Brevet FR3037525A1 — publié le 20161223

ELEMENT DE FIXATION, ENSEMBLE COMPRENANT LEDIT ELEMENT DE FIXATION, MODULE DE FACE AVANT COMPRENANT LEDIT ELEMENT DE FIXATION ET PROCEDE POUR FIXER LEDIT ELEMENT DE FIXATION Domaine de l'invention L'invention concerne un élément de fixation adapté pour être fixé dans un objet composé de matière plastique. La présente invention concerne également un ensemble comprenant ledit objet et ledit élément de fixation ainsi qu'un procédé pour fixer ledit élément de fixation, tel qu'un écrou, dans ledit objet composé de matière plastique. Etat de la technique De nos jours, dans le domaine de l'automobile, il est connu de produire un objet en matière plastique pourvu d'un élément de fixation tel qu'un écrou. Un tel élément de fixation comprend, par exemple, un pas de vis dans lequel une vis à filetage peut être fixée. Dans l'art antérieur, plusieurs procédés sont connus qui permettent de fixer un élément de fixation tel qu'un écrou dans un objet composé de matière plastique. Un des ces procédés comprend la production de l'objet en matière plastique, dans lequel l'élément de fixation est fixé sur la face externe de l'objet composé de matière plastique, et ce au cours d'une étape ultérieure. L'élément de fixation peut être chauffé et, dès lors que la température adaptée est atteinte, ledit élément de fixation est poussé à l'intérieur de l'objet composé de matière plastique. Sous l'influence de la température de l'élément de fixation, la matière plastique fond et peut ainsi recevoir ledit élément de fixation. Dès lors que la matière plastique retrouve sa température initiale, l'élément de fixation est définitivement fixé dans l'objet en matière plastique. Un procédé alternatif pour fixer un élément de fixation tel qu'un écrou dans un objet composé de matière plastique comprend l'utilisation des ultrasons. 3037525 2 L'élément de fixation est positionné sur l'objet composé de matière plastique et, grâce à une vibration obtenue à l'aide d'ultrasons, l'élément de fixation est enfoncé à l'intérieur de l'objet composé de matière plastique. 5 Les procédés utilisés pour fixer un élément de fixation sur la surface d'un objet composé de matière plastique présentent un inconvénient. En effet, la matière formant l'objet composé de matière plastique subit une transformation pendant l'introduction dudit élément de fixation sur la surface. Cette transformation résulte de l'utilisation de la chaleur ou des ultrasons pour fixer l'élément de fixation sur la 10 surface. De plus, la fixation de l'élément de fixation sur la surface d'un objet composé de matière plastique constitue une étape indépendante lors de l'obtention du produit final, ce qui prolonge le temps nécessaire au procédé et représente donc un coût 15 non négligeable. Des solutions sont connues, dans antérieur, pour lesquelles un élément de fixation, tel qu'un écrou, est positionné dans un moule dans lequel l'objet composé de matière plastique est obtenu à l'aide d'un procédé de moulage. 20 L'élément de fixation est fixé dans l'objet composé de matière plastique grâce également à un procédé de surmoulage. Les éléments de fixation fixés, à l'aide d'un procédé de surmoulage sont généralement des écrous classiques non adaptés audit procédé de surmoulage. 25 La figure 1 montre, de façon schématique, un moule 1 comprenant un élément de fixation 2 comprenant une surface plane 5 formant une des faces extérieures de l'élément de fixation 2 et adaptées pour coopérer avec un outil, tel qu'une clé, positionné à l'intérieur du moule 1. L'élément de fixation 2 peut être un écrou 30 pourvu, en son centre, d'un pas de vis. Au cours du procédé de surmoulage, le centre de l'élément de fixation 2 est obturé à l'aide d'un cylindre 3 obturé pour éviter l'introduction de matière plastique à l'intérieur de l'élément de fixation 2. La figure 1 montre, selon l'art antérieur et de façon schématique, l'introduction de la 3037525 3 matière plastique comprenant des fibres à l'intérieur d'un moule 1. La présence des fibres est représentée à l'aide des flèches 4. Comme montré sur la figure 1, pendant l'introduction de la matière plastique comprenant des fibres 4 lors du procédé de surmoulage, lesdites fibres 4 entrent en contact, au cours de leur 5 cheminement, avec la surface plane 5 et se brisent sous la force de l'impact avec ladite surface plane 5. Ainsi, les fibres 4 présentes dans le produit final sont réduites par rapport à leur longueur initiale, avant surmoulage. Le produit issu du surmoulage comporte donc des fibres dépourvues de leurs caractéristiques initiales ce qui représente un inconvénient pour l'utilisateur. 