Brevet FR2323510A1 — publié le 19770408

L'invention concerne un outil pour le travail des matières à bas point de fusion, notamment pour le travail des-matières plastiques,comportant une résistance électrique chauffante, une panne supportant et transmettant l'effort mécanique et un manche, portant la panne et la résistance et servant à la préhension de l'outil. Les outils connus permettant simultanément l'application d'un certain effort mEcanique sur un matériau et le chauffage de ce matériau, ces outils étant notamment utilisables pour le travail des matières plastiques, sont essentiellement de deux types. Le premier type comprend les outils constitubés par un fil métallique assurant à la fois la fonction de résistance chauffante et la fonction de transmission de l'effort mécanique nécessaire au façonnage de la matière plastique. Lorsque le diamètre du fil est faible, la rigidité du fil doit être obtenue par traction de celui-ci entre ses deux extrémités.L'outil comporte alors le double inconvénient de ne pas pouvoir être utilisé pour le perçage, puisque les extrémités du fil métallique ne sont pas libres, et de présenter une assez faible résistance mécanique puisque la tension mécanique est supportée par la résistance elle-même. Le second type comprend les outils constitués par une résistance électrique chauffant une panne métallique indépendante. La resistance chauffante est alors placée à une extrémité de la panne, l'autre extrémité, destinée à transmettre à la matière à façonner l'effort mécanique nécessaire, étant chauffée par conduction. Poux que la capacité calorifique de la panne soit suffisante par rapport à la quantité de chaleur dissipée par la surface de la panne en contact avec la matière à façonner, il est nécessaire de prévoir une panne de section relativement importante, de sorte que l'outil correspondant présente l'inconvénient d'être relativement grossier. En réduisant la section de la panne, ou en augmentant sa longueur, le gradient de température entre la portion de la panne en contact avec la résistance et la portion de la panne en contact avec la matière à façonner augmente, de sorte que la panne ne produit pas un effet uniforme sur toute sa longueur. L'invention a pour but de fournir un outil, notámment pour le travail des matières plastiques, alimenté électriquement par l'extrémité située au voisinage du manche afin de per mettre le perçage de la matière à travailler, comportant une panne supportant et transmettant l'effort mécanique à appliquer sur la matière à travailler, cette panne étant suffisamment fine pour permettre un façonnage minutieux et uniformément chauffée sur toute sa longueur efficace par une résistance électrique ne supportant pas l'effort mécanique. L'outil selon l'invention est principalement caractérisé en ce que la panne est une aiguille creuse de faible section, constituée d'un matériau présentant une faible résistance électrique mais une résistance mécanique suffisante pour supporter et transmettre l'effort nécessaire au façonnage du matériau # travailler. L'intérieur de l'aiguille creuse con tientau moins sur la plus grande partie de la longueur efficace de celle-ci une résistance électrique entourée d'une gaine d'un matériau diélectrique, cette résistance étant reliée électriquement d'une part à l'aiguille creuse au voisinage de l'extrémité libre de celle-ci et, d'autre part, à l'une des deux bornes d'une source de courant, dont l'autre borne est reliée électriquement à l'extrémité de l'aiguille creuse opposée à son extrémité libre. L'outil selon l'invention permet un travail précis et uniforme, quel#.que soit la longueur de la panne utilisée. Il permet en outre le perçage notamment de panneaux de matière plastique, même rigide1 eut le découpage direct de motifs centraux à l'intérieur de tels panneaux. Il est possible de donner à la panne chauffée à sa température de fonctionnement une forme quelconque, ce qui permet notamment de découper dans la matière des volumes de forme désirée. L'outil selon l'invention permet en outre, en choisissant le matériau constituant la panne, de remplir la fonction d'un fer à souder utilisable pour des soudures très précises, effectuées aussi bien avec une soudure métallique qu'avec une soudure en matière plastique. Une forme de réalisation de l'outil selon l'invention sera décrite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en