Brevet FR2242832A1 — publié le 19750328

La présente invention se rapporte à-un dispositif de chauffage à haute fréquence, de préférence à ultra--haute fréquence, pour la liaison par thermocompression de matériaux ne conduisant pas l'électricité, de préférence pour la liaison de matériaux à base de bois ou d'une matière analogue à l'aide de feuilles de matière plastique réalisant la liaison à chaud. I1 est connu depuis longtemps de recouvrir des panneaux de bois avec des couches de matière plastique afin d'obtenir un aspect extérieur agréable, une surface résistante, ou d'autres avantages pratiques comme par exemple de faciliter le nettoyage. On utilise à présent de tels panneaux stratifiés comme jadis les bois de placage revêtus de fines couches de bois précieux, en grandes quantités dans la plupart des domaines de l'industrie de transformation du bois, en particulier pour la fabrication des meubles et l'ameublement en général, mais également dans d'autres domaines. Lors de la découpe de tels panneaux, le bord de coupe est souvent gênant, en particulier lorsqu'il s'agit de panneaux épais, le matériau non traité apparaissant alors.Pour recouvrir ces zones, on utilise alors différentes sortes de bandes de recouvrement correspondant en couleur et en aspect au panneau statifié, et qui sont fixées par encollage comme on le faisait jadis lors de l'utilisation de bois de placage. Cependant, on utilise actuellement de plus en plus des panneaux stratifiés comportant des matériaux plastiques dont l'emploi n'était jadis pas répandu et qui présentent par exemple des propriétés bien particulières de résistance à la chaleur, de résistance à l'usure ou aux produits chimiques. En outre, les vitesses d'usinage toujours croissantes posent de nouveaux problèmes de technologie de fabrication de liaisons solides et durables entre le bois et les matériaux analogues d'une part, et les matériaux plastiques de recouvrement ou de stratification d'autre part. I1 faut maintenant prendre en considération les dernières réalisations, surtout en ce qui concerne les liants thermoplastiques, qui soit, sont utilisés entre le matériau de revêtement et le bois et forment par leur liquéfaction une liaison interne sous l'influence d'un apport de chaleur extérieur, soit mis dans le commerce, par exemple dans le cas de panneaux de revêtement qui sont déjà recouverts d'un tel matériau, et réalisent également ensuite la liaison par apport de chaleur. L'apport de chaleur peut titre réalisé par contact mécanique avec une source de chaleur plane, par exemple une plaque chauffante électrique représentée sous forme d'un fer à repasser, ou de rouleaux chauffés électriquement. De tels dispositifs sont connus et universellement utilisés. Pour la fixation de matériaux de recouvrement sous forme de bandes, les plaques chauffantes mobiles et de forme appropriée sont d'un intérêt pratique tout particulier. Si l'on considère le problème de plus près, on s'aperçoit des difficultés inhérentes à ce genre d'apport de chaleur. Les matériaux de recouyrement ou de stratification n'ont qu'une conductivité thermique très faible. On ne peut pas abaisser à volonté les points de fusion des matériaux de liaison afin de ne pas nuire à l'utilisation pratique des panneaux stratifiés formés. En aucun cas, l'épaisseur des matériaux de revê- tement en bandes ne peut être trop faible afin de ne pas mettre en danger leur solidité.Selon la température de fusion des matériaux de liaison, la conductibilité thermique du matériau de revêtement et son épaisseur, on prédétermine l1épaisseur de la veine de chaleur à la surface, c'est-à-dire au contact de la source de chaleur, la température de la source de chaleur et la vitesse de fabrication du système étant en rapport inverse. Pour obtenir des vitesses -de production techniquement rentables, les températures correspondantes doivent entre très élevées. S'il se produit un arrêt de la bande fabriquée pendant le fonctionnement, il se produit rapidement une surchauffe au contact avec la source de chaleur et une détérioration locale de la couche de matériau plastique, sa fusion, ou m8me son inflammation. Pour une température trop faible, on ne peut pas atteindre la fusion nécessaire du matériau de liaison et la vitesse de production doit être diminuée afin d'obtenir