Brevet FR2459121A1 — publié le 19810109

Procédé de fabrication de corps creux en matière thermoplastique munis de prisonniers et corps creux fabriqués selon.ce procédé L'invention concerne un procédé de fabrication de corps creux en matière thermoplastique munis de prisonniers, consistant à dilater une préforme dans un moule creux, à pousser contre le prisonnier au cours de ce processus de dilatation une région de la paroi de la pré- forme ou du corps creux obtenu et à assembler rigidement le prisonnier à la préforme avec accrochage. L'invention concerne aussi les corps creux fabriqués selon ce procédé. Le mot prisonnier doit être compris comme désignant une pièce intégrée ou fixée rigidement dans le corps thermoplastique en restant ou non accessible en partie, de l'extérieur. Un procédé de ce genre est décrit dans le modèle d'utilité al- lemand n0 1 852 986. Dans la mesure o les prisonniers mis en place ri- gidement sont fixés à des régions de paroi du corps creux qui sont con- tinues, c'est-à-dire qui ne présentent pas d'ouverture, il existe une corrélation inévitable entre le degré d'encastrement et le degré d'éti- rage que subit, pendant le processus de dilatation, la région de paroi du corps creux qui assure l'encastrement. Si les parties du prisonnier qui s'appliquent directement contre la paroi du corps creux ne se sou- dent pas à la paroi, il y a toujours le risque, en vertu de la souples- se élastique des matières synthétiques thermoplastiques, que sous l'ac- tion d'une grande force, les régions de la paroi du corps creux qui as- surent l'encastrement, ne cèdent, de telle sorte que le prisonnier prend du jeu, que sa position varie, ou même qu'il se détache complète- ment du corps creux. Ce risque est seulement moins grand, lorsque le prisonnier s'accroche à une plus grande région de la paroi du récipient sans qu'il soit nécessaire de gonfler particulièrement celui-ci pour l'adapter audit prisonnier. Cependant, de telles conditions ne sont réalisées que dans un petit nombre de cas exceptionnels. Il est connu, par le DE-OS 2 558 317, de réaliser un assemblage rigide entre un prisonnier et la paroi d'un récipient en matière synthé- tique thermoplastique fabriqué par soufflage. Il s'agit essentiellement de tiges ou éléments similaires mais au cours du processus de dilata- tion, ces éléments sont complètement entourés par la matière thermoplas- tique qui forme la paroi, de sorte qu'ils ne sont pas accessibles de 1' extérieur. L'invention a pour but de donner à des procédés et à des corps creux du genre défini ci-avant, des caractéristiques telles que les inconvénients précités soient évités. Il doit en outre être possible de disposer des prisonniers en des points quelconques du corps creux, indépendamment du fait que lesdits prisonniers puissent ou non se sou- der à la matière formant la paroi du corps et de façon telle qu'un as- semblage satisfaisant soit assuré lors de toutes les manipulations qui ont lieu en service. La forme et la fonction de ces prisonniers ne doi- vent être sujettes à aucune restriction. De plus, le procédé de souf- flage utilisé pour fabriquer les corps creux ne doit devenir ni plus compliqué, ni plus coûteux. Le même but est poursuivi en ce qui con- cerne la fabrication des prisonniers. Pour résoudre ce problème, l'invention propose un procédé re- marquable en ce qu'il consiste au cours du processus de dilatation, à faire pénétrer la matière thermoplastique par les deux côtés dans au moins une perforation du prisonnier afin que les deux courants de ma- tière se relient rigidement entre eux en se soudant dans la perfora- tion et en entourant au moins une partie de l'élément ou des éléments qui limitent ladite perforation. Ce procédé permet d'obtenir une liai- son satisfaisante et durable entre le prisonnier et la paroi du corps creux, même si le prisonnier ou la partie de celui-ci qui présente la ou les perforations sont formés d'une matière qui ne peut pas se souder à la matière -synthétique formant la paroi du récipient. Un autre point important est que l'invention offre la possibilité, en choisissant con- venablement le nombre et/ou la position et/ou la grandeur des perfora- tions ou des parties de paroi qui les limitent et qui sont