FR2868007A1 - Insert electrosoudable, procede d'obtention d'un tel insert et raccord incorporant un tel insert - Google Patents

Abstract

La présente invention est relative à un insert (1), en particulier pour raccord ou élément de conduit électrosoudable, et à un procédé d'obtention ledit, insert comportant un substrat thermofusible (2) et au moins deux bornes de connexion (10), solidaires dudit substrat aux extrémités d'un circuit électriquement conducteur (3), caractérisé en ce que ledit substrat comprend une feuille flexible d'un matériau électriquement isolant revêtue sur au moins une partie d'une surface (3), ou a proximité de celle-ci, d'une piste ou bande conductrice flexible (3) formant ledit circuit conducteur.Le domaine technique de l'invention est celui de la fabrication de conduits de transport de fluides et de raccords pour de tels conduits, par injection de matière plastique.

Description

Insert électrosoudable, procédé d'obtention d'un tel insert et raccord

incorporant un tel insert La présente invention est relative à des raccords en matières plastiques électrosoudables. Plus particulièrement, la présente invention concerne un insert d'électrosoudage pour de tels raccords, un procédé d'obtention d'un tel insert ainsi que un raccord incorporant un tel insert.

Le domaine technique de l'invention est celui de la fabrication de conduits de transport de fluides et de raccords pour de tels conduits, et plus particulièrement de conduits et raccords de conduit en matière plastique thermofusible.

On connaît dans l'art antérieur des raccords électrosoudables réalisés par injection d'une matière thermoplastique et qui incorporent un fil électriquement conducteur servant, pour provoquer la soudure du raccord à un conduit ou à un autre raccord, à provoquer le ramollissement et/ou la fusion de la matière thermoplastique entourant le fil conducteur. A cet égard, plusieurs techniques ont été proposées pour incorporer un fil conducteur au sein d'un tel raccord.

Le brevet US 5,096,632 décrit des procédés dans lesquels le fil est enroulé autour d'une préforme; dans un procédé le fil est chauffé et tendu de telle sorte qu'il pénètre à l'intérieur de la partie superficielle de la préforme qu'il fait fondre ou ramollir; dans une variante de mise en oeuvre, le fil chauffé est pressé contre la préforme pour favoriser son enfoncement dans celle-ci; dans d'autres procédés, le fil est recouvert d'une couche de matière thermoplastique apportée et déposée sur celui-ci sous l'effet de l'échauffement de la matière par un cordon de soudure, ou bien par une couche de matière thermoplastique fondue projetée sur le fil et la préforme; dans d'autres variantes, il est proposé de remplacer la préforme par un mandrin rotatif qui est séparé du fil après solidification de la matière fondue recouvrant le fil; dans tous les cas le raccord est obtenu par surmoulage de la préforme; bien que ce brevet mentionne la possibilité de réaliser des raccords de formes diverses (manchons tubulaires ou tés notamment), les procédés décrits ne permettent pas de réaliser des raccords de dérivation en forme de selle tels que décrits notamment dans les brevets US 4,455,482 et US 5, 708,251.

Le brevet US 4,455,482 décrit un insert en forme d'une plaquette mince percée d'une ouverture en son milieu et creusée, sur une de ses deux faces principales, d'une gorge dont le tracé s'étend en spirale et débouche à la périphérie de la plaquette; cet insert est moulé par injection, puis est équipé d'un tronçon de fil conducteur qui est inséré dans la gorge et dont les deux extrémités sont respectivement enroulées autour de bornes de raccordement électrique du fil à une source d'énergie électrique pour la soudure du raccord à un conduit.

L'insert ainsi réalisé est introduit dans un moule délimitant une cavité ayant la forme du raccord à obtenir, est ensuite cintré puis noyé dans la matière thermoplastique injectée dans la cavité du moule pour former le raccord. Ce procédé présente l'inconvénient de nécessiter l'insertion du fil conducteur dans la gorge en spirale nécessitant une opération manuelle précautionneuse représentant une durée et un coût importants pour une production industrielle.

Dans le procédé décrit dans le brevet US 5,708,251, une gorge est creusée à chaud à la surface d'un raccord déjà fabriqué en forme de selle; on utilise à cet effet une tête mobile selon quatre axes et une source laser délivrant un faisceau laser jusqu'à la tête pour creuser la gorge dans laquelle le fil conducteur est ensuite inséré sous pression; le dispositif de fabrication est complexe; en outre, lorsqu'un défaut apparaît pendant le creusement de la gorge ou l'insertion du fil, la pièce entière doit être mise au rebut.

Ces procédés connus présentent en outre généralement l'inconvénient que le tracé de la gorge recevant le fil conducteur est en forme de spirale, ce qui n'est pas toujours la configuration optimale pour ce qui concerne l'échauffement du raccord en vue de son soudage à un conduit.

