L'invention concerne la fabrication de pièces plastiques munies d'au moins une zone mécaniquement affaiblie formant un trou ou une amorce de trou.

Elle vise notamment, mais non exclusivement, la fabrication de profilés en matière plastique comportant une succession longitudinale de trous ou d'amorces de trou destinés à permettre une fixation aisée de ces profilés en service. II s'agit avantageusement de profilés constituant ou faisant partie de goulottes de câblage électrique.

On désigne ici par l'expression « amorce de trou » (on pourrait aussi utiliser la notion d'ébauche) un trou imparfaitement matérialisé, constitué par une zone mécaniquement affaiblie par rapport au reste de la pièce considérée ; une telle zone mécaniquement affaiblie peut notamment tre un trou ménagé sur une partie seulement de l'épaisseur locale de la pièce considérée, un trou comportant sur une partie de sa profondeur un voile comportant une restriction de section (généralement concentrique au trou) qui est destiné à tre détruit lors de la mise en place d'un élément de fixation, ou un contour mécaniquement affaibli séparant une partie centrale, destinée à tre évacuée en service, du reste de la pièce ; les particularités précitées peuvent tre combinées, par exemple avec un trou borgne comportant une restriction de section, dont le fond a un contour mécaniquement affaibli. Cette zone mécaniquement affaiblie peut tre de section oblongue. La zone mécaniquement affaiblie peut aussi constituer un trou muni d'un lamage.

L'intért de prévoir, non pas un trou complet, mais simplement une amorce de trou formée d'un trou borgne, est qu'on est libre de n'utiliser qu'une partie des amorces de trou pour, par exemple, fixer la pièce considérée, sans risquer que les amorces non utilisées ne constituent des pièges à impuretés ou à poussières, voire nuisent à l'étanchéité du volume interne de la pièce de la pièce ; cet intért est en particulier notable pour les goulottes, par exemple de câblage électrique, que l'on veut conserver aussi étanches que possibles vis à vis de l'extérieur (c'est le cas notamment des goulottes de câblage électrique destinées à tre utilisées dans les pièces d'eau de locaux d'habitation).

Par ailleurs, lorsque l'amorce de trou est débouchante, la conservation de l'étanchéité est moins bonne, mais l'existence de restrictions dans les amorces de trou permet un centrage aisé des éléments de fixation (des vis le plus souvent) dans les amorces de trou utilisées en service.

Enfin le fait de prévoir des amorces de trou constituées de contours mécaniquement affaiblis est que les zones de la pièce où sont situées les amorces de trou non utilisées en service conservent une plus grande rigidité que si les trous étaient réalisés de façon complète tout en rendant aisé la mise en place des éléments de fixation dans les amorces effectivement utilisées.

L'intért d'amorces de trou oblongues est qu'elles peuvent s'étendre sur une section supérieure à la section des éléments de fixation finalement utilisés, et qu'elles permettent à l'utilisateur de choisir l'emplacement de son trou final à l'intérieur de l'amorce oblongue.

L'intért de lamages (surfaces d'appui encastrées destinées à subsister) est bien connu ; il permet notamment que la tte d'une vis de fixation soit escamotée dans l'épaisseur de la pièce.

On sait déjà réaliser des amorces de trou, ou des trous munis de lamage, dans des pièces en matière plastique. Ainsi, il est notamment connu de fabriquer des pièces par injection en prévoyant, dans le dessin des portions de moule, des saillies fixes, ou le plus souvent des tiroirs mobiles. Mais ce principe, consistant à aménager les trous lamés ou les amorces de trou dès la mise en forme de la matière plastique, nécessite de concevoir les moules en

conséquence, et n'est applicable qu'aux pièces obtenues par injection, dont la géométrie le permet.

L'invention a pour objet un procédé de fabrication de pièces en matière plastique munies de zones mécaniquement affaiblies formant des trous ou des amorces de trou (en pratique plus nombreuses qu'il n'est nécessaire pour les besoins de l'utilisation de ces pièces), selon lequel les zones mécaniquement affaiblies sont réalisées après production des pièces (ou du moins d'ébauches de celles-ci), de manière à la fois reproductible et fiable, esthétique et aisée, pour un coût modéré.

