Brevet FR2189184A1 — publié le 19740125

L'invention se rapporte à un dispositif de bouchage pour récipients en matières non métalliques utilisant des pellicules métalliques enduites d'une couche adhésive à chaud, dispositif qui comprend un poinçon presseur en matière isolante et une bobine à haute fréquence fixée à ce poinçon. Dans un dispositif de ce type qui est connu du fait du brevet de la République Fédérale d'Allemagne n0 1.297.520, la pellicule métallique posée sur l'embouchure d'un récipient est couplée inductivement à la bobine à haute fréquence, de sorte qu'elle est échauffée par des courants de Foucault à haute fréquence induits dans sa masse. La chaleur est également transmise à la couche adhésive à chaud, de sorte que cette couche fond et adhère à la bouche du récipient. Avec ce dispositif connu, on induit des courants de Foucault dans toute l'étendue de la pellicule métallique, la densité de ces courants diminuant du bord de la pellicule vers le centre de cette dernière.Il se forme donc dans la pellicule un gradient de température qui s'étend de l'extérieur vers l'intérieur et qui est avantageux en ce sens que t'est dans la zone marginale de la pellicule que la couche adhésive à chaud doit etre fondue. Toutefois, étant donné que, dans cette zone, une partie de la chaleur dégagée est cédée au bord adjacent du récipient, il se développe dans la zone de bordure annulaire de la pellicule qui est adjacente à ladite zone marginale qui est appuyée sur le bord du récipient une température supérieure à celle qui règne dans cette zone marginale.Etant donné que la chaleur ne s'évacue pas de cette zone de bordure annulaire, on observe finalement au moment où la zone marginale est échauffée à la température appropriée une surchauffe de la couche adhésive à chaud de cette zone de bordure qui peut atteindre, notamment dans le cas d'une chauffe rapide, une valeur telle que cette couche brdle. L'invention vise à réaliser un dispositif de bouchage à haute fréquence de construction propre à éviter la surchauffe de la pellicule de bouchage. Suivant l'invention, ce problème est résolu par l'utilisation d'un concentrateur associé à la bobine à haute fréquence et qui est couplé inductivement à la bobine et qui peut etre couplé inductivement à la pellicule métallique. Comme le dispositif suivant l'invention exclut la brfllure de la couche adhésive à chaud, l'opération de bouchage ne risque plus de donner une odeur ou un goût de brûlé au récipient et au produit conditionné dans ce récipient. Par ailleurs, l'utilisation du concentrateur réduit la puissance absorbée par l'induction. En outre, dans le dispositif suivant l'invention, le refroidissement se produit rapidement après l'arret du chauffage à haute fréquence, ce qui supprime le risque de dégagement de gaz et de vapeur du produit conditionné. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente en partie en coupe un poinçon de scellement à chaud et une bouteille qu'il s'agit de boucher; et - la figure 2 est un schéma de principe qui illustre l'allure momentanée des lignes de force du champ magnétique du dispositif de la figure 1. Une bouteille 10 en matière thermoplastique, par exemple en polystyrène et dont le col présente un rebord 11, doit être fermée au moyen d'un opercule 12 qui est composé d'une pellicule d'aluminium 13 enduite d'une couche 14 adhésive à chaud, cette couche étant constituée par exemple par une laque de scellement à chaud ou une matière thermoplastique. L'opercule 12, dont le diamètre extérieur est sensiblement égal à celui du rebord 11, est posé de manière que sa couche 14 a adhésive à chaud soit appuyée sur le rebord 11. Pour souder ou sceller l'opercule 12 au rebord 11 de la bouteille 10, on utilise un poinçon 20 en matière isolante qui applique l'opercule 12 sur le rebord 11 avec une certaine pression. Le poinçon 20 présente, sur sa face avantwun évidement cylindrique 21 dans lequel sont encastrés une boucle inductrice 22 et unconcentrateur 23. La boucle inductrice 22, qui est faite d'un profilé rectangulaire creux conducteur de l'électricité, est munie de deux connexions 24, 25, qui sont reliées à un générateur de haute fréquence par un câble à haute fréquence 26. La boucle inductrice 22 et les connexions 24, 25 sont par ailleurs