Il a également été proposé dans le brevet US 5,229,581 de remplacer ce fil par un insert en polymère dopé ou par un insert constitué d'une matière plastique comprenant une poudre ou des fibres métalliques ou du noir de carbone; l'insert incorpore un élément thermorégulateur qui, en fonction de ses dimensions et lorsqu'une énergie déterminée a été dissipée par l'insert, se détruit et interrompt par conséquent le soudage du raccord auquel il était intégré. Cette idée se heurte à différentes difficultés pratiques: de longues recherches semblent nécessaires pour sélectionner parmi les polymères dopés connus pour leurs propriétés de faible résistivité, ceux utilisables dans cette application; la mise en oeuvre de ces polymères conducteurs pour former un insert de configuration adaptée à celle d'un raccord déterminé, qui n'est pas décrite dans ce document, est au moins aussi coûteuse que celle des matières plastiques non conductrices (du fait du prix d'un moule) ; par ailleurs, la présence un élément thermorégulateur intégré à l'insert sous la forme d'une partie thermofusible peut s'avérer contraignant dans la mesure où l'énergie de soudage d'un raccord à souder peut varier dans des proportions importantes en fonction des conditions du soudage; en fonction de celles-ci, ce thermofusible pourra se détruire avant que la soudure soit réalisée, ou au contraire trop tard, après dégradation du raccord à souder ou du conduit le recevant.

Un objectif de l'invention est de proposer un raccord électrosoudable et son procédé de fabrication, qui soient améliorés ou remédient, en partie au moins, aux inconvénients des raccords connus et de leurs procédés connus de fabrication.

L'invention vise en particulier à proposer un insert d'électrosoudage qui soit très simple et économique à produire de façon entièrement automatique, sans opérations manuelles, qui puisse être intégré dans tous types de raccords indépendamment de la forme et de la matière de ceux-ci, et qui s'adapte à tous types de surfaces et de formes des pièces à souder.

Selon un premier aspect, l'invention propose de réaliser un insert, en particulier pour raccord ou élément de conduit électrosoudable, comportant un substrat thermofusible et au moins deux bornes de connexion, solidaires dudit substrat aux extrémités d'un circuit électriquement conducteur, caractérisé en ce que ledit substrat forme une feuille flexible d'un matériau électriquement isolant revêtue, sur au moins une partie d'une surface, ou a proximité de celle-ci, d'une piste ou bande conductrice flexible formant ledit circuit conducteur.

On entend ici par piste ou bande conductrice un chemin continu de matière électriquement conductrice et résistive reliant les deux dites bornes de connexions électriques, d'une largeur supérieure à son épaisseur, et déposé directement à la surface dudit substrat ou encore noyé dans celui-ci, au moins partiellement, dans ledit du substrat.

Une piste conductrice noyée dans la matière du substrat est tout particulièrement avantageuse pour l'amélioration de la qualité et de l'homogénéité des soudures.

En effet, la présence de matière du substrat recouvrant la piste permet d'augmenter la quantité de matière à fondre et donc la surface de la zone de soudage. De plus, cette matière supplémentaire fond en premier lorsque l'on fait circuler un courant électrique permettant ainsi de combler les jeux éventuels à l'interface de soudage et donc d'améliorer l'homogénéité dudit soudage.

Un tel insert présente l'avantage d'être très facilement produit 30 par des moyens automatisés et selon des techniques connues de formation de circuits conducteurs. En particulier, on peut dans une même chaîne de production automatisée, découper en continu des substrats selon différents formats déterminés, par exemple dans des rouleaux d'un dit matériau thermofusible électriquement isolant, puis déposer sur ces substrats une piste conductrice suivant un masque (un layout ) particulier programmé pour chaque dit format de substrat, et enfin placer desdites bornes de connexion électrique aux extrémités de ladite piste, lesdites extrémités étant aisément repérables sur le layout de ladite piste.

De plus, l'insert selon l'invention est, par la souplesse et la flexibilité du substrat et de la piste conductrice, très facilement déformable ce qui facilite son surmoulage et intégration dans des raccords ou éléments de conduit électrosoudables pouvant être de formes variables et complexes pour s'adapter à tous types de surfaces de conduits ou d'éléments de conduits à raccorder.

L'utilisation d'une piste ou d'une bande conductrice présente de plus l'avantage de dissiper l'énergie calorifique produite par effet Joule lorsque la piste ou bande est traversée par un courant électrique sur une plus grande surface, par comparaison avec un fil conducteur de même section. En effet, la piste est collée au substrat, en contact direct permanent avec celui-ci.

Une telle liaison est mécaniquement plus efficace qu'un fil surmoulé ou enroulé à la surface du substrat ce qui évite les mouvements pouvant entraîner des court-circuits lors du ramollissement de la matière du substrat; il en résulte qu'une fusion plus rapide et plus homogène de la matière plastique entourant la piste ou bande, peut être obtenue. En particulier, cela permet de faire fondre simultanément une partie dudit substrat et de la surface externe du conduit principal au niveau où l'on souhaite effectuer le raccordement, ce qui permet une homogénéisation de la matière fondue du substrat et du conduit principal et ainsi une soudure améliorée, avec une parfaite étanchéité.

