, с линейным сопряжением.
Когда рама образована множеством профилей, обрезанных по длине с каждой стороны стеклопакета, два концевых участка двух соответственно примыкающих профилей соединены угловым соединительным элементом по изобретению так, как это проиллюстрировано на фиг.2 с угловым сопряжением при угле 90˚ (прямой угол).
Обычно, как показано на фиг.1-3, вытянутый соединительный элемент и угловой соединительный элемент имеют корпус 20 со срединной частью 21 и двумя крыльями 22 и 23, простирающимися с обеих сторон срединной части по продольной оси В. Оба крыла ориентированы в том же направлении, что и вытянутый соединительный элемент, и в двух различных направлениях под углом для углового соединительного элемента.
Для такого применения, длина линейного соединительного элемента от одного концевого участка крыла до другого концевого участка крыла по продольным осям В является приблизительно равной 50 мм; секция соединительного элемента по его наименьшему размеру в плоскости, перпендикулярной осям В, имеет высоту порядка от 3 до 10 мм и ширину от 6 до 30 мм.
Кроме этого для производства рамы для изолирующего стеклопакета необходимо сделать это соединение герметичным. Для этого предусматривают средства герметизации 4, расположенные в срединной части 21, которые охватывает всю область стыка (фиг.2).
Корпус 20 соединительного элемента согласно настоящему изобретению выполнен из синтетического материала, такого как пластик, включающий усилительные волокна, например стекловолокно, и полученного в результате формовки впрыскиванием. В качестве пластикового материала можно упомянуть материал из полиамида, полиэтилена, SANa и полипропилена.
Крылья 22 и 23 имеют по существу форму параллелепипеда. Каждое крыло имеет две продольные противоположные поверхности 24 и 25 и две боковые противоположные стенки 26 и 27, проходящие по большей протяженности крыла и соединяющие продольные поверхности 24 и 25.
Боковые стенки 26 и 27 содержат выступы 28 и 29 (фиг.3), которые предназначены для взаимодействия с внутренними стенками концевых участков профилей для образования жестких анкерных средств соединительного элемента в полых концевых участках, удерживающих также жестко зацепленные концевые участки профилей. Жесткие выступы также центрируют соединительный элемент внутри концевых участков профилей, позволяя расположить два концевых участка профилей напротив друг друга и параллельно.
Каждое крыло 22, 23 кроме этого содержит на своем свободном концевом участке, по меньшей мере, одну, а предпочтительно, две пластичные губы 30 и 31, расположенные на расстоянии друг от друга и параллельно, которые образуют дополнительные анкерные средства для соединительного элемента, который взаимодействует с концевыми участками профилей.
Функция, которую должны выполнять эти пластичные анкерные средства, заключается в пластичности и эластичности, которые достигаются, с одной стороны, благодаря самому материалу, из которого они выполнены, и с другой стороны, благодаря тому, что вокруг них отсутствует материал, кроме того минимального материала, который необходим для их жесткого соединения с крыльями соединительного элемента.
Пластичные губы выполнены на основе, по существу, эластичного пластика, такого как полиамид, полипропилен или SAN, предпочтительно включающий около 30% усилительных волокон типа стекловолокна. Преимущественно, они выполнены из того же материала, что и другие жесткие анкерные средства (выступы), а также корпус соединительного элемента для того, чтобы выполнять только одну операцию по производству узла соединительного элемента, например формовку.
Кроме этого для упрощения вставки соединительного элемента в профили шероховатость материала из пластика губ соответствует шероховатости материала из пластика, образующего внутреннюю часть полых концевых участков.
Каждая губа имеет основание 32, выступ 33 и верхний концевой участок 34.
Основание 32 закреплено на уровне удлиненной части 24а корпуса крыла в виде параллелепипеда. Одна из поверхностей удлиненной части находится на продолжении одной из продольных поверхностей крыла, здесь 24.
В описанном здесь примере губы выступают только относительно одной поверхности удлиненной части 24а, концевой участок 34 губ взаимодействует с внутренней частью полых концевых участков профилей, тогда как противоположным образом продольная противоположная поверхность 24 крыла взаимодействует с внутренней стенкой полых концевых участков профилей. Поверхность 24 также играет роль стабилизатора соединительного элемента в концевых участках профилей.
Удлинение 24а обеспечивает только механическое удержание губ на крыльях соединительного элемента, причем в данном случае губы выступают за пределы удлиненной части в двух направлениях, перпендикулярных продольным осям В. Таким образом, удлинение имеет толщину намного меньшую, чем толщина корпуса крыла; толщина уменьшена более, чем наполовину высоты боковых поверхностей 26 и 27 крыла. А ширина удлиненной части меньше ширины крыла, которое разделяет две противоположные боковые поверхности 26 и 27.
Выступ 33 губы начинается на уровне ее основания 32, являясь предпочтительно перпендикулярным к сердцевине удлиненной части 24а крыла (фиг.6). Затем оно продолжается, будучи наклонным, в направлении срединной части 21 соединительного элемента под углом α относительно сердцевины, заключенным между 45° и 90° (фиг.5 и 6) и заканчивается своим концевым участком 34.
