FR3064522A1 - Procede pour assembler des elements dans une position d'assemblage - Google Patents

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Francois Virelizier
Jerome Brizin
David Tresse
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Plastic Omnium SE
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Abstract

Procédé d'assemblage qui permet d'assembler des éléments avec une continuité de matière grâce à une masse de matériau de scellement injectée dans des trous et dans une cavité positionnés en regard les uns des autres. Outil d'injection de matière avec un embout adapté qui permet d'assurer une étanchéité vis-à-vis de la matière injectée, éventuellement complété d'une contreforme qui assure également une étanchéité vis-à-vis de la matière injectée. Produit constitué d'éléments assemblés grâce à une masse de matière injectée dans des trous et une cavité positionnés en regard les uns des autres.

Description

(54) PROCEDE POUR ASSEMBLER DES ELEMENTS DANS UNE POSITION D'ASSEMBLAGE.
(57) Procédé d'assemblage qui permet d'assembler des éléments avec une continuité de matière grâce à une masse de matériau de scellement injectée dans des trous et dans une cavité positionnés en regard les uns des autres.
Outil d'injection de matière avec un embout adapté qui permet d'assurer une étanchéité vis-à-vis de la matière injectée, éventuellement complété d'une contreforme qui assure également une étanchéité vis-à-vis de la matière injectée.
Produit constitué d'éléments assemblés grâce à une masse de matière injectée dans des trous et une cavité positionnés en regard les uns des autres.
Figure FR3064522A1_D0001
[0001] L’invention concerne l’assemblage d’éléments, notamment d’éléments en matériaux plastiques renforcés pour la fabrication de structures composites.
[0002] Lorsqu’on assemble des éléments grâce à un procédé chimique de collage, une colle est déposée sur des faces en regard des éléments à assembler, sur une zone d’accroche. Cette colle crée une surépaisseur qui dépend de la quantité de colle déposée et de la pression exercée sur les éléments avant la prise de la colle. Les spécifications de la colle exigent une épaisseur de colle minimale, en dessous de laquelle le collage n’est pas assuré. Cette surépaisseur empêche, par définition, un contact direct des éléments assemblés, lorsque ces éléments sont mis en position d’assemblage.
[0003] Sur des assemblages très précis, sur des assemblages soumis à des vibrations, sur des assemblages destinés à assurer une étanchéité, la surépaisseur de colle peut introduire une imprécision sur l’épaisseur de l’assemblage final, et peut compromettre l’étanchéité au niveau des parties périphériques des zones d’accroche des éléments qui sont en contact lorsqu’ils sont mis en position d’assemblage en l’absence de colle, et qui ne reçoivent pas de colle lors de l’assemblage.
[0004] Ces parties périphériques des zones d’accroche peuvent également être source de vibrations.
[0005] En outre, dans certaines applications, il est impératif que les éléments s’appuient directement l’un contre l’autre, pour assurer une transmission directe des efforts. II faut alors prévoir une géométrie particulière des éléments, pour loger la colle entre les éléments en un premier emplacement, et assurer un contact direct des éléments entre eux en un deuxième emplacement.
[0006] De plus, un tel encollage par dépose de la colle entre les éléments fait obstacle aux processus d’activation de la colle par exposition aux UV ou par chauffage, puisque l’accès direct à la colle, emprisonnée entre les éléments assemblés, est soit impossible, soit difficile à mettre en oeuvre sans endommager la structure finale, par chauffage des éléments à assembler, par exemple.
[0007] L’état de la technique, tel que présenté dans le brevet WO2015028625A1 intitulé « Method for welding of plastics using welding promoters », dévoile un procédé de collage qui permet une meilleure transmission d’énergie à la colle grâce à des nanoparticules, neutres vis-à-vis de la chimie du collage, mélangées à la colle avant application.
[0008] Ce procédé, même s’il permet d’améliorer le collage, ne diminue pas la surépaisseur de colle liée au collage. Au contraire, les nanoparticules présentes ne peuvent que maintenir, voire renforcer, cette surépaisseur.
[0009] L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un procédé d’assemblage simple, rapide et économique, qui peut s'adapter à tout type d’éléments à assembler, qui permet un accès direct à la colle pour lui transmettre de l’énergie, comme par exemple par chauffage par induction ou par éclairage UV, et qui peut offrir un assemblage final encore plus robuste qu’un collage par simple dépôt de colle sur les surfaces en regard des éléments destinés à être assemblés.