Elle propose à cet effet un procédé de fabrication d'une pièce munie d'au moins une zone mécaniquement affaiblie, comportant une étape consistant à produire une pièce en matière thermoplastique, et au moins un cycle comportant des étapes consistant à : -réaliser localement un évidement traversant dans une zone de cette pièce qui a une épaisseur constante, -échauffer localement cette pièce au moyen d'une sonde d'échauffement en sorte de rendre plastique cette zone de cette pièce, -modifier à l'aide d'un poinçon la géométrie de cette zone rendue plastique en sorte de délimiter dans cette pièce une zone mécaniquement affaiblie constituant un trou ou une amorce de trou.

Ainsi, selon l'invention, on conforme la zone mécaniquement affaiblie par déformation d'une zone plastique de la pièce, à l'aide d'un poinçon dont la forme détermine la forme de la zone mécaniquement affaiblie après refroidissement. Ce poinçon provoque un refoulement de la matière à t'état plastique, en pratique à l'encontre d'un contre-poinçon qui peut affleurer à la surface de la pièce à l'opposé du poinçon. Le poinçonnage n'est donc pas complètement traversant et ne se fait que sur une partie de l'épaisseur puisqu'il subsiste de la matière dans le prolongement du poinçon (en considérant sa plus grande section).

L'intért de l'évidement est notamment d'éviter que la réalisation de la zone mécaniquement affaiblie, par déplacement de matière lors du poinçonnage, implique l'apparition de surépaisseur ; le fait que cet évidement

soit traversant (avec une section en pratique constante) correspond à une manière simple et reproductible de réaliser un évidement.

Pour assurer une homogénéité du refoulement de la matière plastique, de manière préférée, on réalise la zone rendue plastique en sorte qu'elle entoure l'évidement.

Plusieurs conformations sont possibles pour l'amorce de trou.

Ainsi, selon une première forme possible, on modifie la géométrie de la zone rendue plastique en sorte de délimiter la zone mécaniquement affaiblie sous la forme d'un trou borgne dont le fond est constitué d'un voile continu. Ce voile garantit l'étanchéité des amorces de trou non utilisées. Ce voile affleure de préférence la surface de la pièce qui est à l'opposé du poinçon, auquel cas il n'est pas nécessaire de prévoir un contre-poinçon de forme particulière (il peut s'agir d'une simple surface plane).

Selon une autre forme avantageuse, on modifie la géométrie de la zone rendue plastique en sorte de délimiter la zone mécaniquement affaiblie sous la forme d'un trou traversant bordé par un voile périphérique. Ce voile périphérique peut se comprendre comme un voile (au sens de la première forme précitée) incomplet. II matérialise une restriction de section avantageusement centrée sur le reste de l'amorce de trou, et peut servir pour centrer correctement, lors de l'utilisation, l'outil destiné à préparer un trou de fixation dans la paroi à laquelle la pièce doit tre fixée, voire l'élément de fixation lui-mme. Selon son épaisseur, soit ce voile périphérique est détruit lors de la mise en place d'un élément de fixation, soit il subsiste et constitue un lamage.

Selon encore une autre forme de réalisation avantageuse, on modifie la géométrie de la zone rendue plastique en sorte de délimiter la zone mécaniquement affaiblie par un contour formé d'évidements. De forme imagée cela correspond à matérialiser en « pointillés » creux le contour du trou qu'il est possible de réaliser, en rompant les zones résiduelles de matière reliant l'intérieur et l'extérieur du contour. Ce contour est de préférence formé d'évidements traversants, ce qui facilite la rupture des zones résiduelles de

liaison. En variante, toutefois, ces évidements matérialisant le contour peuvent tre borgnes. Selon encore une autre variante, le contour peut tre matérialisé par un contour d'épaisseur constante mais réduite par rapport à l'épaisseur locale de la pièce (à la manière d'une gorge).

Le procédé de l'invention est tout particulièrement intéressant dans le cas où l'on produit par extrusion la pièce en matière thermoplastique. Le principe de l'extrusion conduit en effet à un profilé de section transversale constante, et la réalisation d'amorces de trou nécessite a priori des opérations spécifiques.

