Brevet FR2837663A3 — publié le 20030926

FR 2837663 A3 20030926 FR 0203573 A 20020322 permettre un câblage aisé de la carte. - La présente invention concerne la conception et la réalisation d'une structure de botier pour du matériel électrique et un procédé de fabrication d'un tel botier. On trouve de manière courante sur le marché des appareillages électriques à installer (le plus souvent sur des parois ou dans des armoires) tels que des commutateurs, des porte fusibles, des prises de courant, des commutateurs à poussoir et des transformateurs qui sont montés selon de nombreuses combinaisons o à l'intérieur d'armoires qui, conformément aux normes usuelles, doivent assurer un certain degré de protection contre la poussière, i'eau et les chocs. Ces botiers ont été réalisés jusque maintenant en matériaux métalliques (par assemblage ou par moulage sous pression) et en matières plastiques moulées (thermoplastiques ou thermodurcissables). Dans ce dernier cas, il est facile d'obtenir l'isolation électrique vis-à-vis de l'extérieur des composants électriques contenus dans le botier. Dans le cas de matières thermoplastiques, les fabricants fabriquent généralement ces o botiers par moulage d'une résine qui, pour cette application spécifique, fournit le meilleur compromis entre le coût et les caractéristiques chimiques et mécaniques. Dans ce but, on utilise des machines de moulage par injection (pour créer des structures sol ides) ou des machines de moulage par rotomoulage ou à coinjection de gaz (pour créer des structures présentant un intérieur creux). Dans le cas du moulage par injection, il y a des limites en ce qui concerne l'épaisseur des parois en dessous desquelles il se produit des cavités de retrait inacceptables et des déformations. En so outre, le poids et, par conséquent, le coût de fabrication de l'articie réalisé augmentent de manière proportionnelle. Pour pouvoir fournir un produit manufacturé qui présente une rigidité suffisante, il est nacessaire de prévoir des nervures de renforcement approprises sur l' ensemble de la partie i ntéri eure des structures et cela complique considérablement leur conception et la créstion des mojuies adaptés. Le mou l age par rotomou l age ou par co i nJection de gaz convient seulement pour des structures de grandes dimensions pour lesquelles il est possible de laisser une zone creuse à 1'intérieur de la structure. En particulier, on utilise usuellement le rotomoulage pour des moules qui ont une seule taille tout en ayant la nécessité d'éliminer des coulures et des bavures. Par conséquent, le coût de l'objet fabriqué est élevé. o En outre, le rotomoulage est limité à l'utilisation de quelques matières telles que le polyéthylène (en poudre) et ses dérivés. De plus, le moulage par coinjection de gaz ne permet pas le moulage simultané sur des moules ayant plusieurs empreintes à cause de la difficulté à obtenir que le gaz parvienne aux points les plus éloignés du moule et cela a pour conséquence des coûts élevés par unité de production. En outre, le rotomoulage requiert des moules complexes qui ont des canaux de circulation pour le gaz et des machines o spéciales comportant un dispositif de stockage du gaz et des unités de distribution. Dans le cas des structures de botier pour du matériel électrique qui sont fabriquses par moulage de matière thermodurcissable, on peut obtenir de bonnes caractéristiques de :5 rigidité mécanique (meilleures, pour la même épaisseur, qu'avec des matières thermoplastiques). Mais ces structures ont l'inconvénient d'être coûteuses du point de vue de la matière et de la transformation, ainsi que d'être difficiles à recycler. L'objet de la présente invention est d'éliminer les :so inconvénients de la technique antérieure citée plus haut tout en fournissant une structure de botier de matériel électrique qui soit de faible coût et facile à fabriquer. Un autre objet de la présente invention est de fournir une telle structure pour le botier de matériel électrique qui soit compacte et qui présente un degré élevé de rigidité et une épaisseur considérable. Encore un autre objet de la présente invention est de fournir une telle structure pour le botier de matériel électrique qui so it i solante, fonctionnel l e et qu i possède de bonnes caractéristiques esthétiques. Ces objets sont réalisés, conformément à l' invention, par les caractéristiques indiquées dans la structure de botier conforme o à la revendication 1 et dans le procédé conforme à la revendication 9. Des modes de réalisation avantageux de l'invention ressortiront des revendications dépendantes. La structure de botier pour du matériel électrique conforme à 1'invention comprend une coquille externe constituée d'une matière thermoplastique, telle qu'une résine, de première qualité ayant de bonnes caractéristiques mécaniques et esthétiques et d'un noyau enfermé à l' intérieur de la coqui l le et constitué par une matière thermoplastique, tel le qu' une résine, de qualité inférieure et de coût o plus faible que celui de la matière thermoplastique de première qual ité. La matière de première qualité est avantageusement constituée par du polybutyletéréphtalate