L'utilisation d'une piste conductrice facilite également la réalisation, aux extrémités de la piste notamment, de liaisons électriques équipotentielles avec des plots ou bornes de raccordement électrique de la piste de l'insert avec un générateur électrique fournissant l'énergie nécessaire au soudage du raccord; on peut utiliser des bornes disponibles dans le commerce qui s'étendent au travers d'un orifice prévu dans la piste et dans le substrat.

Ceci permet en outre de réaliser un insert de très faible épaisseur puisqu'il n'est pas nécessaire de former une gorge dans le substrat pour y déposer ou encastrer un fil conducteur résistif.

Selon un mode de réalisation préféré, l'insert selon l'invention est tel que dans lequel le rapport de l'épaisseur du substrat isolant à l'épaisseur de la piste ou bande conductrice est supérieur à 1, en particulier situé dans une plage allant de 1 à 200.

Ces valeurs correspondent aux valeurs extrêmes de rapport d'épaisseurs respectives de substrat et de piste permettant de maîtriser la souplesse de l'insert ainsi que ses propriétés de soudage.

En particulier, une épaisseur de substrat comprise de préférence entre 0, 3 et 2 mm permet de contrôler la quantité de matière de substrat à fondre tout en en gardant une certaine souplesse lors du surmoulage et une certaine rigidité pour le maintien de l'ensemble et sa manipulation.

De même, une épaisseur de piste comprise entre 0,01 et 0,2 mm permet de faire varier la résistance de la piste conductrice en fonction de la puissance à obtenir tout en gardant une certaine souplesse de la piste lors du surmoulage de l'insert sans avoir de rupture électrique.

Avantageusement, le rapport de la largeur de la piste ou bande conductrice à son épaisseur est également supérieur à 1, en particulier situé dans une plage allant de 5 à 300.

La largeur de la piste conductrice, comprise de préférence entre 1 et 3 mm, permet de faire varier la résistance en fonction de la puissance de soudage à obtenir en fonction de l'épaisseur de ladite piste.

On peut ainsi faire varier la résistance de la piste, pour une tension appliquée de 40 Volts, entre 5 et 10 Ohms, permettant ainsi de dégager par effet Joule une énergie comprise entre 15000 et 25000 Joules. On peut également réaliser ainsi avantageusement des inserts permettant de contrôler l'arrêt du cycle de soudage.

En effet, il est possible, connaissant la puissance nécessaire pour réaliser le soudage avec une tension d'entrée sensiblement constante ainsi que la durée souhaitée du cycle de soudage, de déterminer la résistance de la piste, et donc le rapport largeur/épaisseur de cette piste permettant d'assurer le soudage dans la durée souhaitée ainsi que la rupture de ladite piste au terme de cette même durée. La piste joue ainsi avantageusement un rôle de fusible permettant de stopper instantanément le soudage.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le substrat forme une feuille d'un matériau thermoplastique isolant essentiellement constitué d'au moins un polymère de type polyoléfine, vinylique ou autres, notamment de polyéthylène (PE).

L'utilisation d'un substrat isolant en feuille ne nécessite pas de moule pour la fabrication du substrat. Un tel substrat permet avantageusement une meilleure incorporation dans des raccords ou éléments de conduits électrosoudables eux-mêmes essentiellement composés de polymères de type polyoléfines, vinyliques ou autres.

L'incorporation du substrat dans le raccord est facilitée du fait d'une s meilleure liaison mécanique entre le substrat et la piste que du substrat avec un fil qui tend à bloquer le mouvement de l'un par rapport à l'autre. Cela permet également une soudabilité améliorée sur des conduits en polymères de type précités par une fusion et un mélange homogène de la matière du substrat et de celle de la surface dudit conduit au niveau du point de soudure sous l'effet de la chaleur dégagée par la piste conductrice.

Afin de permettre un échauffement par effet Joule qui soit suffisant pour faire fondre le substrat et la matière du conduit à raccorder tout en ayant une épaisseur minimale sur ledit substrat, la piste ou bande conductrice est constituée par une encre (ou pâte) résistive comportant au moins un métal précieux choisi parmi le groupe or, argent, palladium, platine.

De tels matériaux présentent l'avantage important d'être bons conducteurs électriques et thermiques, ce qui permet lorsque l'on fait passer un courant dans ceux-ci d'obtenir un important dégagement de chaleur par effet Joule, tout en étant également des métaux ductiles et malléables ce qui leur confère, à très faible épaisseur, une bonne flexibilité avec une bonne résistance à l'usure.

Toutefois, chaque insert étant destiné à une utilisation unique, d'autres matériaux moins onéreux peuvent être utilisés pour réaliser la piste conductrice tel que le cuivre par exemple.

Selon un mode de réalisation préféré de l'insert selon l'invention, la piste ou bande conductrice présente une largeur sensiblement 25 constante.

