Brevet FR2656827A1 — publié le 19910712

L'invention se rapporte principalement à un insert de surmoulage comportant des moyens d'accrochage, à une pièce surmoulée comportant un tel insert et à son procédé de surmoulage. Il est connu de réaliser des pièces par surmoulage, avec un matériau plastique, d'un insert métallique. De telles pièces présentent de nombreux inconvénients. L'accrochage peut se révéler insuffisant et provoquer des décollements du plastique de l'insert métallique. Le décollement peut provenir notamment de variations dimensionnelles du plastique par rapport à l'insert lors du refroidissement. Même si ces variations dimensionnelles ne provoquent pas le décollement du plastique par rapport à l'insert métallique, il existe des tensions mécaniques à l'intérieur de la pièce surmoulée qui nuisent à sa solidité, et ne permet pas d'obtenir des cotes rigoureuses. Le dispositif selon la présente invention remédie aux inconvénients des dispositifs des types connus par la présence dans l'insert de moyens d'accrochage du plastique de surmoulage ne s'opposant pas aux variations dimensionnelles du plastique de surmoulage par rapport à l'insert. Les moyens d'accrochage seront par exemple des rivets placés dans des trous pratiqués dans l'insert. Le diamètre des trous étant supérieur au diamètre des rivets, les rivets se déplacent par rapport à l'insert lors du retrait du matériau plastique, qui suit son refroidissement. En cédant aux contraintes de retrait du matériau plastique, il est possible d'obtenir des cotes rigoureuses sur des pièces exemptes de tension mécanique. Cette propriété est particulièrement importante dans la fabrication de pièces pour automobiles. L'invention a principalement pour objet un insert pour surmoulage par une matière plastique comportant des moyens d'accrochage, caractérisé par le fait que des moyens d'accrochage ont la liberté de subir un déplacement limité par rapport à l'insert, sous lteffet de tensions induites par la variation dimensionnelle du matériau plastique lors de son refroidissement. L'invention a aussi pour objet un insert caractérisé par le fait que les moyens d'accrochage comportent des rivets. L'invention a également pour objet un insert caractérisé par le fait que les rivets se terminent par une corolle pour faciliter l'accrochage de la matière plastique. L'invention a également pour objet un insert caractérisé par le fait que les moyens d'accrochage comportent une vis, et un écrou. L'invention a également pour objet un insert caractérisé par le fait qu'il comporte des trous dans lesquels pénètrent les moyens d'accrochage et des moyens d'isolation empêchant la pénétration du plastique à l'intérieur des trous. L'invention a également pour objet un insert, caractérisé par le fait que les moyens d'isolation sont des rondelles. L'invention a également pour objet une pièce surmoulée, caractérisée par le fait qu'elle comporte un insert selon l'invention. L'invention a également pour objet une pièce caractérisée par le fait que le surmoulage de l'insert est réalisé par du polypropylène. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes suivantes - mise en place d'un insert dans un moule; - surmoulage d'un insert avec une matière plastique. L'invention est également relative à un procédé caractérisé par le fait que le surmoulage est obtenu par extrusion/soufflage. Il est bien entendu que l'utilisation de matériaux qui se contractent lors de l'échauffement et qui se dilatent lors de leur refroidissement ne sort pas du cadre de la présente invention. L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et des figures annexées données comme des exemples non limitatifs parmi lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un insert selon la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe d'un exemple de pièce surmoulée selon la présente invention. Sur les figures 1 et 2 on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes éléments. Sur la figure l on peut voir un insert l selon la présente invention. L'insert I comporte des moyens d'accrochage 3, 4, 5, 6, 7 et Il destinés à faciliter l'accrochage d'un matériau plastique lors de l'opération de surmoulage. Les moyens 3 et 4 sont des rivets traversant des trous 2 pratiqués dans l'insert l. Avantageusement les rivets 3 et 4 se terminent en corolle respectivement 