entourées par la matière synthétique, de tenir compte des nécessités particuliè- res posées par les propriétés des matières et le procédé de fabrication. Il peut s'agir par exemple de la viscosité de la matière synthétique qui doit permettre la pénétration de cette dernière dans la perforation par les deux côtés et de réaliser une soudure dans ladite perforation. L'importance des surfaces de soudage jouera aussi un rôle pour la qua- lité de la liaison désirée. Un autre facteur est le degré de la défor- mation que doit subir la matière thermoplastique au moment de la réa- lisation de la liaison rigide et qui s'écarte de la forme normale de la paroi dans cette région. Ainsi,-comme on l'a déjà indiqué à propos de la technique antérieure, ons'efforce en général d'éviter une trop 245912 1 forte dilatation de la matière, car cela conduit obligatoirement à une diminution de l'épaisseur de paroi dans cette région particulièrement dilatée, En appliquant le procédé selon l'invention, il est possible sans difficulté de tenir compte de toutes ces nécessités et particula- rités, indépendamment de la structure et de la grandeur du prisonnier. Il est simplement nécessaire de pratiquer les perforations de n'impor- te quelle façon appropriée dans le prisonnier ou dans un prolongement de celui-ci ou de les former au moyen dudit prolongement et il est alors possible à l'homme de l'art, sans difficulté, de donner aux per- forations et aussi à leurs éléments de contour ou de limitation, en- tourés par la matière thermoplastique, une structure qui permet de te- nir compte de tous les besoins pratiques en ce qui concerne la réali- sation de la liaison rigide visée et aussi la durabilité de celle-ci en service. Ainsi, il pourrait être avantageux, en général, d'adopter pour le prisonnier, au moins dans la région qui présente la ou les perforations, une structure telle qu'elle ne comporte pas d'angles, arêtes, transitions brusques ou similaires, c'est-à-dire de formes qui exigeraient de la matière synthétique une résistance à l'entaille excessive. La partie du prisonnier qui porte la ou les perforations peut être de forme annulaire, l'axe de l'anneau étant avantageusement sensi- blement perpendiculaire à la paroi du corps creux dans la région du prisonnier. Une structure de ce genre est avantageuse lorsque le pri- sonnier forme le bord limite d'une ouverture qui peut être obturée au moyen d'un élément de bouchage. Les perforations peuvent être limitées ou formées par un élément en forme de fil métallique ou de tige, sensi- blement parallèle au plan principal de la paroi dans la région du pri- sonnier et par des entretoises sensiblement perpendiculaires audit plan principal de la paroi. Une autre possibilité consiste à ménager les perforations sur une partie aplatie, par exemple une bande de tôle qui peut éventuellement être courbée en anneau. La ou les perforations peu- vent être formées par au moins un prolongement en forme d'étrier, du prisonnier. Si le prisonnier lui-même est formé de matière synthétique, la liaison entre ledit prisonnier et l'étrier métallique ou élément similaire, généralement formé de fil métallique, peut également être obtenue selon l'enseignement de l'invention, c'est-à-dire au moyen d' oeillets ou similaires ménagés aux extrémités de l'étrier à travers lesquels passe la matière synthétique de l'élément d'insertion de sorte qu'ici également, on obtient une liaison rigide entre. la partie en for- me d'étrier et la matière synthétique du prisonnier proprement dit. En outre, en fonction de l'effort que subit la liaison entre la paroi du corps creux et le prisonnier, il peut être avantageux ou même nécessai- re de prévoir successivement deux ou plusieurs perforations ou rangées de perforations. Toutefois, en pareil cas, il faudra tenir compte de 1' extensibilité maximale de la matière qui forme la paroi. Selon un mode de réalisation qui est apparu particulièrement avantageux, le ou les plans principaux de la ou des perforations et/ou des parties qui les limitent, ou des plans tangents à ces parties, sont sensiblement perpendiculaires au plan principal de la paroi du corps creux dans la région du prisonnier. Dans ce cas, lors de la réalisation de la liaison rigide, la matière