CA2036691C

CA2036691C - Dispositif d'extrusion d'un profile a la peripherie de la surface d'un vitrage

Info

Publication number: CA2036691C
Application number: CA002036691A
Authority: CA
Inventors: Werner Siegel; Heinz Kunert; Ludwig Schwartz; Gerd Cornils
Original assignee: Saint Gobain Vitrage International SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Priority date: 1990-02-26
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 2001-08-28
Anticipated expiration: 2011-02-20
Also published as: EP0444998A1; KR910021343A; FI910905A0; DE4006006C1; MX174628B; ATE95753T1; IE910616A1; CA2036691A1; PT96868A; EP0444998B1; FI93089C; JPH04226323A; CS49791A3; DE69100490D1; CZ280152B6; PT96868B; US5108526A; FI910905A; TR24931A; DE69100490T2

Abstract

Pour extruder sur un vitrage automobile un joint (6) placé à la périphérie (11) de sa surface (25) qui comporte une lèvre (10) pour le centrage et l'étanchéité du vitrage posé, on utilise une buse à deux canaux (16, 17). Le canal (17) sert à l'extrusion de la lèvre périphé-rique (10). Il comporte un dispositif obturateur (26) qui permet de régler le débit de matière du canal. Le réglage de l'obturateur (26) s'effectue en fonction des rayons de courbure R du pourtour du vitrage.

Description

G~~~1 DISFOSITIF FOUR L°EXTRUSION D'UP1 PROFILE
DIRECTEH~NT SUR LE POURTOUR D'üNE FEUILLE DE VERRE
L'invention concerne un dïspositïf pour former un profilé â base d'un polymère directement sur la surface d'un objet, en particulier à la périphérie de la surface d'une feuille de verre, à l'aide d'une tête d'extrusion comportant une buse calibrée dont la section correspond à
celle du profilé, ainsi qu'une chambre de rëpartitïon en amont de la buse et des canaux en amont de la chambre de répartition.
I1 est connu d'équiper des vitrages automobiles d'un profilé en forme de cadre à base d'un polymère extrudable déposé directement â l'aide d'une buse d'extrusion sur la surface du verre éventuellement préparée dans ce but (de-mandes de brevets européens EF 121479 - 121480 - 121 481 -256946 - 258128 - 298788 - 307317 - 345134 et demande de brevet français FR 2543533).
Le profilé extrudé durcit agrês son dépôt sur le verre. I1 peut servir à différentes fonctions le plus sou-vent associées aux techniques de collage des vitrages au-tomobiles dans les carrosseries. Far exemple, il peut ser-vir de support à un cordon de colle qui sera déposé ulté-rieurement à la përiphérie du vitrage lors de sa pose dans la carrosserie du véhicule. Dans ce cas le profilé comporte avantageusement une forme creuse qui sert de canal au cor-don de colle. I1 peut également servir simplement à limiter

2 latéralement l'expansion du cordon de colle pour éviter que celui-ci ne déborde par exemple du côté du champ de vision du vitrage. Le profilé extrudé à la périphérie du vitrage peut également jouer un rôle dans le positionnement et le calage du vitrage avant que le cordon de colle n'ait durci.
Enfin un profilé extrudé du même type peut avoir lui-même la forme d'une lèvre ou comporter une telle lèvre qui dé-borde de la périphérie du vitrage et permet d'obturer l'espace qui existe entre le vitrage et la carrosserie.
Un profilé extrudé à la périphérie d'un vitrage peut également exercer à lui seul des fonctions multiples. Une forme particulièrement intéressante est celle qui corres-pond à une section en forme de U avec une base relativement importante et une partie en forme de lèvre qui déborde vers l'extérieur. Dans ce cas la base du U sert à recevoir la colle destinée au montage du pare-brise tandis gue les deux branches limitent l'expansion de la colle et que la lèvre débordante sert au centrage du vitrage au moment de la pase et, ultérieurement, à l'étanchéité et à la liaison vi--trage/carrosserie. De telles utilisations sont de plus en plus répandus dans la pratique (voir par exemple l'ouvrage "Fahrzeugverglasung" de Karl-Heinz Brueck, édition Vieweg 19901.
Pour extruder le profilé directement sur le vitrage, on déplace une tête d'extrusion à la périphérie du vitrage sur tout le pourtour de celui-ci.
A l'aide des têtes d'extrusions existantes, on peut obtenir des profilês très réguliers même s'ils ont une section très compliquée. I1 en est ainsi tant que le trajet du profilé est à peu prés rectiligne mais, malheureusement, dans les zones des coins du vitrage, la tête d'extrusion doit suivre une trajectoire courbe avec des rayons de courbure plus ou moins petits et la production de profilés avec une section régulière devient très problématique. Les difficultés sont d'autant plus grandes que le rayon est plus petit et cet effet est encore plus marqué lorsque le profilé comprend une lèvre périphérique débordante. En mo-difiant les paramètres de l'extrusion tels que la pression, la température ou la viscosité du polymère, on peut obtenir