[00010] L'objet de l'invention est un procédé pour réaliser une pile d’éléments empilés dans une position d’assemblage, qui comprend les trois étapes suivantes :
étape 1 : exécution des opérations suivantes, dans un ordre quelconque :
- sur un premier élément destiné à se trouver sur une face externe de la pile, on réalise une cavité délimitée par des parois,
- sur chacun des autres éléments, on réalise un trou traversant délimité par des parois jusqu’à un dernier élément de la pile, destiné à se trouver sur une face externe de la pile opposée au premier élément, ledit trou traversant et ladite cavité étant dimensionnés et localisés de manière à se trouver en regard l’un de l’autre lorsque les éléments sont placés en position d’assemblage,
- on immobilise les éléments en position d’assemblage;
étape 2 : on injecte dans le trou traversant et la cavité, un matériau de scellement chimiquement compatible avec une matière constitutive des parois de la cavité jusqu’à former une masse de matériau de scellement adhérant aux parois de la cavité et en prise avec ledit dernier élément;
étape 3 : on libère les éléments après la prise du matériau de scellement.
[00011] Pour bien faire comprendre le procédé, certaines explications de la présente description se limitent à deux éléments à assembler, mais le procédé de l’invention peut être mis en oeuvre pour assembler plus de deux éléments, en réalisant des trous positionnés en regard les uns par rapport aux autres sur plusieurs pièces à assembler empilées les unes sur les autres en position d’assemblage.
[00012] Selon l’invention, on entend par «matériau de scellement» une matière visqueuse au départ du procédé, et qui devient solide à la fin du procédé selon différentes méthodes de durcissement : thermique, pression, temps. Le matériau de scellement peut être un polymère : colle, thermoplastique, etc.
[00013] Selon l’invention, on entend par «matériau de scellement chimiquement compatible avec une matière » un matériau de scellement capable d’adhérer à cette matière après le temps nécessaire à la prise du matériau de scellement.
[00014] Selon l’invention, on entend par «en prise avec l'élément» le fait que la masse de matériau de scellement se solidarise de l’élément, soit par une adhérence chimique correspondant à un phénomène de collage classique, soit par un accrochage mécanique, c’est à dire grâce à des géométries de forme, par exemple des parois concaves, des parois évasées, des parois en contre-dépouille, une tête de rivet, qui réalisent un blocage mécanique avec une masse de matériau de scellement après le temps nécessaire à la prise du matériau de scellement, soit les deux.
[00015] Selon l’invention, on entend par « face externe d’une pile » la face orientée vers l’extérieur de l’assemblage, du premier ou du dernier élément faisant partie d’une pile d’éléments empilés les uns sur les autres.
[00016] Selon l’invention, on entend par « positionnés en regard » le positionnement de deux orifices de façon à ce que du matériau de scellement introduit dans un premier des deux orifices puisse pénétrer dans un second des deux orifices, si le volume de matériau de scellement est suffisamment important.
[00017] Selon l’invention, on entend par «vis autoforeuse» une vis dont la pointe est dotée d’au moins une arrête qui rentre en contact avec un élément lorsqu’on visse cette vis sur cet élément en exerçant une force de rotation et une force de pression, de sorte que cette arrête retire de la matière de l’élément en contact lors de l’opération de vissage.
[00018] Selon un premier mode de réalisation, le matériau de scellement est chimiquement compatible avec une matière constitutive des parois du trou traversant dudit dernier élément.
[00019] Ce mode de réalisation présente l’avantage que l’accroche est chimique entre les éléments assemblés, de sorte que la masse de matériau de scellement dispose de toute sa surface externe, maximale en superficie, pour se solidariser avec le dernier élément.
[00020] Selon un deuxième mode de réalisation, l’injection de matériau de scellement à l’étape 2 est réalisée à l’aide d’un injecteur de matériau de scellement qui confère au matériau de scellement, sur la face dudit dernier élément, une forme en saillie plus large que le trou traversant, la forme en saillie ne pouvant pas traverser le trou traversant.
[00021] Ce deuxième mode de réalisation présente l’avantage que le matériau de scellement n’a pas besoin d’être chimiquement compatible avec la matière constitutive du dernier élément. Un accrochage mécanique de la masse du matériau de scellement avec le dernier élément résulte du fait que la saillie formée sur la face dudit élément opposée au premier élément forme une sorte de tête de rivet qui retient le dernier élément contre la pile.
[00022] Selon un troisième mode de réalisation, la paroi de la cavité permet un accrochage mécanique.
[00023] Ce troisième mode de réalisation présente l’avantage, comme le précédent, que le matériau de scellement n’a pas besoin d’être chimiquement compatible avec la matière constitutive du premier élément, qui est doté de la cavité. Un accrochage mécanique de la masse de matériau de scellement une fois prise, donc durcie, avec ce premier élément résulte de la forme des parois de la cavité.