32 et 42. Le fait de rabattre les corolles vers l'insert I permet d'optimiser l'accrochage du matériau plastique de surmoulage (non représenté sur la figure). Les tiges 31 et 41 des rivets 3 et 4 ont un diamètre inférieur au diamètre des trous 2 pratiqués dans l'insert l. Ainsi les corolles 32 et 42 pourront suivre le mouvement du matériau plastique accroché lors du surmoulage, lors d'une variation dimensionnelle du matériau plastique, suite par exemple à un refroidissement. En permettant de suivre le mouvement d'un retrait du matériau plastique, lors de sa contraction, on évite de créer des contraintes à l'intérieur de la pièce surmoulée. Pour permettre le déplacement des tiges 31 et 41 à l'intérieur des trous 2, il est avantageux d'empêcher toute pénétration du matériau plastique à l'intérieur de ces trous. Dans le cas du rivet 3 l'étanchéité est assurée sur chaque face de l'insert 1 par des rondelles 33 et 43. Les rondelles ont un diamètre externe supérieur à celui des trous 2, un diamètre interne sensiblement égal au diamètre de la tige 31 des rivets 3. Dans le cas du rivet 4 l'étanchéité est assurée par une rondelle 43 analogue à la rondelle 33 du rivet 3 et, sur la face opposée, par la tête du rivet 4. Dans la première variante de réalisation du dispositif selon la présente invention, les moyens d'accrochage sont placés au milieu des trous 2 pratiqués dans l'insert 1. Dans un tel cas le déplacement relatif du rivet par rapport à l'insert 1 est limité à la moitié des différences de diamètres du trou 2 et de la tige 31 ou 41 du moyen d'accrochage. Cette réalisation présente l'avantage de ne nécessiter aucune précaution particulière pour la mise en place des rivets. Dans une seconde variante de réalisation du dispositif selon la présente invention, les moyens d'accrochage sont placés au bord du trou 2 pratiqué dans l'insert I. Le bord est choisi de telle manière que le mouvement de retrait de matière plastique entrasse le moyen d'accrochage dans la direction du bord opposé du trou 2. Cette réalisation présente l'avantage de permettre la réalisation de trous 2 de diamètres inférieurs. Dans tous les cas, il est avantageux d'assurer une fixation de moyens d'accrochage sur l'insert 1 de façon à empêcher leur déplacement aléatoire. Il est bien entendu que cette fixation ne sera pas capable de résister au retrait de la matière plastique lors de sa contraction. Cette fixation sera toutefois suffisante pour maintenir à leurs places les rivets 3 et 4 dans l'insert I lorsqu'on le placera dans le moule et pendant la phase de surmoulage. Dans un exemple de réalisation la fixation est obtenue par la force exercée par le rivet sur les rondelles 33, 34 et 42 ainsi que sur la tête des rivets 3 et 4. Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée à l'utilisation de rivets comme moyens d'accrochage du matériau plastique. Un exemple de moyen d'accrochage de matériau plastique est illustré par la vis 5 associée à l'écrou 53. L'extrémité 51 de la vis 5 peut avantageusement être rabattue vers l'insert 1 ou éclatée en corolle, (non illustré sur la figure). La force de serrage de la vis 5 et de l'écrou 53 empêche son déplacement autonome par exemple lors de manipulations, mais permet de suivre le mouvement du matériau plastique. Les moyens d'accrochage ne sont pas limités aux pièces métalliques. Par exemple, une pièce en plastique 6 comportant par exemple des fibres 62 destinées à pénétrer dans le matériau plastique, sans être miscible à celui-ci peut permettre de ne pas contrarier les deux mouvements relatifs du plastique de surmoulage par rapport à l'insert I. De même, il n'est pas nécessaire que les moyens d'accrochage soient des pièces rajoutées à l'insert I. Par exemple la protubérance 7 de l'insert 1, comportant des extrémités 72 flexibles qui accompagnent le déplacement du matériau plastique de surmoulage par rapport au corps de l'insert 1, tout en assurant sa fixation sur ce dernier. Dans l'exemple, illustré sur les figures, le bord Il de l'insert I est rigide. Il améliore l'accrochage de la matière plastique sur l'insert 1, mais ne facilite pas son déplacement par rapport à l'insert 1. Il est bien entendu que l'utilisation de bords ou cornières flexibles permettant de suivre le mouvement du plastique de surmoulage par rapport au corps de l'insert 1 ne sort pas