Cela permet un échauffement de la piste et une diffusion de la chaleur produite par effet Joule qui soient homogènes en tout point de ladite piste.

Selon un autre mode de réalisation préféré de l'insert selon l'invention, la piste ou bande conductrice présente une largeur variable.

On peut ainsi obtenir un insert présentant une diffusion de chaleur variable le long de ladite piste conductrice, permettant ainsi d'adapter les zones de diffusion calorifique dans la piste en fonction de la géométrie de la surface des pièces sur lesquelles est appliqué l'insert.

Dans un autre mode de réalisation préféré, la piste ou bande conductrice est ramifiée. Cela permet avantageusement de réaliser des pistes de géométrie variées déterminée en fonction de l'épaisseur et de la largeur de ladite piste et du flux de chaleur nécessaire à transmettre pour réaliser la soudure, ainsi que de la surface du point de soudure souhaité.

La variation de la géométrie de la piste permet le découpage par zone de la surface à souder et la maîtrise de la puissance à appliquer dans ces différentes zones.

Selon une caractéristique préférée de l'invention, l'épaisseur du substrat de l'insert est située dans une plage allant de 0,1 à 2 mm, et dans lequel l'épaisseur de la piste ou bande conductrice est située dans une plage allant de 0,01 à 0,2 mm.

Selon un autre mode de réalisation préféré, la piste conductrice de l'insert s'étend le long d'un tracé curviligne labyrinthique à la surface du substrat isolant.

Un tel tracé permet avantageusement une diffusion homogène du flux de chaleur sur toute la surface de soudure couverte par l'insert avec une épaisseur et une largeur de piste conductrice minimales. De plus, une telle géométrie de la piste évite toute possibilité de passage de la matière fondue de l'intérieur vers l'extérieur de la zone de soudage lorsqu'on applique un raccord équipé d'un tel insert sur une conduite à raccorder. Dans cette configuration, la piste conductrice résistive de l'insert fait obstacle à l'épanchement de la matière fondue hors de la zone de soudage.

Selon un autre mode de réalisation préféré, l'insert selon 5 l'invention comporte plusieurs pistes ou bandes conductrices indépendantes.

On peut ainsi multiplier le nombre de positions du point de soudure ou encore réaliser des soudures successives ou simultanées d'un raccord incorporant un tel insert à un ou plusieurs conduits.

Selon un second aspect, l'invention propose un raccord ou élément de conduit électrosoudable caractérisé en ce qu'il comporte un insert du type décrit précédemment.

Un tel raccord ou élément de conduit a ceci d'avantageux par rapport aux raccords ou éléments de conduits électrosoudables connus de l'art antérieur q'il est beaucoup plus simple à produire dans la mesure où il n'est plus nécessaire de réaliser une gorge dans le raccord pour y insérer de façon fastidieuse un fil conducteur pour réaliser l'électrosoudure.

De plus, par la flexibilité de l'insert, réalisé indépendamment du raccord ou de l'élément devant le comporter, on peut désormais adapter indéfiniment la géométrie du raccord et la surface de soudure de celui-ci en fonction des besoins en adaptant la forme du substrat de l'insert et de la piste déposée sur ce substrat.

Enfin, les propriétés de diffusion améliorée de la chaleur, produite par effet Joule, permises par la plus grande surface de la piste conductrice des inserts selon l'invention comparativement aux fils électriques spiralés de l'art antérieur confèrent aux raccords et éléments électrosoudables incluant de tels inserts une soudabilité accrue et mieux maîtrisée.

Selon au troisième aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un insert, en particulier pour raccord ou élément de conduit électrosoudable sur un conduit de transport de fluide, selon lequel on dépose une couche d'un matériau électriquement conducteur selon un tracé continu long et étroit pour former une piste ou bande conductrice sur une partie au moins d'une surface d'un substrat d'un second matériau électriquement isolant, ledit substrat et ladite piste ou bande conductrice étant flexibles.

La formation de la bande conductrice par dépôt d'un matériau conducteur sur un substrat isolant permet d'obtenir à moindre coût une piste ou bande conductrice présentant des configurations variées sans nécessiter d'outillage coûteux.

Selon un premier mode de réalisation, le procédé de fabrication de l'insert est caractérisé en ce ladite piste ou bande conductrice est 15 formée par sérigraphie.

Selon un second mode de réalisation, ladite piste ou bande conductrice est formée par gravure.

Ces deux modes de réalisations sont particulièrement avantageux en ce qu'ils permettent une automatisation totale du processus de dépôt de la piste à l'aide de robots programmés pour reproduire des masques de pistes déterminés en fonction des différents formats de substrats utilisés.

Ces modes de réalisations sont de plus particulièrement flexibles, ce qui est avantageux sur le plan de la production industrielle 25 d'inserts; on peut ainsi réaliser une production en juste-à-temps d'inserts en fonction de la demande et des formats souhaités.