[00024] Selon un quatrième mode de réalisation, la paroi du trou traversant du dernier élément permet un accrochage mécanique.
[00025] Ce quatrième mode de réalisation présente l’avantage, comme le précédent, que le matériau de scellement n’a pas besoin d’être chimiquement compatible avec la matière constitutive du dernier élément. Un accrochage mécanique de la masse du matériau de scellement une fois durcie avec ledit élément résulte de la forme des parois du trou traversant. En outre, aucune saillie de la masse du matériau de scellement n’est nécessaire, car l’accrochage mécanique de la masse du matériau de scellement avec le dernier élément résulte de la forme du trou traversant.
[00026] Selon un cinquième mode de réalisation, on créé la cavité du premier élément de sorte qu’elle traverse de part en part ledit élément, et, en appliquant une contre-forme qui assure l’étanchéité contre la paroi dudit premier élément grâce à un appui sur ladite face externe pendant l’injection du matériau de scellement, on créé une saillie de matériau de scellement qui prend appui sur la surface externe dudit premier élément.
[00027] Ce cinquième mode de réalisation présente l’avantage de permettre un accès à partir du premier élément au matériau de scellement identique à celui disponible du côté du dernier élément avec le trou traversant, de sorte qu’on double les possibilités d’accéder au matériau de scellement pour lui fournir de l’énergie, avec un gain de temps ou d’efficacité, pour la prise du matériau de scellement.
[00028] Selon un sixième mode de réalisation, on introduit entre le trou et la cavité en position d’assemblage, avant l’injection du matériau de scellement, un insert structurel métallique creux en forme de tube qu’on positionne dans le trou traversant et qui s’étend jusqu’à la cavité, avant d’injecter le matériau de scellement.
[00029] Ce sixième mode de réalisation présente l’avantage de renforcer la résistance structurelle de l’assemblage, notamment sa résistance à une force de cisaillement. Un autre avantage, pour un matériau de scellement qui fait sa prise par réticulation par chauffage, est de faciliter la conduction de l’énergie au sein de la masse de matériau de scellement. En particulier, le chauffage par induction peut être très rapide avec un insert structurel métallique, ce qui permet à la masse de matériau de scellement de réticuler très rapidement.
[00030] Selon un septième mode de réalisation, l’insert métallique est un fût de vissage.
[00031] Ce septième mode de réalisation présente l’avantage, comme le précédent, de renforcer la résistance structurelle de l’assemblage, notamment sa résistance à une force de cisaillement et de faciliter, lorsque la nature du matériau s’y prête, la conduction de l’énergie au sein de la masse de matériau de scellement en utilisant des pièces existantes et en les détournant de leur fonction initiale pour remplir la fonction d’insert.
[00032] Selon un huitième mode de réalisation, le fût de vissage possède des éléments d’ancrage et de guidage sur sa paroi externe.
[00033] Ce huitième mode de réalisation présente l’avantage, encore mieux que le précédent, de renforcer la résistance structurelle de l’assemblage à moindre frais, notamment sa résistance à une force d’arrachement, du fait du guidage et de l’ancrage mécanique des éléments de guidage et d’ancrage dans la masse de matériau de scellement.
[00034] Selon un neuvième mode de réalisation, le fût de vissage a été préalablement percé avant son introduction dans le trou traversant et la cavité.
[00035] Ce neuvième mode de réalisation présente l’avantage de renforcer encore d’avantage, et à moindre frais, la tenue à une force d’arrachement grâce aux cylindres de matériau de scellement qui remplissent tous les orifices percés sur le corps de l’insert et qui créent une résistance au cisaillement dans un plan perpendiculaire à une force d’arrachement.
[00036] Selon un dixième mode de réalisation, un élément à assembler est constitué de matière composite comprenant une matière plastique thermoplastique ou thermodurcissable.
[00037] Ce dixième mode de réalisation présente l’avantage de pouvoir assembler un élément en composite avec n’importe quelle autre matériau, y compris un autre composite, à moindre frais, sans créer une surépaisseur de matériau de scellement, et simplement.
[00038] Selon un onzième mode de réalisation, un élément à assembler est constitué de métal.
[00039] Ce onzième mode de réalisation présente l’avantage de pouvoir assembler un élément en métal avec n’importe quelle autre matériau, y compris un autre élément en métal, à moindre frais et simplement. Dans l’élément en métal, s’il est d’épaisseur suffisante, il est possible de réaliser un taraudage sur la paroi de l’orifice en métal, ce taraudage présente l’avantage de pouvoir accueillir un insert vissé pour créer un renfort métallique mécanique supplémentaire dans l’assemblage final.
