Brevet FR2829628A1 — publié le 20030314

La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une pièce métallique comprenant un insert métallique avec une partie active prolongée par une partie de base sur laquelle est moulée une matière plastique. Elle concerne également une pièce métallique comprenant au moins un insert métallique présentant une partie active prolongée par une partie de base destinée à être surmoulée avec une matière plastique par la mise en oeuvre du procédé précité, ainsi qu'un appareillage électrique comprenant une telle pièce métallique dont au moins la broche conductrice de courant comprend sur sa partie de base une matière plastique moulée conformément au procédé précité. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de la fabrication d'appareillages électriques, tels que des prises électriques ou des fiches mâles, réalisés à de grandes cadences de production. On connaît déjà un procédé tel que précité, selon lequel, en référence à la figure 1, on positionne l'insert métallique 3 dans une cavité 2 d'un moule formé de deux parties 1A, 1B, on ferme ledit moule 1A, 1B sur ledit insert métallique 3 en réalisant à la jonction entre sa partie active 3A et sa partie de base 3C une étanchéité, et on injecte la matière plastique 4 dans ladite cavité du moule, du côté de la partie de base 3C de l'insert métallique 3, afin de mouler ladite matière plastique 4 sur ladite partie de base 3C. Comme le montre la figure 1, l'étanchéité est ici réalisée par la coopération d'un épaulement 3B formé à la jonction entre la partie de base 3C et la partie active 3A de l'insert métallique 3, et un épaulement complémentaire réalisé dans une partie interne du moule 1A, 1 B. Ainsi, lorsque la matière plastique est injectée dans la cavité du moule, du côté de la partie de base 3C de l'insert métallique 3, elle ne peut pas fluer sur la partie active 3A, ce qui est recherché. Le procédé précité présente cependant comme principal inconvénient le fait que, pour réaliser l'épaulement à la jonction de la partie active et de la partie de base de l'insert métallique, il est nécessaire de décolleter ledit insert au niveau de sa partie de base, cette opération de décolletage étant relativement longue et engendrant un surcoût de fabrication. Au surplus, on utilise généralement pour un tel insert métallique du laiton de décolletage qui contient du plomb, ce matériau n'étant pas toléré dans certains pays compte tenu de leurs normes d'environnement. On connaît également un autre procédé du type précité, selon lequel, en référence à la figure 2, on réalise l'étanchéité en déformant localement la partie de base 3C de l'insert métallique 3 qui se présente ici sous la forme d'un tube. Pour ce faire, on introduit, dans la cavité du moule 1A, 1B, une broche de forme 5 qui vient pénétrer la partie de base 3C de l'insert métallique 3 pour la courber vers l'extérieur et former ainsi un obstacle à la matière plastique 4 injectée dans la cavité après la fermeture du moule. Toutefois, un tel procédé présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, il nécessite des mouvements complexes des différents éléments de l'outillage. De plus, il nécessite des efforts importants de fermeture des parties de moule dus à la déformation locale de l'insert métallique. Enfin, il engendre des ajustements de mise en oeuvre des différents éléments de l'outillage qui sont difficiles à tenir à une grande cadence de production. On observe alors avec un tel procédé des risques d'usure prématurée de l'outillage utilisé, voire même dans certains cas la casse de cet outillage. Afin de résoudre l'ensemble des inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose un nouveau procédé de réalisation d'une pièce métallique comprenant un insert métallique avec une partie active prolongée par une partie de base sur laquelle est moulée une matière plastique, qui est simple à mettre en oeuvre, qui ne nécessite pas des mouvements compliqués dans l'outillage utilisé, qui ne nécessite pas également une mise au point compliquée de l'outillage, et qui peut donc être mise en oeuvre pour la réalisation de pièces métalliques à de grandes cadences de production. Plus particulièrement, selon l'invention, il est proposé un procédé de réalisation d'une pièce métallique comprenant un insert métallique avec une partie active prolongée par une partie de