Brevet FR2788018A1 — publié le 20000707

La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'un ensemble mécanique comprenant au moins deux pièces mécaniques assemblées par une pièce mécanique de liaison réalisée en un matériau moulable. La présente invention est aussi relative à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On a représenté à la figure 1 du dessin annexé un ensemble mécanique comprenant des première et deuxième pièces mécaniques rigides 1,2, respectivement, assemblées par une pièce de liaison 3. La pièce 1 prend la forme d'une bague annulaire disposée à l'intérieur d'un trou 4 percé dans la pièce 2. La pièce de liaison 3 prend aussi la forme d'une bague enveloppant la périphérie de la bague 1 en comblant le trou 4 et en débordant sur les deux faces de la pièce 2, sensiblement planes, de manière à s'accrocher sur celle-ci. Un organe 6 soumis à des vibrations, venues d'un moteur électrique par exemple, est monté sur la bague 4 à l'aide d'une vis 5 traversant la bague 1. Pour éviter que les vibrations du moteur ne se transmettent à la pièce 2, constituant un support du moteur par exemple, on réalise la pièce de liaison 3 en un matériau élastique propre à conférer à cette pièce les propriétés d'un amortisseur filtrant lesdites vibrations. La bague 2 joue alors le rôle d'une entretoise évitant l'écrasement de ce matériau élastique par la vis 5. On sait réaliser la pièce de liaison 3 par surmoulage des pièces 1 et 2 avec un matériau convenable, tel qu'un élastomère thermoplastique, comme illustré schématiquement à la figure 2. Pour ce faire, on installe les pièces 1 et 2 dans un moule comportant deux parties 7,8 mobiles entre une position d'ouverture et une position de fermeture (représentée à la figure 2) et on injecte le matériau élastomère thermoplastique à l'état fluide dans une cavité délimitée par des surfaces convenables des deux parties 7,8 du moule et disposées à l'interface des pièces 1 et 2, de manière à former l'amortisseur 3 dans cette cavité. Le procédé de fabrication décrit ci-dessus présente des inconvénients. Il suppose en effet la fabrication et la mise en stock des deux pièces 1 et 2, puis leur installation dans le moule 7,8, installation qui exige des manipulations délicates, notamment pour placer précisément la bague 2 au centre du trou 4 percé dans la pièce 1. Toutes ces opérations grèvent évidemment le prix de revient des produits fabriqués selon ce procédé, ce qui est particulièrement dommageable pour des fabrications de fort volume à coût réduit, telles que la fabrication de groupes motoventilateurs pour véhicules automobiles, par exemple. La présente invention a donc pour but de fournir un procédé de fabrication d'un ensemble mécanique du type décrit ci-dessus, conçu de manière à réduire le coût de fabrication de cet ensemble. On atteint ce but de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un procédé de fabrication d'un ensemble mécanique comprenant au moins deux pièces mécaniques assemblées par une pièce de liaison réalisée en un matériau moulable, ce procédé étant remarquable en ce que a) on réalise une préforme des deux pièces mécaniques, dans laquelle ces deux pièces sont assemblées par au moins un moyen frangible, dans une position relative écartée de leur position finale d'assemblage, b) on ouvre un moule en deux parties propre à réaliser ladite pièce de liaison par surmoulage desdites pièces mécaniques et on installe ladite préforme dans ledit moule de manière que, lors de sa fermeture ultérieure, le moule brise ledit moyen frangible et entraîne lesdites pièces mécaniques dans leur position finale d'assemblage, et c) on ferme le moule et on injecte ledit matériau moulable dans le moule pour constituer ledit ensemble mécanique. Comme on le verra plus loin en détail, le coût de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention est réduit par le fait qu'il n'exige la fabrication et la mise en stock que d'une seule pièce, la préforme, au lieu des deux pièces 1 et 2, et qu'il simplifie du même coup la mise en place de ces pièces dans le moule. La présente invention fournit aussi