Brevet FR2719248A1 — publié le 19951103

PROCEDE D'IMPLANTATION D'INSERTS METALLIOUES DANS UNE PIECE EN MATIERE PLASTIOUE ET DISPOSITIF La présente invention concerne un procédé destiné à implanter à chaud des inserts métalliques dans une pièce en matière plastique et concerne le dispositif mettant en oeuvre le procédé. Elle concerne plus spécialement des perfectionnements aux procédés actuels permettant une pose précise et fiable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. Les figures 1, 2, 3 et 4 illustrent de façon schématique les différentes phases d'implantation d'un insert, la figure 4 illustrant la position finale obtenue avec les procédés traditionnels. Les figures 6 à 9 illustrent les différentes étapes successives du procédé selon l'invention et montrent aussi comment est réalisé le dispositif destiné à le mettre en oeuvre. Le procédé de l'invention est un perfectionnement d'un procédé déjà connu en soit et qui consiste à poser à chaud un insert (1) dans une pièce en matière plastique (2). Les figures schématiques 1 à 3 illustrent un tel procédé qui consiste à positionner l'insert (1) à implanter dans un avant trou (3) préalablement réalisé dans la matière (20) de la pièce (2), voir de la figure 1, puis à chauffer l'insert (1) grâce à un doigt d'implantation (4) et à forcer par application d'un effort F ledit insert chaud à s'enfoncer dans la matière qui se ramollit par contact avec les parois chaudes de l'insert, voir figure 2. La figure 3 est une illustration montrant un insert implanté de façon classique. Les inserts sont généralement en laiton ou en acier et comprennent un trou central fileté (5) limité périphériquement par une paroi périphérique (6) légèrement conique, dont la base comprend, par exemple, une collerette (7). Pour assurer au mieux la retenue de l'insert, la face externe (8) de la paroi périphérique comprend de façon connue en soit des reliefs en saillies. Lors du refroidissement de la matière (20) il a été remarqué que celle- ci repousse l'insert (1) hors de ladite matière passée de la position implantée de la figure 3 à la position finale de la figure 4 selon laquelle celui-ci fait saillie par rapport à la pièce. Ainsi, après implantation, la force (9) de l'insert (1) est en saillie d'une hauteur "h" par rapport à la face 10) de la pièce (2). La présente invention propose un perfectionnement permettant d'implanter les inserts d'une façon sûre et précise en empêchant notamment la remontée de l'insert hors de la matière pendant son refroidissement et poser l'insert tel que dans la position illustrée à la figure 3. Ainsi, selon le procédé de l'invention, l'insert est maintenu par la tête d'implantation dans la position implantée, et ce, pendant le refroidissement de la matière. Avant de décrire avec précision le procédé de l'invention, nous allons décrire le dispositif destiné à le mettre en oeuvre et que l'on trouve illustré aux figures. Le dispositif comprend une tête d'implantation (15) mobile en translation comprenant un doigt d'implantation (4). Ce dernier est disposé à l'extrémité d'une tige d'implantation (17). Par ailleurs, il est prévu un corps de chauffe (18) qui est constitué par un élément indépendant de la tige d'implantation. Ainsi, la tige d'implantation (16) et son corps de chauffe (18) qui l'entoure peuvent se déplacer en translation indépendamment ou simultanément aussi bien vers le haut que vers le 2'5 bas et inversement ou plus généralement vers la position d'implantation que vers la position de repos et inversement. Le doigt d'implantation (4) comprend un corps de tête (19) prolongé vers le bas par une saillie d'implantation (20) destiné à coopérer avec le trou central (5) de l'insert. Par ailleurs, ledit corps de tête (19) solidaire de la tige d'implantation comprend une face inférieure d'appui (21) et une surface périphérique de transfert de chaleur (16). Ladite tige est mobile en translation selon l'axe (XX') de l'insert à implanter pour prendre une position haute et une position basse, son mouvement étant commandé, par exemple, par un vérin pneumatique (22). Le doigt d'implantation (4) est chauffé par le corps de chauffe (18) qui comprend un trou central de passage (23) pour la tige d'implantation terminée par une surface complémentaire (24) destinée à coopérer avec la surface périphérique de transfert de chaleur (16) du doigt d'implantation (4). Le corps de chauffe