Brevet FR2138503A1 — publié le 19730105

La présente- invention se réfère à la fixation d'objets sur des articles en 'thermo-plastique, ces objets pouvant être notam ment des lames métalliques, des enjoliveurs, des contacts élec triques ou tous autres accessoires techniques ou esthétiques. Le procédé de l'invention utilise les ultra-sons. On connatt les procédés de pose d'inserts par ultra-sons, qui exigent un avant trou dans la pièce en thermoplastique permettant l'entrée de l'insert. La mise en oeuvre de ces procédés exigent, de la part de l'utilisateur, de prévoir dans le moule une broche cor respondant à 1'avant trou. On connatt également le procédé classique de rivetage par ultra-sons, qui consiste à écraser un téton venant de moulage et à former une tette de rivet à l'aide d'une sonotrode de forme. Ce procédé exige de la part de l'utilisateur de prévoir dans son moule des trous correspondant aux tétons à riveter. L'invention se propose d'apporter un procédé présentant comme avantage essentiel-et comme originalité le fait qu'il n'est pas nécessaire de prévoir dans la pièce en thermoplastique, ni avant trou pour le logement de l'insert, ni téton pour le rive - tage.#Ce procédé réside essentiellement en l'utilisation combinée des deux procédés de rivetage et d'insertion par ultra-sons appli 'tués sans restriction sur des pièces en thermoplastique non pré vues à cet effet Le procédé de l'invention est caractérisé en ce que l'on applique une sonotrode vibrante sur un insert spécialement étudié, comportant notamment une cheminée axiale et des créneaux périphé riques de retenue de telle façon que l'insert, introduit à travers un alésage de la pièce à fixer, entrant dans la pièce thermoplas tique, la cheminée se remplisse de matière fondue, et que la sonotrode forme une bouterolle de matière plastique au sommet de l'insert. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res sortiront de la description ci-après qui; en référence aux dessins annexés, en illustre divers exemples de réalisation. Sur les dessins s les figs.1 et 2 illustrent en des vues identiques un premier exemple de réalisation respectivement avant et après mise en place de l'insert; les figs.3 et 4 représentent, respectivement avant et après mise en place de l'insert, un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention; et les figs.5 et 6 représentent en coupe axiale deux exemples de réalisation d'insert. On se réfère en premier lieu aux figs.1 et 2 qui montrent un insert avec guidage par l'extrémité et formation d'une tete de rivet en relief par rapport à insert. On a représenté en 1 la sonotrode, en 2 l'insert, en 3 la pièce à fixer et en 4 la pièce en matière thermoplastique. Selon l'invention, on applique la sonotrode vibrante 1 sur l'insert 2. Cet insert 2 comporte une cheminée axiale 6 et des créneaux de retenue 7o La sonotrode vibrante I à fréquence ultrasonique rient en appui sur l'insert 2. Ce dernier passant à travers un alésage 5 de la pièce 3 à fixer, pénètre dans la pièce 4 sous 1 taction simultanée de la pression de la sonotrode et des ultrasons. L'insert 2 pénétrant dans la pièce 4 en matière thermoplastique chasse de la matière plastique fondue dans la cheminée 6, si bien qu'au cours de l'enfoncement un téton de matière plastique 8 apparatt dans l'axe de l'insert0 L'extrémité 10 de la sonotrode 1 comporte une forme spéciale qui permet simultanément de former la tette d'un rivet 9 (fig.2) au sommet du téton 8 en formation, et de pousser l'élément 2 dans la pièce 4 jusqu'à ce que l'objet 3 soit complètement bloque. Dans la variante représentée aux figs.3 et 4, l'insert est guidé par la sonotrode au moyen d'un relief particulier Il de l'extr ité de cette dernière. Le relief sert également à la formation de la tête 9 du rivet (fig.4). Cette variante permet notamment d'appliquer le procédé sans guidage extérieur de l'insert et par conséquent de réaliser des assemblages même dans des endroits où l'espace libre est réduit à celui de l'insert. On a représenté aux figs.5 et 6 les formes d'insert utilisées respectivement dans les exemples des figs.1-2 et 3-4 Pour réaliser un assemblage selon l'invention, il est nécessaire d'utiliser un insert comportant : une partie crénelée 7 destinée à retenir la matière plastique de la pièce 4 dans la qu~ erra inséré l'insert; une cheminée axiale 6 avec une entrée 12 w nfrein permettant la formation dun téton lors de l'en- fonce: - de l'insert dans la matière plastique; un diamètre d correspondant au diamètre d'alésage 5 de l'objet 3 à fixer et un diamètre D supérieur d d, pour la retenue de l'objet 3 à fixer. Dans l'exemple de la fig.6, 1 cheminée s comporte en outre une partie supérieure creuse 13 dans laquelle sera formée la tête de rivet. Le matériel utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention est une machine classique à souder par ultra-sons qui peut compor- ter en particulier - un générateur électronique de fréquence comprise entre 15 et 40 kHz; - un transducteur piezo-électrlque, nagnètostrictif ou autre; - une sonotrode accordée sur l'émetteur dont l'extrémité aura été formée, comme exposé plus haut, pour guider l'insert et former une tête de rivet Il demeure bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés aais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1) Procédé pour la fixation par ultra-sons d'objets sur des pièces en thermoplastique, caractérisé en ce que l'on applique une sonotrode vibrante sur un insert spécialement étudié, comportant notamment une cheminée axiale et. des créneaux de retenue de telle façon que l-'insert, introduit à travers un alésage de l'objet à fixer, entrant dans la pièce thermoplastique, la cheminée se remplisse de matière fondue et que la sonotrode forme une bouterolle de matière plastique au sommet de l'insert. 2) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité de la sonotrode est conformée de façon à simultanément former la tête d'un rivet au sommet de l'insert et à pousser ce dernier dans la pièce en matière plastique jusqutà ce que l'objet soit complètement bloqué, 3)Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité de la sonotrode est pourvue d'une partie en relief destinée d'une part à assurer le guidage de l'insert, et, d'autre part, à former la tête d'un rivet en matière plastique au sommet de l'insert. 4) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'insert comporte : - une partie crènelée destinée à recevoir la matière plastique de la pièce dans laquelle sera inséré le prisonnier; - une cheminée axiale avec une entrée en chanfrein permettant la formation d'un téton lors de l'ènfoncement de l'insert dans la matière plastique; - un diamètre inférieur correspondant au diamètre d'alésage de#i:'pbj'et-à fixer; et un'diamètre supérieur, plus grand que le diamètre inférieur pour la retenue de l'objet à fixer 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en outre en ce que l'insert comporte à sa partie supérieure une partie creuse dans laquelle sera formée la tette d'un rivet.