un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, remarquable en ce qu'il comprend a) des moyens de réalisation de ladite préforme, b) un moule comportant au moins deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre entre une position d'ouverture et une position de fermeture, ce moule comportant bl) des moyens pour recevoir ladite préforme dans une position prédéterminée, b2) des moyens de butée disposés de manière à venir en prise avec ladite préforme pendant la fermeture du moule pour casser ledit moyen frangible et disposer lesdites pièces mécaniques dans leur position finale d'assemblage en fin de fermeture du moule et b3) des moyens définissant une cavité de moulage de ladite pièce de liaison après fermeture du moule et fixation desdites pièces mécaniques dans leur position finale d'assemblage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel: - les figures 1 et 2 sont des schémas illustrant la technique antérieure décrite en préambule de la présente description, - les figures 3 à 5 sont des vues en coupe schématiques représentant un mode de réalisation du dispositif suivant l'invention, adapté à la fabrication d'un ensemble de support anti-vibrations, - les figures 6 et 7 sont des schémas, en plan et en coupe respectivement, d'un autre ensemble de support anti-vibrations conçu pour être fabriqué par le procédé suivant l'invention, et - les figures 8 à 11 représentent schématiquement un dispositif suivant l'invention adapté à la fabrication de l'ensemble des figures 6 et 7. Dans les figures 3 à 11, des références numériques, éventuellement affectées d'un "prime" ou d'un "seconde", identiques à des références utilisées sur les figures 1 et 2, repèrent des éléments ou organes identiques ou similaires. On se réfère aux figures 3 à 5 du dessin annexé pour décrire le procédé suivant l'invention, appliqué à la fabrication d'un ensemble mécanique anti-vibrations conforme à celui représenté à la figure 1. Dans une première étape du procédé suivant la présente invention, on réalise une pièce, ou préforme, comportant deux parties assemblées l'une à l'autre par un moyen tel qu'une liaison frangible 10, ces deux parties prenant respectivement la forme des pièces 1 et 2 de l'ensemble de la figure 1, comme cela apparaît à la figure 3 qui représente une vue en coupe d'un moule 11,12 dans lequel on fabrique cette préforme (1,2,10). Cette liaison frangible peut être constituée par un ou plusieurs ponts minces venus de matière avec les pièces 1 et 2 et reliant celles-ci entre la périphérie extérieure de la pièce 1 et la périphérie intérieure du trou 4. Comme cela apparaît à la figure 3, dans la préforme (1,2,10) la pièce 1 en forme de bague occupe une position, sur l'axe X du trou 4, qui est écartée de la position occupée par cette pièce dans la position finale d'assemblage des pièces 1 et 2 représentée à la figure 1, position dans laquelle les centres de la pièce 1 en forme de bague et du trou 4 sont confondus. On se réfère maintenant aux figures 4 et 5 du dessin annexé pour décrire la suite du procédé de fabrication suivant l'invention et expliquer la présence de la caractéristique explicitée ci-dessus de la préforme (1,2,10) utilisée dans la présente invention. Cette préforme ayant été réalisée, on introduit celle-ci dans un moule 7',8' ouvert à cet effet (voir figure 4), et comportant un doigt 13 dont l'extrémité est conformée pour passer dans la bague 1, de manière à constituer un moyen de réception et de centrage de la préforme dans le moule (7',8'). Les faces en regard 14,15 des deux parties 7',8' du moule sont conformées de manière à définir une surface de butée 16 généralement annulaire agencée pour venir en prise avec la bague 1, comme illustré à la figure 4, pendant une fermeture du moule 7',8' qui suit la mise en place de la préforme (1,2,10). La pression alors exercée par la surface de butée 16 sur la bague 1 est transmise à la liaison frangible 10 qui se brise en libérant alors la bague 1. La suite du mouvement de fermeture du moule fait glisser alors la bague 1 sur le doigt 13 jusqu'à ce que cette bague soit arrêtée par une paroi 17 (voir figure 5) d'une cavité 18 de moulage conformée pour recevoir une injection d'un matériau thermoplastique à l'état fluide propre à constituer, après durcissement, la pièce élastique de liaison 3 représentée à la figure 1. La paroi 17 est agencée pour définir avec précision la position finale d'assemblage des pièces 1 et 2. On sort finalement l'ensemble mécanique (1,2,3) tel que représenté à la figure 1, du moule 7',8', par actionnement du doigt 13 par exemple, agissant alors en éjecteur. En choisissant pour réaliser la pièce 3, ainsi obtenue par surmoulage des pièces 1 et 2, un matériau thermoplastique présentant après durcissement une élasticité convenable, tel qu'un élastomère thermoplastique par exemple, on assure l'isolement vibro- acoustique des pièces 1 et 2, en filtrant par exemple des vibrations engendrées par un moteur et transmises à un organe 6 de fixation de ce moteur (voir figure 1) sur la pièce 2 constituant alors un support pour ce moteur. Il apparaît maintenant que la présente invention permet de réaliser l'ensemble mécanique (1,2,3) en partant d'une préforme (1,2,10) monobloc et non de deux pièces 1,2 non liées l'une à l'autre, cette préforme pouvant être elle-même fabriquée en une seule opération de moulage par injection. On réduit ainsi le nombre des pièces à fabriquer et à mettre en stock, puis à manipuler lors de la fabrication de l'ensemble (1,2,3) ce qui réduit avantageusement le prix de revient de fabrication de cet ensemble, conformément au but poursuivi par la présente invention. On se réfère maintenant aux figures 6 à 11 du dessin annexé pour décrire une autre application du procédé suivant l'invention. Il s'agit de réaliser l'ensemble mécanique représenté aux figures 6 et 7, constitué par une cage 21 servant de guide pour un contact en charbon destiné à frotter sur un rotor 24 de moteur électrique, cette cage étant montée sur une platine de support 22 par l'intermédiaire d'une pièce de liaison 23 en un matériau élastique surmoulé, propre à filtrer la transmission de vibrations entre la cage 21 et la platine 22. La cage 21, de forme tubulaire, à section droite sensiblement carrée comme représenté sur la vue en coupe de la figure 7 prise suivant le trait de coupe VII-VII de la figure 6, reçoit un bâtonnet en charbon (non représenté) de forme complémentaire, qui coulisse dans la cage en étant pressé par un ressort (non représenté) qui le charge axialement contre le rotor 24. Le frottement du bâtonnet contre un corps en rotation rapide tel que ce rotor est susceptible de faire vibrer ce bâtonnet. La pièce 23 a pour but d'empêcher la transmission de ces vibrations à la platine 22. Comme pour l'ensemble (1,2,10) des figures 3 à 5, on réalise d'abord une préforme (21,22,20i) telle que représentée en vue en plan à la figure 8, dans un moule 11',12' représenté schématiquement en coupe à la figure 9. Dans cette préforme, les pièces 21 et 22 sont réunies en une pièce monobloc par des pattes frangibles 20i (i de 1 à 4 dans le mode de réalisation représenté). La pièce ou cage 21 est écartée, dans la préforme, de sa position finale d'assemblage, comme cela apparaît en comparant les figures 7 et 9. Après extraction du moule 11',12', la préforme (21,22,20i) est placée (voir figure 10) dans un autre moule (7",8") en vue du surmoulage de la pièce de liaison 23 en un matériau élastique, sur les pièces 21 et 22. Lors de la fermeture du moule (11',12'), une surface de butée 26 du moule vient presser la pièce 21 et casser les pattes 20i pour que la pièce 21 puisse venir dans sa position finale d'assemblage avec la platine 22, représentée à la figure 11. Dans sa position de fermeture, le moule 7",8" délimite une cavité 28 conforme à la pièce 23, cavité dans laquelle on injecte alors un matériau thermoplastique à l'état fondu pour former cette pièce 23, de manière analogue à celle utilisée pour réaliser la pièce 3 de l'ensemble fabriqué selon le procédé illustré par les figures 3 à 5. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'invention peut trouver application à la suspension de tout appareil ou organe générant ou transmettant des vibrations, et non seulement à la suspension d'un moteur électrique ou de cages de balais de contact électrique pour un tel moteur. C'est ainsi encore que la préforme utilisée dans l'invention pourrait être réalisée autrement que par moulage, par exemple par emboutissage, usinage, etc... Plus généralement encore, l'invention n'est pas limitée à la réalisation de suspensions anti-vibrations, comportant une pièce de liaison en un matériau élastiquement déformable. La pièce de liaison peut avoir une fonction autre, par exemple une fonction d'isolation électrique ou thermique des pièces qu'elle assemble et être alors réalisée en un matériau électriquement ou thermiquement isolant, respectivement, par exemple. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un ensemble mécanique (1,2,3; 21,22,23) comprenant au moins deux pièces mécaniques (1,2; 21,22) assemblées par une pièce mécanique de liaison réalisée en un matériau moulable, caractérisé en ce que: a) on réalise une préforme (1, 2,10; 21,22,20i) des deux pièces mécaniques (1,2; 21,22), dans laquelle ces deux pièces sont assemblées par au moins un moyen frangible (10, 20i), dans une position relative écartée de leur position finale d'assemblage, b) on ouvre un moule (7',8'; 7",8") en deux parties propre à réaliser ladite pièce de liaison par surmoulage desdites pièces mécaniques et on installe ladite préforme (1,2,10; 21,22,20) dans ledit moule (7',8'; 7",8") de manière que, lors de sa fermeture ultérieure, le moule brise ledit moyen frangible (10; 20i) et entraîne lesdites pièces mécaniques dans leur position finale d'assemblage, et c) on ferme le moule (7',8'; 7",8") et on injecte ledit matériau moulable dans le moule pour constituer ledit ensemble mécanique. 2. Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau moulable est propre à constituer une pièce de liaison (3; 23) élastiquement déformable. 3. Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on réalise ladite préforme (1,2,10; 21,22,20i) par moulage. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend: a) des moyens (11,12; 11',12') de réalisation de ladite préforme (1,2,10; 21,22,20i), b) un moule comportant au moins deux parties mobiles (7',8'; 7",8") l'une par rapport à l'autre entre une position d'ouverture et une position de fermeture du moule, ce moule comportant bl) des moyens pour recevoir ladite préforme (1,2,10; 21,22,20i) dans une position prédéterminée, b2) des moyens de butée (16; 26) disposés de manière à venir en prise avec ladite préforme (1,2,10; 21,22,20i) pendant la fermeture du moule pour casser ledit moyen frangible (10 20i) et disposer lesdites pièces mécaniques (1,2; 21,22) dans leur position finale d'assemblage en fin de fermeture du moule (7',8'; 7",8") et b3) des moyens définissant une cavité (18; 28)de moulage de ladite pièce de liaison apres fermeture du moule et fixation desdites pièces mécaniques (1,2; 21,22) dans leur position finale d'assemblage. 5. Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour injecter dans ladite cavité (18; 28) un matériau propre à constituer une pièce de liaison (3; 23) élastiquement déformable après moulage. 6. Ensemble mécanique obtenu par la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que ladite pièce de liaison (3; 23) est conçue pour assurer le découplage desdites pièces mécaniques vis-à- vis de vibrations subies par l'une ou l'autre desdites pièces (1,2; 21,22). 7. Ensemble conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que ladite pièce de liaison prend la forme d'une bague élastique (3) surmoulée sur la périphérie d'une bague rigide (1) constituant l'une desdites pièces mécaniques, cette bague rigide étant solidaire d'un organe (6) monté sur un support (2) constitué par l'autre desdites pièces mécaniques. l 8. Ensemble conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que ladite bague (3) est solidaire d'un moteur électrique. 9. Ensemble conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites pièces mécaniques (21,22) sont respectivement une cage (21) de charbon de moteur électrique et une platine (22) de support de ladite cage (21).