base sur laquelle est moulée une matière plastique, procédé selon lequel on positionne ledit insert métallique dans une cavité d'un moule, on ferme ledit moule sur ledit insert métallique en réalisant à la jonction entre ladite partie active et ladite partie de base une zone d'étanchéité, et on injecte la matière plastique dans ladite cavité du moule, du côté de ladite partie de base de l'insert métallique, afin de mouler ladite matière plastique sur ladite partie de base. Ce procédé est caractérisé en ce que, lors de la fermeture du moule, une partie interne du moule prend appui, selon au moins une ligne de contact, sur une surface de forme conique prévue sur ledit insert métallique à la jonction entre ladite partie de base et ladite partie active pour réaliser ladite zone d'étanchéité. D'autres caractéristiques, non limitatives et avantageuses du procédé de réalisation selon l'invention, sont les suivantes : - lesdites surfaces de forme conique mises en appui présentent le même angle au sommet ; - ledit angle au sommet desdites surfaces coniques est de l'ordre de 450 ; - lors du positionnement de l'insert métallique dans la cavité du moule, ledit insert métallique est centré dans ladite cavité par l'intermédiaire d'une broche de moule sur laquelle est enfilé l'insert métallique préalablement à son introduction dans ladite cavité du moule. L'invention propose également une pièce métallique comprenant au moins un insert métallique présentant une partie active prolongée par une partie de base destinée à être moulée avec une matière plastique par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Cette pièce métallique est caractérisée en ce que l'insert métallique comporte à la jonction entre ladite partie active et ladite partie de base une surface de forme conique sur laquelle est destinée à prendre appui, lors de la fermeture du moule dans lequel ledit insert métallique est introduit, une partie interne du moule pour réaliser à cette jonction une zone d'étanchéité. Selon d'autres caractéristiques de cette pièce métallique : - ladite surface de forme conique a son sommet orienté vers la partie active dudit insert métallique de sorte que ladite partie de base est en saillie par rapport à ladite partie active ; - ledit insert métallique comprend un logement axial interne qui débouche vers l'extérieur du côté de ladite partie de base et à nnteneur auquel une broche ae moule est destines a eire introduite pour l'introduction et le centrage dudit insert métallique dans ledit moule ; - ledit insert métallique est une broche conductrice de courant d'un appareillage électrique obtenue par frappe à froid et sertie sur une partie métallique emboutie. On entend par broche conductrice de courant par exemple une broche de terre d'une prise de courant ou une broche de pôle d'une fiche mâle. Enfin, l'invention propose un appareillage électrique comprenant une pièce métallique selon l'invention dont chaque broche conductrice de courant comprend sur sa partie de base une matière plastique moulée conformément au procédé selon l'invention. Cet appareillage électrique est caractérisé en ce que la surface de forme conique de ladite broche conductrice de courant dépasse de ladite matière plastique moulée qui forme un manchon cylindrique entourant ladite partie de base et présentant à une extrémité une partie de forme conique prolongeant ladite surface de forme conique de ladite broche conductrice de courant. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 représente, de façon schématique, une étape d'un procédé selon l'état de la technique ; - la figure 2 représente, de façon schématique, une étape d'un autre procédé selon l'état de la technique ; - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'un insert métallique d'une pièce métallique selon l'invention, avec un arrachement partiel axial et une broche de moule introduite à l'intérieur de l'insert métallique conformément au procédé selon l'invention ; - la figure 4 est une vue partielle en coupe du moule utilisé dans le procédé conforme à l'invention dans lequel est introduit l'insert métallique représenté sur la figure 3, et est injectée de la matière plastique ; - la figure 5 est une vue de détail de la zone d'étanchéité réalisée entre l'insert métallique et le moule conformément au procédé selon l'invention ; et - la figure 6 est une vue schématique