[00040] Selon un douzième mode de réalisation, le matériau de scellement est en polyuréthane bicomposants.
[00041] Ce douzième mode de réalisation présente l’avantage de créer une bonne adhésion chimique sur les éléments à assembler en matériau composite et de rendre le procédé d'assemblage maîtrisable, grâce à un bon contrôle du temps d’exposition du matériau de scellement et du délai de déclenchement de sa réticulation, le cas échéant.
[00042] Selon un treizième mode de réalisation, la masse de matériau de scellement est une colle thermoplastique : un injecteur de colle thermoplastique est positionné au niveau du trou traversant pour injecter la colle thermoplastique et un système de refroidissement, par exemple de type vortex, est introduit dans le trou pour refroidir la masse de colle thermoplastique.
[00043] Ce treizième mode de réalisation présente l’avantage de pouvoir assurer une bonne adhésion mécanique entre les éléments assemblés.
[00044] Selon un quatorzième mode de réalisation, après avoir injecté la masse de matériau de scellement, on applique une source d’énergie, destinée à accélérer la prise du matériau de scellement, sur la surface du matériau de scellement directement accessible depuis une face externe de la pile.
[00045] Ce quatorzième mode de réalisation présente l’avantage de réduire le temps de prise du matériau de scellement.
[00046] L’invention a également pour objet une pièce constituée par l’assemblage d’exactement un premier élément et un deuxième élément dans une position d’assemblage, caractérisée en ce qu’elle comprend une masse de matériau de scellement traversant un trou du deuxième élément et pénétrant dans une cavité du premier élément, le matériau de scellement étant chimiquement compatible avec une matière du premier élément et étant en prise avec le deuxième élément.
[00047] Quel que soit le mode de réalisation, il est avantageux, selon l’invention, que le volume intérieur de la cavité et le volume intérieur du trou traversant soient entièrement remplis de matériau de scellement, car des vides fragiliseraient la structure de l’assemblage final. On reconstitue ainsi une continuité de matière dans chaque élément et dans l’assemblage, ce qui est un avantage notable de l’invention par rapport aux moyens d’assemblage de l’état de la technique qui laissent des perçages non comblés dans les éléments. En effet, ces perçages non comblés de l’état de la technique forment des discontinuités qui sont des zones de fragilité ou de concentration de contraintes qui dégradent la tenue mécanique des éléments, donc de l’ensemble.
[00048] Pour mettre en oeuvre le procédé de l’invention, on peut utiliser un outil d’injection de matériau de scellement spécifique, qui est un des objets de la présente invention.
[00049] Cet outil d’injection de matériau de scellement permet l’assemblage d’éléments en pile dans une position d’assemblage, par mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, il est caractérisé par le fait qu’il comprend une embouchure concave munie d’un conduit qui permet le passage d’un matériau de scellement et d’une surface périphérique au conduit, conformée pour prendre appui sur un des éléments de manière étanche à la matière visqueuse, tout en laissant passer l’air grâce à au moins un évent.
[00050] Selon un deuxième mode de réalisation, cet outil d’injection de matériau de scellement comprend une contre-forme apte à prendre un appui étanche sur le contour d’une cavité traversante d’un élément à assembler.
[00051] Ce mode de réalisation présente l’avantage de pouvoir créer une masse de matériau de scellement traversante entre les éléments et de permettre un accès à partir du premier élément au matériau de scellement identique à celui disponible du côté du dernier élément avec le trou traversant, de sorte qu’on double les possibilités d’accéder au matériau de scellement pour lui fournir de l’énergie, avec un gain de temps ou d’efficacité, pour la prise du matériau de scellement, si ce dernier fait sa prise par apport d’énergie.
[00052] L’invention a également pour objet un insert qui comprend :
- une tête comportant une pointe de type « vis autoforeuse » et une partie filetée destinées à forer un trou d’un diamètre prédéterminé D,
- une collerette de plus grand diamètre que le trou,
- une tige de plus petit diamètre que le trou traversant, munie d’un canal longitudinal et d’au moins un orifice latéral connecté au canal longitudinal, reliant la tête à la collerette, [00053] Ce mode de réalisation présente l’avantage de pouvoir effectuer plusieurs opérations avec le même objet et ainsi de supprimer les opérations de retrait d’un outil de perçage destiné à réaliser le trou et la cavité et de mise en place d’un insert à travers le trou et la cavité. La suppression de ces opérations représente un gain de temps.