La réalisation des zones mécaniquement affaiblies peut tre prévue après l'extrusion, en tirant profit de ce que la matière constitutive du profilé est encore tiède : rapport de chaleur (ou plus généralement d'énergie) pour amollir localement la matière plastique peut en tre réduit. A cet effet, de manière avantageuse, on réalise le cycle d'étapes au fur et à mesure que le produit est extrudé. On peut aussi réaliser ces étapes sur des tronçons préalablement découpés.

Le procédé de l'invention est d'autant plus utile qu'il y a dans la pièce une succession d'amorces de trou possibles ; à cet effet, de manière préférée, on réitère le cycle d'étapes en sorte de réaliser une succession d'amorces de trou.

Selon une disposition particulièrement avantageuse de l'invention, on échauffe localement la pièce au moyen d'une sonde dont une partie constitue le poinçon servant à modifier la géométrie de la zone rendue plastique. II y a ainsi une optimisation du point de vue thermique (il n'y a pas de perte thermique entre le moment où la matière est localement échauffée au maximum et le moment où est appliqué le poinçon), et le nombre de pièces mécaniques mobiles est minimisé.

De manière particulièrement avantageuse, la sonde d'échauffement est une sonde à ultra-sons (on utilise parfois le terme de « sonotrode »).

II a été indiqué que le poinçon détermine par sa forme celle de la future amorce de trou ou du futur trou.

Selon un premier mode de réalisation, le poinçon comporte une portion d'extrémité terminée par une face transversale plane ; cela permet d'obtenir, au fond de l'amorce de trou, un voile d'épaisseur en principe sensiblement constante.

Selon un second mode de réalisation, le poinçon comporte une portion d'extrémité terminée par une face transversale comportant au moins un gradin. Cela permet, au choix de réaliser un voile obturant la totalité du futur trou, avec des variations d'épaisseur, ou une amorce de trou traversante, formant une restriction bordée par un voile périphérique ou un trou bordé par un lamage ; ce lamage peut lui-mme tre obturé par un voile frangible.

Ladite portion d'extrémité peut avoir tout simplement une section cylindrique.

Elle peut en variante avoir une section oblongue ; dans le cas d'un profilé, ce poinçon est de préférence orienté en sorte que sa plus grande dimension soit parallèle à l'axe longitudinal du profilé ; toutefois, pour donner le maximum de choix quant à l'emplacement des éléments de fixation dans les amorces de trou, le poinçon peut tre changé d'orientation entre la réalisation de deux trous ou amorces de trou consécutives.

La portion d'extrémité peut avoir tout simplement une section constante, mais en variante, elle peut avoir une section décroissante ; cela permet d'obtenir des trous ou amorces de trou dans lesquels il est aisé de faire pénétrer un outil ou un élément de fixation du côté où le trou ou l'amorce de trou est la plus large, sans qu'une telle introduction soit aussi aisée de l'autre côté, voire mme possible.

Selon encore une autre forme de réalisation, la portion d'extrémité peut tre terminée par une face transversale (éventuellement concave) bordée par une série de dents axiales, s'étendant selon une ligne fermée, correspondant au contour à matérialiser ; elle peut aussi tre terminée par une face transversale bordée par un rebord axial continu.

L'invention couvre aussi des profilés adaptés à tre réalisés selon le procédé précité. Ainsi elle a également pour objet un profilé en matière

plastique comportant une succession longitudinale de zones mécaniquement affaiblies formant des trous ou des amorces de trou.

De manière préférée, chaque zone mécaniquement affaiblie a la forme d'un trou borgne dont le fond est constitué d'un voile continu, ce qui est favorable à une bonne étanchéité entre les deux faces de la pièce.

Selon une autre forme de réalisation chaque zone mécaniquement affaiblie a la forme d'un trou traversant bordé par un voile périphérique ou un lamage, ce qui peut avoir un intért du point de vue centrage (mme si la section n'est pas circulaire, le centrage peut n'tre que longitudinal, ou transversal seulement).

