EP0041067A1 - Procede et dispositif de fixation par ultrasons d'un element tel qu'un bouton sur un tissu - Google Patents

Procede et dispositif de fixation par ultrasons d'un element tel qu'un bouton sur un tissu

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EP0041067A1
EP0041067A1 EP80902178A EP80902178A EP0041067A1 EP 0041067 A1 EP0041067 A1 EP 0041067A1 EP 80902178 A EP80902178 A EP 80902178A EP 80902178 A EP80902178 A EP 80902178A EP 0041067 A1 EP0041067 A1 EP 0041067A1
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EP
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rod
head
button
fabric
bore
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Withdrawn
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EP80902178A
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Richard Papazian
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    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
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    • B29L2019/00—Buttons or semi-finished parts of buttons for haberdashery

Definitions

  • the present invention relates to a method of fixing elements such as buttons on a textile material, the button comprising a first head intended to be positioned on one side of the fabric, and a rod which must pass through the fabric and be provided at its end. opposite of a second head intended to be positioned on the second side of the fabric.
  • the invention also relates to an apparatus for fixing such buttons to tissue.
  • Known buttons are known, the attachment to fabrics, in particular clothing, is carried out quickly, wirelessly, by adding a spike passing through the fabric and attaching to the button.
  • the fixing of the pick and the button is generally carried out by gluing by means of a contribution of glue or solvent on the surfaces in contact.
  • the tissue is pierced by the rod or the peak by pressing this peak into the tissue by applying a force to the head of the peak.
  • the peak has a pointed end, the point of which is intended to spread the fibers of the tissue during penetration.
  • certain fibers of the fabric are cut during penetration of the tip and possibly entrained with the rod.
  • the fabric is thus locally damaged, which, depending on the quality of this fabric, can have serious drawbacks.
  • the fibers entrained with the rod may be bonded or welded at the same time as the rod and the button, which makes it very difficult to change or replace the button later, and which considerably weakens the weld.
  • An object of the present invention is to provide special means for piercing the tissue and forming the head at the end of the rod in the case where ultrasound is used.
  • Another object of the present invention is to provide a method and a device for fixing buttons making it possible to avoid entraining the fabric fibers in the weld zone.
  • Another object of the present invention is to provide such a device allowing the fastening of buttons on fabrics of variable thickness.
  • the button comprises a preform consisting of a first head intended to be positioned on a first side of the fabric and secured to a plastic rod having to pierce the fabric, before s extend at least partly through this fabric and be provided at its opposite end by application of a tool subjected to ultrasonic vibrations with a second head intended to be positioned on the second side of the fabric, the piercing and penetration of the rod through the fabric being produced by applying on the first head a thrust in the axis of the rod by means of the same tool subjected to a pressure force modulated by ultrasonic oscillations, so that the rod penetrates by vibrating in the fabric by its end opposite to the first head.
  • the forming of the second head is carried out by application, on the first head, of the tool subjected to a pressure force modulated by ultrasonic oscillations and by application, on the end of the rod, of a support exerting a pressure force in the opposite direction so that the plastic material of the end of the rod, by melting, forms the second head.
  • the forming of the second head is carried out by application, on the pre- first head of the tool subjected to a pressure force modulated by ultrasonic oscillations and by application, on the end of the rod, of a second pre-formed head held by a support against the rod and comprising in screw with respect to the rod a contact surface made of the same plastic material as the rod so that the plastic material at the end of the rod, when melting, produces the welding of the rod and of the second head.
  • the tissue area to be pierced is maintained by a movable holding member which opposes the pressure of the rod and keeps the tissue away from the support until the end of drilling and during the formation of the second head.
  • the device for fixing buttons comprises a support for holding or forming the second head, movable by translation in the direction of a fixed vibrating tool subjected to the action of a vibrating member, l tool being applied to the first head of the button, a device for feeding the preform, a lateral device for holding the preform to hold it before drilling the tissue, and a movable holding member holding the tissue.
  • FIG. 5 and 6 are intended to illustrate the different steps of the button fixing method according to the present invention, according to a second embodiment of the button;
  • - Figure 7 shows a side view of a button rod according to the present invention;
  • FIG. 8 shows a sectional view of the tip of the rod along the axis I-I of Figure 7;
  • FIG. 9 shows a sectional side view of an embodiment of the second head of the button according to the present invention.
  • FIG. 11 shows a sectional side view of another mode of realization of the button according to the present invention.
  • FIG. 12 shows the assembly of a button according to the present invention in another embodiment
  • FIG. 13 shows a top view of the mobile support of the present invention in a particular embodiment
  • FIG. 14 shows a top view of a second head support according to a particular embodiment
  • FIG. 15 shows schematically a front view of the button fixing device according to the present invention.
  • Figure 1 schematically shows a partial front view in section of the button fixing device according to the present invention.
  • the button comprises a preform consisting of a first head 1 secured to a rod 2 of ultrasonic fuse material, for example a plastic material, and a second preformed head 3.
  • the button is fixed by drilling the fabric 9 and assembling of the rod 2 and the second head 3.
  • the second head 3 is positioned on a support 4 and has a blind tapered axial bore 14 opening onto one face of the second head by its small diameter 15.
  • bore conical any form of bore opening on one side by a small diameter and flaring away from this side.
  • the small diameter 15 is slightly greater than the diameter of the rod 2.