- 3 -certaines améliorations mais malheureusement ces paramètres ne peuvent ètre variés que dans des limites réduites sous peine d'entraîner des conséquences néfastes pour les autres caractéristiques du profilé.
La mission de l'invention consiste à fournir un dis-positif permettant de palier les inconvénients évoqués ci-dessus en particulier l'invention doit proposer une tête d'extrusion qui permette de produire un profilé par-faitement régulier même dans les coins du vitrage, là ou le rayon de courbure est réduit.
A partir d'un dispositif du type de ceux évoqués au début de cette description l'invention prévoit qu'au moins un canal qui débouche dans la chambre de répartition en amont de la buse soit équipë de moyens pour agir sur sa section tels qu'on puisse madifier le rapport du flux vo-lumique dirigé vers la partie de la buse calibrée corres-pondant â un côté du profilé à celui du flux volumique di-rigé vers la partie de la buse calibrée correspondant à
l'autre côté.
Une téte d'extrusion conforme à l'invention peut ainsi être contrôlée grâce à des moyens mécaniques de manière telle que le flux de matière sortant de la buse calibrée ' puisse être différent sur la largeur de la buse calibrée.
On peut obtenir de la sorte que, lorsque le besoin de ma-tière sur la largeur de la buse n'est pas le même, le débit puisse être varié en conséquence. Quand par exemple le profilé possède une section prismatique c'est à dire beau-coup plus importante d'un côté que de l'autre, on peut grâce aux moyens qui permettent de modifier le flux dans les canaux qui amènent la matière à la téte d'extrusion adapter les apports de matière à la forme du profilé on évite ainsi les turbulences dans la chambre de répartition.
On voit que les moyens de l'invention présentent des avan-tages même lorsque la trajectoire du profilé est rectili-gne.
Dans une forme de réalisation de l'invention, lorsqu'il existe par exemple un seul canal d'alimentation qui avant de déboucher dans la chambre de répartition a une section allongée qui couvre pratiquement toute la largeur ~. n ~~, ~,~~~~~~~.
de la buse, on peut utiliser un coulisseau adaptê de ma-nière à diminuer la section à une extrémité par rapport à
l' autre. Le passage a alors la forme d' un triangle au d' un coin et le profil des débits a le même aspect. Dans une autre forme de réalisation de l'invention le canal d'ali-mentation peut être constitué d'un tuyau dëformable, les modifications de section étant obtenues grâce à un dispo-sitif agissant sur le tuyau depuis l'extérieur.
Une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention se caractérise par le fait de la multiplication des canaux d'alimentation qui débouchent dans la chambre de répartition perpendiculairement à la direction du déplace-ment de la buse avec des distances relatives telles que l'un au moins des canaux puisse être alimenté directement avec la pression d'extrusion sans modification de section tandis que les autres verront leurs sections modifiables de manière à varier les débits avec la même pression. Ainsi dans le cas ou les canaux sont au nombre de deux le canal dirigé vers l'intérieur du vitrage peut voir sa section modifiée tandis que le canal alimentant la partie du pro-filé débordant de l'extërieur du vitrage sera toujours alimenté à plein débit. Le principe étant qu'au mains l'un des canaux soit équipé de moyens permettant de réguler le débit de matière qui transite par lui.
La tête d'extrusion équipée selon l'invention permet d'apparter une solution au problème de l'extrusion d'un profilé dans les zones pérïphériques du vitrage là oû le rayon de courbure est très petit. On peut ainsi avoir dans ces zones un profilé dont la section est exactement la même que dans les zones rectilignes. La régulation de l'alimen-tation en matière des différentes parties internes et ex-ternes du profilé est à adapter en fonction justement de la courbure du profilé dans la zone concernée. Une régulation du type prëcédent qui permet d'adapter 1a sectïon des ca-naux d'alimentation peut être obtenue mêcaniquement grâce à
un guide courbe placé dans les coins et sur lequel s'appuie un poussoir dont la course est déterminée par la forme et la position du guide. On peut également régler le débit grâce à une vanne commandée par un moteur lui-même ~~~~~1 _ 5 -programmé en fonction de la position de la tête d'extrusion à la périphérie du vitrage.
Selon une première forme de réalisation du dispositif à plusieurs canaux la tête d'extrusion est reliée à une seule conduite d'alimentation en polymère. Ainsi les ca-naux sont alimentés à la même pression. Dans ce cas les moyens de rêglage du débit se trouvent â l'intérieur des canaux d'alimentation eux-mêmes.
Dans une autre forme de réalisation d'un dispositïf conforme à l'invention les canaux débouchant dans la tête d'extrusion sont alimentés par des conduites séparées. Les moyens de régulation du débit transitant par les canaux peuvent dans ce cas être disposés en dehors de la tête d'extrusion. Par exemple dans ce cas chaque conduite d'alimentation peut être équipée de son propre doseur ou même d'une pompe autonome. Les doseurs ou les pompes étant alimentés chacun dans des conditions qui dépendent de la position de la tête d' extrusion et de sa vitesse à la pé-riphérie du vitrage.
Des avantages supplémentaires ainsi que les détails de l'invention apparaîtront à la lecture de la description et des différents exemples de réalisation figurant dans les dessins. Parmi ceux-ci La figure 1 représente le schéma de principe d'une ' tête d'extrusion conforme à l'invention dans une vue en perspective, en partie en coupe.
La figure 2 représente un dispositif conforme à l'in-vention qui est commandé par un guide courbe.
La figure 3 montre une tête d'extrusion commandée par un servomoteur.
La figure 4 est une coupe du dispositif de la figure 3, quant à la figure 5 elle représente un dispositif con-forme à l'invention avec des conduites d'alimentation sé-parées.
Comme le montre 1a figure 1. en détail, le vitrage 1 sur lequel le profilé à extruder doit être déposé repose pendant cette opération sur un support 2. ïl est fixé sur ce support grâce à des ventouses ou à des plateaux aspi-rants non représentés. La périphérie du vitrage 1, à