Selon encore une autre forme de réalisation de profilé, chaque zone mécaniquement affaiblie est délimitée par un contour formé d'une succession d'évidements.

L'invention couvre aussi le cas particulier d'une goulotte de câblage électrique comportant un socle et un couvercle, ce socle faisant partie d'un profilé du type précité.

Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, données à titre d'exemple illustratif non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : -la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un profilé dans une première étape du procédé selon l'invention, -la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale de ce profilé dans une seconde étape, -la figure 3 est une vue en coupe transversale de ce profilé à t'état fini, -la figure 4 est une vue en coupe transversale de ce profilé au début d'une troisième étape, -la figure 5 est une vue similaire à un stade légèrement postérieur, -la figure 6 est une vue similaire à un stade de fin de poinçonnage où le profilé a une section conforme à celle de la figure 3, -la figure 7 est une vue en perspective schématique du profilé des figures 1 à 6,

-la figure 8 est un schéma de principe d'un exemple de réalisation du procédé complet de fabrication, -la figure 9 est une vue analogue à celle de la figure 6, correspondant à une forme différente d'amorce de trou, -la figure 10 est une vue analogue à celle de la figure 6, correspondant à une autre forme différente d'amorce de trou, -la figure 11 est une vue en perspective d'un autre exemple de profilé ayant une amorce de trou oblongue, -la figure 12 est une vue de dessus du profilé de la figure 11, -la figure 13 est une vue en coupe de ce profilé selon la ligne XIII- Xlil de la figure 12, -la figure 14 est une vue en coupe transversale d'un autre profilé dans lequel une autre forme de trou ou d'amorce de trou est en cours de formation, -la figure 15 est une vue en perspective de ce profilé à l'état fini, -la figure 16 est une vue de dessus de ce profilé, -la figure 17 est une vue de ce profilé selon la ligne de coupe XVII- XVII de la figure 16, -la figure 18 est une vue en perspective d'encore un autre profilé, -la figure 19 est une vue de dessus de ce profilé de la figure 18, et -la figure 20 en est une vue en coupe selon la ligne XX-XX de la figure 19.

Les figures 1 à 3 présentent le principe du procédé de l'invention, dans le cas d'un profilé 10 dans lequel on souhaite réaliser une amorce de trou de forme simple (trou borgne).

Le profilé 10 comporte une paroi 11 d'épaisseur constante, mais il faut bien comprendre que cela n'est pas une condition de faisabilité. Plus précisément, ce profilé comporte deux ailes 12 et 13 bordant la paroi 11, donnant conjointement au profilé une section en U. II s'agit avantageusement d'un profilé destiné à constituer le socle d'une goulotte de câblage électrique (auquel cas le volume interne de ce profilé est fermé en partie supérieure par

un couvercle, non représenté, par exemple un autre profilé de forme en U, ou par une autre partie dudit profilé).

Tel que représenté à la figure 1 le profilé 10 a été réalisé, mais a en outre subi une opération de perçage (sur toute son épaisseur locale) suite à quoi il comporte en au moins un emplacement (de préférence de tels emplacements sont répartis tout au long du profilé) un évidement traversant 14.

La figure 2 représente une étape ultérieure de fabrication du profilé fini, dans laquelle on échauffe localement le profilé en sorte de rendre plastique une zone de ce profilé.

En pratique, réchauffement est réalisé au moyen d'une sonde d'échauffement schématisée sous la référence 15 ; toutefois, en variante l'échauffement peut tre réalisé par tout autre moyen, par exemple par une paroi sur laquelle le profilé circule.

Cette sonde d'échauffement a, dans l'exemple considéré, une double fonction, dans la mesure où elle sert aussi de poinçon pour, en coopération avec un contre-poinçon 16, qui peut n'tre qu'une simple plaque plane, modifier la géométrie de cette zone rendue plastique, en sorte de délimiter dans le profilé une zone mécaniquement affaiblie constituant un trou ou une amorce de trou. II faut néanmoins bien comprendre que le poinçon peut, en variante, tre un élément distinct de la source fournissant l'énergie provoquant l'échauffement. Le fait d'utiliser la sonde comme poinçon a notamment pour effet de garantir que la matière située tout autour de l'évidement est rendue plastique (en pratique, le poinçon est mis dans le prolongement de l'évidement) Cette amorce de trou apparaît aux figures 3 et 7 sous la référence 20. Elle a ici la forme d'un trou borgne dont le fond est un voile continu 21 qui obture la totalité de la section du futur trou. La surface de ce voile qui est à l'opposé du trou borgne affleure avec la surface du reste du profilé ; cela provient de ce que, comme indiqué ci-dessus, le contre-poinçon utilisé est une plaque plane.