du cadre de la présente invention. Sur la figure 2, on peut voir un exemple de réalisation d'une pièce obtenue par le surmoulage de l'insert 1 de la figure 1. Le matériau plastique 8 présente un excellent accrochage, grâce à la présence de moyens d'accrochage 3, 4, 5, 6, 7 et 11. Le matériau plastique 8 s'est déplacé par rapport de l'insert 1 lors de sa contraction suite à son refroidissement ainsi la pièce surmoulée ne présente pas de tension interne et respecte bien les cotes désirées. Toutefois le matériau plastique 8 peut ne pas adhérer à la cornière Il et à l'insert 1 et présenter une poche 12 suite à son retrait. A l'extérieur de la cornière 11 il est possible de limiter ou d'éliminer les tensions induites par le matériau plastique 8 dans la pièce surmoulée en insérant autour de l'insert 1 une ceinture ou un espaceur. La ceinture ou l'espaceur va créer un espace 9 entre l'insert 1 et le matériau plastique 8. Cet espace 9 sera partiellement ou complètement comblé par le retrait du matériau plastique 8 lors de son refroidissement. Dans le procédé selon la présente invention on réalise un insert 1, par exemple en acier, en aluminium ou dans un alliage, ou, au contraire, dans une matière plastique non miscible avec le matériau plastique de surmoulage 8. On pratique des trous 2 de diamètres désirés dans l'insert 1. Le nombre et l'espacement des trous 2 dépend de la géométrie de la pièce et des forces d'accrochage désirées. On place les moyens d'accrochage 3, 4, 5, et/ou 6 dans les trous 2 pratiqués dans l'insert 1. Avantageusement on utilisera qu'un seul type de moyen d'accrochage pour une pièce donnée. Le moyen d'accrochage 7, plus particulièrement destiné aux inserts en matière plastique, est réalisé en même temps que l'insert. L'insert 1, équipé des moyens d'accrochage est placé dans un moule. On réalise le surmoulage de l'insert 1 par exemple en utilisant la technique d'extrusion/soufflage, d'injection, de thermoformage ou injection de mousse. Le matériau plastique 8 est par exemple du polyéthylène, du polypropylène ou de 1'A.B.S. Toutefois, il est important, dans le cas où l'insert I est réalisé dans une matière plastique, que le matériau de surmoulage 8 ne soit pas collable ou soudable à l'insert 1. On procède au refroidissement de la pièce obtenue. L'invention s'applique notamment à la réalisation de pièces par surmoulage d'inserts comme par exemple des carrosseries d'appareils électroménagers L'invention s'applique principalement à la réalisation de pièces pour l'industrie automobile. REVENDICATIONS 1. Insert (1) pour surmoulage par un matériau plastique (8) comportant des moyens d'accrochage (3, 4, 5, 6, 7, 11) de ce matériau (8), caractérisé par le fait que des moyens d'accrochage ont la liberté de subir un déplacement limité par rapport à l'insert (I), sous l'effet de tensions induites par la variation dimensionnelle du matériau plastique (8) lors de son refroidissement. 2. Insert (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens d'accrochage comportent des rivets (3, 4). 3. Insert (I) selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les rivets (3, 4) se terminent par une corolle (32, 42) pour faciliter l'accrochage de la matière plastique (8). 4. Insert (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens d'accrochage comportent une vis (5), et un écrou (53). 5. Insert (1) selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'il comporte des trous (2) dans lesquels pénètrent les moyens d'accrochage (3, 4, 5, 6) et des moyens d'isolation (33, 34, 43) pour empêcher la pénétration du matériau plastique (8) à l'intérieur des trous (2). 6. Insert (1) selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les moyens d'isolation (33, 34, 43) sont des rondelles. 7. Pièce surmoulée, caractérisée par le fait qu'elle comporte un insert (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 8. Pièce selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le matériau plastique (8) est du polypropylène. 9. Procédé de fabrication, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes - mise en place d'un insert selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans un moule; - surmoulage de l'insert (1) avec un matériau plastique (8). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le surmoulage est obtenu par extrusion/soufflage.