Brevet FR2178068A1 — publié le 19731109

La présente invention concerne un procédé pour souder deux pièces de matière thermoplastique, par exemple un récipient et son fond, ou bien l'embouchure d'un récipient et un opercule, comportant des éléments de jonction, à symetrie de révolution, par lesquels les deux pièces doivent être réunies l'une à l'autre, consistant à faire tourner les deux pièces à souder l'une par rapport à l'autre autour de l'axe de sxrmétrie, en les poussant l'une contre l'autre, lesdits éléments de jonction formant, au début de l'opéra- tion de soudage, des cavités pour recevoir la matière libérée pendant l'opération de soudage. Le brevet danois n0 116 767 décrit la fabrication d'un objet en matière thermoplastique, par soudage de deux pièces en rotation, dont chacune présente une première arête pourvue d'une surface de butée à friction, l'une au moins des deux pièces étant pourvue, d'un côté de ladite première arête, ou bien des deux côtés de celle-ci, d'une seconde arête, s'étendant parallèlement à la première, de manière à délimiter entre elles une cavité, contenant I matière plastique qui a fondu vendant la jonction par soudage des deux premières arêtes.Cette conformation des deux surfaces correspondantes de soudage a pour objet d'obtenir une soudure étanche et résistante, n'exigeant aucune finition. La réalisation de trois arêtes concentriques, convenablement écartées les unes des autres, nécessite une épaisseur de paroi assez importante. De môme, un degré élevé de précision est nécessaire a la fois pour la réalisation des pièces à assembler par soudage et pour l'exécution de l'opération de soudage, si l'on doit éviter que les arêtes situées d'un môme côté de l'arête centrale, principale, ne puissent se rencontrer en étant sournoises a une compression tellequtelles seraient soudées l'une à l'autre, et que la matière libérée pendant l'opération de soudage sormel-ait une "bavurel' . Le procédé selon la présente invention permet de souder des objets à parois minces, en évitant certainement la formation de "bavures", et sans nécessiter une précision élevée dans la fabrication des pièces å souder et dans Itexécution de l'opération de soudage. La réduction de l'épaisseur de la paroi des recipients à souder qui peut être obtenue selon la présente invention permet de réduire la dépense de matière, et apporte une contribution à la lutte contre la pollution, puisoutil en résulte une réduction du volume des déchets provenant de récipients destines å être utilisés une seule fois, puis jetés. Avec les procédés antérieurs, il n'était cependant pas possible de réduire 11 épaisseur des parois tout en satisfaisant aux autres conditions concernant la résistance et la durée de vie de la soudure, ainsi que l'apparence du récipient. Ce résultat peut cependant etre atteint grave au procédé selon la présente inventions qui est du type indiqué initialement, et qui est caractérisé en ce que la première pièce comporte un bord annulaire muni d'une bride circulaire, écartée de la face extrême cette bride présentant une première surface latérale, tournée vers l'autre pièce, et constituant la surface principale de soudage, une seconde surface latérale, opposée à la première, et coopérant avec un dispositif de fixation pendant l'opération de soudage, et un bord constituant une surface auxiliaire de soudage, et que la seconde pièce comporte des surfaces délimitant, avec des surfaces correspondantes du bord annulaire de la première pièce, une cavité pour recevoir et retenir la matière libérée pendant l'opération de soudage, une première surface, correspondant à la promière surface latérale de la bride de la première pièce, contre laquelle elle est appliquée pendant 11 opération de soudage, et une seconde surface, annu- laire, correspondant au bord de ladite bride, de telle manière que ces surfaces coopèrent pour retenir la matière libérée éventuellement pendant l'opération de soudage et ltemptcller de s'échapper par le dispositif de fixation, de manière à former une bavure. Avec ce procédé, la soudure effective est transférée sur la bride, tandis que le bord annulaire de l'une des pièces coopère avec un évidement correspondant de l'autre pièce, pour former les cavités destinées å recevoir la matière libérée pendant lto?