FR2656827A1

FR2656827A1 - Overmoulding insert which includes catching means, overmoulded part including such an insert, and method of overmoulding

Info

Publication number: FR2656827A1
Application number: FR9000220A
Authority: FR
Inventors: Lachaise Robert
Original assignee: Plastic Omnium SE
Current assignee: Plastic Omnium SE
Priority date: 1990-01-10
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1991-07-12
Anticipated expiration: 2010-01-10
Also published as: FR2656827B1

Abstract

The invention relates principally to an overmoulding insert which includes catching means, to an overmoulded part including such an insert, and to a method of overmoulding. The invention consists in fitting an overmoulding insert (1) with means (3, 4, 5, 6, 7) facilitating the catching of an overmoulding plastic. These catching means allow limited displacement of the overmoulding plastic with respect to the insert (1). The creation of mechanical tensile forces in the overmoulded part, upon contraction of the plastic as it cools, is thus avoided. The invention applies to the production of parts by the overmoulding of inserts. The invention applies especially to the production of parts for the motor-vehicle industry.

Description

L'invention se rapporte principalement à un insert de surmoulage comportant des moyens d'accrochage, à une pièce surmoulée comportant un tel insert et à son procédé de surmoulage. The invention relates mainly to an overmolding insert comprising attachment means, to an overmolded part comprising such an insert and to its overmolding process.

Il est connu de réaliser des pièces par surmoulage, avec un matériau plastique, d'un insert métallique. It is known to produce parts by overmolding, with a plastic material, of a metal insert.

De telles pièces présentent de nombreux inconvénients. Such parts have many drawbacks.

L'accrochage peut se révéler insuffisant et provoquer des décollements du plastique de l'insert métallique. The attachment may prove to be insufficient and cause detachment of the plastic from the metal insert.

Le décollement peut provenir notamment de variations dimensionnelles du plastique par rapport à l'insert lors du refroidissement. The detachment can come in particular from dimensional variations of the plastic with respect to the insert during cooling.

Même si ces variations dimensionnelles ne provoquent pas le décollement du plastique par rapport à l'insert métallique, il existe des tensions mécaniques à l'intérieur de la pièce surmoulée qui nuisent à sa solidité, et ne permet pas d'obtenir des cotes rigoureuses.Even if these dimensional variations do not cause the plastic to come off relative to the metal insert, there are mechanical tensions inside the molded part which adversely affect its solidity, and do not make it possible to obtain rigorous dimensions.

Le dispositif selon la présente invention remédie aux inconvénients des dispositifs des types connus par la présence dans l'insert de moyens d'accrochage du plastique de surmoulage ne s'opposant pas aux variations dimensionnelles du plastique de surmoulage par rapport à l'insert. The device according to the present invention overcomes the drawbacks of devices of known types by the presence in the insert of means for attaching the overmolding plastic which does not oppose the dimensional variations of the overmolding plastic with respect to the insert.

Les moyens d'accrochage seront par exemple des rivets placés dans des trous pratiqués dans l'insert. Le diamètre des trous étant supérieur au diamètre des rivets, les rivets se déplacent par rapport à l'insert lors du retrait du matériau plastique, qui suit son refroidissement. En cédant aux contraintes de retrait du matériau plastique, il est possible d'obtenir des cotes rigoureuses sur des pièces exemptes de tension mécanique. Cette propriété est particulièrement importante dans la fabrication de pièces pour automobiles. The attachment means will for example be rivets placed in holes made in the insert. The diameter of the holes being greater than the diameter of the rivets, the rivets move relative to the insert during the removal of the plastic material, which follows its cooling. By yielding to the shrinkage constraints of the plastic material, it is possible to obtain rigorous dimensions on parts free of mechanical tension. This property is particularly important in the manufacture of parts for automobiles.

L'invention a principalement pour objet un insert pour surmoulage par une matière plastique comportant des moyens d'accrochage, caractérisé par le fait que des moyens d'accrochage ont la liberté de subir un déplacement limité par rapport à l'insert, sous lteffet de tensions induites par la variation dimensionnelle du matériau plastique lors de son refroidissement. The main object of the invention is an insert for overmolding with a plastic material comprising attachment means, characterized in that the attachment means have the freedom to undergo a limited displacement relative to the insert, under the effect of tensions induced by the dimensional variation of the plastic material during its cooling.

