Brevet FR2642358A3 — publié le 19900803

FR 2642358 A3 19900803 FR 8901148 A 19890127 La présente invention concerne un dispositif particulier pour le soudage, par contact, d'une pièce additionnelle sur une surface plane d'un article moulé, la pièce additionnelle et l'article moulé étant réalisés en des matières thermoplastiques thermosoudables entre elles. Pour assurer le soudage de pièces additionnelles telles que des rondelles, des éléments de fixation, des goulots, etc. sur une surface plane d'un article moulé tel que, par exemple, un réservoir pour carburant moulé par soufflage, on utilise généralement la technique de soudage par contact appelée également technique de soudage par miroir ou par outil chauffant. Selon cette technique, on amène un outil chauffant contre la surface plane de l'article moulé devant recevoir la pièce additionnelle de façon à porter cette surface à la température requise pour le soudage. Lorsque cette température est atteinte, on retire l'outil chauffant et on applique sous pression la pièce additionnelle contre cette surface, la pièce additionnelle étant également #préchauffée à la température requise en vue de son soudage. En général, le chauffage de la surface plane de l'article moulé et de la pièce additionnelle est assuré de façon simultanée par un seul outil chauffant qui est interposé entre et en contact avec cette surface .et la pièce additionnelle. Dans les dispositifs exploitant cette technique, l'outil chauffant est généralement amené contre la surface plane de l'article moulé maintenu fixe selon une trajectoire qui est perpendiculaire à la surface de l'article moulé. En conséquence, pour assurer une fusion superficielle régulière et homogène de la surface de l'article moulé et partant une soudure de qualité, il importe d'imposer un parallélisme parfait entre la surface de l'article moulé et la surface utile de l'outil chauffant durant et après le déplacement de l'outil chauffant. Or, dans de nombreux cas d'application ce parallélisme ne peut être assuré de façon certaine. Ainsi, par exemple, dans le cas du soudage d'une pièce additionnelle sur des articles moulés par extrusion-soufflage, il n'est pas possible de garantir une constance absolue de forme et de dimensions des articles successifs moulés et, en conséquence, la position réelle de la surface appelée à recevoir la pièce additionnelle peut s'écarter dans une certaine mesure du plan de référence choisi pour l'outil chauffant. Il a maintenant été réalisé un dispositif de soudage par contact dans lequel il n'est plus nécessaire d'assurer initialement un parallélisme strict entre la surface plane de l'article moulé devant recevoir la pièce additionnelle et la surface utile de l'outil chauffant pour obtenir une soudure de qualité. La présente invention concerne, dès lors, un dispositif pour le soudage, par contact, d'une pièce additionnelle sur une surface plane d'un article moulé, la pièce additionnelle et l'article moulé étant réalisés en des matières thermoplastiques thermosoudables entre elles, comportant un outil chauffant déplaçable au moyen d'un organe de commande et équipé d'au moins un élément de chauffage plan, ledit élément de chauffage plan pouvant être amené temporairement en contact avec la surface plane de l'article moulé de façon à porter cette surface à la température requise pour le soudage de la pièce additionnelle et un moyen pour appliquer, sous pression, la pièce additionnelle, préchauffée à la température requise pour son soudage, sur la surface plane de l'article moulé après retrait de l'élément chauffant plan de cette surface caractérisé en ce que l'élément chauffant plan est monté sur l'outil chauffant par l'intermédiaire d'une liaison permettant librement une orientation multiplanaire de cet élément lors de son contact avec la surface plane de l'article moulé devant recevoir la pièce additionnelle. La liaison entre l'élément chauffant plan et l'outil chauffant peut être quelconque pour autant que celle-ci autorise une orientation multiplanaire de cet élément dès son contact avec la surface plane de l'article moulé. Ainsi, par exemple, cette liaison peut être assurée par une pluralité de ressorts de compression équilibrés. Selon un mode de réalisation qui est préféré, ltélément chauffant plan est monté sur l'outil chauffant par l'intermédiaire d'une articulation à rotule sphérique. A cet effet, par exemple, l'outil chauffant peut être équipé d'une tige terminée par une tête sphérique qui est logée dans un logement sphérique correspondant prévu dans la partie arrière de l'élément chauffant plan. Il convient évidemment de prévoir un jeu adéquat entre la tête sphérique et le logement sphérique de façon telle que l'élément chauffant plan puisse pivoter librement sur la tête sphérique nonobstant les dilatations thermiques. La position du logement sphérique dans l'élément