Brevet FR2258945A1 — publié le 19750822

L'invention a pour objet un dispositif pour le soudage par courants-à haute fréquence (HF) de feuilles souples thermoplastiques, a fin de leur donner une forme cylindrique. En d'autres termes, partant d'une surface plane généralement rectangulaire, on en rapproche deux bords rectilignes opposés, les superpose sur une faible distance régulière, effectue longitudinalement le soudage par courants HF (par abréviation : soudage HF) sur cette plage de recouvrement par passes successives, et dispose ainsi d'une structure tubulaire solidarisée le long de la zone de recouvrement des bords. Cette façon de faire est en soi connue et a remplacé dans une large mesure les premières méthodes employées de raccordement des bords, qui avaient recours à des artifices d'agrafage, de couture, de rivetage, de collage ou autres, lesquels présentaient tous divers inconvénients. On pratique certes toujours le soudage par ramollissement de la matière des bords a assembler par apport de gaz chauds, air notamment ; cependant, pour diverses raisons, cette technique ne connaît toujours pas un grand développement. La méthode de soudage HF, telle qu'effectuée à l'heure actuelle en vue de confectionner des structures tubulaires, ne va cepenw dant pas sans quelques difficultés.- Il est souvent malaisé d'assurer une soudure bien régulière, sans bavures, possedant les résistances a l'arrachement qui sont requises. En effectuant le soudage sur la plage de recouvrement des bords, on altéreaussi quelquefois la face opposée à ces bords de la structure tubulaire, ce qui donne un article final de mauvaise présentation et sans homogénéité.Enfin, quand on veut souder les bords jointifs de feuilles thermoplastiques rendues semi-conductrices, on produit autour de la zone de solidarisation des effluves qui, là encore, altèrent la présentation de l'article, et peuvent même modifier partiellement la qualité, voire la nature, des matières constituantes, voire a lrextrene provoquer dans la feuille des perforations, ce qui évidemment est inadmissible lorsque la structure tubulaire doit être absolument étanche (par exemple pour l'établissement de canalisations d'aéra- tion pour galeries de mines de charbon). La présente invention a pour objet un dispositif pour le soudage HF de feuilles thermoplastiques souples en structures tubulaires, qui ne donne pas lieu aux inconvénients observés jusqu'à présent. Le dispositif selon l'invention, selon lequel on solidarise les bords en recouvrement de la feuille thermoplastique grâce au passa ge du courant HF a travers ces bords disposés entre au moins deux électrodes a surfacesctives planes, dont l'une au moins est mobile, est caractérisé par le fait qu'au droit de la zone de soudage, une troisième électrode, elle aussi à faces actives planes et parallèles aux deux autres, est interposée entre d'une part lesdits bords à assembler et, d'autre part, la surface de la feuille qui leur est opposée. A l'aide d'un tel dispositif, on obtient une soudure étanche, régulière, solide, ne produisant pas d'effluves altérant la feuille au voisinage de la zone de solidarisation, c'est-è-dire une soudure donnant des résultats satisfaisants, que l'on peut encore a méliorer en observant conjointement certaines dispositions secondaires que l'on décrira ci-après. On se réfèrera, ce faisant, au dessin ci-annexé sur lequel - la figure 1 montre, en perspective schématique, un dispositif agencé selon la présente invention - la figure 2, une coupe simplifiée selon II-II figure 1 de ce même dispositif, mais dans une position quelque peu différente. Le dispositif est tout d'abord constitué, de manière en soi connue, d'une part par une électrode supérieure 1, en laiton, en forme de parallélépipède rectangle à arrêtes verticales et horizontales, a face inférieure plane la bien dressée, mobile suivant son plan vertical axial, d'autre part par une électrode inférieure 2, ou platine, en aluminium ou en laiton, de forme parallélépipédique elle aussi, a arrêtes de même sens que l'électrode supérieure 