L'invention a aussi pour objet un insert caractérisé par le fait que les moyens d'accrochage comportent des rivets. The invention also relates to an insert characterized in that the attachment means comprise rivets.

L'invention a également pour objet un insert caractérisé par le fait que les rivets se terminent par une corolle pour faciliter l'accrochage de la matière plastique. The invention also relates to an insert characterized in that the rivets end in a corolla to facilitate the attachment of the plastic.

L'invention a également pour objet un insert caractérisé par le fait que les moyens d'accrochage comportent une vis, et un écrou. The invention also relates to an insert characterized in that the attachment means comprise a screw, and a nut.

L'invention a également pour objet un insert caractérisé par le fait qu'il comporte des trous dans lesquels pénètrent les moyens d'accrochage et des moyens d'isolation empêchant la pénétration du plastique à l'intérieur des trous. The invention also relates to an insert characterized by the fact that it comprises holes into which the attachment means penetrate and insulation means preventing the penetration of the plastic inside the holes.

L'invention a également pour objet un insert, caractérisé par le fait que les moyens d'isolation sont des rondelles. The invention also relates to an insert, characterized in that the insulation means are washers.

L'invention a également pour objet une pièce surmoulée, caractérisée par le fait qu'elle comporte un insert selon l'invention. The invention also relates to an overmolded part, characterized in that it comprises an insert according to the invention.

L'invention a également pour objet une pièce caractérisée par le fait que le surmoulage de l'insert est réalisé par du polypropylène. The invention also relates to a part characterized in that the molding of the insert is produced by polypropylene.

L'invention a également pour objet un procédé de fabrication, caractérisé par le fait qu'il comporte les étapes suivantes
- mise en place d'un insert dans un moule;
- surmoulage d'un insert avec une matière plastique.The invention also relates to a manufacturing process, characterized in that it comprises the following steps
- placement of an insert in a mold;
- overmolding of an insert with a plastic material.

L'invention est également relative à un procédé caractérisé par le fait que le surmoulage est obtenu par extrusion/soufflage. The invention also relates to a method characterized in that the overmolding is obtained by extrusion / blowing.

Il est bien entendu que l'utilisation de matériaux qui se contractent lors de l'échauffement et qui se dilatent lors de leur refroidissement ne sort pas du cadre de la présente invention. It is understood that the use of materials which contract during heating and which expand during cooling does not depart from the scope of the present invention.

L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et des figures annexées données comme des exemples non limitatifs parmi lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe d'un insert selon la présente invention;
- la figure 2 est une vue en coupe d'un exemple de pièce surmoulée selon la présente invention.The invention will be better understood by means of the description below and the appended figures given as nonlimiting examples among which
- Figure 1 is a sectional view of an insert according to the present invention;
- Figure 2 is a sectional view of an example of a molded part according to the present invention.

Sur les figures 1 et 2 on a utilisé les mêmes références pour désigner les mêmes éléments. In FIGS. 1 and 2, the same references have been used to designate the same elements.

Sur la figure l on peut voir un insert l selon la présente invention. L'insert I comporte des moyens d'accrochage 3, 4, 5, 6, 7 et Il destinés à faciliter l'accrochage d'un matériau plastique lors de l'opération de surmoulage. Les moyens 3 et 4 sont des rivets traversant des trous 2 pratiqués dans l'insert l. Avantageusement les rivets 3 et 4 se terminent en corolle respectivement 32 et 42. Le fait de rabattre les corolles vers l'insert I permet d'optimiser l'accrochage du matériau plastique de surmoulage (non représenté sur la figure). In Figure l we can see an insert l according to the present invention. The insert I comprises attachment means 3, 4, 5, 6, 7 and II intended to facilitate the attachment of a plastic material during the overmolding operation. The means 3 and 4 are rivets passing through holes 2 made in the insert l. Advantageously, the rivets 3 and 4 end in a corolla respectively 32 and 42. The fact of folding the corollas towards the insert I makes it possible to optimize the attachment of the plastic overmolding material (not shown in the figure).

Les tiges 31 et 41 des rivets 3 et 4 ont un diamètre inférieur au diamètre des trous 2 pratiqués dans l'insert l. Ainsi les corolles 32 et 42 pourront suivre le mouvement du matériau plastique accroché lors du surmoulage, lors d'une variation dimensionnelle du matériau plastique, suite par exemple à un refroidissement. The rods 31 and 41 of the rivets 3 and 4 have a diameter less than the diameter of the holes 2 made in the insert l. Thus the corollas 32 and 42 can follow the movement of the plastic material attached during overmolding, during a dimensional variation of the plastic material, for example following cooling.