[00054] Le produit final, à savoir l’assemblage des éléments, présente lui aussi, dans certains modes de réalisation, des caractéristiques spécifiques, notamment une continuité de matière grâce à une masse de matériau de scellement qui remplit des orifices sur les éléments assemblés.
[00055] L’invention a donc également pour objet une pile d’éléments assemblés, caractérisée par :
- un premier élément dans lequel est formé une cavité;
- un dernier élément dans lequel est formé un trou traversant;
- une masse de matériau de scellement d’un seul tenant, adhérant aux parois de la cavité et en prise avec ledit dernier élément.
[00056] Selon un deuxième mode de réalisation de cette pile d’éléments assemblés, on dispose, dans la cavité, un insert structurel métallique en forme de tuyau creux doté d’une collerette à une extrémité qui remonte jusqu’à une surface extérieure de l’assemblage.
[00057] Nous allons maintenant décrire des modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemples non limitatifs et à l’appui des dessins annexés, dans lesquels :
- les figures 1 à 4 sont des coupes de deux éléments en cours d’assemblage, pendant la mise en oeuvre du procédé de l’invention selon un mode de mise en oeuvre particulier,
- la figure 5 est une coupe de deux autres éléments assemblés selon un autre mode de mise en oeuvre particulier du procédé de l’invention,
- la figure 6 est une coupe de deux autres éléments assemblés selon un autre mode de mise en oeuvre particulier du procédé de l’invention.
- la figure 7 est une vue extérieure latérale d’un mode de réalisation d’un insert multifonction, cette vue est face à un orifice de sortie de matériau de scellement.
- la figure 8 est une vue en coupe axiale du même insert que celui représenté figure
7.
[00058] Comme on le voit sur la figure 1, on prévoit d’assembler un premier élément 3 avec un deuxième élément 1. L’élément 3 est en matière plastique renforcée de fibre de verre, tandis que l’élément 1 est en métal.
[00059] Chacun des deux éléments 1, 3 présente une forme de plaque, avec une dimension, désignée épaisseur, nettement plus petite que les deux autres.
[00060] Pour préparer les éléments en vue de leur assemblage, on exécute une opération consistant à former un trou traversant 5 avec une paroi lisse 6 dans le deuxième élément 1 et une cavité 7 avec une paroi rugueuse 8, dont le relief est celui d’un pas de vis, dans le premier élément 3. A cet effet, les deux éléments 1, 3 peuvent être traités séparément ou ensemble. S’ils sont traités séparément, comme c’est le cas sur les figures 1 et 2, il convient ensuite de les placer dans leur position d’assemblage, comme illustré par la figure 3. S’ils sont traités ensemble, on peut les assembler d’abord, puis former le trou traversant 5 et la cavité 7 en une seule opération de perçage.
[00061] Une fois le trou 5 et la cavité 7 formés et les deux plaques 1 et 3 placées en position d’assemblage, on positionne en face du trou 5 un injecteur de matériau de scellement 9 doté d’un orifice de diamètre supérieur au diamètre du trou 5. Le conduit de l’injecteur 9 est étroit en amont mais suffisant pour laisser passer le matériau de scellement, qui est une matière visqueuse. Dans cet exemple, le matériau de scellement est une colle. Ce conduit s’élargit et créé une embouchure concave 15 en forme de moule de tête de rivet. L’orifice de cet injecteur définit un plan qui permet de réaliser une étanchéité au matériau de scellement lorsqu’on le positionne sur la face externe 16 de l’élément 1 tout en laissant passer l’air grâce à au moins un évent, non représenté sur les figures.
[00062] Le matériau de scellement est alors injecté dans l’injecteur de matériau de scellement 9 jusqu’à remplir entièrement la cavité 7, le trou 5 et l’embouchure concave 15, comme illustré par la figure 3.
[00063] Une fois le matériau de scellement injecté, l’injecteur de matériau de scellement 9 est retiré et les éléments 1, 3 sont maintenus en place le temps nécessaire à la prise de du matériau de scellement : une masse de matériau de scellement 17 en forme de vis reste en place et assure l’assemblage entre les éléments 1 et 3, grâce à sa tête 17a qui prend appui contre l’élément 1 et à son corps fileté 17b qui est solidaire de l’élément 3, comme illustré par la figure 4.
[00064] II est visible sur la figure 4 que cet assemblage peut être une accroche purement mécanique si le matériau de scellement n’est pas compatible avec les matières constituant les plaques 1 et 3, mais elle peut être aussi chimique en plus d’être mécanique si la masse de matériau de scellement 17 est compatible avec une des matières constituant l’élément 1 et une des matières constituant l’élément 3. Dans ce cas, au contact des parois 6 et 8, la masse de matériau de scellement 17 crée une adhérence chimique entre les éléments 1 et 3.