ération de soudage Les sections trans versales de ces cavités peuvent diminuer en s @ 5éloignant des surfaces de soudage. La matière qui tend à s1 échapper de l'autre côté de la soudure est contrainte de rebrousser chemin le long du bord de la bride, et elle est bloquée par le dispositif de fixation qui est en butée contre ladite bride.En pratique, on a constaté que la matière comprise entre le bord de la bride et la surface correspondante de l'autre pièce s'agglomère et s ' intègre pratiquement aux pièces, si bien que l'on obtient un joint étanche et resistant, indépendamment du fait qu'aucune pression n'est exercée sur lesdites pièces dans la direction radiale. La pression de soudage est produite exclusivement à l'aide d'un mouvement axial, et il est possible de l'appliquer de façon précise, puisqu'il suffit qu'elle soit transmise à travers la couche, relativement mince, de matière, qui constitue la bride. La présente invention concerne également des pièces à souder par le procédé précédemment indiqué, ces pie ces étant pourvues de surfaces correspondantes de soudage, à symétrie de révolution, et étant caractérisées en ce qu'elles présentent des surfaces correspondantes, à symétrie de révolution, qui sont voisines des surfaces de soudage, et qui, lorsque les pièces sont assemblées, forment des canaux, de préférence en labyrinthe, dont les sections transversales diminuent en s'éloignant desdites surfaces de soudage, la surface de soudage de l'une des pièces étant ltune des surfaces latérales dttute bride, autour de laquelle l'autre pièce stengage comme un chapeau. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexe un mode d'exécution de la présente invention. La figure 1 représente de parties d'un n reci- pipent dont les éléments de jonction sont séparés par un intervalle. La f figure 2 représente les deux parties du rci- pion t de ln figure 1 lorque leurs surfaces de soudage sont amenées en contact, La fire 3 reirêsente le récipient soudé. la figure 4 est une vue de dessous de la partie supérieure du récipient représenté sur la figure 1. Les figures 1 à 3 montrent schématiquement deux pièces 1 et 2 dans les trois positions différentes qu'elles occupent successivement lorsqu'elles sont soumises à une opération do soudage en rotation. Pour des raisons de clarté, on n'a pas représenté les dispositifs de fixation Chaque pièce, notamment le récipient 1 et l'opercule 2, est serrée dans son support, le support du récipient 1 étant généralement fixe, tandis que le support de l'opercule 2 est monté sur une machine de manière à pouvoir exécuter deux mouvements : une rotation autour de l'axe de symétrie de l'opercule et un mouvement axial, en direction du réci pient. La -machine est avantageusement adaptée pour permettre d'ajuster le couple et l'intensité de la pression axiale avec laquelle les deux pièces sont poussées l'une contre l'autre, afin d'adapter les conditions de soudage à la nature do la matière thermoplastique s ainsi qu'à la forme, aux dimensions et à l'épaisseur des parois des pièces. Un accouplement à limiteur de couple est incorporé dans la machine pour interrompre le mouvement de la pièce tournante lorsque le couple désiré est atteint. Le débrayage entre le mécanisme moteur et le support de la pièce peut avoir lieu à l'aide d'un accouplement magnétique, associé de préférence à un freine La pression axiale avec laquelle les pièces sont poussées l'une contre l'autre est maintenue pendant l'opéra- tion de soudage et colle de durcissement. En général, le récipient, rempli, doit Qtre fixe, tandis que l'opercule, qui doit ttre pose contre couvercle ou coe fond, tourne; cependant, il est évident que la carac téristicue de 1 ' opération de souda consiste seulement en ce que les pièce tournent l'une par rapport a l'autre. C'est ainsi que les deux pièces meuvent tourner on sens opposes. Il cot également possible de tousser les pièces l'une contre l'autre avant le début de la rotation, puis de les faire tour ner ensemble, apyres quoi, lorsque le soudage doit être effectué, l'une des pièces est arrêtée, tandis que l'autre continue à tourner. Pour éviter la "bavure", les éléments de jonction des deux pièces sont réalisés d'une façon particulière, qui va etre expliquée plus en d4tail, en se référant au dessin. par "éléments de jonction, il faut entendre les parties des pièces qui coopèrent lorsque le joint soudé entre les deux pièces est réalisé. Les pièces elles-memes peuvent avoir une forme quelconque, mais leurs éléments de jonction doivent avoir une symétrie de révolution. Les éléments de jonction comprennent, d'une part, des surfaces de soudage, et, d'autre part, des surfaces de coopération. Le récipient 1 est muni, sur son bord annulaire, d'une bride circulaire 3, écartée de la face terminale 7, cette bride étant suppertée, pendant l'opération de solidage, au niveau de sa face arrière 13, par une surface d'un dispositif de fixation, non représenté. Cette sur. ace du dispositif de fixation peut être rugueuse ou bien rainurée, pour affermir la prise, et elle peut être conformée de telle manier que, pendant l'opération de soudage, il existe un petit intervalle entre le bord de la bride 3 et le disposi- tif de fixation, pour