Les configurations de la piste ou bande conductrice peuvent également être calculées et conçues pour provoquer, en fonction des besoins, de la géométrie du conduit sur lequel doit être soudé le 30 raccord, et/ou de la nature de la matière plastique, une disparité du 1.2 flux calorifique le long de la bande conductrice; à cet effet par exemple, on peut prévoir un premier tronçon de la bande présentant une première largeur et un deuxième tronçon de la bande présentant une deuxième largeur supérieure à la première largeur; le flux calorifique (par unité de surface) dissipé le long dudit deuxième tronçon sera alors inférieur au flux calorifique (par unité de surface) dissipé le long dudit premier tronçon.

A contrario, la configuration de la piste ou bande peut être prévue pour provoquer une dissipation thermique homogène le long de la piste et/ou sur la surface du substrat isolant; à cet effet, la largeur de la bande peut être maintenue constante sur une partie substantielle de sa longueur. L'optimisation de la répartition du flux thermique à la surface du substrat peut notamment être obtenue en prévoyant une piste ou bande ramifiée, c'est à dire comportant au moins deux éléments de piste ou de bande raccordés en parallèle.

Selon un autre aspect, l'invention consiste à proposer un procédé de fabrication d'un raccord ou d'un élément de conduit incorporant un dit insert dans lequel: - on dispose un dit insert dans une empreinte de moulage d'un dit raccord ou élément de conduit électrosoudable; et - on coule dans ladite empreinte une matière thermoplastique de nature identique ou similaire à celle du substrat dudit insert, de façon à intégrer l'insert au raccord par surmoulage.

Pour la fabrication de raccords électrosoudables, le procédé de fabrication consiste essentiellement en une injection de matière thermoplastique dans une empreinte d'un moule où l'insert aura préalablement été introduit et maintenu en place, par exemple comme 30 décrit dans le brevet US 4,455,482 suscité ; le substrat dudit insert 25 étant de préférence constitué d'une matière thermoplastique identique ou similaire à celle injectée pour former le raccord, afin de favoriser l'obtention d'une pièce sensiblement homogène et de favoriser la solidarisation de l'insert à la matière injectée pour former le raccord.

Pour la fabrication d'un raccord ou élément de conduit en forme de manchons tubulaire, pour le raccordement par exemple de deux conduits, on pourra également enrouler et maintenir un dit insert sur une préforme cylindrique et surmouler ledit raccord par coulée ou projection de matière thermoplastique sur ledit insert.

L'invention permet de réaliser des pieces injectées électrosoudables par fusion de la surface de contact dans laquelle est incorporée ladite piste conductrice dudit insert, et dans lesquelles ladite surface de contact peut épouser des formes variées; l'invention permet notamment la réalisation de raccords à souder en forme de manchon, de té, d'y, ou de dérivation dont le corps présente une partie en forme de selle.

Ladite matière thermoplastique des raccords est de préférence à base de polymères de type polyoléfines, vinyliques ou autres, notamment de polyéthylène, pour la réalisation de raccords à souder sur des conduits de transport de tous types de fluides, tels que par exemple d'eau ou de gaz combustible.

L'invention permet la réalisation d'un raccord dans lequel la piste conductrice est affleurante ou proéminente sur la surface de contact du raccord destinée à être soudée sur un conduit, ou encore située à proximité de ladite surface de contact; il en résulte avantageusement que la fusion, de la partie du conduit à souder peut être réalisée plus rapidement, en utilisant moins d'énergie, et/ou de façon plus précise; l'invention permet la réalisation de soudures de meilleure qualité.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent dans la description suivante, qui se réfère aux dessins annexés, et qui illustre sans aucun caractère limitatif des modes préférentiels de réalisation de l'invention.

Sauf indication contraire, des repères identiques ou similaires sont utilisés pour désigner des éléments identiques ou similaires.

Les figures 1, 2 et 3 illustrent un mode de réalisation d'un insert selon l'invention, en forme de bande rectiligne; la figure 2 est une vue de dessus de l'insert équipé d'une borne de raccordement; la figure 1 est une vue en coupe longitudinale - selon I - I - de l'insert de la figure 2; la figure 3 est une vue en coupe transversale selon III-III de l'insert de la figure 2.

La figure 4 est une vue en perspective d'un second mode de réalisation d'un insert selon l'invention.

La figure 5 est une vue en perspective schématique d'une ébauche de manchon tubulaire de section circulaire équipé d'une bande conductrice conforme à l'invention.

Les figures 6a et 6b représentent respectivement des vues de face et de droite d'un raccord de dérivation incorporant un insert flexible 20 selon l'invention.

Par référence aux figures 1, 2 et 3, l'insert 1 comprend essentiellement en substrat électriquement isolant formé par une feuille 2 d'un polymère de type polyoléfine, vinylique ou autre, en particulier en polyéthylène (PE), dont l'épaisseur es est voisine de 1 millimètre, sur une face supérieure 4 de laquelle est déposée une piste conductrice 3 constituée d'un matériau électriquement conducteur.

