Brevet FR2653378A1 — publié le 19910426

L'invention concerne une liaison entre des éléments soudés par friction et une surface, notamment entre un tourillon support, muni d'une collerette, et la paroi d'un récipient pour matières réfrigé- rées, dans un réfrigérateur ou analogue. Des liaisons de soudage par friction du type cité sont habi- tuellement établies par le fait que l'élément soudé par friction, qui est serré dans un mandrin ou un autre dispositif d'entraînement et entraîné en rotation autour de son axe, est appliqué avec sa col- lerette contre l'emplacement de fixation sur la paroi. La chaleur de friction alors développée ramollit temporairement, à leur emplace- ment de contact, les éléments à relier de manière telle qu'après le refroidissement de l'emplacement de liaison, survenant lors de l'arrêt, la liaison solide et étanche souhaitée soit obtenue. Cependant, le procédé utilisé pour les liaisons de soudage par friction connues présente l'inconvénient que les éléments commencent facilement à "flotter" à l'emplacement de contact, en raison du ramollissement survenant pendant la rotation, et subissent de ce fait une fusion. Par conséquent, il faut prendre des mesures de précaution par- ticulières pour empêcher la fusion des deux éléments devant être reliés entre eux, et pour obtenir une fixation à dimensions exactes. En outre, lors de l'assemblage des deux éléments selon le procédé connu, du matériau ramolli risque de s'écouler sous le bord de la collerette et de former une chenille de soudure altérant fortement l'aspect de la liaison. Un autre inconvénient du procédé connu réside dans le fait que, en raison du diamètre relativement grand de sa collerette, nécessaire pour obtenir une stabilité suffisante de l'emplacement de liaison, et aussi en raison des dimensions la plu- part du temps grandes des appareils appliquant le couple nécessaire, l'élément de fixation ne peut pas être monté dans des angles diffi- ciles d'accès de la paroi. De même, il est difficile de fixer des éléments soudés par friction dans les endroits dépourvus d'une sur- face plane et lisse. Enfin, un autre inconvénient réside dans le fait que, en raison de la nécessité, liée aux procédés connus, de placer l'élément soudé par friction dans un mandrin ou dans un autre dispositif de transmission, des traces et des marques subsistent sur la surface de l'élément soudé par friction, dont l'aspect est ainsi sensiblement altéré de manière non souhaitée. La présente invention a par conséquent pour but de perfection- ner et de réaliser des liaisons de soudage par friction de manière telle que les nombreux inconvénients cités au début, qui apparais- sent lors de l'application des procédés connus, soient évités de manière simple. Conformément à la présente invention ce but est atteint par le fait que le tourillon traverse la paroi du récipient par un trou et est appliqué avec sa collerette de l'extérieur contre la paroi du récipient. Le guidage exact du tourillon, garanti par le bord du trou, facilite beaucoup le montage à dimensions exactes du tourillon. De plus, on obtient que des chenilles de soudure, qui pourraient appa- raître au bord de la collerette, se situent en dehors de la zone visible et que des marques sur la partie visible de l'élément soudé par friction soit évitées. Enfin, le mode de réalisation, conforme à l'invention, de la liaison permet de disposer des éléments soudés par friction également dans des angles difficiles d'accès ou à des endroits o des déformations, se trouvant sur une face visible, de la paroi empêchent une application parfaite de la collerette. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, il est prévu que le tourillon présente une cavité qui se situe dans son axe, est ouverte vers la collerette et dans laquelle un outil, transmettant un couple, peut être inséré par serrage. Ce mode de réalisation avantageux du tourillon permet de sup- primer des mandrins ou d'autres dispositifs encombrants servant à appliquer le couple et d'utiliser à la place des outils étroits, par exemple une clé hexagonale ou une lame de tournevis pour vis à fente ou à fentes en croix. Suivant un autre mode de réalisation de l'objet de l'invention, il peut cependant être prévu que la collerette soit équipée de moyens pour appliquer un couple agissant autour de l'axe du tourillon. Ici il est possible de munir la collerette d'un tourillon approprié ou bien de logements, disposés dans la surface de la col- lerette, perpendiculairement à son axe, pour recevoir un outil cor- respondant destiné à appliquer le couple. