Brevet FR2725396A1 — publié le 19960412

MACHINB DE THERMO8OUDAGE L'invention concerne une machine de thermosoudage à air chaud pour le thermosoudage de pièces en un matériau thermosoudable. On connaît des machines de thermosoudage comportant: - une source de chaleur destinée à envoyer de l'air chaud en un point prédéterminé des pièces à thermosouder, et - des moyens de pressage des deux pièces thermosoudées l'une contre l'autre, la source de chaleur étant placée en amont des moyens de pressage. Dans ces machines de thermosoudage connues, les pièces à thermosouder sont immobiles et c'est la source de chaleur qui est déplacée vers le point prédéterminé à thermosouder. Cette configuration nécessite un appareillage encombrant coûteux, et le positionnement des deux pièces à thermosouder doit être maintenu précisément pendant toute la durée du déplacement de la source de chaleur et du thermosoudage. On connaît également des machines de thermosoudage utilisant les ultra-sons ce qui représente un investissement très lourd et disproportionné dans le cadre du travail de façonnage à plat qui est le cas le plus fréquent d'utilisation dans le domaine du thermosoudage. D'après le document US-2 466 735 on connaît également des dispositifs de thermosoudage dans lesquels l'opération de pressage s'effectue par l'utilisation 2 2725396 d'éléments d'enclume qui peuvent être commandés ou entraînés contre des tubes contenant un fluide chaud. Dans ce cas, la pression appliquée sur les tubes par ces éléments d'enclume soudera les pièces de matériaux thermodurcissables de telle sorte qu'il y ait un thermosoudage maximum au point de contact des arcs formés par les sections intermédiaires des tubes et qu'il y ait un rétrécissement graduel de l'effet de thermosoudage. Cependant, ce type de dispositif de thermosoudage nécessite un matériel encombrant et coûteux, et il ne peut être utilisé pour différents types de matériaux thermosoudables puisque la source de chaleur que sont les tubes est constante. On connaît enfin, d'après le document US-3 413 175, un dispositif de mise en oeuvre d'un procédé pour souder les bords terminaux de couches superposées en matériaux thermoplastiques, qui comporte un outil de soudure ayant une surface de thermosoudage s'étendant perpendiculairement au plan des couches à souder, et deux éléments de serrage opposés mobiles et susceptibles d'engager les couches superposées à partir des côtés opposés. Le dispositif fonctionne de la manière suivante: les couches superposées sont avancées contre une butée. Les éléments de serrage sont ensuite déplacés l'un vers l'autre pour engager les couches de manière à ce que leurs parties terminales s'étendent légèrement de l'un des bords avant des éléments de serrage. Puis la butée est retirée du trajet des couches et l'outil de thermosoudage est approché doucement sur les bords terminaux des couches, le matériau formant les bords terminaux commençant par fondre. Dans ce dispositif, les pièces à thermosouder sont déplacées et la source de chaleur est fixe, cependant il permet uniquement un thermosoudage aux extrémités des pièces et non pas en tout point de ces pièces. Enfin, aucun des documents précédemment cités ne permet d'effectuer avec un même dispositif un thermosoudage adapté à différents matériaux utilisés. L'invention vise à pallier les inconvénients précédemment cités. L'invention a pour objet une machine de thermosoudage telle que décrite au début de ce présent mémoire, permettant d'obtenir et de maintenir une température de chauffe pour le thermosoudage adaptée au type de matériau utilisé. Elle a également pour objet une machine de thermosoudage d'encombrement réduit et permettant à l'utilisateur de sélectionner le type de matériau qu'il utilise, l'épaisseur du matériau qu'il utilise et ainsi d'effectuer un thermosoudage adéquat. A cet effet, l'invention concerne une machine de thermosoudage telle que décrite précédemment qui comporte, en outre, des moyens de guidage pour le guidage des pièces suivant un axe et un sens de guidage dirigé vers la source de chaleur, les pièces étant guidées en regard et distantes l'une de l'autre, de sorte que lors de leur passage au niveau de la source de chaleur, cette dernière soit située entre les deux pièces à thermosouder placées en regard. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'axe de la source de chaleur c'est-à-dire l'axe suivant lequel est projeté l'air chaud est perpendiculaire à l'axe de guidage des moyens de guidage. Ainsi, les pièces sont guidées vers la source de chaleur qui, placée entre ces deux pièces, chauffent les faces intérieures des pièces avant que ces dernières soient pressées par les moyens de pressage pour finir la phase de thermosoudage. Les autres caractéristiques de l'invention résulteront de la description qui suivra en se référant aux dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 est un schéma général de la machine de thermosoudage selon l'invention, - la figure 2 est une vue agrandie de profil de la partie chauffe et pressage de la machine de thermosoudage de la figure 1, - la figure 3 est une vue de profil d'une source de chaleur de la machine de soudage selon l'invention, - la figure 4 est une vue de dessus de la source de chaleur représentée sur la figure 3, et - la figure 5 est une vue en perspective de la partie d'extrémité de la source de chaleur représentée sur les figures 3 et 4. L'invention concerne une machine de thermsoudage 1 pour le thermosoudage de pièces 2 en un matériau thermosoudable. Les matériaux utilisés sont du type plastique et plus généralement tout produit synthétique qui peut être collé à chaud. Dans l'exemple de réalisation représenté, les pièces thermosoudables 2 sont des feuilles supérieure 2a et inférieure 2b. On peut cependant envisager d'autres formes de pièces dès lors que le thermosoudage peut s'effectuer à plat. La machine de thermosoudage 1 comporte une source de chaleur 3 ayant un axe de projection 3a qui est défini par la direction de projection de l'air chaud, cette source de chaleur 3 étant destinée à envoyer de l'air chaud en un point prédéterminé des pièces à thermosouder. La machine de thermosoudage 1 comporte en outre des moyens de pressage 4 qui permettent le pressage des deux feuilles 2a, 2b à thermosouder l'une contre l'autre. Ces moyens de pressage 4 sont de type connu, ils sont notamment constitués de deux rouleaux, à savoir un rouleau supérieur 4a et un rouleau inférieur 4b, entre lesquels passent les deux pièces à thermosouder, qui sont placés suivant un axe 4c sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal des feuilles 2a et 2b pour créer un axe de pressage 4d défini par la section de contact entre les deux rouleaux. La source de chaleur 3 est placée en amont des moyens de pressage 4. Selon l'invention, la machine de thermosoudage 1 comporte en outre des moyens d'entraînement 23 et de guidage 5 permettant l'entraînement et le guidage des feuilles 2a, 2b. Ce guidage s'effectue suivant un axe de guidage 5a parallèle à celui des feuilles et dans un sens de guidage 5b dirigé vers la source de chaleur 3. 6 2725396 Les moyens d'entralnement 23 et de guidage 5 sont de conception connue. Leur assemblage permet le guidage et l'entraînement des feuilles 2a, 2b en regard et distantes l'une de l'autre. L'axe de guidage 5a est en fait confondu avec l'axe de pressage 4d. Selon l'invention, les feuilles sont guidées sur les moyens de guidage 5 en étant en regard et distantes l'une de l'autre de sorte que lors de leur passage au niveau de la source de chaleur 3, cette dernière soit située entre les deux feuilles 2a et 2b placées en regard. Ainsi, les feuilles 2a, 2b sont placées sur les moyens de guidage 5 de sorte que leur face intérieure respective soit en regard et distantes l'une de l'autre. Lorsque la machine de thermosoudage 1 est en fonctionnement, les feuilles 2a et 2b sont déplacées dans le sens de guidage 5b en direction de la source de chaleur 3. Au niveau de la source de chaleur 3, les moyens de guidage 5 ont une forme telle que la feuille supérieure 2a passe au-dessus de la source de chaleur 3 et la feuille inférieure 2b passe en-dessous de la source de chaleur 3 de sorte que cette dernière se trouve entre les deux feuilles à thermosouder et plus particulièrement entre les deux faces intérieures de ces feuilles. L'air chaud qu'envoie la source de chaleur 3 permet de chauffer chaque feuille au niveau de sa face intérieure pour qu'elles soient ensuite pressées l'une contre l'autre par les moyens de pressage 4 tout en étant à la température souhaitée afin de pouvoir effectuer ainsi leur thermosoudage. 