Ширина губ, по меньшей мере, у основания 32, соответствует наибольшей ширине l1 сектора соединительного элемента. Эта ширина согласно настоящему изобретению, по существу, больше чем внутренняя ширина l2 полого концевого участка профиля. Так чтобы соединительный элемент мог бы обязательным образом быть вставлен с натягом в полый концевой участок и создавать, будучи уже установленным, напряжение на внутренние стенки концевых участков профиля, которое является необходимыми для того, чтобы обеспечить механическое удержание концевых участков профиля вокруг соединительного элемента. Боковые размерные отличия Δl между шириной l1 и шириной l2 с одного бока или по обеим сторонам губы не превышает 0,5 мм (фиг.4).
Кроме этого наибольшая высота h1 сектора соединительного элемента расположена также на уровне губ. Верхний концевой участок 34 губы заканчивается, по существу, выступая относительно продольной поверхности 25 крыла, которая противоположна поверхности 24, на которую опирается основание губы. Высота h1 согласно настоящему изобретению больше высоты h2 полого концевого участка профиля основания губы. Размерное отличие Δh между высотой l1 и высотой l2 не превышает 0,5 мм (фиг.1). Превышение размеров соединительного элемента на уровне губ по высоте Δh и ширине Δl относительно внутренних стенок полых концевых участков профилей (не более чем 0,5 мм для обычных размеров соединительного элемента при использовании для рамы изолирующего стеклопакета предпочтительно рассчитывается так, чтобы не возникали чрезмерные напряжения. Такое превышение размеров препятствует выходу соединительного элемента, если его вытягивают сверху. Несвоевременному выходу соединительного элемента из установленной позиции препятствует повышенное напряжение, но при этом риск расхождения концевых участков профилей не увеличивается, так как это напряжение является локальным (точечным) и достигается жесткими выступами 28 и 29.
Пластичные губы 30 и 31 образуют также систему удержания, выступающую относительно поверхностей крыла соединительного элемента, так чтобы удерживать соединительный элемент заблокированным, когда он взаимодействует с полыми концевыми участками профилей. Они препятствуют значительному выходу соединительного элемента за пределы концевых участков профилей. В действительности, из-за эластичности и наклона губ, они деформируются в направлении, противоположном направлению силы тяги, которую прикладывают, если хотят потянуть за концевые участки профиля.
Наклон под углом α выступа 33 необходим, чтобы противостоять силе тяге соединительного элемента, если тянут за концевые участки профиля; предпочтительно кроме этого придать расширению перпендикулярное направление перед наклоном, как описано ранее относительно фиг.6, для того, чтобы упростить взаимодействие соединительного элемента и концевых участков профиля.
Следует добавить, что верхний концевой участок 34 губ предпочтительно скошен под углом наклона β относительно основания 32, в направлении, противоположном срединной части 21 соединительного элемента. Этот наклон также противодействует в направлении силы тяги, которая прикладывается, если необходимо извлечь соединительный элемент из полых концевых участков, препятствуя, таким образом, его удалению из соединительного элемента.
И, наконец, выступ 33 губы имеет предпочтительно такую толщину е и длину L, что их соотношение е/L<1/3, в частности, e/L<1/4. Величина толщины е равна, например, 0,5 мм. Длина L соответствует величине размера, начинающегося от основания 32 до свободного концевого участка 34. Оптимизация этого размерного соотношения e/L позволяет снизить напряжения, действующие на стенки концевых участков профилей, когда соединительный элемент установлен в них. Длина L, как и ширина губы, зависит от способа использования, в данном случае они зависят от внутренних размеров полых концевых участков профилей. Длина L может быть порядка 5 мм, а ширина порядка 13 мм.
Как указано ранее, срединная часть 11 корпуса соединительного элемента такова, чтобы она могла удерживать средства герметизации 4 (фиг.2), когда два полых концевых участка соединены встык и такое применение требует герметичности. Они позволяют обеспечить герметичность указанной срединной части соединительного элемента, а также герметизировать зазоры, возникающие после установки встык концевых участков профилей со срединной частью.
Срединная часть 21 содержит боковые выступы, выходящие за боковые поверхности 25 и 26 крыльев, чтобы образовать упоры, обозначенные ссылочными номерами 21а и соответственно 21b для того, чтобы каждая боковая сторона полого концевого участка, когда он вдавлен в соединительный элемент.
Средства герметизации 4 выполнены из герметизирующей мастики, которая наносится впрыскиванием на срединную часть соединительного элемента и на уровне зазоров стыка между концевыми участками профилей и упорами 21а и 21b.
В предпочтительном варианте воплощения настоящее изобретение предусматривает средство герметизации 4, выполненное из структурного элемента, такого как манжета, реализованная из соответствующего герметизирующего материала, причем манжета формуется таким образом, чтобы иметь форму, необходимую для перекрывания срединной части 21 и для частичного перекрытия начального участка крыльев 22 и 23, чтобы закрыть зазоры стыка, когда концевые участки профилей установлены на соединительном элементе. Эта манжета может быть либо жестко закреплена при помощи клея на срединной части, либо быть напрямую отформована на срединной части. Такая манжета раскрыта в заявке на патент FR 06/51370.