raccordées à un circuit d'eau de refroidissement.Au-dessous de la boucle inductrice 22, est disposé le concentrateur 23 qui est séparé de la boucle inductrice par une mince couche 27 qui est électriquement isolante mais qui conduit la chaleur. Ce concentrateur est constitué par un anneau fendu en matière conductrice de l'électricité, par exemple en cuivre, et de section rectangulaire. Le diamètre intérieur et le diamètre extérieur de la boucle inductrice 22 et du concentrateur 23 sont sensiblement égaux aux diamètres correspondants du rebord 11 de la bouteille 10.La face inférieure du concentrateur 23, qui est dirigée vers la face supérieure de l'opercule, porte une mince couche isolante 28 qui, de même que la couche isolante 27 interposée entre la boucle inductrice 22 et le concentrateur 23, est composée d'une matière mauvaise conductrice de l'électricité, par exemple d'un oxyde métallique à haute conductibilité thermique et qui a été déposé sur le concentrateur par le procédé de projection au jet de plasma. Pour sceller ou souder l'opercule 12 sur le rebord 11 de la bouteille 10, le poinçon 20 presse l'opercule 12 sur le rebord 11. Pendant ltapplicStion de la pression, la boucle inductrice 22 est excitée par un courant alternatif à haute fréquence, pendant un temps très bref, par exemple pendant une demi-semnde ou meme moins.Le champ alternatif 30 ainsi produit et qui entoure la boucle inductrice 22 induit dans le concentrateur 23, et plus précisément sur les surfaces radialement intérieure et radialement extérieur, des courants de forte intensité dont les directions sont opposées. Ces courants engendrent à leur tour deux champs opposés 31 et 32, dont la concentration est particulièrement grande dans la région verticale médiane du concentrateur 23. Les deux champs 31, 32 du concentrateur induisent dans la pellicule d'aluminium 13 de l'opercule 12 des courants de Foucault qui possèdent une densité particulièrement élevée dans la région où cette pellicule 13 est couverte par le concentrateur 23 et couvre le rebord 11. Il se développe donc dans cette région de la pellicule 13 une quantité de chaleur relativement élevée qui fait fondre la couche adhésive à chaud 14 dans cette région. La matière fondue adhère au rebord 11 de la bouteille 10 et se solidifie rapidement après l'interruption du courant à haute fréquence. La solidification de la matière fondue est accélérée par le refroidissement de la boucle inductrice 2 par circulation d'eau. En effet, l'eau de refroidissement évacue la chaleur dégagée dans la boucle inductrice 22 et dans le concentrateur 23. A chaque chauffe, il se dégage également dans le concentrateur 23 une certaine quantité de chaleur dont la valeur dépend de la nature de la matière et des dimensions de ce concentrateur. Après l'interruption du courant à haute fréquence dans l'inducteur 22, la majeure partie de cette quantité de chaleur est très rapidement évacuée à travers la mince couche 27, électriquement isolante mais conduisant la chaleur, tandis que la partie restante de la chaleur est cédée à l'opercule 12. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'#tre décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour le bouchage de récipient en matière non métallique utilisant des pellicules métalliques enduites d'une coude adhésive à chaud, qui comprend un poinçon presseur e@ matière Isolante et une bobine à haute fréquence fixée à ce poinçon, ce dispositif étant carac- térisé en ce qu'à la bobine. à haute fréquence est associé n concentrate@@ qui est couplé inductivement à la bobine et qui peut être couplé inductivement à la pellicule métallique. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le concentrateur est constitué par un anneau métallique fendu. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le concentrateur est de largeur égale à celle de la bobine à haute fréquence et est juxtaposé axialement à cette bobine sur la face avant du poinçon. 4 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le concentrateur est séparé de la bobine à haute fréquence et de la pellicule métallique par deux minces couches électriquement isolantes, mais conduisant la chaleur. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites couches isolantes sont faites d'un oxyde métallique.