chauffant plan est, de préférence, choisie, en fonction du centre de gravité de l'élément chauffant plan, de façon telle qu'en position de repos, la surface utile de l'élément chauffant plan soit substantiellement perpendiculaire à l'axe longitudinal de la tige équipée de la tête sphérique. Selon un mode de réalisation du dispositif selon l'invention qui est également préféré, l'outil chauffant présente une surface de chauffage appropriée qui est opposée à l'élément chauffant plan, cette surface de chauffage étant exploitée pour amener, à la température requise pour son soudage, la surface de la pièce additionnelle devant être soudée sur l'article moulé tandis que l'élément chauffant plan est amené simultanément en contact avec la surface plane de l'article moulé devant recevoir la pièce additionnelle. Cette surface de chauffage peut si on le souhaite être également constituée par un élément chauffant plan qui est monté sur l'outil chauffant de la même façon que celui utilisé pour porter à température requise la surface de l'article moulé devant recevoir la pièce additionnelle. Selon une autre variante de réalisation qui peut également se révéler avantageuse, le moyen pour appliquer, sous pression, la pièce additionnelle préchauffée contre la surface plane de l'article moulé est également équipé d'une liaison permettant librement une orientation multiplanaire de la pièce additionnelle préchauffée lors de son contact avec la surface plane de l'article moulé devant recevoir cette pièce additionnelle. Cette liaison peut notamment être également assurée par l'intermédiaire d'une articulation à rotule sphérique. Dans le dispositif conforme à l'invention, l'outil chauffant et l'élément chauffant plan sont réalisés en des matériaux conducteurs de la chaleur et, en particulier, en métal et sont, en outre, équipés de moyens internes de chauffage tels que des résistances de chauffage électrique et de moyens de régulation tels que des sondes thermiques contrôlant l'alimentation des moyens de chauffage. Le dispositif de soudage par contact conforme à l'invention comporte évidemment un châssis, des moyens de fixation temporaire de l'article moulé devant recevoir la pièce additionnelle et des moyens de commande et de contrôle des déplacements de l'outil chauffant et du moyen pour appliquer la pièce additionnelle sous pression contre l'article moulé, tous ces éléments étant réalisés de façon classique connue en soi. Le dispositif de soudage par contact conforme à l'invention et son fonctionnement sont, par ailleurs, explicités plus en détail dans la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation. Dans cette description, on se réfèrera aux figures des dessins annexés dans lesquels - la fig. l est une vue en coupe de l'outil chauffant en position de repos. - la fig. 2 est une vue en coupe du même outil en position de travail. Par souci de clarté, dans les figures, on n'a représenté que l'outil chauffant équipant le dispositif de soudage, les autres éléments constitutifs du dispositif étant classiques et ne nécessitant dès lors ni une représentation, ni une description particulière pour la bonne compréhension de la présente invention. Ainsi qu'il apparaît sur les figures, l'outil chauffant l est constitué d'un corps métallique 2 et d'un élément de chauffage plan 3 également métallique. Le corps métallique 2 de forme générale cylindrique, comporte à sa base une surface plane de chauffage 4 et est, en outre, équipé dans sa partie centrale supérieure d'une tige métallique 5 débordante pourvue à son extrémité d'une tête sphérique 6. Le corps métallique 2 contient également des résistances électriques de chauffage 7 et une ou plusieurs sondes thermiques, non représentées. Le corps métallique 2 est enfin équipé latéralement d'une gaine en matériau thermoisolant 8 qui est elle-même entourée d'un support métallique, non représenté, qui le relie au mécanisme de commande des déplacements de l'outil chauffant 1. L'élément de chauffage plan 3 comporte à sa partie supérieure une surface utile de chauffe plane 9 équipée en sa partie centrale d'un téton de centrage 10. L'élément de chauffage plan 3 comporte à sa partie arrière un logement sphérique il pour la tête sphérique 6, la tête sphérique 6 étant retenue contre ce logement par une bague à siège sphérique 12 maintenue en place par une rondelle de blocage 13. La tête sphérique 6 et le logement sphérique il sont dimensionnés de façon telle que l'élément de chauffage plan 3 puisse pivoter librement en tout sens autour de la tête sphérique 6. En outre, l'élément de chauffage plan 3 et le logement sphérique li sont réalisés de façon telle que le centre de gravité de l'élément de chauffage plan 3 soit situé nettement en dessous du centre de la tête sphérique 6 et, dès lors, en position de repos (fig. 1), l'élément de chauffage plan 3 est disposé en équilibre sous la tige métallique 5 de-façon telle que sa surface utile de chauffage 9 est sensiblement perp#endiculaire à l'axe longitudinal de la tige métallique 5. L'élément chauffant plan 3 comporte encore des résistances électriques de chauffage 14 et une ou plusieurs sondes thermiques non représentées. Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant. En position de repos, l'outil chauffant se trouve dans la position équilibrée représentée à la fig. l et un article moulé 15 à pourvoir d'une pièce additionnelle est amené dans un cadre de serrage non representé et maintenu dans une position telle que par exemple la paroi de l'article moulé 15 n'est pas parallèle à la surface utile de chauffe plane 9 de l'élément de chauffage plan 3. En vue de réaliser la soudure de la pièce additionnelle sur l'article moulé 15 l'outil chauffant 1 est d'abord amené par l'intermédiaire de son mécanisme de commande en direction de la paroi de l'article moulé. Lors de ce déplacement qui est orthogonal à la paroi de l'article moulé une partie de la surface utile de chauffe plane 9 entre en contact avec la paroi de l'article moulé 15 et dès cet instant l'élément de chauffage plan 3 pivote progressivement autour de la tête sphérique 6 de façon telle que la surface utile de chauffe plane 9 se dispose finalement parfaitement et entièrement contre la paroi de l'article moulé 15 et peut ainsi assurer un chauffage superficiel homogène de cette paroi en vue du soudage désiré. Tandis que la surface utile de chauffe plane 9 effectue son travail, un moyen, non représenté, amène la pièce additionnelle, également non représentée, contre la surface plane de chauffage 4 équipant le corps métallique 2 de l'outil chauffant 1 et cette pièce additionnelle est, dès lors, portée simultanément à la température de soudage requise. Dès que la paroi de l'article moulé 15 et la pièce additionnelle ont atteint la température requise, l'outil chauffant 1 est écarté de l'article moulé et de la pièce addditionnelle et le moyen d'amenée de la pièce additionnelle applique celle-ci sous pression contre la paroi de l'article moulé durant un temps suffisant pour assurer le soudage souhaité. Dans le mode de réalisation illustré l'article moulé 15 présente une perforation 16 (fig. 1) souhaitée et venue de moulage et cette perforation 16 est exploitée via le téton de centrage 10 pour assurer en outre un centrage idéal de l'élément de chauffage plan 3 lors de son amenée en contact avec la paroi de l'article moulé 15. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour le soudage par contact d'une pièce additionnelle sur une surface plane d'un article moulé, la pièce additionnelle et l'article moulé étant réalisés en des matières thermoplastiques thermosoudables entre elles, comportant un outil chauffant (1) déplaçable au moyen d'un organe de commande et équipé d'au moins un élément de chauffage plan (3), ledit élément de chauffage plan (3) pouvant être amené temporairement en contact avec la surface plane de l'article moulé (15) de façon à porter cette surface à la température requise pour le soudage de la pièce additionnelle et un moyen pour appliquer sous pression la pièce additionnelle préchauffée à la température requise pour son soudage sur la surface plane de l'article moulé (15) après retrait de l'élément chauffant plan (3) de cette surface caractérisé en ce que l'élément chauffant plan (3) est monté sur l'outil chauffant (1) par l'intermédiaire d'une liaison permettant librement une orientation multiplanaire de cet élément lors de son contact avec la surface plane de l'article moulé (15) devant recevoir la pièce additionnelle. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément chauffant plan (3) est monté sur l'outil chauffant (1) par l'intermédiaire d'une articulation à rotule sphérique (6, 11). 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou .2, caractérisé en ce que l'outil chauffant (1) présente une surface de chauffage (4) qui est opposée à l'élément chauffant plan (3), cette surface de chauffage (4) était exploitée pour amener à la température requise pour son soudage la surface de la pièce additionnelle devant être soudée sur l'article moulé (15) tandis que l'élément chauffant plan (3) est amené simultanément en contact avec la surface plane de l'article moulé (15) devant recevoir la pièce additionnelle. 4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen pour appliquer sous pression la pièce additionnelle préchauffée contre la surface plane de l'article moulé est équipé d'une liaison permettant librement une orientation multiplanaire de la pièce additionnelle préchauffée lors de son contact avec la surface plane de l'article moulé (15) devant recevoir cette pièce additionnelle. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la liaison est assurée par l'intermédiaire d'une articulation à rotule sphérique.