La piste 3 recouvrant une partie de la surface 4 présente une épaisseur ep allant de 0,01 à 0,2 mm; selon les applications et les matériaux utilisés, les dimensions de la bande 2 et de la piste 3 conductrice pourront varier dans de larges proportions; cependant, le rapport de la largeur 1p de la piste 3 à l'épaisseur ep de cette piste sera supérieur à 1, en particulier situé dans une plage allant de 5 à 300, de façon à favoriser une répartition homogène du flux thermique dissipé par la piste lorsqu'elle est raccordée à une source d'énergie; dans le même but, le rapport de la largeur lr, d'une première portion de piste à l'interstice i séparant (voir figure 3) cette portion de piste d'une portion adjacente de piste, sera supérieur à 1, lui aussi.

En outre, le rapport de l'épaisseur es du substrat 2 isolant à l'épaisseur ep de la piste conductrice 3 sera de même supérieur à 1., en particulier situé dans une plage allant de 1 à 200; ceci facilite notamment la réalisation d'une piste conductrice présentant une flexibilité suffisante pour être cintrée ou enroulée de façon à épouser la forme de la peau du raccord auquel l'insert est destiné à être intégré.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1, 2 et 3, le substrat isolant 2 et la bande conductrice 3 s'étendent le long d'un axe 5 longitudinal commun à ces deux bandes; un orifice 6, 7 (d'axe 8, 9) est respectivement prévu à chaque extrémité longitudinale de la bande conductrice 3, et s'étend au travers de celle-ci ainsi que du substrat.

Dans le mode de réalisation décrit ici, une borne 10 de raccordement électrique en forme générale de vis 11 qui s'étend selon l'axe 8 au travers de l'orifice 6 et est prolongée par une tige 12; un écrou 13 étant vissé sur la tige 12 jusqu'à prendre appui sur la surface supérieure 14 de la bande conductrice 3, permettant de solidariser la borne 10 à l'insert1. Toutefois ce mode de réalisation des bornes de raccordement n'est pas limitatif. On peut également envisager par exemple un montage desdites bornes par rivetage ou encore par emboîtement en force d'une pièce mâle s'étendant au travers de l'orifice 6, 7 dans une pièce femelle réalisant un pincement sur la bande conductrice 3 et le substrat 2 de manière à solidariser la borne au dit substrat.

Pour la réalisation de ce circuit, le matériau conducteur peut être d'abord appliqué sur toute la face supérieure 4 du substrat 2, puis être enlevé de portions déterminées de cette face 4 qui ne doivent pas être électriquement conductrices.

Cet enlèvement peut être obtenu mécaniquement ou chimiquement, notamment en utilisant un masque.

Alternativement, le matériau conducteur peut être sélectivement déposé sur la face 4, uniquement dans les portions de cette face devant être recouvertes de la piste 3, notamment pas des techniques connues de sérigraphie ou de gravure.

De préférence, le matériau conducteur consiste en une encre (ou pâte) résistive comportant au moins un métal précieux choisi parmi le groupe or, argent, palladium, platine; ce qui permet, lorsque l'on fait passer un courant dans la piste résistive 3, d'obtenir un important dégagement de chaleur par effet Joule important ces métaux étant bons conducteurs électriques et thermiques.

Toutefois, chaque insert étant destiné à une utilisation unique, d'autres matériaux moins onéreux peuvent être utilisés pour réaliser la piste conductrice tel que le cuivre par exemple.

La figure 2 illustre une piste 3 présentant, dans une partie centrale 3a de la piste, une largeur lpa inférieure à la largeur lp des extrémités longitudinales de la piste.

Dans le mode de réalisation illustré figure 4, le substrat isolant 2 est en forme de disque mince percé d'un orifice central 15 et pourvu de deux appendices 16, 17 diamétralement opposés; chaque appendice comporte une extrémité de la piste conductrice 3, est percé d'un orifice (tel que 6, 7 figure 1) et est équipé d'une borne 10 de raccordement électrique de la piste avec laquelle elle est en contact (mécanique et électrique) ; la piste 3 de largeur sensiblement constante s'étend sur une partie substantielle de la face supérieure du disque support 2, selon un tracé sinueux en forme de labyrinthe.

Dans le mode de réalisation illustré aux figures 5, 5a et 5b, l'insert comporte un substrat isolant 2 découpé selon une forme sensiblement rectangulaire sur la surface duquel est déposée, par sérigraphie ou gravure, une piste conductrice 3. La piste conductrice 3 est de préférence déposée sur le substrat 2 de telle sorte qu'elle forme des méandres dirigés selon la longueur L du substrat 2 de manière à améliorer la souplesse de l'insert 1 et surtout de la piste selon cette direction. L'insert peut ainsi être facilement roulé , par exemple sur une préforme, pour former un cylindre dont la paroi interne est recouverte de la piste 3, ledit cylindre étant ensuite surmoulé par de la matière plastique, par exemple du polyéthylène, pour constituer un manchon tubulaire 18 électrosoudable tel que représenté figure 5.

