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La présente invention concerne un procédé de transfor- mation d'objets en matière thermoplastique, par chauffage à l'aide de champs électriques alternatifs à haute fréquence.
Pour conformer et transformer des objets en matières therriodlastiques, particulièrement en matières synthétiques thermoplastiques, il est connu d'utiliser un chauffage à l'aide de champs électriques à haute fréouence, dénommé chauffage di- . électrique. Le chauffage à l'aide de champs électriques à haute fréquence, a l'avantage d'être extrîmement rapide et tout-à-fait régulier, grâce aux pertes d'énergie se produisant dans la. matière
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thermoplastique elle-même. Cela a pour conséquence une réparti- tion de la température beaucoup plus régulière dans l'objet à conformer ou à transformer, que celle qu'on peut obtenir en chauffant la matière de l'extérieur.
On peut de ce fait admettre une température moyenne plus grande dans la partie à transformer de l'objet, de sorte qu'on évite l'apparition de tensions mécani- ques intérieures dans la matière.
La présente invention vise à procurer un procédé du type décrit ci-dessus,mais améliorée et particulièrement en ce qui concerne l'assemblage d'un objet fait de différentes parties et l'ajoute de parties spéciales à des objets.
Suivant l'invention l'objet à transformer, ou une partie de celui-ci, est introduit dans une chambre dont là forme corres- pond à celle que doit acquérir l'objet, ou une partie de celui- ci, après la transformation, chambre dans laquelle le champ électrique alternatif à haute fréquence est entretenu avec l'in- tensité suffisante, et 1.1-objet partiellement ramolli est pressé, par une force agissant sur la partie non ramollie, dans la chambre de moulage jusqu'à ce que cette dernière soit complètement remplie par la matière thermoplastique, après quoi le champ électrique alternatif est interrompu et l'objet transformé, complètement re- froidi,est enlevé de la chambre de moulage.
Ce mode de transforma- tion a l'avantage qu'à l'extérieur de la chambre de moulage, la. matière thermoplastique n'est pas chauffée, de sorte que pendant la transformation une force peut être exercée sur la partie non transformée sans que pour autant il puisse y avoir transformation de l'objet en dehors de la chambre de moulage.
Etant donné qu'avec ce procédé les parois de la chambre de moulage ne sont pas chauffées elles-mêmes et qu'elles absorbent très peu de chaleur de la partie transformée de l'objet pendant le processus de chauffage se déroulant en général très rapidement, ces parois peuvent être faites en une matière ne résistant pas aux fautes températures.
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De telles matières sont généralement plus économiques à travailler que celles qui résistent à de hautes températures.
Ceci vaut'également pour la matière qu'isole entre eux les élé- ments servant d'électrodes pour le chauffage diélectrique du moule et qui constituent eux-mêmes une partie de la paroi de la chambre de moulage.
Dans la fabrication d'objets composites suivant la présente invention, la partie de l'objet à transformer introduite dans la chambre de moulage et ramollie sous l'effet du champ électrique alternatif entretenu dans cette chambre, est mise en contact, dans la chambre fermée., avec un ou plusieurs objets en matière thermoplastique, de manière qu'après le chauffage les objets adhèrent entre eux. De cette manière, on obtient beaucoup plus rapidement que jusqu'ici des objets composites par adhérence l'un à l'autre d'objets à assembler.
L'invention sera décrite plus en détail ci-après avec référence au dessin annexé montrant, à titre d'exemple, deux formes de réalisation du procédé et des dispositifs pour sa mise en oeuvre.
La fig. 1 est une coupe verticale d'un moule dans lequel sont placés deux tronçons de tubes en matière thermoplastique synthétique utilisés pour la fabrication d'éléments en T.
La fig. 2 est une coupe perpendiculaire au plan de la coupe de la fig. 1 suivant la ligne 11-11.
La fige 3 montre également en coupe verticale un moule pour former une collerette à un tube en matière synthétique thermo- plastique.