  • a lateral holding device 5 for example pliers o
  • a stationary tool 6 is applied against the first head 1 and exerts on this head a retaining thrust along the axis of the rod 2 in the direction of the second head 3.
  • the tool 6 is also subjected to longitudinal ultrasonic oscillations, this movement being shown diagrammatically by the double arrow 8, of so that the pressure exerted on the head 1 by the tool is modulated by ultrasonic oscillations.
  • the fabric 9 on which the button is to be fixed is engaged between the free end 10 of the rod 2 and the second head 3. This fabric is held, in the vicinity of the piercing zone, by a movable holding member 11.
  • the movable holding member is a support plate 11 provided with a passage 12 allowing the lateral withdrawal of the rod 2 after fixing the button.
  • the movable retaining member 11 is associated with the support 4, urged by retaining means 13, for example elastic means or springs, opposing a movement of the plate in the direction of the support 4.
  • FIG. 13 shows a top view of the support plate 11: the rod 2 can penetrate the passage 12 during its axial displacement, and be removed after fixing the button by a lateral displacement represented by the arrow 60.
  • the support plate may include retaining notches 61 to increase the friction of the fabric on the support plate and prevent slipping during penetration of the rod 2. It may further provide movable holding members 11 comprising elements which must pinch the fabric against the support plate from above, to prevent any sliding of the fabric during drilling.
  • Figure 1 represents the initial phase where the first head and the rod are held by the clamp 5 in the vicinity of the tool 6.
  • the fabric 9 is positioned between the support plate 11 and the end 10 of the rod 2.
  • the support 4 is caused to move in the direction of the tool 6, as shown by arrow 7
  • the movement of the tool 4 is transmitted to the holding member 11 by the springs 13 °
  • the plate 11 causes the displacement of the fabric 9 in the direction of the rod 2 and of the tool 6o
  • the rod 2 is located thus compressed between the vibrating tool 6 and the tissue 9, so that the end 10 of the rod vibrates into the tissue.
  • the elastic means 13 oppose the movement of the plate 11 and the fabric 9 relative to the support 4, allowing complete penetration of the rod through the fabric before it reaches the second button head 3.
  • the movable holding member 11 therefore prevents penetration of the end of these broken fibers into the bore 14 of the second head 3 of the button "In FIG. 2, the clamp 5 has not been shown: in fact, from the start of penetration of the rod into the tissue, the tissue 9 holds the rod and the clamp can be removed. The instant of withdrawal of this clamp 5 depends on the thickness of the tissue 9 to be pierced.
  • a device comprising a vibrating tool 6 fixed and a support 4 movable in the direction of arrow 7, the clamp 5 can easily be kept fixed during the start drilling tissue 9.
  • a tool vibrating 6 mobile by translation and a fixed support 4, the tissue being pierced by displacement of the tool 6 and of the rod 2 in the direction of the support 4.
  • FIG. 3 represents the next phase, in which the rod 2 penetrates into the blind bore 14, its end 10 striking the bottom of this bore.
  • the end of the rod melts and tends to occupy the entire interior of the bore.
  • the support 4 is removed and, under the action of the elastic means 13, the fabric assembly, first head 1, rod 2, second head 3 and support plate 11 is separated on the one hand from the support 4 and from on the other hand from the vibrating tool 6.
  • the button-fabric assembly can be released laterally by the passage 12.
  • the movable retaining member 11 has two functions: preventing the tissue and the second head 3 from coming together during drilling, and facilitate release after fixing the button.
  • this member may in particular include support elements 11 urged by jacks to hold them in position during drilling of the fabric and cause them to move after drilling .
  • the second head 3 is formed by fusion and deformation of the end 10 of the rod 2.
  • the first step consists in moving by translation the support 4 towards the stationary tool 6 and the rod 2 so that the end 10 of the rod enters the tissue 9.
  • the ultrasonic oscillations applied by the tool 6 and schematically represented by the arrow 8 make it easier to pierce the fabric.
  • the end 10 of the rod comes into contact with the bottom of a housing 50 formed on the surface of the support 4o. Under the action of oscillations 8, the end 10 of the rod melts and tends to occupy the entire housing 50, thus forming the second head 3 as shown in FIG. 6.
  • the support 4 is then removed, the button fixing operation being completed.
  • the drilling operation of the fabric as described above is facilitated when the rod 2 is shaped as follows described in relation to Figures 7 and 8 NathanIn this embodiment, the rod 2, integral with the head 1, has a free end 10 poin kill.
  • Ultrasonic welding operations require having a tip 10 which is strong enough not to bend at the start of heating, which can be achieved by providing a conical tip whose cone is very open.
  • the drilling operation is facilitated by a conical tip whose cone is very closed, the tip then being profiled to penetrate more easily.
  • the rod 2 with a pointed end 10 having longitudinal ribs such as 70.
  • Figures 7 and 8 there is shown such a rod provided with four grooves distributed around the periphery of the point, so that the buckling resonance of the tip is improved while its section is reduced to facilitate penetration into the tissue.
  • this second head comprises at least one zone made of plastic to allow welding with the plastic of the rod 2.
  • this second head 3 is entirely made of plastic and has on its face intended for welding a central cylindrical collar forming a protrusion 90, pierced with a blind axial bore 91 opening on the base 92 of this collar.