coupe. de la partie amovible de l'outil constituée par la douille cylindrique, la panne et la résistance. La figure 2 est une vue en coupe du manche de l'outil dans lequel est partiellement enfoncée la partie amovible de l'outil, cette partie étant vue de face. En I est représentée la panne constituée par une aiguille creuse, à l'intérieur de laquelle se trouve la résistance chauffante 2, la panne 1 et la# résistance 2 étant isolées électriquement sur la plus grande partie de la longueur de la panne 1 par une gaine d'isolement 3 constituée d'un matériau diélectrique. La panne 1 traverse totalement ou partiellement-la base d'une douille cylindrique 4 en sonc centre-et est-enserrée dans cette base de manière à être totalement solidaire de ladite douille 4. L'intérieur de la douille 4 contient une ou plusieurs bagues cylindriques 5, 6, destinées à centrer la-panne 1, la résistance 2 et la gaine 3 à l'intérieur de ladite douille 4. Au voisinage de l'extrémité supérieure de la douille 4, une fiche électrique 7 est rendue solidaire de la douille 4 par l'application d'un ciment ou de tout autre adhésif 8 formant un anneau isolant entre la surface interne de la douille 4 et-la surface externe de la fiche 7. Ladite fiche 7 est mise en contact électrique, à l'intérieur de la partie supérieure de la douille 4, avec une extrémité de la résistance 2. L'autre extrémité de la résistance 2 est misé en contact électrique 9, par pincement, soudure ou tout autre moyen, avec la panne 1. La résistance 2 et la panne 1 sont, excepté au voisinage de leur point de contact 9, isolées l'une de l'autre par la gaine3 qui se prolonge à l'intérieur de la douille 4. La panne 1 ne pénètre pas suffisamment à l'intérieur de la douille 4 pour être en contact avec la fiche 7. Une bague 10 isolant de la chaleurssde longueur inférieure à celle de la partie utile de la panne 1 peut être enfilée sur celle-ci. La partie amovible composée des organes 1 à 10, décrits ci-dessus est destinée à être enfoncée à force dans un manche 11. A cet effet, la surface extérieure de la partie supérieure de la douille 4 vient s'engager dans un logement cylindrique 12 percé axialement dans le manche 11. Un contact électrique 13 est prévu sur la périphérie de ce logement 12 de manière à relier électriquement,par un fil conducteur 14, la douille 4 à l'une- des bornes d'une source de courant 15 lorsque la partie amovible est-en place dans son logement 12. Une prise électrique 16, disposée sur l'axe du logement 12 et électriquement isolée du contact 14 est destinée à recevoir la fiche 7, lorsque la partie amovible est en place dans son logement 12, et à relier cette fiche à l'autre borne de la source de courant -15-au moyen d'un fil conducteur 17. La panne 1 consiste en une aiguille creuse d'un matériau conducteur de l'éfectricité et possédant une bonne résistance mécanique. Si l'outil doit être utilisé comme fer à souder, la panne est prévue en un alliage ou métal adhérent à la soudure, tel que cuivre, laiton, fer électrolytique. Il est, dans les autres cas, avantageux que la panne soit constituée d'une aiguille de type aiguille hypodermique en acier inoxydable. Il est possible de prévoir une panne d'une longueur importante, d'un mètre ou un mètre cinquante, par exemple. Le diametre de la panne peut être inférieur à 1 mm et égal à 0,8 mm par exemple. Pour une alimentation à bas voltage, de tension égale à 9 volts par exemple, la résistance 2 peut avoir une valeur de 8 ohms pour une panne de 5 centimètres environ. La résistance chauffante 2 est constituée d'un simple fil d'un matériau ayant une résistance suffisante pour produire une température d'environ 3500C à sa tension d'alimentation. L'alimentation de la résistance chauffante est une source 15 de courant continu ou alternatif. La gaine d'isolement 3 est constituée d'un matériau diélectrique quelconque. Compte tenu du faible diamètre intérieur de la panne 1, cette gaine 3 peut avantageusement consister en un tube de verre étiré. Une gaine d'isolement en verre étiré permet en outre de modifier la forme de la panne 1, chauffée à sa température de fonctionnement par la résistance 2, sans risque de court-circuit entre lesdites panne 1 et résistance 2. Si, à l'intérieur de la douille 4, une partie de la résistance 2 n'est pas recouverte par la gaine isolante 3, il est