_ 6 _ l'endroit où le profilé doit être déposé est revêtue d'une couche d'émail opaque 3 en forme de cadre. Cette couche 3 qui joue également un rôle esthétique est dêposêe par une technique de sérigraphie utilisant un êmail destinê à être cuit au f eu .
La tête d'extrusion 5 permet de déposer un polymère extrudable sous la forme du profilé 6 à la périphérie du vitrage c'est à dire sur la couche 3. Éventuellement on aura pu, dans une phase de production supplémentaire, traiter la surface destinée à recevoir le profilé 6 à
l'aide d'un liquide nettoyant et même de prévoir le dépôt d'un promoteur d'adhérence. Ces phases de la production sont bien connues. En général le polymère destiné à cons-tituer le profilé 6 est un polyuréthane monocomposant polymérisant à l'humidité de l'air ou alors un système de polyuréthane à deux composants.
Le profilé 6 tel qu'il est représenté comporte sur sa section une partie en forme de U avec une base 7, une aile verticale 8 sensiblement perpendiculaire à la base 7 et une seconde aile verticale 9 également perpendiculaire à la base 7. De plus une lèvre 10 perpendiculaire à l'aile 9 déborde de la périphérie 11 du vitrage 1 d'une longueur comprise par exemple entre 5 et 10 mm.
La tête d'extrusion 5 destinée à engendrer le profilé
6 sur le vitrage 1 est équipée sur sa face 13 opposée à la direction d'avancement d'une buse 14 calibrée. Celle-ci est ouverte dans sa partie inférieure. A l'intérieur de la tête d'extrusion 5 on trouve derrière la buse 14 une chambre de répartition 15 dont la largeur B correspond sensiblement à
celle de la buse 14. Dans cette chambre 15 débouchent dans sa partie supérieure deux canaux, l'un, le canal 16 situé
au dessus de la partie en forme de U du profil 6 et l'au-tre, le canal 17 au dessus de la zone où la lèvre 10 sera formée. Ces deux canaux 16 et 17 proviennent du tube 18 qui est relié au tube souple destiné à approvisionner la tête d'extrusion en monomère.
Le passage utile du canal 17 peut être modifië gràce à
un dispositif limiteur de débit approprié. Sur la figure, on a représenté une vis 20 perpendiculaire à l'axe du canal _ 7 -17 qui permet d'en diminuer la section. Lorsqu'on travaille à la main, si par exemple la lèvre 10 issue de la partie 22 de la buse d'extrusion 14 montre des défauts dus â un excès de polymère, comme par exemple des frisures, une action sur la vis 20 permettra de diminuer le flux de matière jusqu'à
ce que la géométrie de la lèvre 10 redevienne satisfai-sante.
Si au contraïre la partie 22 de la buse 14 délivre trop peu de matière ce qui se manifeste par une épaisseur de la lèvre 10 trop f cible, en dévissant la vis 20, on pourra accroître le flux traversant le canal 17 et aug-menter ainsi l'épaisseur de la lèvre 10.
Sur la figure 2 on a représenté les parties essen-tielles d'un dispositif permettant l'extrusion d'un profilé
6 avec uns modification automatique de la section du canal 17 pendant l'extrusion elle-même, c'est à dire pendant que la tête d'extrusion 24 se déplace le long de la surface périphérique 11 du vitrage 25. La tête d'extrusian 24 est constituée des mêmes éléments que celle de la figure 1, c'est à dire que la face arrière 13 comporte à nouveau une buse 14 calibrée dont la partie extérieure 22 engendre la lèvre l0 qui déborde du vitrage. De même deux canaux 16 et 17 sont prévus, le canal 17 étant disposé au dessus de la zone 22. Ces canaux dêbouchent tous les deux dans la cham-bre d'alimentation 18 oü ils sont alimentés en masse à
polymériser.
Cette fois-ci l'organe destiné à modifier le passage utile du canal 17 est un piston 26 qui glisse dans une lu-mière dont l'axe est perpendiculaire au canal 17. A son extrémité externe le piston 26 comporte une surface d'appui 27. Le piston 26 est ramené en permanence grâce à un res-sort 28 vers l'extérieur du vitrage. Le ressort 28 s'appuie d'une part sur le bâti 29 de 1a tête d°extrusion et d'autre part sur une callerette 30 liée au piston. De cette manière le piston 26 s'appuie en permanence sur la face interne 32 du guide courbe 33. Celui-ci est relié au support 35 du vitrage grâce à des pièces de liaison 34.
Dés que la têts d'extrusion 24 dans son parcours le long de la périphérie 11 du vitrage approche du point P, là