  • the bottom of the bore 91 is substantially flat and parallel to the base 92 so that the tip 10 of the rod 2 is applied on a flat or slightly curved surface.
  • the bore 91 has a diameter slightly greater than the section of the rod 2.
  • the collar 90 forming a protuberance makes it possible to detach the second head 3 from the fabric, facilitating subsequent buttoning operations.
  • the bore 91 is used as a guide for the rod 2 in the welding operation, cooperating with the clamp 5 for holding this rod, lateral protrusions 93 can be provided to improve the weld.
  • FIG. 10 shows another embodiment of the button, allowing the fixing of metallized buttons.
  • the second head 3 comprises a main body 100, for example metallic, on which is fixed by gluing, crimping or any other means of fixing a plastic element 101 intended to receive the tip of the rod 2 for fixing the button.
  • This element 101 can be planar, or include a central collar as in the previous embodiment shown in FIG. 9.
  • the clamp 5 allows the rod to be held during welding, so that the attachment of the rod to a flat surface is possible according to the present invention, without requiring the presence of the collar 90.
  • FIG. 11 represents another embodiment of the button according to the present invention, in which the second head 3 comprises a main body 110, provided on one face with a blind cavity which widens inwards and is intended to receive the rod button.
  • An intermediate element 111 in the form of a hollow cylinder, comprising in the vicinity of its base discharge orifices 112, is inserted into the blind cavity.
  • the button rod is inserted into the hollow cylinder.
  • This rod is made of plastic, as is the intermediate element 111 so that, under the action of ultrasonic vibrations, the tip 10 of the rod 2 and the bottom 113 of the 'Element 111 melt, the molten plastic material flowing through the orifices 112 to fill the flare 114 of the blind cavity.
  • FIG. 12 shows a variant of the button according to the invention in which the second head 3 has a conical axial bore opening on the two ends of the head.
  • the rod 2 of the button penetrates through the small diameter of the bore and abuts against the support 4 which causes its fusion under the action of ultrasonic oscillations so that the end of the rod, under the action combined with the oscillations and the pressure exerted by the support 4, occupies the entire bore.
  • the second heads 3 can be made of a non-fusible material under the action of ultrasonic oscillations. Indeed, the rod, while melting, occupies l conical bore and, after cooling, this rod can no longer be removed.
  • the second heads 3 can thus be made of metal, bakelite, horn or any other material which is difficult to fuse.
  • the fixing device of the present invention associated with the shapes of the buttons described above, makes it possible to fix, with the same ultrasound device, buttons having second heads of various shape and constitution. It is then advantageous to provide a support 4 which can admit different second head shapes, and allow it to be fixed without having to modify the positioning of the holding members 11 and 5 and the stroke of the support 4.
  • the support 4 must include a rotary plate 130 with cells 131, the cells being shaped to adapt to different button shapes.
  • the button fixing device comprises on the one hand a support 4 intended to hold the second head 3 of the button or to conform the rod 2 of this button to form this second head 3, and on the other hand a stationary tool 6 capable of being subjected to longitudinal ultrasonic vibrations in the direction of arrow 8 produced by a vibrator 151 schematically represented.
  • a clamp 5 encloses between its jaws, loosely, the rod 2 of the button and can be animated with a tightening and loosening movement shown diagrammatically by the arrow 152.
  • a movable holding member 11, associated with the support 4 via of springs 13, is disposed between the clamp 5 and the support 4.
  • the device further comprises a member 153 of preform supply corresponding to the first head and to its rod, comprising a reservoir 154, a pipe 155, a door 156 and a compressed air pusher member 157.
  • the door 156 is intended to allow passage to only one preform at a time, this preform being projected by the pusher member 157 to ensure its positioning, rod down, between the edges of the clamp 5.
  • the device further comprises a second head supply member 158 comprising a reservoir 159, a pipe 160, a door 161; the door 161 is intended to allow the admission of only one second head at a time.
  • the operation of the device corresponds to the method described above: the door 156 of the supply member 153 provides a preform pushed by the member 157 and placed in position between the edges of the clamp 5; the door 151 of the supply member 158 provides a second head 3 which is positioned on the support 120. The support 4 is then raised to push the movable holding member 11 which itself pushes the fabric 9 and makes it penetrate the rod 2 through this fabric 9. The rod comes into contact with the second head 3 to produce the weld.
  • the present invention is not limited to the embodiments which have been explicitly described, but it includes the various variants and generalizations thereof contained in the field of claims below. We will also consider that the term button si-eittend. any element such as hook, button or other devices intended to be fixed on a fabric.

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Abstract

Procede et dispositif pour la fixation de boutons sur un materiau textile. Le bouton, en matiere plastique, comprend une premiere tete (1) solidaire d'une tige 82), sur laquelle on applique un outil (6) soumis a des oscillations ultrasoniques. La tige (2) penetre dans le tissu (9) retenu par un support mobile (11), et son extremite (10) s'insere dans un alesage conique (14) d'une seconde tete (3), et, en fondant, remplit l'alesage. Application a la fixation de boutons sur un tissu.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE FIXATION PAR ULTRASONS D'UN ELEMENT TEL QU'UN BOUTON SUR UN TISSU.