une qualité suffisante. On a déjà proposé d'utiliser d'autres sources de chaleur évitant un contact direct avec la surface et fonctionnant par éehauffement de l'intérieur, comme c'est par exemple le cas pour un chauffage diélectrique dans un chant à haute fréquence. De tels dispositifs sont, par leur nature, les mieux adaptés pour obtenir le fonctionnement désiré, mais sont très coûteux lorsqu'il faut traiter de grosses surfaces ou largeurs de matériaux et impliquent la nécessite d'utiliser de très fortes puissances d'énergie haute fréquence. Des dispositifs produisant de telles puissances sont soumis à des réglementations très sévères de l'Administration des Télécommunications pour ce qui est de la précision de leur fréquence de travail et du champ de rayonnement de dispersion, ainsi, bien que l'on arrive à un résultat technique absolument satisfaisant, les effets secondaires entratnent cependant des dépenses très élevées qui ne sont pas souhaitables techniquement en soi, mais qui subsistent cependant étant donné les règlements précités. L'utilisation des ultra-hactes -fréquences pour provoquer l'échauffement de la matière permet d'éviter ces difficultés. Par rapport aux dispositifs d'échauffement purement diélectriques qui fonctionnent approximativement dans la gamme des ondes courtes, les dimensions des appareils à ultra-haute fréquence sont plus faibles et ceux-ci sont plus maniables, et en particulier il est possible, sans entraîner une grosse dépense, d'éviter le rayonnement de l'énergie haute fréquence, car les résonateurs à cavité utilisés couramment pour ces longueurs d'onde peuvent tre réalisés également pour un contact direct-avec la matière traitée de telle -façon que ne puisse apparaître un vecteur de rayonnement. M8eme si, grâce à d'autres moyens faisant l'objet d'une autre demande de brevet, on augmente le rendement du chauffage diélectrique, et par conséquent on réduit la consommation en énergie haute fréquence, il subsiste cependant des cas - en particulier dans les domaines technologiques de fabrication pour lesquels on doit traiter des surfaces irrégulières, par exemple des éléments courbes de meubles, des objets d'artisanat et autres, des surfaces non planes - pour lesquels il est souhaitable d'avoir, d'une part; un contact mécanique direct entre les pièces à traiter et la source de chaleur, et d'autre part, une surface de contact active pas trop importante entre les pièces traitées et le générateur à haute fréquence. Selon l'invention, la source de ut fréquence est un résonateur à cavité excité de façon connue en soi, et le couplage de sortie de l'énergie nécessaire à l'échauffement des pièces traitées que l'on doit y relier s'effectue gr ce à une ouverture du résonateur à cavité se trouvant en contact direct avec l'endroit oùa a lieu la liaison des matériaux. L'ouverture de couplage de sortie est avantageusement réalisée de telle façon que l'énergie électrique du champ haute fréquence nécessaire à l'échauffement diélectrique de la matière traitée appliquée contre ladite ouverture présente une direction préférentielle en direction du mouvement de ladite matière, et perpendiculairement à cette direction on peut tolérer également des valeurs plus faibles. La forme de l'ouverture est nécessairement une fente rectangulaire ou ovale ayant un rapport hauteur/largeur dont la valeur absolue dépend du matériau traité, de la puissance haute fréquence disponible et de la vitesse de passage de la matière traitée.Selon une autre caractéristique de l'invention, il est avantageux que la plaque comportant l'ou- verture de couplage soit facilement interchangeable afin de l'adapter simplement et rapidement d'une façon optimale à tous les cas possibles en pratique Selon l'invention, le résonateur à cavité a d'une façon particulièrement avantageuse une forme parallélépipédique. On dispose sur sa face supérieure le tube de puissance, qui peut être avantageusement un magnétron dont la tige de couplage pénètre dans la cavité. Le fond de la cavité est conformé comme on vient de le dire ci-dessus. La fréquence de résonance du résonateur est déterminée par ses dimensions, mais la transmission de puissance à la pièce traitée peut Etre modifiée entre des limites très larges grâce au choix approprié de la plaque de couvercle