_ ' où commence la zone du vitrage avec un rayon de courbure R, le guidecourbe commence par présenter une courbure dans le sens opposé, de telle manière que le piston 26 sous l'ac-tion du ressort 28 se déplace vers l'extérieur en aug-mentant le passage à l'intérieur du canal 17. Le flux de rnatière dans le canal 17 s' en trouve augmenté et le débit dans la partie 22 de la buse 14 croît. Comme dans cette zone la lèvre 10 qui possède un rayon de courbure supérieur à celui de la partie interne du profilé nécessite une quantité de matière supérieure pour garder ses caractéris-tiques, elle peut être réalisée sans défaut. Dés que la région du coin du pare-brise est quittée par la tête d'extrusion la distance entre le guide courbe 32 et la pé-riphérie 11 du verre décroît de nouveau et le piston 26 se trouve ramené à sa position d'origine correspondant à une trajectoire rectiligne.
Les figures 3 et 4 montrent sous forme schématique un exemple de réalisation d' un dispositif conforme à l' inven-tion dans lequel la régulation du débit au travers du canal 17 dans la tête d'extrusion s'effectue grâce à un servomo-teur 38. A la place du servomoteur 38 on peut évidemment utiliser un système de commande hydraulique programmé. La tâte d'extrusion 37 et le servomoteur 38 sont supportés par le même bâti 39. Le bâti 39 se trouve à l'extrémité du bras 40 d'un robot qui n'est pas représenté. Le mouvement de ce bras 40 est déterminé en fonction du contour du vitrage 41 en fonction d'un programme délivré par le dispositif de commande schématisé en 42. Simultanément à ce programme qui concerne le bras 40, le dispositif de commande 42 délivre des instructions d'une part pour la fourniture et le dosage de 1a matière à extruder et d'autre part pour la commande de la vanne 43 qui modifie la section du canal 17 con-duisant à la chambre de répartition 15. Les ordres prove-nant du dispositif de commande 42 qui sont destinés à ré-gler le dosage et la fourniture de la matière sont transmis par les lignes de commande 44 à la station de pompage et de dosage 45. La pompe comprise dans cette station 45 permet de transférer la masse à polymériser nécessaire depuis le réservoir 46 par l'intermédiaîre de la conduite 47 jusqu'au _ g _ dispositif de dosage adapté et grâce à la conduite 48 jusqu'à la tête d'extrusion 37.
De même que les ordres sont transmis grâce à la ligne 49 au bras 40 du robot en fonction du programme préétabli pour la tête d'extrus:ion, de même les ordres sont transmis par la liaïson 50 au moteur 38 lui-même. Sur l'axe de ce moteur 38 on a prévu une manivelle 52 qui grâce à la bielle 53 transmet son mouvennent au levier 54 qui commande le cy-lindre 56 modifiant la section 5~ du canal m .
La figure 5 montre de même, de manière schématique, une autre forme de réalisation du dispositif de l'inven-tion. Ici la tête d''extrusion 60 n'est pas équipée di-rectement de moyens <ie régulation du débit du canal 17, mais au contraire chacun des deus: canaux d'alimentation est équipé d'une conduite d'amenée d~e matiëre indépendante. Le canal 16 situé du côté du milieu du vitrage 59 est relié à