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention il est prévu que le tourillon est entouré, dans sa partie de raccor- dement avec la collerette, d'un creux annulaire. Le creux annulaire dans la collerette est en mesure de rece- voir du matériau excessivement ramolli, avant qu'il ne puisse s'échapper sous le bord extérieur de la collerette et pénétrer vers l'extérieur. Enfin, selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, il peut être prévu que le tourillon présente, dans la zone de raccordement avec la collerette, un rayon de raccordement qui est supérieur au rayon de raccordement à la sortie, associée à la collerette, du trou de la paroi du récipient. L'effet de ramollissement obtenu précisément à la sortie du trou permet d'établir une liaison particulièrement étanche dans la zone du trou. L'invention est expliquée dans la description ci-après à l'aide d'exemples de réalisation de liaisons entre des éléments sou- dés par friction et une surface, qui sont illustrés de manière sim- plifiée par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 représente un agrandissement partiellement en coupe d'une liaison entre une surface et un élément soudé par fric- tion qui traverse la surface avec un tourillon et est appliqué avec une collerette contre cette surface, et la figure 2 représente à peu près en grandeur nature en détail un angle supérieur de la carrosserie d'un réfrigérateur, avec un élément soudé par friction, qui se trouve sur la paroi du récipient intérieur du réfrigérateur. Dans la liaison, montrée dans la figure 1, entre un élément soudé par friction et une surface, la référence 10 désigne la paroi d'un récipient, par exemple la paroi du récipient intérieur d'un appareil frigorifique, sur laquelle un élément 11 est fixé par sou- dage par friction. A cet effet, la paroi 10 fabriquée à partir d'un matériau thermoplastique est pourvue d'un trou 12 qui est traversé par un tourillon 13 de l'élément 11 soudé par friction qui est éga- lement constitué par un matériau thermoplastique. L'extrémité du tourillon 13, associée à la paroi 10 du récipient, est munie d'une collerette 14 qui est appliquée de l'extérieur contre la paroi 10 du récipient. Le tourillon 13 est pourvu d'une cavité 15 qui se situe dans son axe, est ouverte vers la collerette 14 et qui est réalisée, dans l'exemple de réalisation montré, avec six pans creux dans les- quels un outil sous forme de broche à six pans non représentée, transmettant un couple, peut être inséré par serrage. Dans sa partie de raccordement vers la collerette 14, le tourillon 13 est entouré d'un creux 16 annulaire servant à recevoir du matériau excessivement ramolli qui sort, lors de l'opération de soudage par friction, entre les surfaces recouvertes par la collerette 14. Dans l'exemple de réalisation montré, la collerette 14 est pourvue, sur sa face exté- rieure, d'un épaulement 17 en forme de gradin. L'élément 11 soudé par friction, représenté dans la figure 2 en relation avec la carrosserie 18 d'un réfrigérateur, a une struc- ture semblable à celle de la figure 1. Par conséquent, les pièces identiques portent les mêmes références. A la différence de l'exemple de réalisation selon la figure 1, il est montré ici, à la place d'une paroi de récipient plane, la paroi 10', incurvée dans la zone d'angle supérieure, du récipient intérieur de la carrosserie 18 de l'appareil frigorifique. On peut voir ici qu'en raison de son mode de fixation spécial, dans lequel la collerette se trouve à l'extérieur, l'élément soudé par friction peut être fixé de manière sûre au récipient, même dans cette zone d'angle supérieure partiel- lement incurvée. En variante de l'exemple de réalisation représenté et décrit il est également possible de prévoir que la collerette soit réalisée sur sa face extérieure avec des dispositifs correspondants pour appliquer un couple. En dehors du tourillon déjà cité, qui fait saillie vers l'arrière à partir de la collerette et est réalisé sous forme d'entraîneur, il est possible de réaliser la collerette elle- même sous la forme d'un prisme à plusieurs angles. On peut aussi prévoir que la collerette soit réalisée avec des évidements, trous ou dentures, ouverts vers sa face extérieure, dans lesquels peut être centré un outil, réalisé de manière correspondante, pour appli- quer un couple. 1. Liaison entre des éléments soudés par friction et une sur- face, notamment entre un tourillon support, muni d'une collerette, et la paroi d'un récipient pour des matières réfrigérées ou ana- logues, caractérisée par le fait que le tourillon (13) traverse la paroi (10) du récipient par un trou (12) et est appliqué avec sa collerette (14) de l'extérieur contre la paroi (10) du récipient. 2. Liaison selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le tourillon (13) est pourvu d'une cavité (15) qui se situe dans son axe, est ouverte vers la collerette (14) et dans laquelle un outil, transmettant un couple, peut être inséré par serrage. 3. Liaison selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la collerette (14) est pourvue de moyens pour appliquer un couple agissant autour de l'axe du tourillon (13). 4. Liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le tourillon (13) est entouré, dans sa partie de raccordement avec la collerette (14), d'un creux (16) annulaire. 5. Liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le tourillon (13) présente, dans la zone de raccordement avec la collerette (14), un rayon de raccorde- ment qui est supérieur au rayon de raccordement à la sortie, asso- ciée à la collerette (14), du trou (12) de la paroi (10) du récipient.