qui forme la paroi du corps creux su- bit en général l'étirage le plus faible causant ainsi un minimum de di- minution de l'épaisseur de la paroi. Toutefois, il est aussi possible d'imaginer, sans difficulté, des cas dans lesquels le ou les plans principaux de la ou des perforations sont dirigés, autrement, par exem- ple de façon parallèle au plan principal de la paroi, dans la région o se trouve le prisonnier. Ce serait par exemple le cas si les perfora- tions étaient ménagées sur un prolongement du prisonnier par exemple annulaire, ce prolongement étant coudé en forme de rebord vers l'exté- rieur ou vers l'intérieur par rapport à l'axe principal du prisonnier annulaire. Indépendammnent de la constitution concrète, il sera avantageux, dans la majorité des cas, que la partie des éléments limitant les per- forations, qui est entourée par les courants de matière synthétique a- yant pénétrés dans la ou les perforations, présente une section arron- die ou en tout cas, une structure telle qu'en particulier lorsqu'il s' exerce des forces de traction dans la région de la liaison, l'applica- tion d'efforts d'entaille à la matière synthétique soit évitée ou limi- tée. Le prisonnier et/ou son prolongement peuvent être formés de ma- tériau métallique, par exemple de tôle d'acier. Toutefois, il est possi- ble aussi d'utiliser des prisonniers et/ou des prolongements formés de matière synthétique éventuellement munie de renforcements métalliques. On a déjà mentionné la possibilité de fabriquer le prisonnier proprement dit en matière synthétique et le ou les prolongements munis des perfo- rations, en métal. Quelques modes de réalisation de l'invention sont représentés par les dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une perspective partielle d'un corps creux mu- ni d'un prisonnier, la figure 2, une coupe suivant II-II de la figure 1, les figures 3 et 4 sont des vues correspondant à la figure 2, montrant deux phases successives du processus de fabrication, la figure 5, une perspective du prisonnier selon les figures 1 à 4, la figure 6, une perspective d'un deuxième mode de réalisation d'un prisonnier, la figure 7, une coupe suivant VII-VII de la figure 6, les figures 8 à 10 montrent chacune, en perspective, un autre mode de réalisation d'un prisonnier. Le corps creux en forme de réservoir 12 selon la figure 1 est muni d'une ouverture 16 qui peut être obturée par un élément de boucha- ge 14. Le bord de l'ouverture est déterminé ou limité par un prisonnier annulaire 18 qui est conçu de façon usuelle de manière telle que le prolongement 20 de l'élément de bouchage 14 et le prisonnier 18 peuvent coopérer entre eux à la façon d'un verrouillage à baïonnette. Pour réa- liser une liaison étanche qui doit être assurée même lorsque l'élément de bouchage 14 a été fréquemment retiré et remis en place, le prison- nier 18 est fabriqué en tôle d'acier. Antérieurement, pour mettre en place des prisonniers de ce genre, on commençait par les entourer de matière synthétique injectée et ensuite, on les reliait de façon étan- che à la paroi 22 du corps creux 12 au moyen d'un soudage par friction. Par contre, dans le procédé selon l'invention, pendant le pro- cessus de dilatation, on pousse la paroi 22a de la préforme destinée à former le corps creux 12, contre un prolongement également annulaire 24 du prisonnier 18 non revêtu. Le prolongement 24 est muni de perfora- tions 26 limitées intérieurement, donc du côté tourné vers la paroi du corps creux 12, par un anneau 28 qui est relié par des entretoises 30 au prisonnier 18 proprement dit. Le prisonnier 18 est fixé de façon ap- propriée dans un moule creux 32 de telle sorte qu'au cours du processus de dilatation, il soit entouré partiellement par la matière thermoplas- tique. Dans la région du prolongement 24, la matière thermoplastique coule autour de l'anneau 28, des deux côtés de celui-ci. Les courants partiels qui en résultent et qui sont indiqués par 34 et 36 sur la fi- gure 4 sont injectés sous l'effet de la pression de soufflage dans les perforations 26 o ils se réunissent en se soudant comme le montre la figure 2. Comme il a été dit, cela se produit sous l'action de la pres- sion de soufflage qui, en général, ne dépasse pas un ordre