recevoir et aplanir la "bavure". L'élément de jonction cui fait partie du récipient 1 est constitue par plusieurs surfaces a symétrie de révolution, qui sont désignes respectivement par 4, 5, 6, 7 et 3. Les surfaces correspondantes de l'opercule 2 sont désignées respectivement par 4a, 5a, 6a, 7a et 8a. Les surfaces 5 et 5a constituent les surlaces prin- cipales de soudage, @ qui ont été représentées, sur la figure 2, en contact l'une avec l'autre. Les surfaces 4 et 4a sont de même on contact l'une avec l'autre, et elles constituent des surfaces secondaires de soudage, qui, lorsque elles sont soudées l'une à l'autre, jouent le rôle d'une sorte de guide. Par ailleurs, les surfaces o et 6a ne sont pas des surfaces de soudage. Cn on oeut le voir a la fois sur les figures 2 et 3, elles for un canal, qui est plus largo à son extrémité tournée vers les surfaces de soudage 5 et 5a, et plus étroit à son extrémité tournée vers les surfaces 7 et 7a oui, en coopération avec ce canal, forment une sorte de labyrinthe, empêchant la "bavure1, de pénétrer à l'intérieur du récipient. Comme on peut le voir sur la figure 3, la face inférieure 9 du bord de l'opercule est dans le même plan que la face inférieure de la bride 3. Le dispositif de fixation qui maintient 1 ' opercule, vient en butée contre la face supérieure 12 dudit opercule, et prend appui sur une surface intérieure de guidage 10 dudit opercule. L'opercule présente une surface à emboîtement, horizontale et circulaire, 11, qui permet d'emboîter les uns sur les autres les ope-rcules ou les récipients, et qui peut entre utilisée comme une surface d'ajusternent lorsque la pièce est fixée dans le support. D'autre part, la surépaisseur dans cette zone procure l'avantage de permettre qu1un accroissement de la pression interne s'exerçant sur l'ooer- cule soit absorbé au niveau de cette zone, ce qui, dans un tel cas, , décharge la soudure elle-même. Ceci peut être intéressant par exemple dans le cas où le récipient est une bouteille dont le contenu se trouve sous une pression de gaz carbonique. REVENDICATIONS 1 Procédé pour souder deux pièces de matière thermoplastique, par exemple un récipient et son fond, ou bien l'embouchure d'un récipient et un opercule, comportant des éléments de jonction, à syrétrie de révolution, par lesquels les deux pièces doivent être réunies l'une a l'au- tre, consistant à faire tourner les deux pinces à souder l'une par rapport à l'autre autour de l'axe de symétrie, en les ooussant l'une contre l'autre, lesdits éléments de jonction formant, au début de l'opération de soudage, des cavités pour recevoir la matière libérée pendant l'opération de soudage, caractérisé en ce que la premiere pièce comporte un bord annulaire muni d'une bride circulaire, écartée de la face extrême, cette bride présentant une première surface latérale, tournée vers l'autre pièce, et constituant la surface principale de soudage, une seconde surface latérale, opposée à la prière, et coopérant avec un dispositif de fixation pendant l'opération de soudage, et un bord constituant une surface auxiliaire de soudage, et que la seconde pièce comporte des surfaces délimitant, avec des surfaces correspondantes du bord annulaire de la première pièce, une cavité pour recevoir et retenir la matière libérée pendant l'opération de soudage, une première surface, correspondant à la première surface latérale de la bride de la première pièce, contre laquelle elle est appliquez pendant l'opération de soudage, et une seconde surface, annulaire, correspondant au bord de ladite bride, de telle manière que ces surfaces coopèrent pour retenir la ma- tière libérée éventuellement $pendant l'opération de soudage et l'empêcher de s'échapper par le disnositlf de fixation. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité destinee a recevoir et à retenir la matière libérée pendant l'opération de soudage présente une section transversale décroissante en s'éloignant des surfaces de soudage et qu'elle présente en outre un ou plusieurs changements de direction, de menière à former un labyrinthe. 3 Pièces appariées, en matière thermoplastique, destinées ôtre soudées par le procédé suivant l'une quelcon- que des revendications 1 et 2, et pourvues de surfaces correspondantes de soudage, à symétrie de révolution, caractérisées en ce quelles présentent des surfaces correspondantes, à symétrie de révolution, qui sont voisines des surfaces de soudage, et qui, lorsque les pièces sont assemblées, forment des canaux, de préférence en labyrinthe, dont les sections transversales diminuent en s'éloignant desdites surfaces de soudage, la surface de soudage de l'une des pièces étant l'une des surfaces latérales d'une bride, autour de laquelle l'autre pièce s'engage comme un chapeau