1, mais de forme très plate, de longueur et largeur supérieures a celles de l'électrode 1, de face supérieure 2a bien dressée également, et qui elle, en revanche, est fixe. L'ensemble fait partie d'une machine à souder conventionnelle (non représentée), "antiflash", alimentée par une génératrice appropriée (également non représentée), et qui se déplace longitudinalement au-dessus d'une grande table à souder de plusieurs mètres de long sur laquelle repose la feuille à souder. Le dispositif selon l'invention comporte une troisième électro de 3 , en laiton également, de forme parallélépipédique, plate, a surfaces horizontales 3a et 3b parallèles à celles des deux autres électrodes, bien dressées elles aussi, de largeur et longueur su périeures à celles de l'électrode supérieure 1, mais inférieures à cellesde la platine 2.Cette troisième électrode 3 est, comme l'é- lectrode supérieure 1, mobile transversalement au plan vertical axial de l'ensemble ; elle est aussi mobile longitudinalement, gr - ce à une liaison souple (non représentée), de façon à se dégager vers l'avant de l'avance de la feuille a enrouler lorsque la soudure en une passe a été effectuée, pour revenir à un nouveau poste de travail lorsque les bords à solidariser ont été bien mis en place au droit de l'électrode supérieure 1 pour une nouvelle passe de soudage. La feuille plastique 4 à conformer en structure tubulaire est constituée par un tissu en fils polyamide, armure toile, imprégné de plastisol PVC plastifié conventionnel, à raison de 500 g/m2, et enduit superficiellement, à raison de 75 g/m2 avec un vernis cons titué essentiellement par une solution de PVC dans des solvants usuels, additionnée de noir de fumée finement divisé et régulière ment réparti, conformément à la demande de brevet au nom de la demanderesse déposée le 26 Décembre 1973 sous le n0 73/46 445. Cette feuille 4, après qu'elle ait été séchée bien à fond, est conformée progressivement en cylindre, comme indiqué figure 1, sur la table a souder, de façon que les génératrices soient parallèles au plan axial de l'ensemble du dispositif, que la feuille soit dispesée entre l'électrode supérieure mobile 1 et la platine 2, que ses bords 5 et 6 à solidariser soient en recouvrement sur une lar geur de 45 mm (pour une largeur de l'électrode mobile de 40 mm et une largeur de l'électrode 3 de 80 mm ),îa largeur de la platine 2 étant de 1000 mm, tandis que la largeur développée de la feuille 4 atteint 60 cm, laquelle feuille est d'ailleurs maintenue de manière que le plan axial du dispositif soit sensiblement son propre plan de symétrie Un diélectrique 7, constitué par un mince film de polytétrafluoréthylène est interposé entre d'une part la face la de l'électrode supérieure mobile 1 et, d'autre part, l'ensemble des deux bords 5 et 6 à solidariser et ce, sur une largeur de 50mm et une longueur de 55 cm. Un autre diélectrique 8, constitué par un mince film de silicone, est interposé entre la face 2a de la platine 2 et la partie de la feuille enroulée située a l'opposé des bords 5 et 6 a- solida- riser. La largeur de ce second diélectrique est d'environ 200 mm également. Latéralement à ce diélectrique 8, et en recouvrement sur lui de 2 cm, sont disposées deux feuilles 9 et 10, de même longueur que la table de soudure, d'un isolant constitué par une toile en fils de verre enduits de PVC ordinaire, cela ayant pour objet d'isoler les parties de la table 11 de la machine a souder qui restent conductrices et de protéger de toute influence électrique les parties de la feuille 4 qui ne sont pas à solidariser. Enfin, l'électrode intermédiaire 3, elle-même, est entièrement enveloppée d'un diélectrique 12 réalisé par un mince complexe de soie huilée" (tissu de soieimprégné d'huile de lin résinifiée). Les dispositions se rapportant l'électrode 3 s'étendent en longueur sur une distance supérieure de 3 cm, de part et d'autre, a la longueur de l'électrode mobile 1, qui est de 50 cm. Le fonctionnement du dispositif décrit résulte déjà de ce qui vient d'être dit Des bords 5 et 6 de la feuille 