Brevet FR2450154A1 — publié le 19800926

L'invention a pour objet un procédé d'assemblage de pièces en matière plastique. Il est très souvent nécessaire d'assembler deux pièces en matière plastique, soit dans le seul but de lier ces pièces entre elles, soit dans le but de les fermer l'une par l'autre, soit encore dans le but de les renforcer l'une par l'autre, soit enfin pour viser simultanément plusieurs de ces buts. Le champ d'application de l'invention est donc vaste; mais pour simplifier et clarifier l'exposé ci-après du procédé revendiqué, l'invention sera ci-après décrite plus en détail et à titre d'exemple dans le cas particulier de l'assemblage de deux pièces en matière plastique en vue de leur fermeture. Dans de nombreux domaines, il est connu de fermer un élément creux en matière plastique au moyen d'un bouchon qui est maintenu en position de fermeture soit par simple emmanchement et coincement mécanique, soit par soudure. Dans le premier cas, l'introduction du bouchon et son immobilisation sont dûs à ltélasticité de la matière, le bouchon ayant primitivement une section extérieure dont les dimensions sont légèrement supérieures à celles intérieures de l'élément à fermer. Ce système de fermeture est simple et suffisamment efficace dans beaucoup d'applications, mais il nécessite l'utilisation de bouchons constitués en une matière très souple, avantageusement en caoutchouc; ils sont donc assez onéreux et risquent, en raison de leur grande souplesse, de slarracher notamment lorsqu'il s'agit de bouchons fermant des enceintes prévues sur des objets soumis à des chocs violents, ce qui est le cas par exemple des caisses de manutention dont les angles sont souvent constitués par des piliers creux qui nécessitent précisément d'être fermés à leur partie supérieure. Ce système de fermeture par emmanchement de bouchons souples présente par ailleurs l'inconvénient de ne pas permettre une parfaite étanchéité, si la section intérieure de Itôlôment creux à fermer n'est pas simple; et c'est ainsi que ce système de fermeture par bouchons souples n'est pratiquement utilisable que lorsque l'ouverture #########à fermer est de forme circulaire. La fermeture par utilisation d'un bouchon fixé par soudure évite une partie des inconvénients précités, mais ne les écarte pas tous et n'empêche pas notamment une fragilité aux chocs violents qui s'exercent sur le bouchon ou à proximité de lui. Ce défaut provient d'une liaison insuffisante entre le bouchon et l'enceinte dans laquelle il est fixé, cette insuffisance de liaison résultant elle-même du procédé utilisé pour la soudure. Ce procédé, généralement appelé "soudure au miroir" consiste d'abord à chauffer, jusqu'a fusion superficielle, d'une part le bord de l'enceinte à fermer et d'autre part une surépaissour ou nervure continue reproduisant, sous un bouchon plan, le périmètre du bord de l'enceinte, puis à appliquer ce bouchon sur la périphérie de l'enceinte et à les maintenir en contact sous une pression mécanique jusqu'a solidification de leur liaison. Cette liaison qui se fait ainsi suivant un seul plan est suffisante dans de nombreuses applications, mais insuffisante dans d'autres cas, notamment dans celui des caisses de manutention. L'invention remédie à cet inconvénient. Elle a pour objet un procédé de fermeture combinant les avantages des deux procédés rappelés ci-dessus, grâce à la forme et au mode de fixation du bouchon. Ce procédé consiste à utiliser un bouchon comportant une jupe de forme et de dimensions déterminées par celles de l'enceinte à fermer et un fond qui, fermant la partie supérieure de cette jupe, déborde par rapport à elle, et à lier ce bouchon avec cette enceinte à la fois par pénétration et par soudure de sa jupe dans l'enceinte et par appui et par soudure de son rebord sur celui de cette enceinte. La mise en oeuvre de ce procédé nicessite bien entendu non seulement l'utilisation d'un bouchon ayant la forme caractéristique indiquée ci-dessus, mais aussi celle d'un dispositif de soudure particulier. Ce dispositif consiste, selon l'invention, en un organe de chauffage ou "miroir" présentant une partie inférieure dont la forme et les dimensions permettent sa juste pénétration dans l'enceinte à fermer, et une partie supérieure de plus grand diamètre comportant un logement dont la forme et les dimensions permettent la juste pénétration de la jupe du bouchon. Il est évident que, pour l'obtention d'une bonne liaison par soudure entre l'enceinte et le