Dans la forme de réalisation montrée sur les figs. 1 et 2, un tronçon de tube cylindrique 1 en matière synthétique thermoplasti- que, est placé dans la partie inférieure 2 du moule, faite en une matière électriquement isolante, ce moule étant à son tour consti- tué par'trois parties métalliques 3, 4 et 5. La face inférieure
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de la partie 3 présente un vidèrent semi-cylindrique qui se rac- corde à ses deux extrémités à la surface extérieure du tronçon de tube 1. Entre ces deux points, l'évidement est plus profond sur une partie de la périphérie du tube 1, pour des raisons exposées plus loin.
La partie 3 du moule présente encore une'ouverture cylindrique verticale 6, dans laauelle un deuxième tronçon de tube 7 en matière synthétique thermoplastioue est placé sensible- ment suivant l'axe médian du tube 1. Dans ce tube 7 se trouve la partie de moule 4., déjà citée, dont la surface latérale est une surface cylindrique dont l'axe médian est sensiblement le même que celui du tube 7, tandis que la surface inférieure de cette partie de moule est formée par une partie de la surface cylindrique qui correspond sensiblement à la partie correspon- dante de la paroi extérieure du tube 1. La partie de moule 5 est un cylindre à axe médian sensiblement égal à l'axe médian inté- rieur du tube 1.
Les parties de moule 3, 4 et 5,isolées entre elles lorsque les tubes 1 et 7 sont en place, constituent les électrodes auxquelles est amenée la tension alternative à haute fréquence qui engendre le champ électrostatique pour le chauffage diélectrique.
Au-dessus du tronçon de tube 7 est placée une calotte 8 servant à exercer une pression sur ce tube.
Pour former un élément en T à partir de tronçons de tubes 1 et 7 en matière synthétique thermoplastique, on procède comme suit :
Après avoir placé le tronçon de tube 1 dans l'évidement semi-cylindrique de la partie de moule inférieure 2 faite en matière isolante (fig. 2),-on coiffe cette partie de la partie de moule métallique 3 que l'on centre par rapport à la partie 2 par des moyens connus. On glisse ensuite la partie de moule métallique .5 dans le tronçon de tube 1 jusqu'à ce que ses extrémités soient exactement en regard des parties plus profondes 9 de l'évidement
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semi-cylindrique dans la partie de moule 3.
Puis on glisse le tronçon de tube 7 dans l'ouverture verticale 6 de la partie de moule 3, et on place la partie 4 dans le tube ? de manière que l'axe de la surface cylindrique inférieure coïncide avec celui du tronçon de tube 1 (fig. 1).Enfin, on place la calotte 8 sur l'extrémité supérieure du tronçon de tube 7.
Il faut veiller à ce que pendant . que la pression est exercée sur la calotte 8, la partie de moule 4 ne puisse être refoulée vers le haut. On peut, à cet effet, utiliser plusieurs moyens connus, par exemple un ressort à boudin placé entre les parties 4 et 8, ou une tige qui, traversant la calotte 8, relie la partie 4 à un point fixe.,.situé à l'extérieur du tronçon de tube 7.
On-raccorde ensuite les électrodes 3; 4 et 5 à une tension alternative à haute fréquence, ce qui a pour effet que les parties des tubes 1 et 7 en matière synthétique thermoplasti- que se trouvant entre ces électrodes, sont ramollies par la chaleur perd.ue ainsi engendrée. Par contre, les parties de ces tubes qui ne se trouvent pas entre les parties en regard des électrodes 3, 4 et 5 restent froides. On peut, de ce fait, exercer une pression à l'aide de la partie du tube '7 qui fait saillie de la partie de moule 3, sur la partie molle du tube entre les électrodes 3, 4 et 5. Cela a pour effet que toute la chambre de moulage se remplit de matière thermoplastique et que les tronçons de tube 1 et '7 adhèrent l'un à l'autre.
Après que la tension alternative à haute fréquence a été interrompue et que l'élément en 1' est refroidi., il peut être retiré du moule. Il suffit alors d'enlever la paroi tubulaire du tube 1 à l'intérieur de l'extrémité du tube. soudé 7, et l'élément en T est terminé.