[00065] Comme on le voit sur la figure 5, on a préparé l’assemblage de deux éléments de façon identique aux étapes correspondant aux figures 1 et 2, l’élément 1 étant constitué d’une matière soit thermodurcissable, soit thermoplastique, soit en métal, l’élément 3 étant constitué d’un matériau de type thermodurcissable ou de type thermoplastique.
[00066] Avant de positionner l’injecteur de matériau de scellement 9 sur la face externe de l’élément 1, on introduit un insert structurel 19 en métal formé d’un tube creux, dont le diamètre lui permet de pénétrer dans la cavité 7 et dans le trou 5 en prenant des appuis sur les parois 6 et 8. Ledit insert structurel 19 dispose, à une extrémité, d’une collerette circulaire 20 qui vient prendre appui sur la face externe 16 de l’élément 1. La collerette 20 assure un accrochage mécanique de l’insert structurel 19 sur l’élément 1 à l’encontre d’un mouvement d’éloignement des deux éléments. Sur la face de la collerette 20 au contact de la face externe 16 de l’élément 1, la collerette circulaire 20 comporte des formes en saillie ou en creux, non représentées sur les figures, qui servent d’évents.
[00067] Dans ce mode de réalisation, on positionne l’injecteur de matériau de scellement 9, qui est le même qu’au mode de réalisation de la figure 4, dont le diamètre d’embouchure vient en appui sur la collerette circulaire 20 de l’insert structurel 19. Une certaine quantité de matériau de scellement est injectée pour remplir le trou 5 et la cavité 7, de manière à former, après la prise du matériau de scellement, une masse de matériau de scellement 22 en forme de vis, renforcée par l’insert structurel 19, masse de matériau de scellement 22 qui reste en place et assure l’assemblage des éléments, grâce à une tête 22a et un corps fileté 22b qui constituent ladite masse de matériau de scellement 22.
[00068] Dans le mode de réalisation de la figure 5, il n’y a plus de contact direct entre la tête 22a de la masse de matériau de scellement 22 et l’élément 1 : la solidarisation entre la tête 22a de la masse de matériau de scellement 22 et l’élément 1 est obtenue purement grâce à un accrochage mécanique, à travers l’insert structurel 19.
[00069] Comme on le voit sur la figure 6, la préparation de l’élément 3 diffère de celle des précédents modes de réalisation présentés aux figures 1 à 5 : cette fois-ci, la cavité 24 est traversante, l’élément 3 dispose donc de deux orifices au lieu d’un seul dans les précédents modes de réalisation.
[00070] Avant d’injecter le matériau de scellement, on applique une contre-forme 25a dont le diamètre est supérieur au diamètre de l’orifice de la cavité traversante 24 sur la face externe 26 de l’élément 3. Ladite contre-forme 25a assure une étanchéité au matériau de scellement une fois mise en position au dessus de l’orifice de la cavité traversante 24.
[00071] Ladite contre-forme 25a présente une empreinte concave qui correspond au moule d’une tête de rivet.
[00072] Ladite contre-forme 25a, comme l’injecteur de matériau de scellement 25b, est réalisée dans un matériau antiadhésif vis-à-vis du matériau de scellement injectée.
[00073] On insère alors un fût de vissage 27, doté d’éléments de guidage 27a qui servent ici également d’éléments d’ancrage et dont le diamètre permet auxdits éléments de guidage de prendre appui sur les parois 29 de la cavité traversante 24. Le fût de vissage 27 est également doté d’une collerette 27b qui prend appui de façon circulaire autour de l’orifice du trou 5 sur la face externe 16 de l’élément 1, la collerette circulaire 27b comporte des formes en saillie ou en creux, non représentées sur les figures, qui servent d’évents.
[00074] L’injecteur de matériau de scellement 25b, dont le diamètre permet de réaliser une étanchéité au matériau de scellement en le positionnant au dessus de l’orifice du trou 5 grâce au contact réalisé entre l’embouchure concave 15 de l’injecteur de matériau de scellement 25b et la surface de la collerette 27b de l’élément du fût de vissage 27, est mis en position comme illustré sur la figure 6. Le matériau de scellement est injecté jusqu’à remplir entièrement l’empreinte concave de la contreforme 25b, la cavité traversante 24, le trou 5 et l’embouchure concave 15 de l’injecteur de matériau de scellement 25b.