en perspective d'une partie d'une prise électrique selon l'invention. Sur la figure 6, on a représenté partiellement une prise électrique qui comprend une pièce métallique 300 dont une partie est obtenue de manière classique par emboutissage d'une bande métallique pour former d'une seule pièce des languettes 301,302, 304 de raccordement aux pôles et à la terre ainsi que deux bornes de connexion électrique 305 dans lesquelles sont destinées à s'enficher des broches de connexion électrique d'une fiche. Les deux bornes de connexion électrique 305 sont bien entendu raccordées aux languettes 301 et 304 de raccordement au neutre et à la phase. Sur cette partie métallique est serti un insert métallique 100 qui constitue une broche conductrice de courant ici la broche de terre. Cet insert métallique 100 est obtenu avantageusement par un procédé de frappe à froid. Comme le montre plus particulièrement la figure 3, l'insert métallique 100 présente une forme globalement cylindrique autour d'un axe X et comporte une partie active 101 destinée à établir le contact électrique avec la borne de raccordement à la terre de la fiche, et une partie de base 102 qui prolonge ladite partie active 101, et sur laquelle est destinée à être moulée une matière plastique 10 (voir figure 6) conformément à un procédé décrit ultérieurement. L'insert métallique 100 comprend en outre une partie de sertissage 104 et, à la jonction entre la partie de sertissage 104 et la partie de base 102, il porte une collerette (non référencée). Comme le montre plus particulièrement la figure 3, l'insert métallique 100 comporte à la jonction entre sa partie active 101 et sa partie de base 102 une surface de forme conique 103 dont le sommet est orienté vers ladite partie active 101 de sorte que ladite partie de base 102 est en saillie par rapport à ladite partie active 101. En outre, l'insert métallique 100 comporte un logement 105, qui s'étend axialement à l'intérieur dudit insert métallique 100, et qui débouche vers l'extérieur du côté de la partie de base 102. Comme le montre la figure 6, la pièce métallique 300 comporte un surmoulage d'une matière plastique pour former un boîtier 12 muni d'un couvercle 13 qui pivote sur le boîtier 12 par l'intermédiaire d'une charnière 14 venant de formation avec ledit boîtier 12. Le couvercle 13 comporte des ouvertures 15,16 qui, lorsqu'il est fermé sur le boîtier 12, viennent en correspondance avec les bornes de connexion électrique 305 de la pièce métallique 300 et au travers desquelles les broches de connexion électrique d'une fiche ont accès auxdites bornes de connexion électrique 305. Le boîtier 12 et son couvercle 13, ainsi que les différents aménagements de ceux-ci étant bien connus, ils ne seront pas ici décrits dans le détail. Comme le montre la figure 6, la partie de base 102 de l'insert métallique 100 est recouverte d'une matière plastique 10 moulée qui vient de formation avec le boîtier 12 et le couvercle 13 par la mise en oeuvre d'un procédé qui va être décrit ultérieurement en référence principalement aux figures 4 et 5. Il est à noter que ladite surface de forme conique 103 de l'insert métallique 100 de la prise électrique représentée sur la figure 6, dépasse de ladite matière plastique 10 moulée qui forme un manchon cylindrique entourant la partie de base 102 et présentant à une extrémité une partie de forme conique 11 prolongeant ladite surface de forme conique 103 dudit insert métallique 100. Le procédé de réalisation de la pièce métallique 300 comprenant l'insert métallique 100 avec sa partie active 101 prolongée par la partie de base 102 sur laquelle est moulée la matière plastique 10, comprend une étape selon laquelle on positionne l'insert métallique 100 dans une cavité 201,202 d'un moule 200 (voir figure 4). Pour ce faire, on enfile axialement l'insert métallique 100 sur la broche de moule 205 puis l'ensemble est introduit dans la cavité 201,202 du moule. Avantageusement, lors de cette étape de positionnement, l'insert métallique 100 est centré dans la cavité 201,202 du moule 200 par l'intermédiaire de la broche de moule 205 introduite dans le logement 105 s'étendant axialement à l'intérieur de l'insert métallique 100 (voir figure 3). Puis, selon une étape ultérieure, on ferme le moule 200 sur l'insert métallique 100 en réalisant à la jonction entre sa partie active 101 et sa partie