7 2725396 Pour une meilleure précision de soudage des feuilles, la source de chaleur 3 est montée à proximité des moyens de pressage 4. Selon l'invention, les pièces à thermosouder peuvent être des pièces planes, notamment des feuilles, de différentes épaisseurs. Cette épaisseur peut notamment varier entre 0,3 mm et 2 mm et est de préférence comprise entre 0,5 mm et 1,2 mm. Afin d'effectuer une projection de chaleur précise et bien orientée, l'axe de projection 3a de la source de chaleur 3 est sensiblement perpendiculaire à l'axe de guidage 5a des moyens de guidage 5. Afin de simplifier l'utilisation de la machine de thermosoudage 1, cette dernière peut être automatisée en fonction de certains critères. A cet effet la machine de thermosoudage 1 comporte, en outre, un dispositif de commande 6 destiné à commander par intermittence l'état de chauffe de la source de chaleur 3 en direction des pièces 2 à thermosouder. Ce dispositif de commande 6 est informé du passage des pièces à thermosouder par l'intermédiaire d'au moins un détecteur de position 7 placé en amont de la source de chaleur 3 par rapport à l'axe de guidage 5a et destiné à détecter le passage en un point prédéterminé d'au moins une pièce à thermosouder et à transmettre une information correspondante au dispositif de commande 6. Si l'on utilise un seul détecteur de position 7, seul le passage d'une pièce à thermosouder va être détecté, il est alors indispensable de positionner au départ des 8 2725396 moyens de guidage 5, les deux pièces 2a et 2b dans la position précise dans laquelle elles doivent être thermosouder. Cependant, on peut prévoir deux détecteurs de position 7 associés respectivement à la feuille supérieure 2a et à la feuille inférieure 2b. Cette disposition permet une meilleure précision de commande du dispositif de commande 6 au début du thermosoudage. Les liaisons entre le ou les détecteur(s) 7 et le dispositif de commande 6 d'une part et entre la source de chaleur 3 et le dispositif de commande 6 d'autre part sont représentées schématiquement. Ce sont notamment des liaisons électriques ou électromécaniques. Il est également possible de gérer la quantité de chaleur fournie par la source de chaleur 3 et la vitesse d'entraînement des pièces 2a et 2b guidées par les moyens de guidage 5. A cet effet, la machine de thermosoudage comporte, en outre, un dispositif de gestion 8 relié d'une part aux moyens d'entraînement 23 et d'autre part à la source de chaleur 3 et destiné à déterminer la quantité de chaleur fournie par la source de chaleur 3 et la vitesse d'entraînement des feuilles guidées par les moyens de guidage 5 en fonction de la nature du matériau utilisé pour les pièces 2a, 2b à thermosouder. La machine à thermosouder peut ainsi s'adapter à différents types de matériaux sans avoir à changer sa configuration. Là encore, les liaisons entre le dispositif de gestion 8 et les moyens d'entraînement 23 et la source de chaleur 3 sont représentées schématiquement et sont notamment de type électriques ou électromécaniques. Les dispositifs de commande 6 et de gestion 8 sont des dispositifs de type connu et ne nécessitent pas de description plus précise. S'agissant de la quantité de chaleur fournie, on peut utiliser une source de chaleur propulsée susceptible de fournir une chaleur comprise entre 150 et 600 . Nous allons maintenant décrire plus en détail une forme de réalisation de la source de chaleur 3. Selon l'invention, la source de chaleur 3 est une buse à projection d'air chaud comportant une base 9 qui est en communication avec un conduit 10 d'amenée d'air chaud, et un bec 11 qui est d'un seul tenant avec la base 9 et qui projette l'air chaud reçu au niveau de la base sur les pièces à thermosouder, dans la direction souhaitée c'est-à- dire sensiblement perpendiculairement à l'axe de guidage a. Pour assurer une bonne projection de l'air chaud dans la direction adéquate, le bec 11 de la buse 3 a une forme parallélépipédique de section transversale sensiblement rectangulaire. Il est ainsi délimité par une face supérieure 12 dirigée vers la feuille supérieure 2a et une face inférieure 13 dirigée vers la feuille inférieure 2b ainsi que deux faces latérales 14 et 15. Lorsque l'axe 3a de la source de chaleur 3 est sensiblement perpendiculaire à l'axe 5a des moyens de guidage 5, une 1O 2725396 première face latérale 