ou un polyester. La matière de qualité inférieure peut être une matière de qualité inférieure de faible coût, en particulier du polypropylène (PP) Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite matière de qualité inférieure comporte un additif constitué par un composé moussant sous forme gazeuse. o Selon encore une autre caractéristique de l' invention, la structure est obtenue par moulages simultanés. La structure de botier pour matériel électrique est fabriquse, de préférence, par moulage par injection, en particulier par moulage à coinjection. En particulier, la structure est obtenue au moyen d'une seule charge d'injection dans un moule ouvrable, au moyen d'une machine de moulage, d'une résine thermoplastique du type à coinjection. On injecte tout d'abord dans le moule la matière de première qualité fondue, qui adhère aux parois du moule pour former la coquille dans le moule et on injecte ensuite la matière de qualité inférieure avec un agent moussant sous forme gazeuse de o telle manière qu'elle puisse se propager dans ia coquille de manière à améliorer la compacité et à éviter la formation de cavités. Avantageusement, ladite matière de première qualité est injectée à une température de fusion plus élevée par rapport à la température de fusion à laquelie ladite matière de qualité inférieure s est injectée. L'invention a également pour objet un procédé pour la production d'une structure de botier pour du matériel électrique, caractérisé en ce que l'on prévoit le moulage par injection simultanée d'une matière thermoplastique de première qualité et o d'une matière thermoplastique de qualité inférieure de telle manière que ladite matière de première qualité forme une coquille de la structure et que ladite matière de qualité inférieure forme un noyau enfermé dans ladite coquille. Avantageusement, ledit moulage par coinjection consiste à s injecter tout d'abord la matière de première qualité et ensuite la matière de qualité inférieure dans un moule à ouverture. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite matière de première qualité est injectée à température élevée et ladite matière de qualité inférieure est injectée à une température :o plus basse que la température d' injection de la matière de première qualité. Selon encore une autre caractéristique de l' invention, pendant l' injection dans le moule, on ajoute un composé moussant sous forme gazeuse à ladite matière de qualité inférieure. La structure de base pour matériei électrique conforme à l'invention présjente des avantages variés. En premier lieu, il y a une réduction considérable des coûts de fabrication par comparaison avec les structures de l'art antérieur s qui sont fabriquées avec une seule matière. En fait, pour la production d'une pièce, on peut utiliser un pourcentage de matière de qualité inférieure à faible coût compris entre 40 et 60 %. Ceci offre la possibilité de fabriquer des structures très épaisses qui ont donc de bonnes caractéristiques mécaniques sans o avoir à prévoir des nervures de renforcement et des portes de déchargement pour le retrait de la matière. Cela entrane une simplification supplémentaire dans la conception de la structure et des moules. De plus, I'addition d'un agent moussant sous forme gazeuse à la matière de qualité inférieure permet d'éviter la formation de cavités de retrait dans la matière qui se produisent dans des structures conformes à l'art antérieur qui sont obtenues par indection d'une seule matière. Les caractéristiques de résistance aux agents chimiques, o de dureté et de finition des surfaces sont fournies exclusivement par la matière utilisse pour la coquille. En outre, les structures fabriquées conformément à l' invention ont une bonne contribution contre la pollution du fait que le produit usagé peut être recyclé. s D'autres caractéristiques de l' invention ressortiront de la description détaillée suivante qui concerne un mode de réalisation fourni à titre d'exemple non limitatif, en faisant référence aux figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 est une vue en perspective montrant un botier so pour matériel électrique conforme à l'invention; et la figure 2 est une vue de détail à grande échelle du botier de la figure 1, en section le long des plans de section indiqués par les flèches li-li de la figure 1. La structure de base pour matériei électrique conforme à l'invention sera décrite à l'aide des figures. Le botier est constitué d'un châssis de base 3 et d'un couvercle 4. Une douille 1 et un s commutateur de marchelarrêt 2 sont prévus sur la paroi extérieure du couvercle 4. La douille 1 comporte une embase adaptée pour recevoir une fiche. L'embase de la douille 1 peut être recouverte par un capot 10 qui est articulé sur la face extérieure de la douille 1. Le commutateur 2 comporte un bouton qui peut être tourné o par l'utilisateur. Comme cela est représenté sur la figure 2, la base 3 est constituée d'une coquille extérieure 5 et d'un noyau 6 qui est contenu à l'intérieur de la coquille extérieure 5. La coquille extérieure est réalisée en une matière de première qualité qui s fournit de bonnes caractéristiques physiques