Brevet FR2472351A1 — publié le 19810703

Procédé de fixation d'un élément tel qu'un bouton sur un tissu, bouton et appareil de fixation pour la mise en oeuvre de ce procédé. La présente invention concerne un procédé de fixation d'élé ment s tels que des boutons sur un matériau textile, le bouton comprenant une première tête destinée à être positionnée d'un c#té du tissu, et une tige devant traverser le tissu et être munie à son extrémité opposée d'une seconde tête destinée à être positionnée sur le second côté du tissu. L'invention concerne également un appareil pour la fixation de tels boutons sur les tissus. On connaît des boutons dont la fixation sur des tissus, en particulier des vêtements, s'effectue rapidement, sans fil, par adjonction d'un pic traversant le tissu et se fixant au bouton. La fixation du pic et du bouton est généralement réalisée par collage au moyen d'un apport de colle ou de solvant sur les surfaces en contact.D'autres dispositifs prévoient le chauffage partiel du pic ou du bouton ou l'application d'ultrasons, provoquant le ramollissement des matières plastiques constituant ces éléments et le soudage de celles-ci l'une sur l'autre. De telles dispositions comportent des in convénients parmi lesquels on peut notamment citer la diffi culté de réalisation et de montage, la solidité aléatoire de la liaison du bouton au pic de fixation, et la déformation possible du bouton sous l'effet de la chaleur lors du montage.De plus il apparat que dans les dispositifs connus le soudage par ultrasons est utilisé de la même façon que les autres modes de chauffage ou de ramollissement de ma tièdes plastiques9 sans tenir compte des aspects spécifiques de la présente des ultrasons. En outre, dans ces méthodes connues, le perçage du tissu par la tige ou le pic s'effectue par enfoncement de ce pic dans le tissu par application d'une force sur la tête du pic. Pour Faciliter la pénétration, le pic comporte une extrémité pointue, cette pointe ayant pour objet d'écarter les fibres du tissu lors de la razpE5l6trationo Néanmoins, malgré cette ex trémité pointue, certaines fibres du tissu sont coupées lors de la pénétration de la pointe et éventuellement entraînées avec la tige. Le tissu est ainsi localement détérioré, ce qui, suivant la qualité de ce tissu, peut présenter des inconvénients graves. D'autre part, les fibres entraînées avec la tige risquent de se trouver collées ou soudées en même temps que la tige et le bouton, ce qui rend très difficile le changement ou le remplacement ultérieur du bouton. Un objet de la présente invention est de proposer des moyens particuliers pour le perçage du tissu et la formation de la tête au bout de la tige dans le cas où l'on emploie des ultrasons. Un autre objet de la présente invention est d'obvier aux inconvénients des dispositifs antérieurs en proposant un procédé de perçage de tissu et de fixation de bouton qui évite la destruction et la coupure des fibres du tissu. Un autre objet de la présente invention est de proposer un bouton et un dispositif pour la fixation de ce bouton qui permettent une fixation rapide et solide par ultrasons. Pour ce faire et selon une caractéristique de la présente invention, le bouton comprend une préforme constituée d'une première tête destinée à être positionnée sur un premier cOté du tissu et solidaire d'une tige en matière plastique devant percer le tissu, devant s'étendre au moins en partie à travers ce tissu et être munie à son extrémité opposée par application d'un outil soumis à des vibrations ultrasoniques d'une seconde tête destinée à être positionnée sur le second cOté du tissu, le perçage et la pénétration de la tige à travers le tissu étant réalisés en appliquant sur la première tête une poussée dans l'axe de la tige au moyen du même outil soumis à une force de pression modulée par des oscillations ultrasoniques de sorte que la tige pénètre en vibrant dans le tissu par son extrémité opposée à la première tête. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le formage de la seconde tête est réalisé par application sur la première tête de l'outil soumis à une force de pression modulée par des oscillations ultrasoniques, l'extrémité de la tige étant appuyée contre un support fixe de telle façon que la matière plastique de l'extrémité de la tige en fondant forme la seconde tête. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le formage de la seconde tête est réalisé par application sur la première tête de l'outil soumis à une force de pression modulée par des oscillations ultrasoniques, l'extrémité de la tige étant appuyée sur une tête préformée maintenue sur un support fixe et comportant en vis à vis de la tige une surface de contact en même matière plastique que la tige de sorte que la matière plastique de l'extrémité de la tige en fondant produise le soudage de la tige et de la seconde tête. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le bouton comprend une première tête so##lidaire d'une tige dont l'extrémité libre est pointue, la zone de la pointe comportant des nervures longitudinales. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la seconde tête préformée comporte un trou borgne à fond sensiblement plan et de diamètre légèrement supérieur à la section de la tige, le rebord du trou formant une protubérance dépassant de la tête. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le dispositif de fixation du bouton selon la présente invention comporte un support fixe destiné à maintenir la seconde tête, un outil vibrant mobile par translation et soumis à l'action d'un organe vibreur, l'outil étant appliqué sur la première tête du bouton, un dispositif d'amenée de la préforme, et un dispositif de maintien latéral de la préforme lors de sa translation et du perçage du tissu. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : - les figures 1, 2 et 3 sont destinées å illustrer les dif férentes étapes du procédé de fixation selon la présente invention, selon un premier mode de réalisation du bouton ;; - les figures 4, 5 et 6 sont destinées à illustrer les diffé rentes étapes du procédé de fixation du bouton selon la pré sente invention, selon un second mode de réalisation du bouton - la figure 7 représente une vue de profil d'une tige de bou ton selon la présente invention - la figure 8 représente une vue en coupe de la pointe de la tige selon l'axe I-I de la figure 7 - la figure 9 représente une vue en coupe de profil d'un mode de réalisation de la seconde tête du bouton selon la pré sente invention - la figure 10 représente un autre mode de réalisation de la seconde tête du bouton ; - la figure 11 représente une vue en coupe de profil d'un autre mode de réalisation du bouton selon la présente invention et - la figure 12 représente schématiquement une vue de face du dispositif de fixation du bouton selon la présente invention. Comme le représentent en coupe longitudinale les figures 1, 2 et 3, la présente invention prévoit un bouton comportant une première tête 1 solidaire d'une tige en matière plastique 2 et une seconde tête préformée 3. La fixation du bouton est réalisée par perçage du tissu et assemblage de la tige 2 et de la seconde tête -3. La seconde tête 3 est maintenue-fixe sur un support fixe 4 et comporte au moins une portion en matière plastique destinée à entrer en contact avec l'extrémité de la tige 2 après le perçage du tissu. La tige 2 et la première tête 1 sont maintenues en position par une pince 5. Un outil 6 est appliqué contre la première tête 1 et exerce sur cette tête une poussée selon l'axe de la tige 2-dans la# direction de la seconde tête 3, cette direction étant schématisée par la flèche 7.L'outil 6 est en outre soumis à des oscillations ultrasoniques longitudinales, ce mouvement étant schématisé par la flèche 8, de sorte que la pression exercée par ltou- til sur la tête 1 est modulée par les oscillations# ultrasoniques. Le tissu 9 est engagé entre l'extrémité libre 10 de la tige 2 et la seconde tête 3. Dans une première phase, l'ensemble constitué par la tige 2, la première tête 1, la pince 5 et l'outil 6 est animé d'un mouvement de translation dans le sens de la flèche 7. Sous l'action conjuguée de la pression dans le sens de la flèche 7 et des oscillations ultrasoniques 8, la tige pénètre & travers le tissu 9 et vient en contact avec la seconde tête 3 comme le représente la figure 2. Sous l'action des oscillations ultrasoniques, l'extrémité 10 de la tige-2 s'échauffe et fond, provoquant également I' échauffement de la partie correspondante de la seconde tête 3, de sorte que la soudure entre la tige 2 et la tête 3 est réalisée. L'outil 6 est ensuite retiré comme le représente la figure 3, la première tête 1 étant positionnée sur le premier côté du tissu, et la seconde tête 3 étant positionnée sur le second cOté du tissu. Une variante de ce procédé est décrite en relation avec les figures 4, 5 et 6 sur lesquelles la seconde tête 3 est formée par fusion et déformation de l'extrémité 10 de la tige 2. Comme précédemment la première étape consiste à déplacer par translation l'ensemble de l'outil 6, de la première tête 1 et de la tige 2 et de la pince 5 dans le sens de la flèche 7 de sorte que l'extrémité 10 de la tige pénètre dans le tissu 9. Les oscillations ultrasoniques appliquées par l'outil 6 et schématiquement représentées par la flèche 8 facilitent le perçage du tissu. Dans la seconde phase l'extrémité 10 de la tige 2 vient en contact avec le fond d'un logement 40 ménagé à la surface du support fixe 4. Sous l'action des oscillations 8, l'extrémité 10 de la tige fond et tend & occuper l'ensemble du logement 40, formant ainsi la seconde tête 3 comme représenté à la figure 6. L'outil 6 est ensuite retiré, l'opération de fixation du bouton étant terminée. L'opération de perçage du tissu telle que décrite précédem ment est facilitée