14 du bec 11 est dirigée vers les moyens de guidage 5 et la deuxième face latérale 15 du bec 11 est dirigée vers les moyens de pressage 4. La base 9 de la buse 3 présente elle une section droite qui diminue en direction du bec 11 et comporte ainsi une face inférieure 17 définissant un plan 17a incliné par rapport à celui défini par les moyens de guidage 5 et une face supérieure 18 inclinée vers le bas en direction du bec 11. Afin de ne pas avoir un jet direct de l'air chaud sur les feuilles à thermosouder le bec 11 de la buse 3 est incliné par rapport au plan 17a défini par la face inférieure 17 de la base 9 de tel sorte qu'une fois la buse positionnée, la face inférieure 13 du bec définit un plan parallèle au plan défini par les moyens de guidage. Pour permettre une chauffe intermittente sans avoir à modifier la température interne de la buse, cette dernière comporte un clapet 19 ménagé sur la face supérieure 18 de la base 9 et dont l'ouverture provoque l'évacuation de l'air chaud dans une direction d'évacuation différente de ladite direction souhaitée. Pour permettre ce changement de direction le clapet s'ouvre vers l'intérieur de la base 9 bloquant ainsi le passage en direction du bec 11 de la buse et provoquant ainsi le changement de direction du jet d'air chaud. L'ouverture et la fermeture du clapet 19 sont commandées par l'intermédiaire du dispositif de commande 6 en fonction de l'information qu'il a reçu du ou des détecteur(s) de position. 11 2725396 Cette commande se fait notamment de manière électromécanique. D'autre part, pour obtenir une meilleure diffusion de l'air chaud en direction des pièces à thermosouder, la buse 3 comporte des perforations 20 ménagées sur au moins une face 12, 13 ou 15 du bec 11 de la buse. En fait, la diffusion de l'air chaud doit s'effectuer verticalement en direction de la feuille supérieure 2a et en direction de la feuille inférieure 2b et horizontalement en direction des moyens de pressage 4, il n'est pas utile de diffuser de l'air chaud en amont de la source d'air chaud. A cet effet, les perforations 20 peuvent être ménagées respectivement sur les faces supérieure 12 et inférieure 13 du bec 11 et sur la face latérale 15 dirigée vers les moyens de pressage 4. Ces perforations sont de préférence de forme oblongue. Pour plus de clarté, on a représenté par des flèches (figure 5) les différentes directions de propagation de l'air chaud au niveau du bec 11. Enfin, pour avoir une meilleure répartition de l'air chaud a projeter, la buse 3 comporte des aillettes de déflexion 21 montées à l'intérieur de la buse 3 au niveau de la jonction 22 entre la base 9 de la buse 3 et le conduit d'amenée 10 d'air chaud. Bien que seul un mode de réalisation de l'invention ait été décrit, on peut envisager d'autres possibilités ne 12 2725396 sortant pas du cadre de l'invention notamment concernant la forme de la source de chaleur 3. 13 2725396 REVENDICATIONS8 1. Machine de thermosoudage à air chaud pour le thermosoudage d'au moins deux pièces (2a, 2b) en un matériau thermosoudable, comportant - une source de chaleur (3) destinée à envoyer suivant un axe de projection (3a) de l'air chaud en un point prédéterminé des pièces à thermosouder, et des moyens de pressage (4) des deux pièces à thermosouder l'une contre l'autre, la source de chaleur (3) étant placée en amont des moyens de pressage (4), caractérisée par le fait que la machine de thermosoudage comporte en outre des moyens d'entraînement (23) et des moyens de guidage (5) pour le guidage des pièces (2a, 2b) suivant un axe de guidage (5a) et un sens de guidage (5b) dirigé vers la source de chaleur (3), les pièces (2a, 2b) étant guidées en regard et distantes l'une de l'autre, de sorte que lors de leur passage au niveau de la source de chaleur (3), cette dernière soit située entre les deux pièces (2a, 2b) à thermosouder placées en regard. 2. Machine de thermosoudage selon la revendication 1 caractérisée par le fait que la source de chaleur (3) est montée à proximité des moyens de pressage (4). 3. Machine de thermosoudage selon la revendication 1 et 2 caractérisée par le fait que l'axe de projection (3a) est sensiblement perpendiculaire à l'axe de guidage (5a). 4. Machine de thermosoudage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre un dispositif de commande (6) destiné à commander par intermittence l'état de chauffe de la source de chaleur (3) en direction des pièces (2a, 2b) à thermosouder. 