4 se trouvant en recouvrement sur,la largeur et la longueur mentionnées, on amène l'électrode intermédiaire 3, avec son diélectrique 12, au droit de l'électrode de supérieure 1, et abaisse celle-ci jusqu'à ce que le diélectrique 7 soit emprisonné entre la face la de cette électrode 1 et le bord supérieur 5, l'ensemble électrode 3-diélectrique 12 se trou vant"interposé" entre le bord inférieur 6 et la partie de la feuille 4 opposée aux bords 5-6, partie qui est elle-meme appliquée sur le diélectrique 8.Les deux bordures isolantes 9 et 10 reposent toutes deux sur l'électrode inférieure ou platine 2 fixée sur la table de soudage 11 (ces positions, pour des raisons de clarté, ne sont pas représentées exactement sur la figure 2 qui les montre à un moment les précédant de peu). Lorsque tous ces éléments sont ainsi à leur position la plus basse et bien en contact, le courant est lancé dans le dispositif. Son intensité, pour une puissance de~10 KW de la machine à souder, est de 0,7 ampères (courant anodique), la fréquence étant de 27,2 mégahertz. Le temps de soudage est de 5 secondes. A ce terme, on sépare les éléments entre eux en remontant les électrodes mobiles 1 et 3, dégage cette dernière vers l'avant pour faciliter l'avancement de la feuille à conformer, et recommence la préparation et la mise en place des éléments pour une nouvelle passe de soudage. On répète les opérations -tout le long de la feuille autant de fois que nécessaire, et dispose finalement d'une structure tubulaire qui convient parfaitement pour l'établissement d'une canalisation pour l'aération de mines de charbon. Cette structue tubulaire, en effet, présente une tenue à la soudure de 220 décanewton pour 5 cm, elle n'est pas altérée au voisinage de la plage de soudure, n'est pas marquée sensiblement à ltoppose de celle-ci, n'accuse absolument aucune perforation. Par ailleurs, par constitution, elle présente les qualités requises d'ignifugation (répondant notamment aux tests des Charbonnages de France M 82-011) et de résistance électrique superficielle (répondant notamment a la Norme Française NF-T 47-lQ9). R E V E N D I C A T I O N S R#E V E N D I C A T I 0 N S 1/ Dispositif pour le soudage par courant à haute fréquence, sous forme sensiblement cylindrique, de feuille thermoplastique souple,comportant au moins deux bords parallèles, grâce au passage dudit courant a travers lesdits bords en recouvrement, disposés entre les faces planes de deux électrodes dont l'une au moins est mobile, caractérisé par le fait qu'au droit de la zone de soudage une troisième électrode, également mobile, elle aussi à faces planes et parallèles à celles des deux autres, est interposée entre lendits bords et la surface de la feuille de forme cylindrique opposée aux dits bords. 2/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait que la largeur de la troisième électrode est plus grande que celle de la zone de recouvrement des bords à souder, elle-même plus grande que celle de l'électrode la plus voisine de ladite zone. 3/ Dispositif selon revendication 2, caractérisé par le fait que la largeur de la troisième électrode est sensiblement plus petite que celle située, par rapport à cette électrode, du coté opposé à la zone de recouvrement. 4/ Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait que la troisième électrode est, au moins sur ses faces en regard avec celles des deux autres électrodes, recouverte d'un diélectrique. 5/ Dispositif selon revendication 4, caractérisé par le fait qu'un diélectrique est aussi interposé entre la zone de recouvrement et l'électrode autre que la troisième la plus voisine de ladite zone. 6/ Dispositif selon revendication 4, caractérisé par le fait qu'un diélectrique est aussi interposé entre l'électrode située, par rapport à la troisième électrode, du coté opposé à la zone de recouvrement, et la surface de la forme cylindrique opposée à la zone de recouvrement. 7/ Dispositif selon revendications 4, 5 et 6, caractérisé par le fait que la largeur des diélectriques est supérieure à celle de la zone de recouvrement.