Dans ce mode de réalisation, chaque extrémité de la piste 3 se trouve à des angles diagonalement opposés du rectangle formé par le substrat 2 lorsque l'insert est à plat. A chacune de ces extrémités de la piste est percé un orifice 6, 7 au travers duquel on dispose une borne de raccordement 10 dont la tige 12 présente une longueur au moins égale à trois fois l'épaisseur es du substrat 2. Une telle longueur de la tige 12 des bornes est prévue pour que ces bornes 10 puissent traverser la paroi du manchon tubulaire 18 et que l'on puisse connecter la piste à une source d'énergie électrique.

On peut ainsi très facilement réaliser un manchon tubulaire 25 électrosoudable 18 par surmoulage d'un insert 1 roulé sur une préforme.

L'insert illustré figure 3 est quant à lui particulièrement adapté pour rentrer dans la constitution du dispositif électrosoudable de raccordement de deux conduits, par exemple un raccord de dérivation 19 pour brancher une canalisation de dérivation D sur une canalisation de transport de fluide, désignée dans son ensemble par la référence C et tel qu'illustré aux figures 6a et 6b.

A cet effet, l'insert 1 est introduit dans une cavité d'un moule (non représenté) dont la forme correspond à celle du raccord à obtenir.

L'insert est disposé dans le moule de telle sorte que d'une part, lors de l'injection de matière dans le moule pour former le raccord, l'orifice central 15 percé dans le substrat isolant soit en correspondance avec le fût 20 du raccord 19, de manière à permettre le passage d'un organe perforateur (non représenté) pour établir la communication entre le raccord et une canalisation C, et d'autre part, que le substrat 2 de l'insert 1 forme la surface interne 22 (surface de peau) de la selle 21 du raccord 19 de part et d'autre de la partie débouchante 23 du fût 20.

Avantageusement, on dispose des noyaux (non représentés) autour des bornes de raccordement 10 reliées à la piste conductrice 3 de l'insert de façon à ménager lors du moulage deux ouvertures 24a, 24b opposées dans la selle 21 du raccord pour permettre une connexion aux deux dites bornes 1. 0 et apporter l'énergie électrique nécessaire pour effectuer l'électrosoudage du raccord 19 sur la canalisation C par l'intermédiaire de la piste 3 de l'insert.

Ainsi, lors de l'injection de matière fondue dans le moule, l'insert se trouve moulé et intégré dans le raccord 19, la piste 3 épousant parfaitement après moulage la forme de la selle 21 du raccord 19 par sa souplesse et celle du substrat de l'insert et se trouvant sur, ou bien légèrement sous la surface de peau 22 de ladite selle 21, et les deux bornes de raccordement 10 débouchant librement au travers des ouvertures 24a, 24b de la selle 21 du raccord.

La canalisation C comporte une paroi 25, cylindrique dans l'exemple représenté, et est utilisée pour transporter un fluide sous pression, liquide ou gazeux, dans un réseau de distribution de ce fluide entre une station de fourniture de ce fluide et un ou plusieurs postes utilisateurs de ce fluide.

La paroi 25 est constituée d'une épaisseur ec de matériau fusible non métallique comme une matière plastique telle que les polymères de type polyoléfines, vinyliques ou autres, adaptée à la nature du fluide à transporter et à la pression à laquelle ce fluide est soumis.

Pour réaliser une dérivation sur cette canalisation C à l'aide du raccord 19 décrit à la figure 6, on place ledit raccord à cheval sur la canalisation à l'endroit où l'on souhaite effectuer une dérivation et on maintient celui-ci solidement, par exemple par l'intermédiaire d'une bride reliant les deux pattes 26 de la selle 21 et passant autour de la canalisation C. Il suffit ensuite de brancher une source électrique sur les deux bornes 10 de l'insert moulé dans le raccord 19 pour échauffer la piste 3 sur la surface de peau de la selle 21 de manière à faire fondre partiellement la paroi externe fusible 25 de la canalisation C ainsi que le substrat 2 dans les interstices de la piste conductrice 3 et réaliser une soudure homogène dudit raccord 19 sur la canalisation C. Avantageusement, la résistance de la piste 3 de l'insert du raccord est telle que ladite piste se rompt automatiquement lorsqu'elle atteint sa température de fusion après une certaine durée de chauffage, généralement comprise entre 50 et 100 secondes, au bout de laquelle le soudage est réalisé. On stoppe ainsi automatiquement le cycle de soudage et on évite de surchauffer la matière fusible du substrat et de la conduite C, ce qui pourrait être néfaste à la tenue mécanique et l'étanchéité de la jonction réalisée.