10 La figure 2 montre, selon l'art antérieur et de façon schématique, une configuration similaire à la configuration de la figure 1, sur laquelle l'élément de fixation 2 est positionné à l'intérieur du moule 1 de façon à minimiser un impact direct des fibres 4 lors de leur introduction à l'intérieur dudit moule 1. Ainsi, 15 l'élément de fixation 2 comprend une surface plane 6, de dimension réduite par rapport à la dimension de la surface plane 5 dans la figure 1. En pratique, la présence de la surface plane 6, située sur le parcours des fibres 4, entraîne toujours une rupture desdites fibres 4 entrant en contact avec ladite surface extérieure plane de l'élément de fixation 2. 20 Les figures 1 et 2 montrent un processus de surmoulage d'un élément de fixation 2, ledit élément de fixation 2 n'est pas optimisé et adapté à un tel procédé de surmoulage destiné à une fixation optimale dudit élément de fixation 2 à l'intérieur de l'objet composé de matière plastique. 25 La figure 1 montre un élément de fixation 2, de type classique, tel qu'un écrou. L'élément de fixation 2 selon l'art antérieur, fixé à l'intérieur de la surface d'un objet composé de matière plastique, n'est pas adapté pour recevoir et amortir des forces. L'élément de fixation 2 n'est également pas adapté pour transférer 30 lesdites forces en direction de l'objet composé de matière plastique au sein duquel l'élément de fixation 2 est positionné. En effet, la matière plastique de l'objet offre une résistance physique limitée au regard du matériau composant 3037525 4 l'élément de fixation. Par conséquent, le transfert des forces vers l'objet peut endommager ledit objet. A titre d'exemple, l'élément de fixation 2, tel que montré sur les figures 1 et 2, 5 comprend plusieurs angles aigus, associés à la surface plane 5 et à la surface plane 6. Si une force est exercée dans une direction radiale par rapport au centre 7, sur l'élément de fixation 2, les angles aigus entre les surfaces 5 et 6 sont soumis à des forces de grande intensité. Si une force est exercée, dans une direction axiale par rapport au centre 7, sur l'élément de fixation 2, ledit élément 10 de fixation 2 transfère de manière optimale ladite force vers l'objet composé de matière plastique et au sein duquel l'élément de fixation 2 est positionné. Cela signifie lorsqu'une force est exercée sur l'élément de fixation, il existe un risque d'endommager la matière plastique dudit objet. 15 Par conséquent, afin d'optimiser ledit procédé de surmoulage permettant de fixer l'élément de fixation dans un objet composé de matière plastique, il s'avère nécessaire de modifier les éléments de fixation et le procédé pour fixer l'élément de fixation afin d'améliorer les caractéristiques du produit final comprenant l'ensemble composé de l'élément de fixation et de l'objet composé de matière 20 plastique. Objet de l'invention 25 L'élément de fixation adapté pour être fixé dans ledit objet composé de matière plastique et le procédé pour fixer ledit élément de fixation, tel qu'un écrou, dans l'objet composé de matière plastique visent à remédier aux inconvénients des éléments de fixation tels que divulgués dans l'état de la technique, en proposant une conception améliorée d'un élément de fixation. 30 Un premier objet de la présente invention concerne un élément de fixation pourvu d'une première extrémité et d'une cavité, pour recevoir en son sein un élément complémentaire, dans lequel la cavité s'étend de la première extrémité de l'élément 3037525 5 de fixation selon une direction axiale par rapport audit élément de fixation vers une deuxième extrémité, l'élément de fixation ayant une paroi extérieure qui s'étend entre la première et la deuxième extrémité, la paroi extérieure comprenant une surface ondulée. 5 Plus particulièrement, l'élément de fixation adapté pour être fixé dans un objet composé de matière plastique, dans lequel l'élément de fixation est pourvu d'une première extrémité adaptée pour être accessible lorsque l'élément de fixation est fixé dans l'objet et d'une cavité, telle qu'un pas de vis, pour recevoir en son sein un 10 élément complémentaire, tel qu'une vis filetée, dans lequel la cavité s'étend de la première extrémité de l'élément de fixation selon une direction axiale par rapport audit élément de fixation vers une deuxième extrémité, l'élément de fixation ayant une paroi extérieure qui s'étend entre la première et la deuxième extrémité, la paroi extérieure comprenant une surface ondulée. 