Brevet FR2687093A1 — publié le 19930813

INSERT POUR PIECE SURMOULEE La présente invention concerne les pièces composites dans lesquelles une partie de pièce en matière plastique est surmoulée sur un insert en forme de tige. La tige d'insert comporte une portion intermédiaire destinée à être noyée par surmoulage dans ladite partie de pièce en matière plastique, ladite portion intermédiaire étant pourvue de nervures et rainures d'ancrage. De telles pièces composites sont par exemple des poulies en matière plastique avec axe de rotation métallique. Ces pièces composites doivent généralement supporter, sans rupture ou déformation permanente, des efforts mécaniques de rotation et de translation axiale entre la partie de pièce de matière plastique et l'axe métallique. Pour cela, la portion intermédiaire d'insert noyée dans la partie de pièce en matière plastique est pourvue de nervures et rainures d'ancrage. On connait déjà diverses formes de rainures et nervures d'ancrage, et par exemple des rainures et nervures longitudinales pour la reprise des efforts de rotation axiale, et des nervures et rainures annulaires pour la reprise des efforts de translation axiale. De telles nervures et rainures axiales et annulaires nécessitent des méthodes d'usinage relativement onéreuses, qui augmentent sensiblement le coût de production de ces pièces composites. En outre, il apparait souhaitable d'augmenter la résistance mécanique de la liaison entre la partie de pièce en matière plastique et 1 'insert. Le problème proposé par la présente invention est de réaliser de manière encore plus économique une liaison mécanique entre un insert et une partie de pièce en matière plastique surmoulée, cette liaison présentant des propriétés mécaniques améliorées de tenue au couple de torsion axiale et aux efforts de traction axiale. Le problème est alors de concevoir un assemblage particulier de nervures et rainures permettant une fabrication économique par roulage, évitant toute autre opération de tournage, fraisage ou autre usinage. Pour cela, l'invention prévoit que la portion intermédiaire de tige d'insert, destinée à être noyée par surmoulage dans une partie de pièce en matière plastique, est pourvue de nervures et rainures d'ancrage telles que - ladite portion intermédiaire comprend une première zone annulaire et une seconde zone annulaire adjacentes à nervures et rainures hélicolda- les, de part et d'autre d'un plan de jonction intermédiaire, - le pas des nervures et rainures hélicoidales de première zone annulaire est orienté dans un premier sens tandis que le pas des nervures et rainures hélicoïdales de seconde zone annulaire est orienté dans le sens opposé, - au plan de jonction intermédiaire, les extrémités des nervures de la première zone annulaire viennent en regard des extrémités des rainures de la seconde zone annulaire. Selon une réalisation avantageuse, les zones annulaires ont des longueurs sensiblement égales dans le sens longitudinal de l'insert, le plan de jonction occupant une position médiane ; les pas respectifs des nervures et rainures hélicoïdales de première et de seconde zones annulaires sont sensiblement égaux et opposés. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles - la figure 1 est une vue de côté d'un insert selon un mode de réalisation de la présente invention - la figure 2 est une vue développée de la surface extérieure de portion intermédiaire d'ancrage de l'insert de la figure 1 ; et - la figure 3 est une coupe transversale selon le plan A-A de la figure 1. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'insert est un axe de rotation de poulie motrice. L'insert représenté est une tige métallique de forme générale cylindrique d'axe longitudinal I-I, avec un corps d'insert 1 de diamètre relativement constant et approprié, et avec une portion intermédiaire 2 de diamètre extérieur légèrement réduit. La portion intermédiaire 2 comprend une première zone annulaire 3 et une seconde zone annulaire 4, adjacentes l'une à l'autre et décalées axialement comme le représente la figure 1. Les deux zones annulaires 3 et 4 se développent respectivement de part et d'autre d'un plan de jonction intermédiaire 5. Chacune des première et seconde zones annulaires 3 et 4 comprend des nervures et rainures hélicoïdales. Le pas des nervures et rainures hélicoidales de première zone annulaire 3 est orienté dans un premier sens, tandis que le pas des nervures et rainures hélicoïdales de seconde zone annulaire 4 est orienté dans le sens opposé. Par exemple, comme le représente la figure 1, dans le sens allant du corps d'insert 1 vers la portion intermédiaire 2, les nervures et rainures de première zone annulaire 3 forment des hélices à pas à gauche, tandis que les nervures et rainures de seconde zone annulaire 4 forment des hélices à pas à droite. Au plan de jonction intermédiaire 5, les extrémités des nervures de la première zone annulaire 3 viennent en regard des extrémités des rainures de la seconde zone annulaire 