[00075] Dans le mode de réalisation des figures 7 et 8, l’insert est un insert multifonction 31 avec trois fonctions:
[00076] une fonction de perforation et de creusement de matière, grâce à une tête de « vis autoforeuse» 31a et à une partie filetée 31b, [00077] une fonction d’injecteur de matériau de scellement assurée par un canal longitudinal 32 et par deux orifices latéraux 35, 36 connectés à ce canal longitudinal 32 et qui permettent la mise en communication du conduit vers l’extérieur du corps de cet insert multifonction 31.
[00078] une fonction d’insert avec à la fois une résistance mécanique contre des forces d’arrachement grâce à la partie filetée 31b de diamètre supérieur au reste du corps de l’insert et une résistance mécanique contre des forces de cisaillement.
[00079] Une deuxième partie non traversante destinée à rester positionnée sur l’élément 1 est constitué d’une collerette circulaire 40 qui prend appui sur l’élément 1. La collerette circulaire 40 comporte des formes en saillie ou en creux, non représentées sur les figures, qui servent d’évents et une entrée de matériau de scellement 42 qui est l’extrémité du canal longitudinal 32.
[00080] Ainsi, cet insert multifonction comprend :
- une tête de vis autoforeuse 31a et une partie filetée 31b destinées à forer un trou d’un diamètre prédéterminé D,
- une collerette 40 de plus grand diamètre que le trou,
- une tige 43 de plus petit diamètre que le trou, munie d’un conduit formant un canal longitudinal 32 et d’au moins un orifice latéral 35 connecté au canal longitudinal 32, reliant la tête de vis autoforeuse 31a à la collerette 40, [00081] Dans ce mode de réalisation, on commence par positionner la pointe de l’insert des figures 7, 8 sur l’élément 1 à un point d’assemblage, l’élément 1 est positionné en position d’assemblage avec l’élément 3, on visse l’insert multifonction 31 avec une force de rotation et d’appui sur la surface de l’élément 1. L’insert s’enfonce alors dans l’élément 1 grâce au creusement effectué par les arêtes 45a, 45b, 45c, 45d de la tête de vis autoforeuse 31a, jusqu’à former le trou 5, puis continue de s’enfoncer dans l’élément 3 jusqu’à former la cavité 7 (trou 5 et cavité 7 des éléments 1 et 3 des modes de réalisation précédents).
[00082] Une fois que l’insert multifonction 31 a atteint sa position finale, on injecte du matériau de scellement à travers le canal longitudinal 32 de l’insert. Le matériau de scellement sort par les orifices latéraux 35, 36 jusqu’à remplir l’espace entre la paroi extérieure de l’insert multifonction 31 et les parois 6 et 8 du trou 5 et de la cavité 7 formés par l’insert multifonction 31.
[00083] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Il est notamment possible d’assembler plus de deux éléments.
Références utilisées dans les dessins :
éléments 1,3 trou traversant 5 paroi lisse 6 cavité 7 paroi rugueuse 8 injecteur de matériau de scellement 9 conduit 13 embouchure concave 15 face externe de l’élément 1:16 masse de matériau de scellement 17 tête de la masse de matériau de scellement 17a corps fileté de la masse de matériau de scellement 17b insert structurel 19 collerette circulaire 20 masse de matériau de scellement 22 tête de la masse de matériau de scellement 22a corps fileté de la masse de matériau de scellement 22b cavité traversante 24 contre-forme 25a injecteur de matériau de scellement 25b Face externe de l’élément 3 : 26 fût de vissage 27 élément d’ancrage 27a collerette de fût de vissage 27b insert multifonction 31 tête de vis autoforeuse 31a partie filetée 31b canal longitudinal 32 deux orifices latéraux 35, 36 collerette 40 entrée du matériau de scellement 42 tige 43 arêtes 45a, 45b, 45c, 45d

Claims (15)

  1. Revendications
    1. Procédé pour réaliser une pile d’éléments (1, 3) empilés dans une position d’assemblage, caractérisé en ce qu’il comprend les trois étapes suivantes :
    étape 1 : exécution des opérations suivantes, dans un ordre quelconque :
    sur un premier élément (3) destiné à se trouver sur une face externe de la pile, on réalise une cavité (7) délimitée par des parois (8), sur chacun des autres éléments (1), on réalise un trou traversant (5) délimité par des parois (6) jusqu’à un dernier élément (1) de la pile, destiné à se trouver sur une face externe de la pile opposée au premier élément (3), ledit trou traversant (5) et ladite cavité (7) étant dimensionnés et localisés de manière à se trouver en regard l’un de l’autre lorsque les éléments (1, 3) sont placés en position d’assemblage, on immobilise les éléments (1, 3) en position d’assemblage ; étape 2 : on injecte dans le trou traversant (5) et la cavité (7), un matériau de scellement chimiquement compatible avec une matière constitutive des parois (8) de la cavité (7) jusqu’à former une masse de matériau de scellement adhérant aux parois (8) de la cavité (7) et en prise avec ledit dernier élément (1) ;
    étape 3 : on libère les éléments (1, 3) après la prise du matériau de scellement.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le matériau de scellement est chimiquement compatible avec une matière constitutive des parois (6) du trou traversant (5) dudit dernier élément (1 ).