En permettant de suivre le mouvement d'un retrait du matériau plastique, lors de sa contraction, on évite de créer des contraintes à l'intérieur de la pièce surmoulée. Pour permettre le déplacement des tiges 31 et 41 à l'intérieur des trous 2, il est avantageux d'empêcher toute pénétration du matériau plastique à l'intérieur de ces trous. Dans le cas du rivet 3 l'étanchéité est assurée sur chaque face de l'insert 1 par des rondelles 33 et 43. Les rondelles ont un diamètre externe supérieur à celui des trous 2, un diamètre interne sensiblement égal au diamètre de la tige 31 des rivets 3. By making it possible to follow the movement of a withdrawal of the plastic material, during its contraction, one avoids creating stresses inside the molded part. To allow the displacement of the rods 31 and 41 inside the holes 2, it is advantageous to prevent any penetration of the plastic material inside these holes. In the case of the rivet 3, sealing is ensured on each face of the insert 1 by washers 33 and 43. The washers have an external diameter greater than that of the holes 2, an internal diameter substantially equal to the diameter of the rod 31 rivets 3.

Dans le cas du rivet 4 l'étanchéité est assurée par une rondelle 43 analogue à la rondelle 33 du rivet 3 et, sur la face opposée, par la tête du rivet 4. In the case of the rivet 4, the seal is ensured by a washer 43 similar to the washer 33 of the rivet 3 and, on the opposite face, by the head of the rivet 4.

Dans la première variante de réalisation du dispositif selon la présente invention, les moyens d'accrochage sont placés au milieu des trous 2 pratiqués dans l'insert 1. Dans un tel cas le déplacement relatif du rivet par rapport à l'insert 1 est limité à la moitié des différences de diamètres du trou 2 et de la tige 31 ou 41 du moyen d'accrochage. In the first alternative embodiment of the device according to the present invention, the attachment means are placed in the middle of the holes 2 made in the insert 1. In such a case, the relative displacement of the rivet relative to the insert 1 is limited to half the difference in diameters of the hole 2 and of the rod 31 or 41 of the attachment means.

Cette réalisation présente l'avantage de ne nécessiter aucune précaution particulière pour la mise en place des rivets. This embodiment has the advantage of not requiring any particular precaution for the installation of the rivets.

Dans une seconde variante de réalisation du dispositif selon la présente invention, les moyens d'accrochage sont placés au bord du trou 2 pratiqué dans l'insert I. Le bord est choisi de telle manière que le mouvement de retrait de matière plastique entrasse le moyen d'accrochage dans la direction du bord opposé du trou 2. Cette réalisation présente l'avantage de permettre la réalisation de trous 2 de diamètres inférieurs. In a second variant embodiment of the device according to the present invention, the attachment means are placed at the edge of the hole 2 made in the insert I. The edge is chosen so that the movement of withdrawal of plastic material overlaps the means hooking in the direction of the opposite edge of the hole 2. This embodiment has the advantage of allowing the production of holes 2 of smaller diameters.

Dans tous les cas, il est avantageux d'assurer une fixation de moyens d'accrochage sur l'insert 1 de façon à empêcher leur déplacement aléatoire. Il est bien entendu que cette fixation ne sera pas capable de résister au retrait de la matière plastique lors de sa contraction. Cette fixation sera toutefois suffisante pour maintenir à leurs places les rivets 3 et 4 dans l'insert I lorsqu'on le placera dans le moule et pendant la phase de surmoulage. In all cases, it is advantageous to secure a fastening means on the insert 1 so as to prevent their random movement. It is understood that this attachment will not be able to resist the shrinkage of the plastic during its contraction. This fixing will however be sufficient to keep the rivets 3 and 4 in their places in the insert I when it is placed in the mold and during the overmolding phase.

Dans un exemple de réalisation la fixation est obtenue par la force exercée par le rivet sur les rondelles 33, 34 et 42 ainsi que sur la tête des rivets 3 et 4. In an exemplary embodiment, the fixing is obtained by the force exerted by the rivet on the washers 33, 34 and 42 as well as on the head of the rivets 3 and 4.

Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée à l'utilisation de rivets comme moyens d'accrochage du matériau plastique. It is understood that the present invention is not limited to the use of rivets as means for attaching the plastic material.

Un exemple de moyen d'accrochage de matériau plastique est illustré par la vis 5 associée à l'écrou 53. L'extrémité 51 de la vis 5 peut avantageusement être rabattue vers l'insert 1 ou éclatée en corolle, (non illustré sur la figure). La force de serrage de la vis 5 et de l'écrou 53 empêche son déplacement autonome par exemple lors de manipulations, mais permet de suivre le mouvement du matériau plastique. An example of a means for attaching plastic material is illustrated by the screw 5 associated with the nut 53. The end 51 of the screw 5 can advantageously be folded down towards the insert 1 or exploded into a corolla, (not illustrated in the figure). The tightening force of the screw 5 and the nut 53 prevents it from moving autonomously, for example during handling, but makes it possible to follow the movement of the plastic material.

Les moyens d'accrochage ne sont pas limités aux pièces métalliques. Par exemple, une pièce en plastique 6 comportant par exemple des fibres 62 destinées à pénétrer dans le matériau plastique, sans être miscible à celui-ci peut permettre de ne pas contrarier les deux mouvements relatifs du plastique de surmoulage par rapport à l'insert I. The attachment means are not limited to metal parts. For example, a plastic part 6 comprising for example fibers 62 intended to penetrate into the plastic material, without being miscible with the latter, can make it possible not to hinder the two relative movements of the overmolding plastic with respect to the insert I .

De même, il n'est pas nécessaire que les moyens d'accrochage soient des pièces rajoutées à l'insert I. Par exemple la protubérance 7 de l'insert 1, comportant des extrémités 72 flexibles qui accompagnent le déplacement du matériau plastique de surmoulage par rapport au corps de l'insert 1, tout en assurant sa fixation sur ce dernier. Similarly, it is not necessary for the attachment means to be parts added to the insert I. For example the protuberance 7 of the insert 1, having flexible ends 72 which accompany the movement of the plastic overmolding material relative to the body of the insert 1, while ensuring its attachment to the latter.

Dans l'exemple, illustré sur les figures, le bord Il de l'insert I est rigide. Il améliore l'accrochage de la matière plastique sur l'insert 1, mais ne facilite pas son déplacement par rapport à l'insert 1.In the example illustrated in the figures, the edge Il of the insert I is rigid. It improves the attachment of the plastic to the insert 1, but does not facilitate its movement relative to the insert 1.

Il est bien entendu que l'utilisation de bords ou cornières flexibles permettant de suivre le mouvement du plastique de surmoulage par rapport au corps de l'insert 1 ne sort pas du cadre de la présente invention. It is understood that the use of flexible edges or angles making it possible to follow the movement of the overmolding plastic relative to the body of the insert 1 does not depart from the scope of the present invention.

Sur la figure 2, on peut voir un exemple de réalisation d'une pièce obtenue par le surmoulage de l'insert 1 de la figure 1. In FIG. 2, an exemplary embodiment of a part obtained by overmolding of the insert 1 in FIG. 1 can be seen.

Le matériau plastique 8 présente un excellent accrochage, grâce à la présence de moyens d'accrochage 3, 4, 5, 6, 7 et 11. The plastic material 8 has an excellent attachment, thanks to the presence of attachment means 3, 4, 5, 6, 7 and 11.

Le matériau plastique 8 s'est déplacé par rapport de l'insert 1 lors de sa contraction suite à son refroidissement ainsi la pièce surmoulée ne présente pas de tension interne et respecte bien les cotes désirées. The plastic material 8 has moved relative to the insert 1 during its contraction following its cooling, so the overmolded part has no internal tension and respects the desired dimensions well.

Toutefois le matériau plastique 8 peut ne pas adhérer à la cornière Il et à l'insert 1 et présenter une poche 12 suite à son retrait. A l'extérieur de la cornière 11 il est possible de limiter ou d'éliminer les tensions induites par le matériau plastique 8 dans la pièce surmoulée en insérant autour de l'insert 1 une ceinture ou un espaceur. La ceinture ou l'espaceur va créer un espace 9 entre l'insert 1 et le matériau plastique 8. Cet espace 9 sera partiellement ou complètement comblé par le retrait du matériau plastique 8 lors de son refroidissement.However, the plastic material 8 may not adhere to the angle iron II and to the insert 1 and present a pocket 12 following its removal. Outside the angle iron 11 it is possible to limit or eliminate the tensions induced by the plastic material 8 in the molded part by inserting around the insert 1 a belt or a spacer. The belt or the spacer will create a space 9 between the insert 1 and the plastic material 8. This space 9 will be partially or completely filled by the withdrawal of the plastic material 8 during its cooling.