inférieure de la cavité. S'il est nécessaire de traiter en continu de plus-grandes longueurs ne présentant pas de discontinuité, par exemple lors d'une fabrication en série de meubles, pour recouvrir les bords de coupe, on réalise, selon une autre caractéristique de l'invention, une automatisation partielle en prévoyant des dispositifs permettant un contact mécanique serré entre la surface du résonateur à cavité présentant l'ouverture et l'endroit de la pièce où est réalisée la liaison.En outre, selon l'invention, il est avantageux de prévoir des moyens permettant un mouvement relatif de l'endroit où l'on réalise la liaison par rapport à la pièce traitée, par exemple des rouleaux transporteurs à entrainement, qui assurent un transport sûr des pièces traitées le long de ltouverture de couplage L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détalée d'un mode de réalisation particulièrement avantageux pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel: la fig. 1 est une vue latérale en coupe du dispositif selon l'invention, et la fig. 2 est une coupe selon II-II du dispositif de la fig. 1. Le matériau à traiter I est appliqué soit par des dispositifs mécaniques, non représentés sur le dessin, soit à la main, contre un matériau de recouvrement 3 provenant d'un rouleau d'approvisionnement 2, un contact intime étant assuré gracie à des rouleaux presseurs 4 entre la pièce à traiter et le matériau de recouvrement, qui est sous forme de bande dans le cas représenté. La tige de couplage 6 du tube de puissance 5 pénètre dans le résonateur à cavité 7 pour y provoquer des oscillations propres. La référence 8 désigne le capot soudé et maintenant le vide autour de la tige de couplage 6. On voit clairement sur la fig. 2 comment la bande de recouvrement 3 défile sous l'ouverture de couplage 9. A l'endroit de couplage 9, on envoie la quantité d'énergie nécessaire pour amener le matériau de liaison dans un état permettant la liaison serrée entre le matériau de support et sa couverture. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage haute fréquence, de préférence à ultra-haute fréquence pour la liaison à chaud sous pression de matériaux non conducteurs de l'électricité, de préférence pour la liaison de matériaux en bois ou similaires avec des bandes de matière plastique liable à chaud, caractérisé par le fait que la source de haute fréquence est un résonateur à cavité excité de façon connue en soi, et par le fait que le couplage de sortie de l'énergie haute fréquence nécessaire à l'échauffement des pièces à lier est réalisé grâce à une ouverture du résonateur à cavité se trouvant en contact direct avec l'endroit à lier. 2. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on prévoit une ouverture de sortie ayant la forme d'une fente. 3. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on prévoit des rouleaux presseurs assurant un contact mécanique intime entre la surface du résonateur à cavité comportant ladite ouverture et l'endroit de la liaison. 4. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on prévoit des moyens permettant le mouvement relatif de l'endroit de liaison par rapport au matériau traité. 5. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le résonateur à cavité a une forme parallélépipédique, un tube à ultra-haute fréquence étant disposé sur sa face supérieure, la face inférieure opposée comportant l'ouverture de couplage de puissance. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentescaractérisé par le fait que l'on prévoit des dispositifs permettant le déplacement des matériaux à lier ou du matériau à pourvoir d'une bande liable à chaud, le long de la face inférieure du résonateur à cavité, au-dessus de l'ouverture de couplage. 7. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les plaques comportant les ouvertures de sortie du couplage et formant la face inférieure du résonateur à cavité sont interchangeables. 8. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les rouleaux presseurs, les dispositifs permettant le déplacement du matériau à lier ainsi que les moyens permettant le mouvement relatif de l'endroit de liaison sont des parties d'une machine et de traitement de bois connue en soi/que le dispositif de chauffage est un composant actif de cette machine de traitement du bois.