de base 102 une zone d'étanchéité 20 afin d'isoler une partie 201 de la cavité accueillant la partie active 101 de l'insert métallique 100 de l'autre partie 202 de la cavité accueillant la partie de base 102 de l'insert métallique 100 (voir figures 4 et 5). Puis, dans une étape suivante, on injecte la matière plastique 10 dans ladite cavité 202 dudit moule 200 afin de mouler ladite matière plastique 10 sur ladite partie de base 102 et obtenir le manchon représenté sur la figure 6. Lors de cette injection, la matière plastique 10 est empêchée par la zone d'étanchéité 20 de fluer dans la cavité 201 du moule 200, ce qui est souhaitable, car la partie active 101 de l'insert métallique 100 ne doit pas être recouverte, même partiellement, de matière isolante pour être opérationnelle ultérieurement. La zone d'étanchéité 20 est obtenue selon le procédé décrit par la mise en appui d'une partie interne 203 du moule 200, selon au moins une ligne de contact, sur la surface de forme conique 103 prévue sur ledit insert métallique 100 à la jonction entre sa partie de base 102 et sa partie active 101. Ici, ladite partie interne du moule 200 est une surface de forme conique 203 qui, lors de la fermeture du moule, prend appui sur ladite surface de forme conique 103 prévue sur l'insert métallique 100. Plus particulièrement, cette surface de forme conique 203 prévue à l'intérieur du moule 200 est située à la jonction entre la partie 201 de la cavité accueillant la partie active 101 de l'insert métallique100 et la partie 202 de la cavité accueillant la partie de base 102 de l'insert métallique 100 et dans laquelle va être injectée la matière plastique 10 à mouler sur ladite partie de base 102. Il est à noter que, dès le positionnement de l'insert métallique 100 dans la cavité 201,202 du moule 200, la surface de forme conique 103 de l'insert métallique 100 vient au contact de la surface de forme conique 203 prévue à l'intérieur du moule 200. Ainsi, le centrage de l'insert métallique 100 dans la cavité 201,202 du moule 200, conformément au procédé décrit, permet avantageusement de positionner de manière précise l'insert métallique 100 dans le moule 200 et ultérieurement de fermer convenablement le moule 200 sur la surface de forme conique 103 de l'insert métallique 100. Autrement dit, le centrage de l'insert métallique 100 dans la cavité 201, 202 du moule 200 par l'intermédiaire de la broche de moule 205 permet de corriger une éventuelle mauvaise position angulaire d'une surface de forme conique 103 sur l'autre. Comme le montre plus particulièrement la figure 5, avantageusement, les surfaces de forme conique 103 et 203 mises en appui présentent le même angle au sommet, qui est égal par exemple à 45 , et elles se recouvrent en partie de telle sorte que le contact entre le moule et l'insert métallique est un contact surfacique. Lorsque le moule est fermé, l'effort d'appui du moule 200 sur la surface de forme conique 103 de l'insert métallique 100 est orienté en direction de la partie de base 102 de l'insert métallique 100, ce qui permet d'obtenir une bonne étanchéité au niveau de cette surface d'appui. Au surplus, la pression d'appui des deux surfaces de forme conique 103, 203 l'une sur l'autre est relativement importante, les déformations locales produites sur l'insert métallique 100 restant tout de même des déformations élastiques. Après la fermeture du moule, il suffit d'injecter la matière plastique 10 dans la cavité 202 du moule 200 de façon à ce qu'elle la remplisse et recouvre en même temps la partie de base 102 de l'insert métallique 100. Après refroidissement, la pièce surmoulée est retirée du moule. Il est à préciser que la pièce métallique 300 est moulée en bande, c'est-à-dire qu'elle fait partie d'une bande métallique comprenant une pluralité de pièces métalliques 300 portant une pluralité d'inserts métalliques 100 qui sont surmoulés simultanément. Après surmoulage, les différentes pièces identiques sont séparées les unes des autres par découpage pour obtenir des pièces individuelles telles que celle représentée sur la figure 6. La présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. En particulier, l'insert métallique surmoulé avec la matière plastique peut être une broche de phase ou de neutre d'une fiche mâle ou encore une broche de terre d'une fiche mâle aux normes anglo-saxonnes. On peut également prévoir que la pièce métallique selon l'invention comprenne plusieurs inserts métalliques surmoulés, tels que des broches de pole. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une pièce métallique (300) comprenant un insert métallique (100) avec une partie active (101) prolongée par une partie de base (102) sur laquelle est moulée une matière plastique (10), procédé selon lequel on positionne ledit insert métallique (100) dans une cavité (201,202) d'un moule (200), on ferme ledit moule (200) sur ledit insert métallique (100) en réalisant à la jonction entre ladite partie active (101) et ladite partie de base (102) une zone d'étanchéité (20), et on injecte la matière plastique (10) dans ladite cavité (201,202) du moule (200), du côté de ladite partie de base (102) de l'insert métallique (100), afin de mouler ladite matière plastique (10) sur ladite partie de base (102), caractérisé en ce que, lors de la fermeture du moule (200), une partie interne (203) du moule (200) prend appui, selon au moins une ligne de contact, sur une surface de forme conique (103) prévue sur ledit insert métallique (100) à la jonction entre ladite partie de base (102) et ladite partie active (101) pour réaliser ladite zone d'étanchéité (20). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie interne (203) du moule (200) est une surface de forme conique qui, lors de la fermeture du moule (200), prend appui sur ladite surface de forme conique (103) prévue sur ledit insert métallique (100). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites surfaces de forme conique (103,203) mises en appui présentent le même angle au sommet. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit angle au sommet desdites surfaces coniques (103,203) est de l'ordre de 45 . 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, lors du positionnement de l'insert métallique (100) dans la cavité (201,202) du moule (200), ledit insert métallique (100) est centré dans ladite cavité (201,202) par l'intermédiaire d'une broche de moule (205) sur laquelle est enfilé l'insert métallique (100) préalablement à son introduction dans ladite cavité (201,202) du moule (200). 6. Pièce métallique (300) comprenant au moins un insert métallique (100) présentant une partie active (101) prolongée par une partie de base (102) destinée à être surmoulée avec une matière plastique par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'insert métallique (100) comporte à la jonction entre ladite partie active (101) et ladite partie de base (102) une surface de forme conique (103) sur laquelle est destinée à prendre appui, lors de la fermeture du moule (200) dans lequel ledit insert métallique (100) est introduit, une partie interne (203) du moule (200) pour réaliser à cette jonction une zone d'étanchéité (20). 7. Pièce métallique (300) selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite surface de forme conique (103) a son sommet orienté vers la partie active (101) dudit insert métallique (100) de sorte que ladite partie de base (102) est en saillie par rapport à ladite partie active (101). 8. Pièce métallique (300) selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que ledit insert métallique (100) comprend un logement (105) axial interne qui débouche vers l'extérieur du côté de ladite partie de base (102) et à l'intérieur duquel une broche de moule (205) est destinée à être introduite pour l'introduction et le centrage dudit insert métallique (100) dans ledit moule (200). 9. Pièce métallique (300) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que ledit insert métallique (100) est une broche conductrice de courant d'un appareillage électrique obtenue par frappe à froid et sertie sur une partie métallique emboutie. 10. Appareillage électrique comprenant une pièce métallique (300) selon la revendication 9 dont chaque broche conductrice de courant (100) comprend sur sa partie de base une matière plastique (10) moulée conformément au procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite surface de forme conique (103) de ladite broche conductrice de courant (100) dépasse de ladite matière plastique (10) moulée qui forme un manchon cylindrique entourant ladite partie de base et présentant à une extrémité une partie de forme conique (11) prolongeant ladite surface de forme conique (103) de ladite broche conductrice de courant (100).