et esthétiques. A titre d'exemple on peut utiliser, en tant que matière de première qualité, une matière plastique telle que le polybutyletérépÈtalate ou un polyester. Le ncyau intérieur 6 est. quant à lui, réalisé en une matière o de qualité inférieure qui a un coût plus faible que celui de la matière de première qualité. A titre d'exemple, on peut utiliser un polypropylène de faible coût en tant que matière de qualité . nféreure. Il est clair que le couvercle 4 peut être fabriqué de la même s manière, c'est-à-dire en utilisant une matière de première qualité en tant que coquille extérieure et une matière de qualité inférieure en tant que noyau. Chaque pièce constitutive, tel le que la base 3 ou le couvercle 4 qui sont nocessaires pour l' assemblage du bo tier, est so fabriquée par moulage dans un moule ouvrable comportant une empreinte dont la forme correspond à la pièce à fabriquer. En utilisant une machine de moulage pour matière thermoplastique du type à coinjection, en premier lieu, la matière de première qualité est introduite dans le moule à l'état fondu à une température élevée. Cette matière,de première qualité, qui est destinée à former la coquille 5, est déposée sur la face intérieure du moule. Au bout de quelques secondes, on injecte la matière de qualité inférieure à une température plus faible par rapport à celle de la matière de première qualité en ajoutant un composant moussant sous forme gazeuse. La matière de première qualité de la coquille 5 a tendance à se figer plus rapidement sur sa surface qui est en contact avec les o parois froides du moule. La partie intérieure de la coquille 5, qui est plus chaude que sa partie extérieure, est perforée par la matière de qualité inférieure qui constitue le noyau 6. De cette manière, la matière de première qualité qui constitue la coquille 5 est répartie selon une épaisseur faible et sensiblement constante qui est désignée par "a" sur la figure 2. Une fois que la coinjection des deux matières est terminée, la pièce est conservée dans le moule pendant la durse de temps qui est strictement nscessaire pour le refroidissement et, ensuite, en ouvrant le moule, on peut extraire la pièce terminée. o La présente invention peut faire l'objet de nombreuses variantes et modifications de détail sans, pour autant, sortir du cadre de l'invention tel qu'il est déterminé par les revendications icintes. RA07-09B.DOC MA -rev.modilices 02.07.2002 2837663 REVENDICATIONS 1. Structure de boîtier pour du matériel électrique comprenant une coquille extérieure (5) réalisée en une matière thermoplastique de première qualité, fournissant de bonnes caractéristiques de résistance aux agents chimiques, de dureté et de finition des surfaces, et un noyau (6) qui est enfermé dans ladite coquille (5), ledit noyau étant réalisé en une autre matière thermoplastique de qualité inférieure à celle dont est réalisée ladite coquille. o 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite matière de première qualité est constituée par du polybutyletéréphtalate ou un polyester. 3. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisse en ce que ladite matière de qualité s inférieure est constituée de polypropylène (P P). 4. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite matière de qualité inférieure comporte un additif constitué par un composé moussant sous forme gazeuse. o 5. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par moulage par coinjection. 6. Structure selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'el le est obten ue au moyen d'une seu le charge d' i njection dans un moule ouvrable, en utilisant une machine de moulage d'une résine thermoplastique du type à coinjection. ', RA07-09B.DOC MA -reY.modifiées 02.07.2002 2837663 7. Structure se lon la revend i cation 5 ou 6, caractérisée en ce que ladite matière de première qualité est injectée à une température de fusion plus élevoe par rapport à la température de fusion à laquelle ladite matière de qualité inférieure est injectée. s 8. Procédé pour ia production d'une structure de boîtier pour du matériel électrique, caractérisé en ce que l'on prévoit le moulage par coinjection d'une matière thermoplastique de première qualité et d'une matière thermoplastique de qualité inférieure de telle manière que ladite matière de première qualité o forme une coquille (5) de la structure et que ladite matière de qualité inférieure forme un noyau (6) enfermé dans ladite coquille (5) 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit moulage par coinjection consiste à injecter tout d'abord la matière de première qualité et ensuite la matière de qualité inférieure dans un moule à ouverture. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que ladite matière de première qualité est injectée à température élevée et en ce que ladite matière de qualité inférieure est injectée à une température plus basse que la température d' injection de la matière de première qual ité. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à , caractérisé en ce que, pendant l'injection dans le moule, on ajoute un composé moussant sous forme gazeuse à ladite matière de qualité inférieure.