un tuyau d'alimentati.on 61 et ;parallèlement le canal 17 situé au dessus de la lèvre 10 e;st relié à un tuyau d'ali-mentation 62. La tête d'extrusion 60 est ici aussi montée sur une platine 63 el:ie-même reliée au bras 64 d' un robot.
Le système de commande du bras du robot est relié à
celui-ci depuis l' organe de commande 65 grâce à la liaison 66.
L'organe de commande 65 sert ic.i à donner des ordres aux systèmes de pompage et de dosage 69 et 71 grâce aux connections respectives 68 et 70.
La pompe doseuse: 69 distribue la masse à extruder provenant du réservoir 72 par l'intermédiaire de la cana-lisation 62 en quantité déterminée dans un des canaux de la tête d'extrusion 60 tandis que la pompe doseuse 71 en fait de même à partir du réservoir '73 par l'intermédiaire du tuyau 61 dans l'autre canal. Grâce a.u programme prédéter-miné, les quantités variables dE~s deux canaux seront dé-bitées en fonction de la position et de la vitesse de la buse d'extrusion à la périphérie du vitrage. Le progranune est évidemment conçu de manière <~ue le profilé obtenu soit optimisé.
Le dispositif reF~résenté figure 5 peut être également utilisé pour engendrer un proi:ilé à la périphérie du f1 u"2:
.i ~ r n! ~' C~ °
- 10 _ vitrage dans lequel la lévre 10 est faite d'un autre maté-riau que celui constituant le reste du profilé. ainsi on peut délivrer au travers du tuyau 61 grâce à la pompe doseuse 71 reliée au réservoir 73 un polyuréthane monocomposant polymérisant grâce à l'humidité de l'air, polyuréthane qui après polyumérisation posséde un module d'êlasticité élevé tandis que la lèvre 10 sera alimentée quant à elle à partir du réservoir 72 et du tuyau 62 en polyuréthane monocomposant du même type mais avec un module sensiblement plus faible de manière à posséder une élasti-cité supérieure. On peut même envisager conformément à
l'invention l'extrusion de deux polymères de nature diffé-rente.
Les exemples de réalisation présentés ici montrent l'application du dispositif de l'invention à la production de vitrages automobiles en particulier destinés au collage dans la carrosserie. Mais on peut également l'appliquer avec le même succès à des vitrages comportant un profilé
plastique périphérique. C'est ainsi qu'il est possible d'équiper avec le dispositif de l'invention des feuilles de verre telles que des fenêtres de voiture, d'armoires fri-gorifiques, etc... pour les doter d'un profilé en polymère périphérique. Un tel profilé, lorsque sa matiére est un élastomère, joue un rôle d'étanchéité. On peut ainsi éviter la réalisation de filières traditionnelles paur l'extrusion d'élastomères en les remplaçant par le dispositif de l'in-vention de conception beaucoup plus souple et plus simple à
mettre en oeuvre.