4. Par exemple, sur la figure 1, la nervure 6 de première zone annulaire 3 vient en regard de la rainure 7 de seconde zone annulaire 4. Réciproquement, à ce même plan de jonction intermédiaire 5, les extrémités des rainures de la première zone annulaire 3 viennent en regard des extrémités des nervures de la seconde zone annulaire 4. La surface extérieure développée de la portion intermédiaire 2 d'insert, telle que représentée sur la figure 2, présente ainsi une forme en chevron dont les nervures sont imbriquées. Il apparait que cette imbrication augmente sensiblement la tenue mécanique de la liaison entre l'insert et la partie de pièce en matière plastique surmoulée sur ladite portion intermédiaire 2 d'insert. Le mode de réalisation représenté permet d'obtenir une symétrie des efforts de tenue mécanique entre l'insert et la partie de pièce en matière plastique, c'est-à-dire que la liaison supporte des efforts sensiblement équivalents dans les deux sens de sollicitation axiale et dans les deux sens de torsion. Pour cela, les zones annulaires 3 et 4 ont des longueurs respectives L3 et L4 sensiblement égales, le plan de jonction 5 occupant alors une position médiane. Le plan de jonction est avantageusement sensiblement perpendiculaire à l'axe I-I de la tige. Les pas respectifs des nervures et rainures hélicoidales de première zone annulaire 3 et de seconde zone annulaire 4 sont sensiblement égaux et opposés. Un bon compromis entre la résistance mécanique en torsion et la résistance mécanique en translation axiale est obtenu en prévoyant que les nervures hélicoïdales font avec l'axe longitudinal I-I dtinsert un angle B compris entre 15 et 45 degrés environ, comme le représente la figure 2. On pourra avantageusement choisir un angle B égal à 30 degrés environ. Comme illustré sur la figure 1, la portion intermédiaire 2 de l'insert est destinée à être noyée par surmoulage dans une partie de pièce en matière plastique 8 représentée en traits mixtes. La portion intermédiaire 2, constituée par les deux zones annulaires adjacentes 3 et 4, peut avantageusement constituer la totalité de partie d'insert noyée dans la partie de pièce en matière plastique 8. La hauteur des nervures et rainures respectives, ainsi que leur largeur, peuvent être choisies en fonction des matériaux constituant l'insert et la partie de pièce en matière plastique 8, et en fonction des résistances mécaniques à obtenir. Dans le cas d'un insert dont le diamètre est d'environ 12 millimètres, de bons résultats sont obtenus en prévoyant des zones annulaires 3 et 4 pourvues chacune de huit nervures hélicoïdales 6 et 61-67, la hauteur H des nervures étant d'environ 1 millimètre, les largeurs respectives L1 et L2 des nervures et rainures étant sensiblement égales entre elles et égales à 1 millimètre environ, les longueurs L3 et L4 étant chacune égales à 10 millimètres environ. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Insert pour pièce surmoulée, comprenant une tige dont une portion intermédiaire (2) est destinée à être noyée par surmoulage dans une partie de pièce en matière plastique (8), ladite portion intermédiaire (2) étant pourvue de nervures et rainures d'ancrage, caractérisé en ce que - ladite portion intermédiaire (2) comprend une première zone annulaire (3) et une seconde zone annulaire (4) adjacentes à nervures et rainures hélicoïdales, de part et d'autre d'un plan de jonction intermédiaire (5), - le pas des nervures et rainures hélicoïdales de première zone annulaire (3) est orienté dans un premier sens tandis que le pas des nervures et rainures hélicoïdales de seconde zone annulaire (4) est orienté dans le sens opposé, - au plan de jonction intermédiaire (5), les extrémités des nervures (6) de la première zone annulaire (3) viennent en regard des extrémités des rainures (7) de la seconde zone annulaire (4). 2 - Insert selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones annulaires (3, 4) ont des longueurs (L3, L4) sensiblement égales, le plan de jonction (5) occupant une position médiane. 3 - Insert selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le plan de jonction (5) est sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (I-I) de l'insert. 4 - Insert selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les pas respectifs des nervures et rainures hélicoïdales de première zone annulaire (3) et de seconde zone annulaire (4) sont sensiblement égaux et opposés. 5 - Insert selon la revendication 4, caractérisé en ce que les nervures hélicoïdales font, avec l'axe longitudinal (I-I) de ltinsert, un angle (B) compris entre 15 et 45 degrés environ. 6 - Insert selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'angle (B) entre les nervures hélicoïdales et l'axe longitudinal (I-I) est égal à 30 degrés environ. 7 - Pièce composite caractérisée en ce qu'elle comprend une partie de pièce en matière plastique (8) surmoulée sur une portion intermédiaire (2) d'insert selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.