Les figures 4 à 6 représentent trois étapes successives du poinçonnage, étape au cours de laquelle la matière de la pièce est mise en forme.

A la figure 4 le poinçon 15, dont la section est supérieure à celle de l'évidement 14, commence à refouler vers le bas de la matière rendue visqueuse par l'échauffement. A la figure 5, on observe que ce refoulement vers le bas provoque, sous le poinçon, un mouvement de la matière correspondant à un rétrécissement de la partie basse de l'évidement, et la figure 6 correspond au cas ou le poinçon, arrivé en fin de sa course utile, a provoqué une fermeture de cette partie basse de l'évidement.

On comprend aisément que, la matière n'étant sensiblement pas compressible, t'espace laissé dégagé par !'amorce de trou a le mme volume que l'évidement 14. Connaissant le volume que l'on veut dégager lors de la formation de l'amorce de trou, on en déduit aisément le volume que doit avoir (si l'on ne veut pas de surépaisseurs) t'évidement 14 ; de préférence on réalise celui-ci par perçage traversant, ce qui a pour effet, notamment de bien contrôler le volume de cet évidement sans risquer que subsiste un quelconque copeau de matière.

La figure 8 représente de façon très schématique une installation adaptée à mettre en oeuvre le procédé de l'invention, avec un poste d'extrusion 25, un poste de perçage 26, et un poste d'échauffement et de poinçonnage 27, situés en ligne, c'est à dire que les opérations de perçage, d'échauffement et de poinçonnage sont réalisées sensiblement à la sortie du poste d'extrusion, ce qui explique que les postes 26 et 27 soient représentés comme étant adaptés à se déplacer parallèlement à la direction d'extrusion, pour pouvoir agir transversalement (de bas en haut) sur le profilé en cours de défilement. Le profilé obtenu comporte une succession de trous ou d'amorces de trou schématisées par des traits mixtes. Le poste 27 peut comporter, au choix, un mme élément pour échauffer et poinçonner la matière plastique, ou deux éléments distincts proches les uns des autres (pour réduire le refroidissement entre l'échauffement et le formage ou poinçonnage). Par ailleurs, les postes 26 et 27 peuvent tre solidaires, c'est à dire constituer conjointement un unique poste en mouvement, comportant plusieurs outils agissant successivement.

La figure 9 représente un autre profilé, repéré 30, se différenciant du profilé 10 par la forme de son amorce de trou 34. En effet celle-ci est de forme

évasée, ce qui est obtenu par la mise en oeuvre d'un poinçon 32 dont la portion d'extrémité 33 est, non pas de section constante (cas du poinçon 15), mais de forme effilée. L'amorce de trou 34 a, en coupe transversale, une section trapézoidale.

Les poinçons 15 et 32 sont terminés par une face transversale plane.

La figure 10 représente le cas d'un poinçon 42, dont la portion d'extrémité, de section constante, est terminée par une face transversale comportant un gradin 43. 11 en résulte, dans le profilé 40, une amorce de trou 44 formé par un trou borgne dont le fond 45 présente un rebord 46 (par exemple destiné à former un lamage résiduel).

La figure 11 représente un profilé 50 présentant, comme celui de la figure 7, une amorce de trou 54 complètement obturée en partie basse. Cette amorce se différencie de l'amorce de trou de la figure 7 par le fait que la section est oblongue, ici allongée dans le sens d'extrusion. II est à noter qu'une telle forme ne pourrait pas tre obtenue directement, par perçage. De manière préférée, le poinçon, schématisé sous la référence 52, est tourné de 90 ° entre deux amorces de trou successives, de sorte que ces dernières ont des orientations différentes, quoique réalisées avec un mme poinçon.