bouchon, les zones de contact de ces éléments doivent avoir primitivement des sections dont les dimensions interdisent leur embottement, tant qu'il n'y a pas eu ramollissement par fusion des surépaisseurs de matière prévues respectivement dans la paroi de l'enceinte et sur -la jupe du bouchon. Ces surépaisseurs de matière peuvent être comprises entre 1 et 5 mm. L'invention sera bien comprise et ses avantages ainsi que d'autres caractéristiques ressortiront de la description qui suit, on référence au dessin schématique annexé illustrant, à titre d'exemple, les diverses phases successives de la fermeture d'un élément creux Figures i, 2, 3 et 4 sont des vues représentant, en coupe verticale, la partie supérieure d'un objet comportant une enceinte à fermer et ce au cours des diverses phases de l'opération de fermeture, au moyen d'un bouchon et d'un dispositif qui sont eux-mêmes représentés en coupe verticale, et Figure 5 illustre une autre.application de l'invention. Dans ce dessin, 1 désigne un objet en matière plastique moulée, tel que par exemple-une caisse de manutention dans chacun des angles de laquelle est prévu un pilier creux 2 qui doit être fermé à sa partie supérieure par un bouchon rapporté et mis en place définitivement après moulage de la caisse. L'enceinte i, délimitée par le pilier creux 2, présente à sa partie supérieure l'entrée tronconique 4 visible à la figure i. Cette enceinte 3 est appelée à être fermée par un bouchon constitué en matière plastique moulée et qui, comme le montre le dessin, comporte une partie plane ou fond 5 dont est solidaire une jupe 6 dirigée vers le bas et dont le périmètre extérieur est inférieur à celui du fond 5, afin que ce fond permette la formation d'un rebord 7 extérieur à la jupe 6. il est à noter que cette jupe 6 présente extérieurement une forme légèrement en dépouille. Les formes et dimensions respectives de l'entrée 4 de l'enceinte 3 à fermer et de la jupe 6 du bouchon sont complémentaires; mais il est important de remarquer que ltentrée 4 présente intérieurement, par rapport à la jupe 6 du bouchon, une surépaisseur qui est avantageusement de l'ordre de 1 à 2 mm, de même que la jupe 6 présente elle-même extérieurement une surépaisseur de l'ordre également de i à 2 mm. Pour fermer l'entrée 4 de enceinte 3 au moyen du bouchon 5-6, il est nécessaire, dans un premier temps, de ramollir intérieurement cette entrée 4 ainsi que son rebord périphérique et de ramollir par ailleurs la paroi extérieure de la jupe 6 du bouchon ainsi que son rebord périphérique 7. Ce ramollissement est réalisé au moyen d'un "miroir" chaud ayant l'agencement et le profil montrés au dessin. Ce miroir, constitué en métal, présente une partie inférieure 8 dont la forme est en dépouille et dont les dimensions sont légèrement supérieures à celles primitives de l'entrée 4 de l'enceinte 3, et cette partie inférieure 8 est surmontée par une partie supérieure 9 qui possède un plus grand périmètre et présente un logement central 10 dont la forme est légèrement en dépouille et dont les dimensions sont quelque peu inférieures à celles extérieures de la jupe 6 du bouchon. Pour la fermeture de l'enceinte 2 au moyen du bouchon le miroir chaud 8-9 et le bouchon 5-6 sont tout d'abord superposés au-dessus de l'enceinte 3, comme le montre la figure 1. Par une pression exercée sur l'ensemble,dans le sens de la flèche 12 de figure 2, au moyen d'un organe 13, le bouchon 5-6 est amené à pénétrer dans le logement 10 du miroir chaud 8-9 et la partie inférieure 8 de ce miroir est amenée à pénétrer dans l'entrée 4 de l'enceinte 2, jusqu'a prendre appui par sa partie supérieure 9 sur le rebord de l'entrée 4. Ainsi est atteinte la position visible à la figure 2.Lorsque cette position a été atteinte, elle est maintenue pendant untemps qui est fonction de la température du miroir 8-9 et de la température de ramollissement de la matière plastique constituant le pilier creux 2 et le bouchon 5-6. Lorsqu'ainsi l'entrée 4 de l'enceinte 2 et les parties extérieures du bouchon 5-6 se sont ramollies, le bouchon 5-6 est à nouveau dégagé vers le haut, hors du miroir 8-2, qui lui-même est dégagé vers le haut hors de l'entrée 4 de l'enceinte 2, comme le montre la figure 3. Les flèches 14 de cette figure illustrent ce déplacement du bouchon et du miroir vers le haut.Après ce déplacement vers le haut de l'ensemble bouchon et miroir, le miroir est déplacé latéralement dans le sens de la flèche li de figure 3, afin de libérer l'espace