lorsque la tige 2 est conformée de la façon suivante décrite en relation avec les figures 7 et 8. Dans ce mode de réalisation, la tige 2, solidaire de la tête 1, a une extrémité libre 10 pointue. Les opérations de soudage par ul trasons nécessitent d'avoir une pointe 10 suffisasment solide pour ne pas plier au début de l'échauffement ce qui peut être réalisé en prévoyant une pointe conique dont le cône est très ouverts Cependant, dans l'opération de perçage du tissu, l'o giration de perçage est facilitée par une pointe conique dont le c6ne est très fermé, la pointe étant alors profilée pour pi trier plus facilement. Ces exigences sont contradictoires et la présente invention prévoit une conformation de tige permettant à la fois une soliditF de la pointe et une bonne p6- nétration a travers le tissu. il est prévu pour cela de munir la tige 2 d'vue extrémité pointue 10 comportant des nervures longitudinales telles que 70. Sur les figures 7 et 8 on a représenté une telle tige munie de quatre rainures réparties sur le pourtour de la pointe, de sorte que la résistance au flambage de la pointe est améliorée tandis que sa section se trouve diminuée pour faciliter la pénétration dans le tissu. Dans le mode de réalisation utilisant une seconde tête 3 préformée, la présente invention prévoit que cette seconde tête comporte au moins une zone en matière plastique pour permettre le soudage avec la matière plastique de la tige 2. Comme le représente la figure 9, selon un premier mode de réalisation, cette seconde tête 3 est entièrement constituée en matière plastique et comporte sur sa face destinée au soudage un cOllet central cylindrique formant protubérance 90 percé d'un alésage axial borgne 91 ouvrant sur la base 92 de ce collet. Le fond de l'alésage 91 est sensiblement plat et parallèle à la base 92 de façon que la pointe 10 de la tige 2 s'applique sur une surface plane ou peu incurvée. L'alésage 91 a un diamètre légèrement supérieur à la section de la tige 2. Dans ce mode de réalisation, le collet 90 formant protubérance permet de détacher la seconde tête 3 du tissu, facilitant les opérations de boutonnage ultérieures. L'alésage 91 est utilisé comme guide de la tige 2 dans l'opération de soudage, coopérant avec la pince 5 pour le maintien de cette tiges des protubérances latérales 93 améliorant la soudure. Comme le représente la figure 10, selon un autre mode de réalisation, permettant la fixation de boutons métallisés, la seconde tête 3 comporte un corps principal 100 par exemple métallique, sur lequel est fixé par collage, sertissage ou tout autre moyen de fixation un élément en matière plastique 101 destiné à recevoir la pointe de la tige 2 pour la fixation du bouton. Cet élément 101 peut être plan, ou comporter un collet central comme dans le mode de réalisation précédent représenté å la figure 9. Dans le cas où cet élément 101 est plan, la pince 5 permet le maintien de la tige lors du soudage de sorte que la fixation de la tige sur une surface plane est possible selon la présente invention, sans nécessiter la présence du collet 90. La figure Il représente un autre mode de réalisation du b ton selon la présente invention dans lequel la seconde tête 3 sorte un corps principal 110, muni sur une face d'une ca vité borgne s'évasant vers l'intérieur destinée à recevoir la tige du bouton. Un élément intermédiaire 111 en forme de cylindre creux comportant au voisinage de sa base des orifices d'évacuation 112 sur sa périphérie est inséré dans la cavité borgne. La tige du bouton est insérée dans le cylindre creux. Cette tige est en matière plastique ainsi que l'élément intermédiaire 111 de sorte que, sous l'action des vibrations ultrasoniques, la pointe 10 de la tige 2 et le fond 113 de l'élément 111 entrent en fusion, la matière plastique fondue s'écoulant à travers les orifices 112 pour remplir l'évasement 114 de la cavité borgne. Comme le représente la figure 12 en vue de face, schématiquement, le dispositif de fixation du bouton selon la présente invention comprend d'une part un support fixe 120 destiné a maintenir en position la seconde tête 3 du bouton ou & conformer la tige 2 de ce bouton pour former cette seconde tête 3, d'autre part un outil 6 susceptible d'être déplacé en translation dans la direction de la flèche pour être appliqué contre la première tête 1 du bouton. L'outil 6 est soumis à des vibrations ultrasoniques longitudinales dans le sens de la flè- che 8 produites par un vibreur 121 schématiquement représenté. Une pince 5 enserre entre ses machoires,de façon tâche, la tige du bouton et peut être animée d'un mouvement de translation comme l'outil 6 et d'un mouvement de serrage et de desserrage schématisé par la flèche 122. Le dispositif comprend en outre un organe 123 d'amenée de préformes correspondant & BR Le fonctionnement du dispositif correspond au procédé décrit plus haut : la porte 126 de l'organe d'alimentation 123 