de grandeur de 3 à 6 bars. Le résultat est une liaison absolument rigide entre le prisonnier métallique 18 et la matière thermoplastique, qui répond aux conditions les plus exigeantes, posées par exemple dans le cas des ré- servoirs de véhicule ou similaires. Il suffit alors, pour réaliser 1' ouverture 16, d'enlever à l'intérieur du prisonnier 18 la partie 38 de paroi (figure 2) par un processus de coupage ou de fraisage. Dans le mode de réalisation des figures 6 et 7, il s'agit d'un 1.5 prisonnier 118 également annulaire mais formé de matière synthétique et muni d'une armature de renforcement 140 qui présente un prolongement non revêtu 124, faisant saillie vers l'intérieur et muni, de façon ana- logue au prolongement 24 du prisonnier 18, de perforations 126 qui, lorsqu'on dilate la préforme à la forme définitive du corps creux, as- surent une liaison rigide de la même façon que dans le mode de réalisa- tion des figures 1 à 5. La partie de l'armature de renforcement 140 qui est enrobée dans le prisonnier annulaire 118 est également munie de per- forations 142 qui servent aussi à réaliser une liaison rigide entre la matière synthétique du prisonnier 118 et l'armature de renforcement 140. Toutefois, il est possible de donner une dimension plus petite aux per- forations 142 car la fabrication du prisonnier 118 et la liaison entre celui-ci et l'armature de renforcement 140 s'effectuent par un procédé de moulage par injection dans lequel on applique des pressions beaucoup plus élevées que dans le procédé de soufflage dont il est question dans l'invention. Le prisonnier selon les figures 6 et 7 servira aussi à définir une ouverture sur un corps creux ou à recevoir un élément de bouchage ou élément similaire. Bien entendu, les prisonniers peuvent aussi avoir d'autres fonctions. Il peut s'agir par exemple de disposer une poignée de portage. Cela est usuel dans le cas de grands corps creux, comme par exemple des réservoirs, des fûts, etc. ayant par exemple un volume de à 3000 litres. A cet effet, on peut utiliser un prisonnier en forme de plaque qui n'a généralement pas besoin de présenter une ouverture et qui est muni extérieurement d'oeillets ou similaires sur lesquels il est possible de monter une poignée, éventuellement pivotante. La figure 8 représente un prisonnier 218 de ce genre, formé d'une plaque de matière synthétique munie d'un prolongement annulaire 224 en tôle ou matière similaire. Ce prolongement 224, qui présente des perfora- tions, peut être encastré dans la matière synthétique du prisonnier 218 et être relié rigidement à celui-ci de la même façon que l'arma- ture 140 du mode de réalisation des figures 6 et 7. Dans le mode de réalisation de la figure 9, le prisonnier 318 est également en forme de plaque. La liaison rigide est assurée par des prolongements en forme d'étrier 324, 325 qui sont disposés en croix sur le prisonnier 318. Les prolongements 324 et 325 peuvent être égale- ment en métal, En pareil cas, les perforations 326 et 327 sont limitées par les prolongements en forme d'étrier d'une part et par la surface limite intérieure 340 du prisonnier 318. C'est aussi le cas pour le mo- de de réalisation de la figure 10 dans lequel il est prévu un simple prolongement en forme d'étrier 424qui,conjointement avec leprisonnier 418 également en forme de plaque, détermine ou limite une perforation 426 destinée à réaliser la liaison rigide avec la matière synthétique qui forme la paroi du corps creux. On a désigné par 442 une poignée repré- sentée en traits interrompus. Il peut éventuellement être avantageux, en particulier lorsque les prisonniers sont de forme aplatie, de les munir de petites ouvertu- res de désaération par lesquelles l'air qui se trouve entre le prison- nier et la paroi adjacente de la préforme peut s'échapper à l'extérieur. On évite ainsi qu'il ne se forme des inclusions d'air pouvant éventuel- lement nuire à la résistance et/ou à l'étanchéité de la liaison. Les modes de réalisation représentés permettent de voir qu'in- dépendamment de la structure et de la fonction du prisonnier, il est possible d'ancrer celui-ci fermement dans la paroi du corps creux même lorsqu'il reste accessible de l'extérieur, pratiquement par toute son extension sensiblement parallèle au plan principal de la paroi, donc lorsqu'il n'est pas recouvert extérieurement par la paroi du corps creux, bien que le procédé selon l'invention n'exclue pas cette possi- bilité. La forme et la grandeur du prisonnier peuvent donc être choi- sies de façon telle qu'il puisse assumer de façon optimale la fonction -8 qui lui est assignée sur le corps creux fini. Normalement, il ne sera pas nécessaire de choisir la grandeur et la forme du prisonnier en te- nant compte de facteurs en corrélation avec la réalisation d'une liai- son satisfaisante. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication de corps creux en matière thermoplas- tique munis de prisonniers, consistant à dilater une préforme dans un moule creux (32), à pousser contre le prisonnier (18), au cours de ce processus de dilatation, une région (22a) de la paroi (22) de la pré- forme ou du corps creux obtenu et à assembler rigidement le prisonnier à la préforme avec accrochage, caractérisé en ce qu'il consiste, au cours du processus de dilatation, à faire pénétrer la matière thermo- plastique par les deux côtés dans au moins une perforation (26) du pri- sonnier (18) afin que les deux courants de matière (34, 36) se relient rigidement entre eux en se soudant dans la perforation et en entourant au moins une partie de l'élément ou des éléments (28, 30) qui limitent ladite perforation, 2) Corps creux en matière synthétique thermoplastique fabriqué selon le procédé de la revendication 1, comportant au moins un prison- nier relié rigidement à la paroi du corps creux et caractérisé en ce que le prisonnier (18) est muni d'au moins une perforation (26) dans sa partie tournée vers la paroi (22) du corps creux (12) et que la ma- tière formant la paroi pénètre dans la perforation (26) par les deux co- tés en entourant au moins une partie de l'élément ou des éléments (28, 30) de limitation ou de contour de cette perforation et est soudée dans cette dernière. 3) Corps creux selon la revendication 2, caractérisé en ce que la ou les perforations (26) sont portées ou formées par un prolongement (24) du prisonnier (18) proprement dit. 4) Corps creux selon l'une des revendications 2 et 3, caracté- risé en ce que la partie (24) du prisonnier (18) qui porte la ou les perforations (26) est de forme annulaire et que l'axe de l'anneau est sensiblement perpendiculaire à la paroi (22) du corps creux (12) dans la région du prisonnier. 5) Corps creux selon l'une des revendications 2 à 4, caractéri- sé en ce que les perforations (26) sont limitées par un élément en forme de fil métallique ou de tige (28), sensiblement parallèle au plan prin- cipal de la paroi (22), et par des entretoises (30) sensiblement perpen- diculaires au plan principal de la paroi (22). 6) Corps creux selon l'une des revendications 2 et 3, caractéri- 245 912 1 sé en ce que la ou les perforations (326, 327, 426) sont formées par au moins un prolongement en forme d'étrier (324, 325, 424) du prison- nier (318, 418). 7) Corps creux selon l'une des revendications 2 à 6, caracté- risé en ce que deux ou plusieurs perforations ou rangées de perfora- tions sont disposées successivement dans la direction d'écoulement des deux courants de matière. 8) Corps creux selon l'une des revendications 2 à 7, caracté- risé en ce que le ou les plans principaux de la ou des perforations (26, 126, 226, 326, 426) et/ou des parties qui les limitent, ou des plans tangents à ces parties, sont sensiblement perpendiculaires au plan principal de la paroi (22) du corps creux dans la région du pri- sonnier. 9) Corps creux selon l'une des revendications 2 à 8, caracté- risé en ce que les parties des éléments de limitation ou de contour (28, 324, 325, 424) qui sont entourées par les courants de matière syn- thétique ayant pénétré dans la ou les perforations présentent une sec- tion arrondie. ) Corps creux selon l'une des revendications 2 à 9, caracté- risé en ce que le prisonnier (18) et/ou son prolongement (24) sont en métal. 11) Corps creux selon l'une des revendications 2 à 10, caracté- risé en ce que le prisonnier (118, 218, 318, 418) et/ou son prolonge- ment (124, 224, 324, 325, 424) sont formés de matière synthétique éven- tuellement renforcée d'armatures métalliques.