Dans le procédé selon la présente invention on réalise un insert 1, par exemple en acier, en aluminium ou dans un alliage, ou, au contraire, dans une matière plastique non miscible avec le matériau plastique de surmoulage 8. On pratique des trous 2 de diamètres désirés dans l'insert 1. Le nombre et l'espacement des trous 2 dépend de la géométrie de la pièce et des forces d'accrochage désirées. On place les moyens d'accrochage 3, 4, 5, et/ou 6 dans les trous 2 pratiqués dans l'insert 1. In the method according to the present invention an insert 1 is produced, for example of steel, aluminum or an alloy, or, on the contrary, in a plastic material immiscible with the plastic overmolding material 8. Holes 2 of desired diameters in the insert 1. The number and spacing of the holes 2 depends on the geometry of the part and the desired attachment forces. The attachment means 3, 4, 5, and / or 6 are placed in the holes 2 made in the insert 1.

Avantageusement on utilisera qu'un seul type de moyen d'accrochage pour une pièce donnée. Le moyen d'accrochage 7, plus particulièrement destiné aux inserts en matière plastique, est réalisé en même temps que l'insert.Advantageously, only one type of attachment means will be used for a given part. The attachment means 7, more particularly intended for plastic inserts, is produced at the same time as the insert.

L'insert 1, équipé des moyens d'accrochage est placé dans un moule. On réalise le surmoulage de l'insert 1 par exemple en utilisant la technique d'extrusion/soufflage, d'injection, de thermoformage ou injection de mousse. The insert 1, equipped with attachment means is placed in a mold. The insert 1 is overmolded, for example using the extrusion / blowing, injection, thermoforming or foam injection technique.

Le matériau plastique 8 est par exemple du polyéthylène, du polypropylène ou de 1'A.B.S. Toutefois, il est important, dans le cas où l'insert I est réalisé dans une matière plastique, que le matériau de surmoulage 8 ne soit pas collable ou soudable à l'insert 1. On procède au refroidissement de la pièce obtenue.The plastic material 8 is for example polyethylene, polypropylene or A.B.S. However, it is important, in the case where the insert I is made of a plastic material, that the overmolding material 8 is not stickable or weldable to the insert 1. The part obtained is cooled.

L'invention s'applique notamment à la réalisation de pièces par surmoulage d'inserts comme par exemple des carrosseries d'appareils électroménagers
L'invention s'applique principalement à la réalisation de pièces pour l'industrie automobile. The invention applies in particular to the production of parts by overmolding of inserts such as for example bodies of household appliances.
The invention mainly applies to the production of parts for the automotive industry.

Claims

1. Insert (1) for overmolding with a plastic material (8) comprising hooking means (3, 4, 5, 6, 7, 11) of this material (8), characterized in that means of attachment have the freedom to undergo a limited displacement relative to the insert (I), under the effect of tensions induced by the dimensional variation of the plastic material (8) during its cooling.

2. Insert (1) according to claim 1, characterized in that the attachment means comprise rivets (3, 4).

3. Insert (I) according to claim 2, characterized in that the rivets (3, 4) end in a corolla (32, 42) to facilitate the attachment of the plastic (8).

4. Insert (1) according to claim 1, characterized in that the attachment means comprise a screw (5), and a nut (53).

5. Insert (1) according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that it comprises holes (2) into which penetrate the attachment means (3, 4, 5, 6) and means insulation (33, 34, 43) to prevent the penetration of plastic material (8) inside the holes (2).

6. Insert (1) according to claim 5, characterized in that the insulation means (33, 34, 43) are washers.

7. Overmolded part, characterized in that it comprises an insert (1) according to any one of the preceding claims.

8. Part according to claim 7, characterized in that the plastic material (8) is polypropylene.

9. Manufacturing process, characterized in that it comprises the steps

- Installation of an insert according to any one of claims 1 to 6, in a mold;

- overmolding of the insert (1) with a plastic material (8).

10. Method according to claim 9, characterized in that the overmolding is obtained by extrusion / blowing.