15 De manière avantageuse, la paroi extérieure comprend des ondulations s'étendant selon la direction radiale de l'élément de fixation. De manière avantageuse, la paroi extérieure comprend des ondulations s'étendant 20 selon une direction formant un angle aigu avec la direction axiale de l'élément de fixation. De manière avantageuse, les ondulations s'étendent sur une première partie de la paroi extérieure selon une première direction formant un angle aigu avec la direction 25 axiale de l'élément de fixation et sur une deuxième partie de la paroi extérieure selon une deuxième direction formant un angle aigu avec la direction axiale de l'élément de fixation. De manière avantageuse, la paroi extérieure est pourvue en outre d'une rainure. 30 De manière avantageuse, l'élément de fixation est pourvu d'une collerette. De manière avantageuse, l'élément de fixation est réalisé au moins en partie en métal. 3037525 6 Un deuxième objet de la présente invention concerne un ensemble formé d'un objet et d'un tel élément de fixation. Plus particulièrement, l'objet est composé de matière plastique. Un troisième objet de la présente invention concerne un module de face avant pour véhicule automobile comprenant un tel ensemble. L'objet de l'ensemble correspond notamment à la structure de support du module de face avant adaptée pour un véhicule automobile. Un quatrième objet de la présente invention concerne un procédé pour fixer un élément de fixation dans un objet, par exemple composé de matière plastique, comprenant : 15 - positionner l'élément de fixation dans un moule adapté pour recevoir une matière plastique, - obturer la cavité avec un élément d'obturation pour éviter l'entrée de la matière plastique dans ladite cavité, - remplir le moule avec de la matière plastique pour ainsi obtenir 20 l'objet en matière plastique et pour fixer l'élément de fixation dans la matière plastique. De manière avantageuse, le procédé comprend en outre une étape de: 25 - positionner l'élément de fixation dans le moule avec la première extrémité de l'élément de fixation contre ou auprès de la paroi intérieure dudit moule pour positionner l'entrée de la cavité coplanaire ou auprès de la surface extérieure de l'objet composé de matière plastique. 30 5 10 3037525 7 Brève descriptions des dessins Les but, objet et caractéristiques de la présente invention ainsi que ses avantages, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, des 5 modes de réalisation préférés d'un élément de fixation adapté pour un procédé de surmoulage selon l'invention, faite en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 montre, de façon schématique, l'introduction d'une matière plastique comprenant des fibres dans un moule selon un procédé de 10 surmoulage, selon un premier exemple de l'art antérieur, la figure 2 montre, de façon schématique, l'introduction d'une matière plastique comprenant des fibres dans un moule, selon un procédé de surmoulage, selon un deuxième exemple de l'art antérieur, la figure 3 montre, de façon schématique, un premier mode de 15 réalisation d'un élément de fixation selon l'invention, la figure 4 montre, de façon schématique, l'introduction d'une matière plastique comprenant des fibres, selon un procédé de surmoulage utilisant l'élément de fixation selon la figure 3, la figure 5 montre, de façon schématique, une vue en perspective de 20 l'élément de fixation selon la figure 3, la figure 6 montre, de façon schématique, un deuxième mode de réalisation d'un élément de fixation comprenant une collerette selon l'invention, la figure 7 montre, de façon schématique, l'élément de fixation selon la 25 figure 6, avec une première variante dudit élément de fixation, et la figure 8 montre, de façon schématique, l'élément de fixation selon la figure 6, avec une deuxième variante dudit élément de fixation. Description détaillée des modes de réalisation 30 La description détaillée ci-après a pour but d'exposer l'invention de manière suffisamment claire et complète, notamment à l'aide d'exemples, mais ne doit 3037525 8 pas être considérée comme limitant l'étendue de la protection aux modes de réalisation particuliers et aux exemples présentés ci-après. La figure 3 montre, selon une vue de face, un premier mode de réalisation d'un 5 élément de fixation 10 selon l'invention. L'élément de fixation 10 selon la figure 3 présente une forme adaptée et optimisée permettant la fixation dudit élément de fixation 10 au sein d'un objet (non montré) composé de matière plastique. Une fixation optimisée de l'élément de fixation 10 selon la figure 3 est réalisée à l'aide d'un procédé de surmoulage. L'élément de fixation 10 présente une surface 10 extérieure ondulée, montrée selon une direction radiale avec une partie concave 13 et une partie convexe 14. L'élément de fixation 10 comprend une cavité 11, plus particulièrement un taraudage ou filetage, ayant la forme d'un pas de vis, en son centre et permettant la fixation d'un élément complémentaire tel qu'une vis à filetage. La cavité 11 et la partie concave 13 sont distantes d'une épaisseur 15 minimale 12 déterminée. La cavité 11 et la partie convexe 14 sont distantes d'une épaisseur maximale 15. L'épaisseur minimale 12 est déterminée de manière à prendre en considération la résistance mécanique requise pour l'utilisation de l'élément de fixation 10. 