La présente invention concerne un procédé de fixation d'éléments tels que des boutons sur un matériau textile, le bouton comprenant une première tête destinée à être positionnée d'un côté du tissu, et une tige devant traverser le tissu et être munie à son extrémité opposée d'une seconde tête destinée à être positionnée sur le second côté du tissu. L'invention concerne également un appareil pour la fixation de tels boutons sur les tissus. On connaît des boutons dont la fixation sur des tissus, en particulier des vêtements, s'effectue rapidement, sans fil, par adjonction d'un pic traversant le tissu et se fixant au bouton. La fixation du pic et du bouton est généralement réalisée par collage au moyen d'un apport de colle ou de solvant sur les surfaces en contact. D'autres dispositifs prévoient le chauffage partiel du pic et du bouton ou l'application d'ultrasons, provoquant le ramollissement des matières plastiques constituant ces éléments et le soudage de celles-ci l'une sur l'autre. De telles dispositions comportent des inconvénients parmi lesquels on peut notamment citer la difficulté de réalisation et de montage, la solidité aléatoire de la liaison du bouton au pic de fixation, et la déformation possible du bouton sous l'effet de la chaleur lors du montage o De plus il apparaît que dans les dispositifs connus le soudage par ultrasons est utilisé de la même façon que les autres modes de chauffage ou de ramollissement de matière plastique, sans tenir compte des aspects spécifiques de la présence des ultrasons.
En outre, dans ces méthodes connues, le perçage du tissu par la tige ou le pic s'effectue par enfoncement de ce pic dans le tissu par application d'une force sur la tête du pic. Pour faciliter la pénétration, le pic comporte une extrémité pointue, cette pointe ayant pour objet d'écarter les fibres du tissu lors de la pénétration. Néanmoins, malgré cette extrémité pointue, certaines fibres du tissu sont coupées lors de la pénétration de la pointe et éventuellement entraînées avec la tige. Le tissu est ainsi localement détérioré, ce qui, suivant la qualité de ce tissu, peut présenter des inconvénients graves. D'autre part, les fibres entraînées avec la tige risquent de se trouver collées ou soudées en même temps que la tige et le bouton, ce qui rend très difficile le changement ou le remplacement ultérieur du bouton, et ce qui affaiblit considérablement la soudure. Un objet de la présente invention est de proposer des moyens particuliers pour le perçage du tissu et la formation de la tête au bout de la tige dans le cas où l'on emploie des ultrasons.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif de fixation de boutons permettant d'éviter l'entraînement des fibres de tissu dans la zone de soudure.
Un autre objet de la présente invention est de proposer di verses formes de boutons et un dispositif pour la fixation de ces boutons qui permettent une fixation rapide et solide par ultrasons. Un autre objet de la présente invention est de proposer un forme de bouton permettant la fixation par oscillations ultrasoniques dans le cas où ces boutons sont constitués d'une matière difficilement fusible.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un tel dispositif permettant la fixation de boutons sur des tissus d' épaisseur variable.
Pour ce faire, et selon une caractéristique de la présente invention, le bouton comprend une préforme constituée d'une première tête destinée à être positionnée sur un premier cδté du tissu et solidaire d'une tige en matière plastique devant percer le tissu, devant s'étendre au moins en partie à travers ce tissu et être munie à son extrémité opposée par application d'un outil soumis à des vibrations ultrasoniques d'une seconde tête destinée à être positionnée sur le second côté du tissu, le perçage et la pénétration de la tige à travers le tissu étant réalisés en appliquant sur la première tête une poussée dans l'axe de la tige au moyen du même outil soumis à une force de pression modulée par des oscillations ultrasoniques, de sorte que la tige pénètre en vibrant dans le tissu par son extrémité opposée à la première tête. Selon une autre caractéristique de l'invention, le formage de la seconde tête est réalisé par application, sur la première tête, de l'outil soumis à une force de pression modulée par des oscillations ultrasoniques et par application, sur l'extrémité de la tige, d'un sup port exerçant une force de pression en sens contraire de telle façon que la matière plastique de l'extrémité de la tige, en fondant, forme la seconde tête.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, le formage de la seconde tête est réalisé par application, sur la pre- mière tête de l'outil soumis à une force de pression modulée par des oscillations ultrasoniques et par application, sur l'extrémité de la tige, d'une seconde tête préfornée maintenue par un support à l' encontre de la tige et comportant en vis à vis de la tige une surface de contact en même matière plastique que la tige de sorte que la matière plastique de l'extrémité de la tige, en fondant, produise le soudage de la tige et de la seconde tête.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, lors de l'opération de perçage du tissu, la zone de tissu à percer est maintenue par un organe de maintien mobile qui s'oppose à la pression de la tige et maintient le tissu à distance du support jusqu'en fin de perçage et pendant la formation de la seconde tête.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif pour la fixation de boutons comporte un support pour maintenir ou former la seconde tête, mobile par translation en direction d'un outil vibrant fixe soumis à l'action d'un organe vibreur, l'outil étant appliqué sur la première tête du bouton, un dispositif d'amenée de la préforme, un dispositif de maintien latéral de la préforme pour la maintenir avant perçage du tissu, et un organe de maintien mobile maintenant le tissu.
Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : - les figures 1, 2, 3 et 4- représentent les différentes phase successives de fixation d'un bouton selon le procédé de la présente invention ;
- les figures 5 et 6 sont destinées à illustrer les différentes étapes du procédé de fixation du bouton selon la présente invention, selon un second mode de réalisation du bouton ; - la figure 7 représente une vue de profil d'une tige de bouton selon la présente invention ;
- la figure 8 représente une vue en coupe de la pointe de la tige selon l'axe I-I de la figure 7 ;
- la figure 9 représente une vue en coupe de profil d'un mode de réalisation de la seconde tête du bouton selon présente invention ;
- la figure 10 représente un autre mode de réalisation de la seconde tête du bouton ;
- la figure 11 représente une vue en coupe de profil d'un autre mode de réalisation du bouton selon la présente invention ;
- la figure 12 représente l'assemblage d'un bouton selon la présente invention dans un autre mode de réalisation ;
- la figure 13 représente une vue de dessus du support mobile de la présente invention dans un mode de réalisation particulier ;
- la figure 14 représente une vue de dessus d'un support de seconde tê selon un mode de réalisation particulier ; et
- la figure 15 représente schématiquement une vue de face du dispositif de fixation du bouton selon la présente invention. La figure 1 représente schématiquement une vue de face partielle en coupe du dispositif de fixation d'un bouton selon la présente invention. Le bouton comprend une préforme constituée d'une première tête 1 solidaire d'une tige 2 en matière fusible par ultrasons, par exemple une matière plastique, et une seconde tête préformée 3. La fixation du bouton est réalisée par perçage du tissu 9 et assemblage de la tige 2 et la seconde tête 3. La seconde tête 3 est positionnée sur un support 4 et comporte un alésage axial conique borgne 14 débouchant sur une face de la seconde tête par son petit diamètre 15. Dans la description qui suit on appellera alésage conique toute forme d'alésage débouchant sur une face par un petit diamètre et s' évasant en s' éloignant de cette face. Le petit diamètre 15 est légèrement supérieur au diamètre de la tige 2. tige 2 et la première tête 1 sont maintenues en position par un dispositif de maintien latéral 5, par exemple une pince o Un outil fixe 6 est appliqué contre la première tête 1 et exerce sur cette tête une poussée de retenue selon l'axe de la tige 2 dans la direction de la seconde tête 3. L'outil 6 est en outre soumis à des oscillations ultrasoniques longitudinales, ce mouvement étant schématisé par la double flèche 8, de sorte que la pression exercée sur la tête 1 par l' outil est modulée par des oscillations ultrasoniques. Le tissu 9 sur lequel doit être fixé le bouton est engagé entre l'extrémité libre 10 de la tige 2 et la seconde tête 3. Ce tissu est maintenu, au voisinage de la zone de perçage, par un organe de maintien mobile 11. Dans les modes de réalisation représentés, l'organe de maintien mobile est une plaque support 11 munie d'un passage 12 permettant le retrait latéral de la tige 2 après fixation du bouton. L'organe de maintien mobile 11 est associé au support 4, sollicité par des moyens de retenue 13, par exemple des moyens élastiques ou ressorts, s'opposant à un déplacement de la plaque dans la direction du support 4. On a représenté en figure 13 une vue de dessus de la plaque support 11 : la tige 2 peut pénétrer dans le passage 12 lors de son déplacement axial, et être retirée après fixation du bouton par un déplacement latéral représenté par la flèche 60. Comme le représentent les figures 1 et 13, la plaque support peut comporter des crans de maintien 61 pour augmenter le frottement du tissu sur la plaque support et éviter son glissement lors de la pénétration de la tige 2. On pourra prévoir en outre des organes de maintien mobiles 11 comportant des éléments devant pincer le tissu contre la plaque support par dessus, pour éviter tout glissement du tissu lors du perçage.
Sn relation avec les figures 1, 2, 3 et 4, on a représenté les phases successives du procédé utilisé pour fixer les boutons : la figure 1 représente la phase initiale où la première tête et la tige sont maintenues par la pince 5 au voisinage de l'outil 6. Le tissu 9 est positionné entre la plaque support 11 et l'extrémité 10 de la tige 2. En figure 2, on provoque le déplacement du support 4 en direction de l'outil 6, comme le représente la flèche 7. Le mouvement de l'outil 4 est transmis à l'organe de maintien 11 par les ressorts 13° Ainsi, la plaque 11 provoque le déplacement du tissu 9 en direction de la tige 2 et de l'outil 6o La tige 2 se trouve ainsi comprimée entre l'outil vibrant 6 et le tissu 9, de sorte que l'extrémité 10 de la tige pénètre en vibrant dans le tissu. Pendant cette opération de perçage, les moyens élastiques 13 s'opposent au déplacement de la plaque 11 et du tissu 9 par rapport au support 4, permettant la pénétration complète de la tige à travers le tissu avant que celle-ci n'atteigne la seconde tête 3 du bouton. Pendant l'opération de perçage, il se produit généralement une cassure de certaines fibres du tissu. L'organe de maintien mobile 11 empêche donc la pénétration de l'extrémité de ces fibres cassées dans l'alésage 14 de la seconde tête 3 du bouton» Sur la figure 2, on n'a pas représenté la pince 5 : en effet, dès le début de la pénétration de la tige dans le tissu, le tissu 9 maintient la tige et la pince peut être retirée. L'instant de retrait de cette pince 5 dépend de l'épaisseur du tissu 9 à percer. Pour faciliter la mise en oeuvre du procédé de la présente invention, il est préférable de prévoir un dispositif comportant un outil vibrant 6 fixe et un support 4 mobile selon la direction de la flèche 7 , la pince 5 pouvant aisément être maintenue fixe pendant le début du perçage du tissu 9. On pourra cependant, sans sortir du cadre de l'invention, prévoir un outil vibrant 6 mobile par translation et un support 4 fixe, le perçage du tissu étant fait par déplacement de l'outil 6 et de la tige 2 en direction du support 4.
