Brevet FR2122607A1 — publié le 19720901

La présente invention concerne un distributeur destiné à faire fondre et à appliquer des colles thermoplastiques sous forme de baguette, qui sont couramment appelées colles en baguettes "fusibles". Le terme "baguette1, définit la forme physique de la colle avant son introduction dans un dispositif distributeur. L'invention décrite s'applique à des pistolets ou distributeurs de colle portables actionnés à la main ou à des installations de machines relativement immobiles telles que des distributeurs utilisés pour appliquer une colle pendant la fabrication des chaussures ou au cours de la production de récipients d'emballage. Les colles fusibles offrent de nombreux avantages à cause de l'absence de solvants et de leur prise rapide. En outre, la distribution directe par l'intermédiaire d'installations de fusion et d'application d'une colle thermoplastique (comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 2 874 084) a eu un grand succès à cause de la disponibilité facile de la colle et de la courte durée pendant laquelle la colle est maintenue à température élevée. Dans une telle installation, une baguette de colle thermoplastique est introduite à la demande et par une entrée de chargement dans une chambre de fusion d'un distributeur. La baguette de colle est fondue dans ladite chambre et est dirigée ensuite par l'intermédiaire d'un ajutage ou autre élément de distribution ou d'application sur la surface de l'ouvrage.La force nécessaire pour déplacer la colle fondue dans le distributeur pour l'appliquer à une surface désirée peut être fournie par l'action, analogue à celle d'un piston, de la baguette de colle qui est déplacée dans l'orifice de chargement et dans la chambre de fusion, par exemple, par des molettes rotatives qui poussent la baguette ou cordon de colle dans l'orifice de chargement de la chambre de fusion. Un problème particulier qui se pose dans les installations actuelles et en particulier dans ces distributeurs concerne le dispositif par lequel la baguette de colle est introduite dans les distributeurs. Plus spécialement, un dispositif d'étanchéité de la chambre de fusion du distributeur qui s'ajuste d'une manière suffisamment étroite autour de la baguette introduite dans la chambre de fusion par l'orifice d'entrée de manière,premièrement,à créer une pression suffisante dans la chambre de fusion pour déplacer la colle à travers le distributeur et,deusièmement, à empêcher une fuite ou un refoulement de la colle fondue par l'extrémité de chargement de l'orifice n'est pas connu en pratique d'entrée/.En outre, la temperature d'u organe dentrée clas- siqueodans lequel l'orifice de chargement est ménagé,a tendance à atteindre un niveau si élevé que la baguette de colle se ramollit et adhère aux parois internes de l'organe d'entrée. Etant donné que de nombreux distributeurs de colle sont actionnés par intermittence, la fusion et la solidification et par suite l'adhérence à l'organe d'entrée classique rendent difficile l'introduction de la baguette ou du cordon de colle lorsque le- distributeur est remis en marche à froid. Pour surmonter cette difficulté, on s'est efforcé jusqu'à présent de réaliser des dispositifs d'entrée, c'est-à-dire des tubes en des matériaux qui sont peu conducteurs de la chaleur. L'intention était de réduire la quantité de chaleur qui est transmise en sens inverse à travers l'qrgane d'entrée et d'empêcher le ramollissement et par suite l'adhérence de la colle aux parois internes de l'organe d'entrée.Une autre tentative a consisté à enduire les parois internes de l'organe d'entrée d'une matière calorifuge à faible coefficient de frottement, telle que le polytétrafluoréthylène (par exemple le "Teflon"),qui empêchait une transmission de chaleur et réduisait l'adhérence de la colle à l'organe d'entrée et en particulier aux parois internes de ce dernier. D'autres tentatives pour résoudre le problème posé par la fusion rétrograde ou le ramollissement du cordon ou de la baguette de colle pendant son avance dans l'organe d'entrée, ont consisté à prévoir des organes de refroidissement séparés tels que des ailettes de refroidissement en matière de bonne conductibilité thermique. Ces ailettes facilitent la dissipation de la chaleur qui pourrait être retransmise à travers le mécanisme de chargement. Jusqu'à présent, toutes les tentatives destinées à trouver une solution auxproblèmes posés par le fonctionnement interlnittent de ces distributeurs de colle fusible et à éviter que la colle subisse une fusion rétrograde et qu'elle bave n'ont pas donné entière satisfaction. La présente invention concerne un distributeur de colle en baguettes comportant un organe ou tube d'entrée qui 'est pas conforme aux propositions antérieures du fait qu'il comporte un dispositif d'étanchéité élastique non rigide de l'organe d'entrée pouvant résister aux températures élevées régnant près de la chambre de fusion et qui forme également une surface sensiblement non adhérente pour la baguette de colle qui est introduite dans le dispositif d'étanchéité. L'organe d'entrée selon la présente invention comporte également une paroi interne de construction particulière susceptible de faciliter la reprise de l'avance de la baguette ou du cordon qui peut avoir été déformé dans l'organe d'entrée pendant la solidification qui s'est produite après l'opération précédente. Selon certaines caractéristiques de la présente invention, le dispositif d'étanchéité du tube d'entrée, qui est en une matière caoutchouteuse élastique résistant à la chaleur, comporte un élément d'étanchéité