20 Un premier avantage du mode de réalisation de l'élément de fixation 10 selon la figure 3 est expliqué en référence à la figure 4. La figure 4 montre, de façon schématique, l'introduction d'une matière plastique pourvue de fibres 400 dans un moule 100 au cours d'un procédé de surmoulage. Un élément de fixation 10 selon l'invention est fixé à l'intérieur dudit moule 100. Un cylindre 300 est 25 positionné à l'intérieur de l'élément de fixation 10 afin d'éviter l'introduction de la matière plastique à l'intérieur dudit élément de fixation 10. L'élément de fixation 10 ne comportant aucune surface plane, l'écoulement de la matière plastique pourvue de fibres 400 s'effectue sans impact desdites fibres 400 sur une surface plane. Ainsi, l'intégrité des fibres 400 est garantie lors de l'introduction de la 30 matière plastique à l'intérieur du moule 100. Le produit final à l'issue du procédé de surmoulage comprend donc un élément de fixation 10 positionné dans un objet composé de matière plastique et pourvu de fibres 400 n'ayant subi aucune altération lors de l'introduction de la matière plastique dans le moule 100. 3037525 9 Par ailleurs, le transfert des forces exercées par l'élément de fixation 10 vers la matière plastique de l'objet, sur lequel ledit élément de fixation 10 est fixé, est optimal. Après l'obtention de l'ensemble composé de l'objet en matière plastique 5 et de l'élément de fixation 10, ledit ensemble présente des avantages par rapport aux ensembles produits dans l'art antérieur, tels que montrés sur les figures 1 et 2. Selon la présente invention, si une force est exercée selon une direction radiale 10 sur l'élément de fixation 10, il n'existe pas de concentration de ladite force. Ainsi, la force exercée sur l'élément de fixation 10 est transférée de façon homogène vers la matière plastique. De ce fait, en comparaison avec l'élément de fixation 2 selon l'art antérieur, l'élément de fixation 10 selon l'invention présente donc une résistance optimale à la rupture. 15 La figure 5 montre une vue en perspective de l'élément de fixation 10 selon la présente invention. L'élément de fixation 10 présente, à ses extrémités axiales, deux surfaces planes 16, 17. L'extérieur de l'élément de fixation 10 est formé par une paroi extérieure, ou surface ondulée ou rayonnée, qui ne présente aucune 20 surface plane entre lesdites surfaces planes 16, 17 et qui s'étend selon une direction radiale de l'élément de fixation 10. L'élément de fixation 10 est pourvu d'une rainure 18 ayant pour but de laisser pénétrer une quantité déterminée de matière plastique. Ainsi, lorsque l'élément de fixation 10 est fixé au sein de la matière plastique, la présence de la rainure 18 améliore la résistance à 25 l'arrachement dudit élément de fixation 10 hors de l'objet en matière plastique où ledit élément de fixation 10 est positionné. La figure 6 montre un deuxième mode de réalisation d'un élément de fixation 20 selon la présente invention. L'élément de fixation 20 comprend une surface 30 extérieure ondulée, comme décrit sur les figures 3, 4, 5. L'élément de fixation 20 est pourvu d'une rainure 28 ayant les mêmes fonctionnalités que la rainure 18 telle que montrée sur la figure 5. Afin d'améliorer la fixation de l'élément de fixation 20 au sein d'un objet composé de matière plastique, ledit élément de 3037525 10 fixation 20 est pourvu d'une collerette 29. La collerette 29 permet de modifier le diamètre sur la longueur axiale de l'élément de fixation 20. Ainsi, la résistance à l'arrachement dudit élément de fixation 20 après sa fixation au sein d'un objet composé de matière plastique est augmentée. 5 Selon le mode de réalisation de l'élément de fixation 10, tel que montré sur les figures 3, 4, 5, et le mode de réalisation de l'élément de fixation 20 tel que montré sur la figure 6, les ondulations formant la surface extérieure radiale des éléments de fixation 10, 20, sont dirigées selon une direction rectiligne entre les 10 surfaces formant les extrémités 16, 17 pour l'élément de fixation 10, et les extrémités 26, 27, pour l'élément de fixation 20. Selon un mode de réalisation alternatif 30, tel que montré sur la figure 7, les rainures 38 forment un angle avec la direction axiale de l'élément de fixation 30. 