La figure 3 représente la phase suivante, dans laquelle la tige 2 pénètre dans l'alésage borgne 14, son extrémité 10 venant heurter le fond de cet alésage. Sous l'action conjugée des oscillations ultrasoniques 8 et de la pression exercée par le support 4, l'extrémité de la tige fond et tend à occuper tout l'intérieur de l'alésage. En figure 4 le support 4 est retiré et, sous l'action des moyens élastiques 13, l'ensemble tissu, première tête 1, tige 2, seconde tête 3 et plaque support 11 est séparé d'une part du support 4 et d'autre part de l'outil vibrant 6. L'ensemble bouton-tissu peut être dégagé latéralement par le passage 12. Ainsi, l'organe de maintien mobile 11 a deux fonctions : empêcher le rapprochement du tissu et de la seconde tête 3 lors du perçage, et faciliter le dégagement après fixation du bouton.
On pourra bien entendu prévoir d'autres modes de réalisation de l'organe de maintien mobile 11 : cet organe peut notamment comporter des éléments supports 11 sollicités par des vérins pour les maintenir en position lors du perçage du tissu et provoquer leur déplacement après le perçage.
Une variante de ce procédé de fixation de boutons est décrite en relation avec les figures 5 et 6 dans lesquelles la seconde tête 3 est formée par fusion et déformation de l'extrémité 10 de la tige 2. Comme précédemment, la première étape consiste à déplacer par translation le support 4 en direction de l' outil fixe 6 et de la tige 2 de sorte que l'extrémité 10 de la tige pénètre dans le tissu 9. Les oscillations ultrasoniques appliquées par l'outil 6 et schématiquement représentées par la flèche 8 facilitent le perçage du tissu. Dans la seconde phase, l'extrémité 10 de la tige vient en contact avec le fond d'un logement 50 ménagé à la surface du support 4o Sous l'action des oscillations 8, l'extrémité 10 de la tige fond et tend à occuper l'ensemble du logement 50, formant ainsi la seconde tête 3 comme représenté sur la figure 6. Le support 4 est ensuite retiré, l'opération de fixation du bouton étant terminée. L'opération de perçage du tissu telle que décrite précédemment est facilitée lorsque la tige 2 est conformée de la façon suivante décrite en relation avec les figures 7 et 8„ Dans ce mode de réalisation, la tige 2, solidaire de la tête 1, a une extrémité libre 10 poin tue. Les opérations de soudage par ultrasons nécessitent d'avoir une pointe 10 suffisamment solide pour ne pas plier au début de l' échaufferaient, ce qui peut être réalisé en prévoyant une pointe conique dont le cône est très ouvert. Cependant, dans l'opération de perçage du tissu, l'opération de perçage est facilitée par une pointe conique dont le cône est très fermé, la pointe étant alors profilée pour pénétrer plus facilement. Ces exigences sont contradictoires et la présente invention prévoit une conformation de tige permettant à la fois une solidité de la pointe et une bonne pénétration à travers le tissu. Il est prévu pour cela de munir la tige 2 d'une extrémité pointue 10 comportant des nervures longitudinales telles que 70. Sur les figures 7 et 8 on a représenté une telle tige munie de quatre rainures réparties sur le pourtour de la pointe, de sorte que la résonance au flambage de la pointe est améliorée tandis que sa section se trouve diminuée pour faciliter la pénétration dans le tissu.
Dans les modes de réalisation utilisant une seconde tête 3 préformée, la présente invention prévoit que cette seconde tête comporte au moins une zone en matière plastique pour permettre le soudage avec la matière plastique de la tige 2. Comme le représente la figure 9, selon un premier mode de réalisation, cette seconde tête 3 est entièrement constituée en matière plastique et comporte sur sa face destinée au soudage un collet central cylindrique formant protubérance 90, percé d'un alésage axial borgne 91 ouvrant sur la base 92 de ce collet. Le fond de l'alésage 91 est sensiblement plat et parallèle à la base 92 de façon que la pointe 10 de la tige 2 s'applique sur une surface plane ou peu incurvée. L'alésage 91 a un diamètre légèrement supérieur à la section de la tige 2.
Dans ce mode de réalisation, le collet 90 formant protubérance permet de détacher la seconde tête 3 du tissu, facilitant les opérations de boutonnage ultérieur» L'alésage 91 est utilisé comme guide de la tige 2 dans l'opération de soudage, coopérant avec la pince 5 pour le maintien de cette tige, des protubérances latérales 93 pouvant être ménagées pour améliorer la soudure.