fournit une préforme poussée par l'organe 127 et mise en position entre les mors de la pince 5 ; la porte 131 de l'organe d'alimentation 128 fournit une seule seconde tête 3 qui se positionne sur le support 120. L'outil 6 animé de vibrations ultrasoniques est ensuite abaissé pour entrer en contact avec la première tête 1, fait pénétrer la tige associée 2 à travers le tissu 9, l'amène en contact avec la seconde tête 3 et produit le soudage. L'outil 6 est ensuite retiré, la pince 5 étant desserrée. Dans la description qui précède, on a prévu un mouvement de l'outil 6 selon la flèche 7 par rapport au support fixe 120. Il est également possible de prévoir un outil 6 fixe, animé de vibrations selon la flèche 8, et un support 120 mobile pouvant déplacer la seconde tête 3 et la soumettre à une pression pour assurer le perçage du tissu et la fixation. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits mais en inclut diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Procédé de fixation par ultra-sons d'un élément tel qu'un bouton sur un tissu, lequel élément comprend une préforme constituée d'une première tête destinée à être posi tionnée sur un premier côté du tissu, et solidaire d'une tige en matière plastique devant percer le tissu, devant s'étendre au moins en partie à travers ce tissu et devant être munie & BR d'un outil soumis & des oscillations ultrasoniques d'une seconde tête destinée à être positionnée sur le second c8té du tissu, caractérisé en ce que l'opération de perçage et de pénétration de la tige à travers le tissu est réalisée en appliquant sur la première tête une poussée dans l'axe de la tige au moyen du même outil soumis à une force de pression modulée par des oscillations ultrasoniques de sorte que la tige pénètre en vibrant dans le tissu, par son extrémité opposée à la première tête. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le formage de la seconde tête est réalisé par application sur la première tête de l'outil soumis à une force de pression modulie par des oscillations ultrasoniques, l'extrémité de la tige venant buter contre un support fixe empêchant sa progression de telle façon que la matière plastique de l'extrémité de la tige en fondant forme la seconde tête. 3 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le formage de la seconde tête est réalisé par application sur la première tête de l'outil soumis à une force de pression modulie par des oscillations ultrasoniques; l'e#trémité de la tige venant buter sur une tête préformée maintenue sur un support ìse et comportant en vis à vis de la tige une surface en contact en même matière plastique que la tige de sorte que la matière plastique de l'eztrEmitQ de la tige en fondant produit le soudage de la tige et de la seconde tête. 4 - Bouton pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quel conque des revendications 1 & 9 â, caractérisé en ce que l'ex- trématé de la tige opposée à la première tête est pointue de façon h faciliter le perçage du tissu et A réaliser l'amorce de fusion pour le soudage. 5 - Bouton selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pointe formant l'extrémité pointue de la tige comporte des nervures longitudinales. 6 - Bouton selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la seconde tête comporte sur une face un collet central cylindrique formant protubérance dans lequel est percé un alésage axial borgne ouvrant sur la base du collet, de diamètre légèrement supérieur à la section de la tige, le fond de l'alésage étant sensiblement plan. 7 - Bouton selon l'une quelconque des revendications 4 å 6, caractérisé en ce que la seconde tête comporte un corps principal métallique sur lequel est fixé un élément en matière plastique destiné à recevoir l'extrémité de la tige pour le soudage. 8 - Bouton selon l'une quelconque des revendications 4 å 6, caractérisé en ce que la seconde tête comporte un corps principal métallique muni sur une face d'une cavité borgne s'évasant vers l'intérieur, un élément cylindrique intermédiaire en matière plastique percé d'un alésage coaxial borgne à fond plat, l'élément intermédiaire étant muni de trous sur sa périphérie au voisinage du fond plat, l'alésage intérieur étant destiné à recevoir la tige du bouton. 9 - Dispositif pour la fixation du bouton selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 et mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 & 3, caractérisé en ce qu'il comprend un support fixe destiné & maintenir en position la seconde tête du bouton, un outil vibrant mobile en translation et soumis à l'action d'un organe vibreur, l'outil tant appliqué sur la première tête du bouton, un dispositif d'amenée de préforme et un dispositif de maintien latéral de la préforme lors du passage dans le tissu. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 et 8, caractérisé en ce que la tige comporte des protubérances latérales pour améliorer la soudure.