15 Les ondulations étant inclinées selon un angle déterminé entre les surfaces formant les extrémités 36, 37, ceci améliore la fixation de l'élément de fixation 30 dans la matière plastique et garantit une résistance optimale à la rupture et à l'arrachement. 20 L'élément de fixation 30 est pourvu d'une rainure 38 ayant la même fonctionnalité que la rainure 18 telle que montrée sur la figure 5. Afin d'améliorer la fixation de l'élément de fixation 30 au sein d'un objet composé de matière plastique, ledit élément de fixation 30 est pourvu d'une collerette 39. La collerette 39 permet de modifier le diamètre sur la longueur axiale de l'élément de fixation 25 30. Ainsi, la résistance à l'arrachement dudit élément de fixation 30 après sa fixation au sein d'un objet composé de matière plastique est augmentée. Selon un mode de réalisation alternatif 40, tel que montré sur la figure 8, les rainures 40 forment un angle avec la direction axiale de l'élément de fixation 40. 30 Les ondulations étant inclinées selon deux angles entre les surfaces formant les extrémités 46, 47, ceci améliore la fixation de l'élément de fixation 40 dans la matière plastique et garantit une résistance optimale à la rupture et à l'arrachement. 3037525 11 L'élément de fixation 40 est pourvu d'une rainure 48 ayant la même fonctionnalité que la rainure 28 telle que montrée sur la figure 6. Afin d'améliorer la fixation de l'élément de fixation 40 au sein d'un objet composé de matière 5 plastique, ledit élément de fixation 40 est pourvu d'une collerette 49. La collerette 49 permet de modifier le diamètre sur la longueur axiale de l'élément de fixation 40. Ainsi, la résistance à l'arrachement dudit élément de fixation 40 après sa fixation au sein d'un objet composé de matière plastique est augmentée. REVENDICATIONS1. Elément de fixation (10, 20, 30, 40) pourvu d'une première extrémité (16, 26, 36, 46) et d'une cavité (11), pour recevoir en son sein un élément complémentaire, dans lequel la cavité (11) s'étend de la première extrémité (16, 26) de l'élément de fixation (10, 20, 30, 40) selon une direction axiale par rapport audit élément de fixation (10, 20, 30, 40) vers une deuxième extrémité (17, 27, 37, 47), l'élément de fixation (10, 20, 30, 40) ayant une paroi extérieure qui s'étend entre la première (16, 26, 36, 46) et la deuxième extrémité (17,27, 37, 47), la paroi extérieure comprenant une surface ondulée. 2. Elément de fixation (10, 20, 30, 40) selon la revendication 1, dans lequel la paroi extérieure comprend des ondulations s'étendant selon la direction radiale de l'élément de fixation (10, 20, 30, 40). 3. Elément de fixation (30, 40) selon la revendication 1, dans lequel la paroi extérieure comprend des ondulations s'étendant selon une direction formant un angle aigu avec la direction axiale de l'élément de fixation (30, 40). 4. Elément de fixation (40) selon la revendication 3, dans lequel les ondulations s'étendent sur une première partie (41) de la paroi extérieure dans une première direction formant un angle aigu avec la direction axiale de l'élément de fixation (40) et sur une deuxième partie (42) de la paroi extérieure dans une deuxième direction formant un angle aigu avec la direction axiale de l'élément de fixation (40). 5. Elément de fixation (10, 20, 30, 40) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la paroi extérieure est pourvue en outre d'une rainure (18, 28, 38, 48). 6. Elément de fixation (20, 30, 40) selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'élément de fixation (20, 30, 40) est pourvu d'une collerette (29. 39, 49). 3037525 13 7. Elément de fixation (10, 20, 30, 40) selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'élément de fixation (10, 20, 30, 40) est réalisé au moins en partie en métal. 5 8. Ensemble comprenant un objet et un élément de fixation (10, 20, 30, 40) selon l'une des revendications 1 à 7. 9. Module de face avant pour véhicule automobile comprenant un ensemble 10 selon la revendication 8. 10. Procédé pour fixer un élément de fixation (10, 20, 30, 40) selon l'une des revendications 1 à 7 dans un objet comprenant les étapes suivantes : 15 - positionner l'élément de fixation (10, 20, 30, 40) dans un moule (100) adapté pour recevoir une matière, - obturer la cavité avec un élément d'obturation (300), - remplir le moule (100) avec de la matière plastique pour fixer l'élément de fixation (10, 20, 30, 40) dans la matière plastique au 20 sein dudit objet.