La figure 10 représente un autre mode de réalisation du bouton, permettant la fixation de boutons métallisés. La seconde tête 3 comporte un corps principal 100 par exemple métallique, sur lequel est fixé par collage, sertissage ou tout autre moyen de fixation un élément en matière plastique 101 destiné à recevoir la pointe de la tige 2 pour la fixation du bouton. Cet élément 101 peut être plan, ou comporter un collet central comme dans le mode de réalisation précédent représenté sur la figure 9. Dans- les cas où cet élément 101 est plan, la pince 5 permet le maintien de la tige lors du soudage, de sorte que la fixation de la tige sur une surface plane est possible selon la présente invention, sans nécessiter la présence du collet 90.
La figure 11 représente un autre mode de réalisation du bouton selon la présente invention, dans lequel la seconde tête 3 comport un corps principal 110, muni sur une face d'une cavité borgne s' évasant vers l'intérieur et destinée à recevoir la tige du bouton. Un élément intermédiaire 111 en forme de cylindre creux, comportant au voisinage de sa base des orifices d'évacuation 112, est inséré dans la cavité borgne. La tige du bouton est insérée dans le cylindre creux» Cette tige est en matière plastique, ainsi que l'élément intermédiaire 111 de sorte que, sous l'action des vibrations ultrasoniques, la pointe 10 de la tige 2 et le fond 113 de l'élément 111 entrent en fusion, la matière plastique fondue s'écoulant à travers les orifices 112 pour remplir l'évasement 114 de la cavité borgne.
Sur la figure 12 on a représenté une variante du bouton seIon l'invention dans laquelle la seconde tête 3 comporte un alésage axial conique débouchant sur les deux extrémités de la tête. Dans ce cas, la tige 2 du bouton pénètre par le petit diamètre de l'alésage et vient buter contre le support 4 qui provoque sa fusion sous l'action des oscillations ultrasoniques de sorte que l'extrémité de la tige, sous l'action conjuguée des oscillations et de la pression exercée par le support 4, occupe tout l'alésage.
Dans les modes de réalisation de boutons selon l'invention représentées sur les figures 1 ou 12, les secondes têtes 3 peuvent être constituées en une matière non fusible sous l'action des oscillations ultrasoniques» En effet, la tige, en fondant, occupe l'alésage conique et, après refroidissement, cette tige ne peut plus être retirée. Les secondes têtes 3 peuvent ainsi être en métal, en bakélite, en corne ou en tout autre matériau difficilement fusible.
Le dispositif de fixation de la présente invention, associé aux formes des boutons précédemment décrits, permet de fixer, avec le même dispositif à ultrasons, des boutons ayant des secondes têtes de forme et de constitution diverses. Il est alors intéressant de prévoir un support 4 pouvant admettre des formes de seconde tête différentes, et en permettre la fixation sans avoir à modifier le positionnement des organes de maintien 11 et 5 et la course du support 4. Pour cela, le support 4 doit comprendre un plateau tournant 130 à alvéoles 131, les alvéoles étant conformées pour s'adapter à des formes de boutons différentes.
Comme le représente schématiquement la figure 15 en vue de face, le dispositif de fixation du bouton selon la présente invention comprend d'une part un support 4 destiné à maintenir la seconde tête 3 du bouton ou à conformer la tige 2 de ce bouton pour former cette seconde tête 3, et d'autre part un outil 6 fixe susceptible d'être soumis à des vibrations ultrasoniques longitudinales dans le sens de la flèche 8 produites par un vibreur 151 schématiquement représenté. Une pince 5 enserre entre ses mâchoires, de façon lâche, la tige 2 du bouton et peut être animée d'un mouvement de serrage et desserrage schématisé par la flèche 152. Un organe de maintien mobile 11, associé au support 4 par l'intermédiaire de ressorts 13, est disposé entre la pince 5 et le support 4. Le dispositif comprend en outre un organe 153 d'amenée de pré- forme correspondant à la première tête et à sa tige, comprenant un réservoir 154, une canalisation 155, une porte 156 et un organe pousseur à air comprimé 157. La porte 156 est destinée à laisser le passage à une seule préforme à la fois, cette préforme étant projetée par l'organe pousseur 157 pour en assurer le positionnement, tige vers le bas, entre les bords de la pince 5. Le dispositif comprend en outre un organe d'alimentation en seconde tête 158 comportant un réservoir 159, une canalisation 160, une porte 161 ; la porte 161 est destinée à permettre l'admission d'une seule seconde tête à la fois.
Le fonctionnement du dispositif correspond au procédé décrit plus haut : la porte 156 de l'organe d'alimentation 153 fournit une préforme poussée par l'organe 157 et mise en position entre les bords de la pince 5 ; la porte 151 de l'organe d'alimentation 158 fournit une seconde tête 3 qui se positionne sur le support 120. Le support 4 est ensuite élevé pour repousser l'organe de maintien mobile 11 qui lui-même pousse le tissu 9 et fait pénétrer la tige 2 à travers ce tissu 9. La tige entre en contact avec la seconde tête 3 pour produire le soudage. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. On considérera également que le terme bouton si-eittend. de tout élément tel que crochet, bouton ou autres dispositifs destinés à être fixés sur un tissu.