  3. 3. Procédé selon une revendications précédentes, dans lequel l’injection de matériau de scellement à l’étape 2 est réalisée à l’aide d’un injecteur de matériau de scellement (9) qui confère au matériau de scellement, sur la face dudit dernier élément (1), une forme en saillie plus large que le trou traversant (5), la forme en saillie ne pouvant pas traverser le trou traversant (5).
  4. 4. Procédé selon une revendications précédentes, dans lequel la paroi (8) de la cavité (7) permet un accrochage mécanique.
  5. 5. Procédé selon une revendications précédentes, dans lequel la paroi du trou traversant (5) dudit dernier élément (1) permet un accrochage mécanique.
  6. 6. Procédé selon une revendications précédentes, dans lequel on créé la cavité (24) du premier élément (3) de sorte qu’elle traverse de part en part ledit élément (3), et dans lequel, en appliquant une contre-forme (25a) qui assure l’étanchéité contre la face externe (26) dudit premier élément (3) grâce à un appui sur ladite face externe (26) pendant l’injection du matériau de scellement, on créé une saillie de matériau de scellement qui prend appui sur la face externe (26) dudit premier élément (3).
  7. 7. Procédé selon une revendications précédentes, dans lequel on introduit entre le trou (5) et la cavité (7) en position d’assemblage, avant l’injection de matériau de scellement, un insert structurel (19) métallique creux en forme de tube qu’on positionne dans le trou traversant (5) et qui s’étend jusqu’à la cavité (7), avant d’injecter le matériau de scellement.
  8. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l’insert structurel est un fût de vissage (27) qui possède des éléments de guidage et d’ancrage (27a) sur sa paroi externe.
  9. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le fût de vissage (27) a été préalablement percé avant son introduction dans le trou traversant (5) et la cavité (7).
  10. 10. Procédé selon une revendications précédentes, dans lequel la masse de matériau de scellement (17, 22) est une colle thermoplastique : un injecteur (9) de colle thermoplastique est positionné au niveau du trou traversant (5) pour injecter la colle et un système de refroidissement, par exemple de type vortex, est introduit dans le trou pour refroidir la masse de colle (17, 22) thermoplastique.
  11. 11. Outil d’injection de matière (9) permettant l’assemblage d’éléments (1,3) en pile dans une position d’assemblage, par mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu’il comprend une embouchure concave (15) muni d’un conduit (13) qui permet le passage d’une matière visqueuse et d’une surface périphérique au conduit, conformée pour prendre appui sur un des éléments (1, 3) de manière étanche à la matière visqueuse, tout en laissant passer l’air grâce à au moins un évent.
  12. 12. Outil d’injection de matière selon la revendication précédente, ayant une contreforme (25a) apte à prendre un appui étanche sur le contour d’une cavité (7) traversante d’un élément (3) à assembler.
  13. 13. Insert multifonction (31) permettant l’assemblage d’éléments (1,3) en pile dans une position d’assemblage, par mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu’il comprend :
    - une tête comportant une pointe de type «vis autoforeuse» (31a) et une partie filetée (31b) destinées à forer un trou d’un diamètre prédéterminé D,
    - une collerette (40) de plus grand diamètre que le trou,
    - une tige (43) de plus petit diamètre que le trou traversant (5), munie d’un canal longitudinal (32) et d’au moins un orifice latéral (35) connecté au canal longitudinal (32), reliant la tête (31a) à la collerette (40),
  14. 14. Pile d’éléments assemblés, caractérisée par :
    - un premier élément (3) dans lequel est formé une cavité (7);
    - un dernier élément (1 ) dans lequel est formé un trou traversant (5);
    - une masse de matériau de scellement (17) d’un seul tenant, adhérant aux parois (8) de la cavité (7) et en prise avec ledit dernier élément (1).
  15. 15. Pile d’éléments assemblés selon la revendication précédente, qui dispose, dans la cavité (7), d’un insert structurel (19) métallique en forme de tuyau creux doté d’une
    5 collerette (20) à une extrémité qui remonte jusqu’à une surface extérieure de l’assemblage.
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    17b
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