5. Machine de thermosoudage selon la revendication 4 caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre au moins un détecteur de position (7) destiné à détecter le passage des pièces (2a, 2b) à thermosouder en un point prédéterminé et à transmettre une information correspondante au dispositif de commande (6). 6. Machine de thermosoudage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée par le fait qu'elle comporte, en outre, un dispositif de gestion (8) destiné à déterminer la quantité de chaleur fournie par la source de chaleur (3) et la vitesse d'entraînement des pièces (2a, 2b) à thermosouder guidées par les moyens de guidage (5), en fonction de la nature du matériau utilisé pour les pièces à thermosouder. 7. Machine de thermosoudage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée par le fait que les moyens de guidage (5) sont destinés à recevoir des pièces planes, notamment des feuilles (2a, 2b), de différentes épaisseurs. 8. Machine de thermosoudage selon la revendication 7 caractérisée par le fait que l'épaisseur des feuilles (2a, 2b) à thermosouder est comprise entre 0,3 mm et 2 mm. 9. Machine de thermosoudage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisée par le fait que la source de chaleur (3) est une source propulsée susceptible de fournir une chaleur comprise entre 150 et 600 degrés. 2725396 10. Machine de thermosoudage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée par le fait que la source de chaleur est une buse (3) à projection d'air chaud comportant une base (9), qui est en communication avec un conduit (10) d'amenée d'air chaud, et un bec (11) qui est d'un seul tenant avec la base (9) et qui projette l'air chaud reçue dans la direction souhaitée. 11. Machine de thermosoudage selon la revendication caractérisée par le fait que le bec (11) de la buse (3) a une forme parallélépipédique dont la section transversale est sensiblement rectangulaire et délimitée par une face supérieure (12), une face inférieure (13) et deux faces latérales (14, 15). 12. Machine de thermosoudage selon l'une quelconque des revendications 10 à 11 caractérisée par le fait que la base (9) de la buse (3) présente une section droite décroissante en direction du bec (11) délimitée par une face inférieure (17) définissant un plan (17a) incliné par rapport à celui défini par les moyens de guidage (5) et une face supérieure (18) inclinée vers le bas en direction du bec (11). 13. Machine de thermosoudage selon la revendication 12 caractérisée par le fait que le bec (11) est incliné par rapport au plan (7a) défini par la face inférieure (17) de la base (9) de la buse. 14. Machine de thermosoudage selon l'une quelconque des revendications 12 à 13 caractérisée par le fait que la buse (3) comporte un clapet (19) ménagé sur la face supérieure (18) inclinée de la base (9) et dont l'ouverture 16 2725396 provoque l'évacuation de l'air chaud dans une direction d'évacuation différente de ladite direction souhaitée. 15. Machine de thermosoudage selon la revendication 14 caractérisée par le fait que l'ouverture et la fermeture du clapet (19) sont commandées par le dispositif de commande (6) en fonction de l'information qu'il a reçu du ou des détecteur(s) de position (7). 16. Machine de thermosoudage selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 caractérisée par le fait que la buse (3) comporte des perforations (20) de diffusion d'air chaud ménagées sur au moins une face (12, 13, 15) du bec (11) de la buse. 17. Machine de thermosoudage selon la revendication 16 caractérisé par le fait que les perforations (20) sont de forme oblongue. 18. Machine de thermosoudage selon la revendication 16 caractérisée par le fait que les perforations (20) sont ménagées sur les faces supérieure (12) et inférieure (13) du bec (11) de la buse et sur la face latérale (15) dirigée vers les moyens de pressage (4). 19. Machine de thermosoudage selon l'une quelconque des revendications 10 à 17 caractérisée par le fait que la buse comporte des ailettes de déflexion (21) montées à l'intérieur de la buse au niveau de la jonction (22) entre la base (9) et le conduit (10) d'amenée d'air chaud et permettant une meilleure répartition de l'air chaud à projeter.