Dans une variante de réalisation non représentée, la piste conductrice 3 peut également présenter des ramifications s'étendant depuis une bande principale régulière déposée à la surface du substrat 2. Un tel tracé de la piste conductrice permet avantageusement entre autres d'augmenter la surface de contact de la piste d'un insert destiné à être incorporé dans une piste de raccord électrosoudable complexe, nécessitant une surface de soudage, donc de piste, importante mais pour laquelle il existe malgré la flexibilité de la piste un risque de rupture du à la complexité de forme du raccord.

On forme alors la bande principale de la piste conductrice suivant un tracé permettant d'obtenir une soudure minimale sans rupture de la piste et on dispose aux extrémités de cette bande les bornes de connexion électrique. On réalise ensuite les ramifications de la piste depuis cette bande principale pour étendre la surface de la piste conductrice. Ainsi même si une ramification rompt lors du surmoulage de l'insert dans le raccord ou lors de la soudure, cela ne cause pas une ouverture du circuit électrique entre les bornes et la soudure peut être réalisée sans encombres.

La présente invention a été décrite dans des modes de réalisation préférés mais aucunement limitatifs. En particulier, un homme du métier pourra aisément modifier la forme du substrat ou de la piste conductrice déposée sur celui-ci, ou encore utiliser des inserts conformes à ceux de la présente invention dans d'autres domaines techniques sans pour autant s'écarter de la portée de la présente invention.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Insert (1), en particulier pour raccord ou élément de conduit électrosoudable, comportant un substrat thermofusible (2) et au moins deux bornes de connexion (10), solidaires dudit substrat aux extrémités d'un circuit électriquement conducteur (3), caractérisé en ce que ledit substrat forme une feuille flexible d'un matériau électriquement isolant revêtue sur au moins une partie d'une surface (3), ou a proximité de celle-ci, d'une piste ou bande conductrice flexible (3) formant ledit circuit conducteur.

2. Insert selon la revendication 1, dans lequel le rapport de l'épaisseur (es) du substrat isolant (2) à l'épaisseur (ep) de la piste ou bande conductrice (3) est supérieur à 1, en particulier situé dans une plage allant de 1 à 200.

3. Insert (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le rapport de la largeur (lp, lpa) de la piste ou bande conductrice (3) à son épaisseur (ep) est supérieur à 1, en particulier situé dans une plage allant de 5 à 300.

4. Insert selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le substrat (2) forme une feuille d'un matériau thermoplastique isolant essentiellement constitué d'au moins un polymère de type polyoléfine, vinylique ou autres.

5. Insert selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ladite piste ou bande conductrice comporte au moins un 25 matériau choisi parmi le groupe consistant en or, argent, palladium, platine ou cuivre.

6. Insert selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ladite piste ou bande conductrice (3) présente une largeur (1p) sensiblement constante.

7. Insert selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la piste ou bande conductrice (3) présente une largeur (1p) variable.

8. Insert selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans 5 lequel la piste ou bande conductrice (3) est ramifiée.

9. Insert selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l'épaisseur (es) du substrat isolant (2) est située dans une plage allant de 0,3 à 2mm, et dans lequel l'épaisseur de la piste ou bande conductrice est située dans une plage allant de 0,01 à 0,2 mm

10. Insert selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la piste conductrice (3) s'étend le long d'un tracé curviligne labyrinthique.

11. Insert selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs pistes ou bandes 15 conductrices (3) indépendantes.

12. Raccord ou élément de conduit (18, 19) électrosoudable, caractérisé en ce qu'il comporte un insert (1) selon une des revendications 1 à 11.

13. Raccord ou élément de conduit (18, 19) électrosoudable selon 20 la revendication 12, caractérisé en ce que la piste (3) de l'insert est affleurante sur la surface de contact du raccord ou élément de conduit, ou encore située à proximité de ladite surface de contact.

14. Procédé de fabrication d'un insert (1) selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'on dépose une couche d'un matériau électriquement conducteur selon un tracé continu long et étroit pour former une piste ou bande conductrice (3) sur une partie au moins d'une surface (4) d'un substrat (2) d'un second matériau électriquement isolant, ledit substrat et ladite piste ou bande conductrice étant flexibles.

15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite piste ou bande conductrice (3) est formée par sérigraphie.

16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite piste ou bande conductrice (3) est formée par gravure.

17. Procédé de fabrication d'un raccord ou élément de conduit (18, 19) électrosoudable selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que: on dispose un insert (1) selon l'une des revendications 1 à 11 dans une empreinte de moulage d'un dit raccord ou élément de conduit électrosoudable; et on injecte dans ladite empreinte une matière thermoplastique de nature identique ou similaire à celle du substrat (2) dudit insert (1), de façon à intégrer l'insert au raccord (18, 19) par surmoulage.

18. Procédé de fabrication d'un raccord ou élément de conduit (18) électrosoudable selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu'on enroule et on maintient un insert (1) selon l'une des revendications 1 à 11 sur une préforme et on surmoule ledit raccord par injection de matière thermoplastique autour dudit insert.