Claims

1. Dispositif pour former un profilé à base d'un polymère directement sur la surface d'un objet en particulier à la périphérie de la surface d'une feuille de verre, à l'aide d'une tête d'extrusion comportant une buse calibrée dont la section correspond à celle du profilé, ainsi qu'une chambre de répartition en amont de la buse et des canaux en amont de la chambre de répartition caractérisé
en ce que au moins un canal qui débouche dans la chambre de répartition en amont de la buse est équipé de moyens pour agir sur sa section tels qu'on puisse modifier le rapport du flux volumique dirigé vers la partie de la buse calibrée correspondant à un côté du profilé au flux volumique dirigé
vers la partie de la buse calibrée correspondant à l'autre côté.

2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé
en ce que les moyens pour agir sur la section du canal sont réglables en fonction du rayon de courbure de la trajectoire suivi par la tête d'extrusion.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que la tête d'extrusion comporte au moins deux canaux dont la direction est perpendiculaire à la direction du déplacement de la buse qui débouchent dans la chambre de répartition à des emplacements écartés de manière telle que ce soit un premier canal qui alimente pour l'essentiel la partie de la buse calibrée dirigée du côté de la surface interne de l'objet tandis qu'un deuxième canal alimente pour l'essentiel la partie dirigée vers l'extérieur de la buse à l'aide d'un polymère maintenu sous pression et en ce que au moins un des deux canaux soit équipé de moyens pour régler le flux du polymère le traversant.

4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé
en ce que les deux canaux sont reliés à un système de pompage et de dosage par une canalisation commune et que pour agir sur le débit du flux de polymère dans le canal on a prévu une vanne qui modifie le passage du canal.

5. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé
en ce que chacun des canaux est relié dans la tête d'extrusion à sa propre canalisation d'alimentation et en ce que la régulation du débit des canaux est réalisée à
l'extérieur de la tête d'extrusion.

6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé
en ce que chacune des canalisation d'alimentation est reliée à son propre dispositif de pompage et de dosage qui peut être commandé indépendamment.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les moyens pour régler le débit comportent un guide courbe dont la surface sert de came grâce à laquelle une vanne est commandée le long de la trajectoire de la buse d'extrusion lorsqu'elle parcourt la périphérie de l'objet.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les moyens pour régler le débit comportent un système de commande programmable qui commande la trajectoire de la tête d'extrusion et qui agit simultanément sur un servomoteur qui commande une vanne qui modifie la section du canal.