Claims

REVENDICATIONS
I - Procédé de fixation par ultrasons d'un élément tel qu'un bouton sur un tissu, lequel élément comprend une préforme constituée d'une première tête (1) destinée à être positionnée sur un premier côté du tissu, et solidaire d'une tige (2) en matière plastique devant percer le tissu (9), devant s'étendre au moins en partie à travers ce tissu et devant être munie à son extrémité opposée, par application d'un outil (6) soumis à des oscillations ultrasoniques, d'une seconde tête (3) destinée à être positionnée sur le second côté du tissu, caractérisé en ce que l'opération de perçage et de pénétration de la tige à travers le tissu est réalisée en appliquant sur la première tête (1 ) une poussée dans l'axe de la tige à l' encontre du tissu au moyen du même outil soumis à une force de pression modulée par des oscillations ultrasoniques (8) de sorte que la tige pénètre en vibrant dans le tissu, par son extrémité (10) opposée à la première tête. 2 - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le formage de la seconde tête (3) est réalisé par application, sur la première tête (l), de l'outil (β) soumis à une force de pression modulée par des oscillations ultrasoniques et par application, sur l'extrémité (10) de la tige (2), d'un support (4) exerçant une force de pression en sens contraire de telle façon que la matière plastique de l'extrémité de la tige, en fondant, forme la seconde tête.
3 - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le formage de la seconde tête (3) est réalisé par application,sur la première tête (1),de l'outil (6) soumis à une force de pression modulée par des oscillations ultrasoniques et par application, sur l'extrémité (10) de la tige (2), d'une seconde tête (3) préformée maintenue sur un support (4) à l' encontre de la tige (2) et comportant en vis à vis de la tige une surface en contact en même matière plastique que la tige, de sorte que la matière plastique de l'extrémité de la tige, en fondant, produit le foulage de la tige et Usla seconde tête.
4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3) caractérisé en ce que, lors de l'opération de perçage du tissu, la zone de tissu à percer est maintenue par un organe de maintien (11) mobile qui s'oppose à la pression de la tige (2) et maintient le tissu (9) à distance du support (4) jusqu'en fin de perçage et pendant la formation de la seconde tête (3). 5 - Bouton pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité (10) de la tige (2) opposée à la première tête (1 ) est pointue de façon à faciliter le perçage du tissu (9) et à réaliser l'amorce de fusion pour le soudage.
6 - Bouton selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pointe formant- l'extrémité pointue (10) de la tige comporte des nervures longitudinales (70).
7 - Bouton selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que la seconde tête (3) comporte sur une face un collet central (90) cylindrique formant protubérance dans lequel est perce un alésage axial borgne (91 ) ouvrant sur la base du collet, de diamètre légèrement supérieur à la section de la tige (2), le fond de l'alésage étant sensiblement plan. 8 - Bouton pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde tête (3) comporte un alésage axial conique (14), débouchant sur les de faces de la seconde tête, la partie la plus rétrécie de l'alésage ayant un diamètre légèrement supérieur au diamètre de la tige (2), de sorte que celle-ci puisse pénétrer dans l'alésage par le plus petit diamètre et, en fondant au contact du support (4), occuper tout l'alésage.
9 - Bouton pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde tête (3) comporte un alésage conique borgne (14) débouchant par la petite section du cône sur une face de la seconde tête, la petite section ayant un diamètre supérieur au diamètre de la tige (2), de sorte que celle-ci puisse pénétrer dans l'alésage et, en fondant au contact du fond de l'alésage, occuper tout l'alésage.
10 - Bouton pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde tête (3) comporte un corps principal métallique (100) sur lequel est fixé un élément en matière plastique (101 ) destiné à recevoir l'extrémité (10) de la tige (2) pour le soudage.
11 - Bouton pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde tête (3) comporte un corps principal métallique (110) muni sur une face d'une cavité borgne s'évasant vers l'intérieur (114), un élément cylin drique intermédiaire (m) en matière plastique percé d'un alésage co- axial borgne à fond plat, l'élément intermédiaire (111) étant muni de trous (112) sur sa périphérie au voisinage du fond plat, l'alésage intérieur étant destiné à recevoir la tige (2) du bouton»
12 - Dispositif pour la fixation d'un bouton selon l'une quelconque des revendications 5 à 11 et mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un support (4) destiné à maintenir ou former la seconde tête (3) du bouton, un outil vibrant (6) soumis à l'action d'un organe vibreur (151), l'outil (6) étant appliqué sur la première tête (1) du bou- ton maintenue par un organe de maintien latéral (5), un dispositif d'amenée de préforme et de seconde tête (3).
13 - Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe de maintien mobile (11) disposé entre le support (4) et l'outil vibrant (6), et soumis à des moyens de retenue (13) pour s'opposer au déplacement du tissu en direction de la seconde tête (3) du bouton pendant le perçage du tissu, l'organe de maintien nobile étant muni d'un passage (12) pour permettre le dégagement de la tige apris fixation du bouton.
14 - Dispositif selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que le dispositif de maintien latéral (5) de préforme maintient la tige au voisinage de l'outil oscillant fixe (6), et en ce que le support de seconde tête (4) est mobile en direction de l'outil oscillant (0) et provoque dans son déplacement la poussée de l'organe de maintien mobile (11) qui lui est associé, cet organe de maintien mobile provoquant la poussée du tissu (9) à l' encontre de la tige (2) pour son perçage.
15 - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'organe de maintien mobile (11) est associé au support (4) par l'intermédiaire de moyens élastiques (13) s'opposant à la progression de l'organe de maintien mobile (11) en direction du support (4).
16 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que le support (4) comprend un plateau (130) à alvéoles (131), les alvéoles étant conformées pour s'adapter à des formes de boutons différentes.
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