compris entre le bouchon 14 et l'enceinte creuse 2. Il ne reste alors qu'a faire redescendre le bouchon 5-6 en exerçant sur lui une poussée dans le sens de la flèche 16 de figure 4, au moyen de l'organe 13, pour que le bouchon dont la jupe 6 et le rebord 7 sont extérieurement ramollis vienne en contact respectivement avec l'entrée 4 et son rebord 4a qui ont eux-mêmes été ramollis par le miroir 8-9. il suffit de maintenir, au moyen de l'organe 13, la pression sur le bouchon 5-6 pendant quelques instants pour que, après refroidissement de l'ensemble, il y ait liaison définitive entre le pilier creux 2 et le bouchon 5-6. Il est important de remarquer que primitivement, c'est-àdire avant fermeture,# les dimensions extérieures de la jupe 6 du bouchon ne sont pas exactement complémentaires de celles intérieures de l'entrée 4 de l'enceinte 3. Il est au contraire prévu que la jupe 6 du bouchon présente extérieurement une surépaisseur de matière et que l'entrée 4 de l'enceinte i présente elle aussi une surépaisseur de matière. Ces surépaissurs peuvent être comprises entre 1 et 5 mm; elles sont avantageusement de i à 2 mm. Ces surépaisseurs sont nécessaires pour permettre une liaison définitive efficace entre le bouchon et l'enceinte dont il doit assurer la fermeture. C'est dans ces conditions qu'il est finalement possible d'obtenir une liaison très solide et très étanche entre le bouchon et l'enceinte creuse. Cette solidité et cette étanchéité dans la liaison sont obtenues à la fois par l'emmanchement mécanique du bouchon dans l'enceinte creuse et grâce au fait que cet emmanchement mécanique est associé à une soudure entre les deux éléments, soudure qui s'effectue dans deux directions orthogonales, à savoir l'une entre la jupe du bouchon et l'entrée de l'enceinte, et l'autre entre le rebord du bouchon et le rebord de l'enceinte. Comme il va de soi, 1'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de bouchon qui a été décrit et représenté à titre d'exemple; elle en embrasse au contraire toutes les variantes, quelle que soit notamment la matière plastique constitutive tant de l'enceinte à fermer que du bouchon de fermeture et quelle que soit enceinte dont il s'agit, c'est-àdire par exemple : caisse de manutention, balise de signalisation, et elle étend son champ d'application non seulement à la véritable fermeture d'un corps creux par un bouchon ayant avant tout un rôle d'étanchéité, mais de façon générale à la fixation, sur et dans l'ouverture d'un corps creux, d'un élément ayant une fonction d'organe de fermeture et/ou un rôle d'élément de renforcement. De façon plus générale, l'invention est applicable à tout assemblage de deux pièces en matière plastique, dès lors qu'elle assure une fixation sûre d'une pièce à l'autre, quelles que soient la forme et la fonction de ces pièces. La figure 5 illustre d'ailleurs une telle application dans le cas de l'assemblage de deux pièces tubulaires, désignées respectivement par 2a-3a et par 6a. REVENDICATIONS 1.- Procédé d'assemblage de deux pièces en matière plastique, dont l'une présente une partie tubulaire ouverte, caractérisé en ce qu'il consiste à munir l'autre partie à la fois d'une jupe destinée à coopérer avec la première par pénétration et d'une collerette destinée à prendre appui sur le pourtour de la partie tubulaire de la première pièce, et à lier les deux pièces à la fois par pénétration et par soudure de la jupe de l'une dans la partie tubulaire de l'autre et par appui et par soudure de la collerette de l'une sur le rebord de l'autre. 2.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en un organe de chauffage ou "miroir" présentant une partie inférieure dont la forme et les dimensions permettent sa juste pénétration dans la partie tubulaire de l'une des deux pièces, et une partie supérieure de plus grand diamètre comportant un logement dont la forme et les dimensions permettent la juste pénétration de la jupe de la deuxième pièce. 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les zones de contact entre les deux pièces ont primitivement des sections dont les dimensions interdisent leur emboîtement, tant qu'il n'y a pas eu ramollissement par fusion des surépaisseurs de matière prévues respectivement dans la paroi tubulaire de l'une des pièces et sur la jupe de l'autre. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surépaisseurs de matière dans la paroi tubulaire de l'une des pièces et sur la jupe de l'autre sont comprises entre i et 5 mm.