Pour former une collerette à un tube 10 en matière synthétique thermoplastique'.. on utilise le moule montré sur la
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figure 3. Ce moule est constitué par deux parties métalliques 11 et 12 et un anneau électriquement isolant 13 qui maintient à l'écartement exact voulu les parties 11 et 12 et les isole l'une de l'autre.
Lorsque l'extrémité à droite du tronçon de tube 10 a été placée dans l'extrémité supérieure de la chambre de moulage s'évasant vers le bas, entre les parties 11, 12 et 13, ce tube ne pénètre d'abord que peu dans cette chambre. Dès que les élec- trodes 11 et 12 ont été mises sous une tension alternative à haute,,fréquence la partié du tube 10 se trouvant entre ces élec- trodes se ramollit rapidement de sorte que si l'on exerce une pression sur la calotte 8 à l'extrémité supérieure du tube, celui-ci pénètre plus loin dans la chambre de moulage qui finit par se remplir entièrement de mitière molle et le tube est ainsi pourvu d'une collerette.
Après interruption de la tension al- ternative à haute fréquence et refroidissement de la matière, on enlève la calotte 8 et la partie de moule 12 peut être enlevée le long du tube 10, et la collerette formée peut se détacher de la partie de moule 11.
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The present invention relates to a process for transforming objects made of thermoplastic material by heating with the aid of alternating high frequency electric fields.
To shape and transform objects made of thermoplastic materials, particularly thermoplastic plastics, it is known practice to use heating using high-frequency electric fields, referred to as di- heating. electric. Heating with the aid of high frequency electric fields has the advantage of being extremely fast and quite regular, thanks to the energy losses occurring in the. matter
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thermoplastic itself. This results in a much more regular temperature distribution in the object to be shaped or transformed than that which can be obtained by heating the material from the outside.
It is therefore possible to admit a higher average temperature in the part to be transformed of the object, so that the appearance of internal mechanical tensions in the material is avoided.
The present invention aims to provide a method of the type described above, but improved and particularly with regard to assembling an object made of different parts and adding special parts to objects.
According to the invention, the object to be transformed, or a part of it, is introduced into a chamber, the shape of which corresponds to that which the object, or part of it, must acquire after the transformation, chamber in which the high-frequency alternating electric field is maintained with sufficient intensity, and 1.1-partially softened object is pressed, by a force acting on the un-softened part, into the molding chamber until this the latter is completely filled with the thermoplastic material, after which the alternating electric field is interrupted and the transformed object, completely cooled, is removed from the molding chamber.
This method of transformation has the advantage that outside the molding chamber, 1a. thermoplastic material is not heated, so that during processing a force can be exerted on the unprocessed part without there being any transformation of the object outside the molding chamber.
Since with this process the walls of the molding chamber are not heated themselves and absorb very little heat from the processed part of the object during the heating process which usually takes place very quickly, these walls can be made of a material not resistant to temperature faults.
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Such materials are generally more economical to process than those which withstand high temperatures.
This also applies to the material which is isolated from each other by the elements serving as electrodes for the dielectric heating of the mold and which themselves constitute a part of the wall of the molding chamber.
In the manufacture of composite articles according to the present invention, the part of the object to be transformed introduced into the molding chamber and softened under the effect of the alternating electric field maintained in this chamber, is brought into contact, in the closed chamber ., with one or more objects of thermoplastic material, so that after heating the objects adhere to each other. In this way, one obtains much more quickly than hitherto composite objects by adhesion to each other of objects to be assembled.
The invention will be described in more detail below with reference to the appended drawing showing, by way of example, two embodiments of the method and devices for its implementation.
Fig. 1 is a vertical section of a mold in which are placed two sections of synthetic thermoplastic material tubes used for the manufacture of T-elements.
Fig. 2 is a section perpendicular to the plane of the section of FIG. 1 along line 11-11.
Figure 3 also shows in vertical section a mold for forming a collar for a tube of thermoplastic synthetic material.