est, par exemple, une pièce volumique en bronze qui comprend une cartouche chauffante (25) alimentée en courant électrique, l'ensemble de chauffe étant solidaire de l'extrémité d'un tube coulissant (26) dans un support de coulissement vertical (27). Au départ du cycle, figure 5, l'ensemble des éléments de l'ensemble d'implantation (15) est en position haute, l'insert (1) ayant été préalablement positionné dans l'avant trou correspondant (3). Dans ce départ de cycle, le corps de chauffe (18), qui a une température d'environ 500 degrés, communique la chaleur au doigt d'implantation (4), le transfert de chaleur se faisant par l'intermédiaire des surfaces en contact, à savoir que la surface complémentaire (24) transfère sa chaleur à la surface périphérique de transfert de chaleur (16) du doigt d'implantation. Les deux surfaces en contact peuvent, bien entendu, être plus ou moins importantes, pour transférer la chaleur plus ou moins vite, et leur configuration conique permet un centrage précis du doigt (4) afin d'obtenir une précision optimale de l'implantation. Ensuite, le corps de chauffe (18) se déplace vers le bas en entraînant avec lui le doigt d'implantation (4) avec sa tige (17), pour venir placer ladite tête en contact avec l'insert, comme cela est illustré à la figure 6. Dans cette position, la chaleur du doigt est transférée, du moins en partie, à l'insert à implanter (1). Par ailleurs, la matière plastique (20) de la pièce commence à se ramollir. Dans cette étape préliminaire, la tête d'implantation est en appui sur l'insert avec un faible effort initial (F1) égal à, par exemple, une valeur de 5 à 10 kilogrammesforce. Pendant cette étape préliminaire, la matière (20) de la pièce en contact avec l'insert est ramollie de façon suffisante pour procéder à l'étape suivante qui consiste à augmenter l'effort d'appui (F1) à un valeur d'environ 50 à 80 kilogrammesforce pour provoquer l'enfoncement de l'insert dans la matière, comme cela est illustré à la figure 7. Une fois l'implantation terminée (figure 7) un système de butée (28) stoppe alors l'implantation et actionne le frein pneumatique (29) de la tige (17). Dans une étape complémentaire, et selon l'invention illustrée à la figure 8, on maintient l'insert (1) dans sa position d'implantation, pendant le refroidissement de la matière (20) et sa solidification. A cet effet, le corps de chauffe (18) est remonté, tandis que le doigt d'implantation (4) reste en appui sur l'insert. La remontée du corps de chauffe (18) provoque le refroidissement rapide du doigt d'implantation et la matière plastique (20) de la pièce peut donc se refroidir et durcir rapidement, rendant prisonnier l'insert dans une position implantée définie. Pendant ce refroidissement, la remontée de l'insert (1) est rendue impossible grâce à son maintien assuré par le doigt d'implantation (4) qui est resté en appui. Une fois la matière (20) suffisamment refroidie pour qu'aucun mouvement de l'insert (1) ne puisse survenir, on procède à l'étape ultérieure suivante qui consiste à libérer le frein de la tige (...) qui provoque la remontée du doigt d'implantation (4) grâce au ressort (figure 9) et qui vient se replacer en position haute en contact avec le corps de chauffe (18) en position initiale telle que représentée à la figure 9. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Procédé d'implantation à chaud d'inserts métalliques (1) dans la matière plastique (20) d'une pièce (2) caractérisé en ce que le procédé comporte une étape complémentaire faisant suite à l'étape proprement dite d'implantation, étape complémentaire pendant laquelle ledit insert est maintenu en position implantée pendant le refroidissement de ladite matière (20). 2. Procédé d'implantation à chaud d'insert métallique (2) selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape d'implantation proprement dite se fait en deux phases successives: - une première phase lors de laquelle un faible effort est maintenu sur l'insert alors que l'insert commence à ramollir la matière (20); - une deuxième phase lors de laquelle un effort plus important est appliqué sur l'insert afin de la faire pénétrer dans la matière ramollie et de réaliser son implantation. 3. Dispositif destiné à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la tête d'implantation (15) comprenant un doigt d'implantation (4) et un corps de chauffe (18) mobile par rapport à ce dernier.