préférable que les bagues cylindriques 5 et 6 soient constituées d'un matériau isolant, afin d'éviter un éventuel contact électrique non désiré entre la résistance 2 et la douille 4. La bague 10, dont le rôle est de constituer autour d'une partie de la panne 1 une gaine isolante de la chaleur, permet, en appliquant un patron contre la surface d'un matériau à découper et en suivant le contour du patron appuyé contre la bague 10, de découper ledit matériau au moyen de la partie non isolée de la panne. La bague 10 peut,par exemple, être constituée de polytétrafluoréthylène. L'outil selon 1 t invention peut être utilisé pour le découpage de maquettes, pour la décoration, pour les soudures très précises ou tout autre travail nécessitant l'application d'un certain effort mécanique sur un matériau devant simulta nément être chauffé. Des modifications de détail du domaine des équivalents mécaniques et électriques peuvent être apportées à l'outil décrit ci-dessus, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. C'est ainsi que la liaison électrique entre l'extrémité de la panne opposée à son extrémité libre 9 et l'une des bornes de la source 15 d'une part, l'extrémité de la résistance opposée au contact 9 et l'autre borne de la source 15 d'autre part, peut être effectuée par tout moyen approprié tel que fiche banane, fiche double ou similaires. REVENDICATIONS 1.- Outil pour le travail des matières à bas point de fusion, notamment pour le travail des matières plastiques, comportant une résistance électrique chauffante, une panne supportant et transmettant l'effort mécanique, et un manche, portant la panne et la résistance, et servant à la préhension de l'outil, caractérisé en ce que la panne 1 est une aiguille creuse de faible section constituée d'un matériau présentant une faible résistance électrique mais une résistance mécanique suffisante pour supporter et transmettre l'effort mécanique nécessaire au façonnage du matériau à travailler, l'interieur de l'aiguille creuse contenant, au moins sur la plus grande partie de la longueur efficace de celle-ci, une résistance électrique 2 entourée d'une gaine 3 d'un matériau diélectrique, cette résistance étant reliée électriquement d'une part à l'aiguille creuse au voisinage de l'extrémité libre 9 de celle-ci et d'autre part, à l'une des deux bornes d'une source de courant, dont autre borne est reliée électriquement à l'extrémité de l'aiguille creuse opposée à son extrémité libre. 2.- Outil, suivant la revendication l, caracterise en ce que ladite panne 1 est fixée à et en contact électrique avec une douille 4 conductrice creuse rendue solidaire, de manière amovible, du manche de l'outil ll, par ajustement dans un logement 12 prévu a cet effet-dans le manche, cette douille pouvant être engagée, à l'intérieur du manche 11, contre un contact électrique 13 relié à l'une des deux bornes de la source de courant 15, la résistance 2 étant reliée électriquement d'une part à l'extrémité 9 de la panne 1 et d'autre part à une fiche conductrice 7 solidaire de ladite douille 4 mais isolée électriquement de celle-ci, ladite fiche conductrice 7 pouvant être mise en contact électrique, à l'interieur du logement 12, avec une prise 16 reliée l'autre borne de ladite source de courant 15. 3.- Outil suivant l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que ladite panne 1 est constituée par une aiguille de type aiguille hypodermique en acier inoxydable. 4.- Outil suivant l'une des revendications 1 å 3, caractérisé en ce que ladite panne 1 est constituée d'un métal adhérant a la soudure utilisée. 5.- Outil suivant l'une quelconque des. revendications 1 à 4, caract#risé en ce que ladite gaine isolante 3 est constituée d'un tube de verre étiré. 6.- Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la résistance 2 est constituée d'un simple fil. 7.- Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite panne 1 est susceptible d'être travaillée a chaud pour adopter une forme permettant de découper dans la masse d'un matériau un volume de forme et de surface prédéterminées. 8.- Outil suivant;l'une quelconque des revendications 1 7, caractérisé en ce qu'il comprend une bague 10 gainant une partie de la panne 1, isolant de la chaleur et destinée à suivre le contour d'un patron appliqué contre un matériau, ce matériau étant découpé par la partie non gainée de la panne 1.