In the embodiment shown in figs. 1 and 2, a section of cylindrical tube 1 of thermoplastic synthetic material, is placed in the lower part 2 of the mold, made of an electrically insulating material, this mold being in turn made up of three metal parts 3, 4 and 5. The underside
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of part 3 presents a semi-cylindrical emptying which is connected at its two ends to the outer surface of the tube section 1. Between these two points, the recess is deeper on a part of the periphery of the tube 1, for reasons explained below.
Part 3 of the mold also has a vertical cylindrical opening 6, in which a second section of tube 7 of thermoplastic synthetic material is placed substantially along the median axis of tube 1. In this tube 7 is located the mold part. 4., already cited, whose side surface is a cylindrical surface whose median axis is substantially the same as that of the tube 7, while the lower surface of this mold part is formed by a part of the cylindrical surface which corresponds substantially to the corresponding part of the outer wall of the tube 1. The mold part 5 is a cylinder with a median axis substantially equal to the inner median axis of the tube 1.
The mold parts 3, 4 and 5, insulated from one another when the tubes 1 and 7 are in place, constitute the electrodes to which the high-frequency alternating voltage is supplied which generates the electrostatic field for the dielectric heating.
Above the tube section 7 is placed a cap 8 serving to exert pressure on this tube.
To form a T-member from pipe sections 1 and 7 in thermoplastic synthetic material, the procedure is as follows:
After placing the tube section 1 in the semi-cylindrical recess of the lower mold part 2 made of insulating material (fig. 2), - this part of the metal mold part 3 is capped and centered by compared to part 2 by known means. The metal mold part .5 is then slid into the tube section 1 until its ends are exactly opposite the deeper parts 9 of the recess.
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semi-cylindrical in mold part 3.
Then we slide the tube section 7 into the vertical opening 6 of the mold part 3, and we place the part 4 in the tube? so that the axis of the lower cylindrical surface coincides with that of the tube section 1 (fig. 1). Finally, the cap 8 is placed on the upper end of the tube section 7.
Care must be taken that during. that the pressure is exerted on the cap 8, the mold part 4 cannot be pushed upwards. Several known means can be used for this purpose, for example a coil spring placed between the parts 4 and 8, or a rod which, passing through the cap 8, connects the part 4 to a fixed point. 'outside of the tube section 7.
The electrodes 3 are then connected; 4 and 5 at a high frequency alternating voltage, which has the effect that the parts of the thermoplastic synthetic material tubes 1 and 7 lying between these electrodes are softened by the waste heat thus generated. On the other hand, the parts of these tubes which are not located between the parts facing the electrodes 3, 4 and 5 remain cold. It is therefore possible to exert a pressure by means of the part of the tube '7 which protrudes from the mold part 3, on the soft part of the tube between the electrodes 3, 4 and 5. This has the effect that the entire molding chamber is filled with thermoplastic material and that the tube sections 1 and '7 adhere to each other.
After the high frequency AC voltage has been interrupted and the element at 1 'has cooled, it can be removed from the mold. It is then sufficient to remove the tubular wall of the tube 1 inside the end of the tube. welded 7, and the T-piece is finished.
To form a flange to a thermoplastic synthetic material tube 10, the mold shown on figure is used.
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Figure 3. This mold consists of two metal parts 11 and 12 and an electrically insulating ring 13 which keeps the parts 11 and 12 at the exact spacing required and insulates them from one another.
When the end to the right of the tube section 10 has been placed in the upper end of the molding chamber widening downwards, between the parts 11, 12 and 13, this tube first penetrates only slightly in the first place. this room. As soon as the electrodes 11 and 12 have been put under a high frequency alternating voltage, the part of the tube 10 between these electrodes quickly softens so that if pressure is exerted on the cap 8 at the upper end of the tube, the latter penetrates further into the molding chamber which ends up being completely filled with soft mitt and the tube is thus provided with a collar.
After interrupting the alternating high frequency voltage and cooling the material, the cap 8 is removed and the mold part 12 can be removed along the tube 10, and the formed collar can be detached from the mold part 11. .
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