Si l'on revient à la figure 10, on comprend que si l'on poursuivait le mouvement vers le bas du poinçon, on réaliserait, soit un trou lamé, soit une amorce de trou qui serait débouchante avec une partie basse de section restreinte, bordée par un voile périphérique (en d'autres termes le fond 45 de cette figure 10 aurait une épaisseur nulle au centre).

En variante, la mme géométrie de trou lamé ou d'amorce de trou (selon l'épaisseur du rebord 67) peut tre obtenue dans un profilé 60 à l'aide d'un poinçon 62 terminé par une face transversale plane, coopérant avec un contre-poinçon 65 comportant une saillie 66. L'amorce de trou 64 est, comme expliqué ci-dessus, un trou dont la partie basse comporte une restriction bordée par un voile périphérique 67, ou un lamage (plus épais).

Les figures 18 à 20 correspondent à un autre type d'amorce de trou 74 qui, à la différence des précédentes, ne comporte pas de portions médianes de faible épaisseur, mais sont matérialisées par un contour séparant des

portions interne et externe de mme épaisseur (il peut bien entendu y avoir en outre une différence d'épaisseur). Bien entendu, ce qui suit est valable dans le cas où on veut une portion médiane de faible épaisseur.

On observe ainsi aux figures 18 et 19 un profilé 70 dans lequel est ménagée une série annulaire (mais n'importe quel contour est possible) d'évidemment étroits 71 ; ces évidements forment conjointement une amorce de trou. Ainsi que cela ressort de la figure 20 ces évidements sont traversants, dans l'exemple considéré. lis sont ici réalisés à l'aide d'un poinçon 72 dont la portion d'extrémité est terminée par une face transversale bordée par une série annulaire de dents 73. L'évidement traversant de départ peut, dans ce cas, tre de faible section.

Diverses combinaisons des formes de trous ou d'amorces de trou décrites sont possibles dans le cadre de l'invention.

En ce qui concerne la source d'énergie provoquant l'échauffement, elle est d'autant plus sollicitée que la pièce (qu'il s'agisse d'un profilé ou non) est à la température ambiante. Par contre, dans le cas de la figure 8 où le perçage et le poinçonnage sont réalisés en ligne, l'apport énergétique est réduit par le fait que la matière constitutive du profilé peut ne pas avoir été complètement refroidie, étant à peine en-dessous de son seuil de solidification.

Cette source d'énergie thermique est de préférence une sonde (mais peut tre une simple plaque chauffante) ; il s'agit avantageusement d'une sonde à ultra-sons (sonotrode), mais il peut s'agir de tout autre élément chauffant connu approprié, telle qu'une pointe chauffante.

Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux pièces extrudées et peut notamment s'appliquer à des pièces thermoformées voire des pièces injectées pour lesquelles l'invention permet la réalisation de trous ou d'amorces de trous sans compliquer le processus de thermoformage ou d'injection en évitant par exemple d'ajouter des tiroirs de moulage ; cela est particulièrement intéressant dans le cas de petites séries ne justifiant pas la constitution d'outillages trop complexes et coûteux.

II peut tre noté que, selon l'invention, l'étape selon laquelle on modifie la géométrie de la zone rendue plastique est effectuée sans enlèvement

de matière (au contraire de la réalisation de l'évidement lors de la première étape). En outre cet évidement est réalisé dans une zone d'épaisseur constante (en d'autres termes la zone qui, autour de l'évidement, est rendue plastique lors de l'échauffement local est d'épaisseur constante) ; à titre de comparaison, le document PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol 017, n°483 (m-1472) du 2 septembre 1993 (cf JP-05 116219), qui prévoit l'écrasement d'une cheminée entourée par une rainure annulaire, ne saurait tre considéré comme décrivant un évidement réalisé dans une zone d'épaisseur constante. II peut enfin tre noté que la zone mécaniquement affaiblie que l'invention vise à obtenir peut tre un trou traversant unique, mais sans que celui-ci puisse avoir une section constante sur toute l'épaisseur de la zone concernée.