présentant un alésage de section droite complémentaire à celle de la baguette de colle à introduire dans ledit dispositif et sensiblement de même dimension ou de dimension plus petite que la section droite de la baguette sur une longueur supérieure à celle delta baguette de colle présentant le gradient de températures de l'état non fondu à l'état fondu. Du côté interne de l'élément d'étanchéité, le dispositif d'étanchéité du tube d'entrée comporte une partie de dilatation ayant un alésage communiquant avec la chambre de fusion et avec l'alésage de l'élément d'étanchéité, mais dont la section droite croit de l'élériert d'étanchéité vers la chambre de fusion. Ce dispositif d'étanchéité assure un joint plus efficace que les joints antérieurs et autre moyen d'étanchéité, tout en facilitant le fonctiornerjent intermittent de l'appareil distributeur en perrnettant une avance commode de la baguette déformée par suite de ce fonctionnement intermittent. D'autres avantages et caracterlstiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant. à titre explicatif, mais nullement limitatif, des formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins la figure 1 est une élévation de l'appareil selon la présente invention la figure 2 est une coupe partielle agrandie d'une partie de l'appareil de la figure 1 la figure 3 est une coupe d'une forme de réalisation préférée de l'organe d'étanchéité du tube d'entrée de la présente invention la figure 4 est une coupe analogue à la figure 3 montrant le joint d'entrée dans une position intermédiaire la figure 5 est une coupe analogue à la figure 4, mais dans une position de fonctionnement ultérieure ; la figure 6 est une vue en bout en partie en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 3 ; et la figure 7 est une vue éclatée d'une forme de réalisation préférée d'un appareil selon la présente invention, des pièces étant représentées en arrachement. En se référant maintenant aux dessins d'une façon générale, l'invention est représentée comme étant appliquée à un distributeur 10destiné à la fusion d'une colle thermoplastique introduite dans ledit distributeur sous forme d'une baguette ou d'un cordon. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1, la colle distribuée ou déchargée est appliquée à des surfaces (non représentées)passant en regard de la tête formée par le dispositif de déchargement ou d'application 12 qui est fixé à une enveloppe 14. Cette dernière est généralement en un matériau de bonne conductibilité thermique tel que l'aluminium. L'enveloppe 14 renferme une chambre de fusion 16 qui est représentée sous la forme d'un alésage allongé, et un élément chauffant 18 tel qu'un élément de chauffage électrique relié par des conducteurs 20 à une source de courant (non représentée).Le dispositif d'application 12 comporte normalement un ajutage 22 communiquant par un canal 24 avec la chambre de fusion 16. La baguette R de colle peut être déroulée à partir dtun rouleau formé sur une bobine (non représentée) et introduite dans un dispositif d'alimentation désigné d'une façon générale par 30. Le dispositif 30 comporte deux molettes d'avance associées 34 et 36 qui tourillonnent dans un bâti auxiliaire 38. Ce dernier comporte un canal de guidage 40 qui dirige la baguette de colle entre les molettes d'avance 34 et 36 qui sont reliées par engrenage. Les molettes 34 et 36 sont entraînées par un dispositif (non représenté) pour faire avancer une tige de colle R vers la chambre de fusion 16. L'appareil décrit jusqu'ici est connu et ne fait pas partie de l'invention qui sera décrite ci-après. Un organe d'étanchéité 49 selon la présente invention est disposé entre le dispositif d'alimentation 30 et l'enveloppe 14. Une forme de réalisation préférée de l'organe 49 est représentée sur la figure 1 et plus en détail sur les figures 2 à 7. L'organe 49 comporte un élément d'étanchéité 50 de forme généralement cylindrique dans la forme de réalisation préférée et qui présente un alésage longitudinal 52, et un élément de dilatation 54 présentant un alésage 56 de section croissante de l'alésage 52 vers la chambre de fusion 16. L'organe 49 doit pouvoir résister aux températures nécessaires pour la fusion de la colle. En outre, l'organe 49 doit être élastique à la température ambiante et à des températures élevées pour assurer un-joint convenable dans l'élément 50 contre labaguette R de colle comme on le décrira plus loin. Des élastomères de silicones et des élastomères de fluorohydrocarburesayant une dureté comprise entre environ 20 et 100 au duromètre Short, à l'échelle Amont été utilisés avantageusement pour réaliser l'organe 49. Dans la forme de réalisation préférée, l'alésage 52 a une section droite qui est légèrement plus petite que la section droite complémentaire de la baguette R. Grâce à cette différence, l'élément élastique 50 est comprimé--radialement le long de l'alésage 52 par la tige R qui est dirigée dans ce dernier de manière à former un joint efficace par compression. Sur la figure 6, sur laquelle l'élément 50 présente un alésage 52 destiné à être utilisé avec une colle en baguettes du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 2 874 084 précité (dans lequel une baguette a de préférence un diamètre maximal de 0,48 cm), l'alésage 52 aurait un diamètre correspondant de 0,43 cm. Dans la forme de réalisation décrite, l'élément de dilatation 54 de l'organe 49 est constitué par une partie solidaire à bride annulaire à proximité de l'extrémité proche de l'enveloppe 14. A l'extrémité de l'organe 49 proche de l'enveloppe 14, l'alésage 56 de la partie de dilatation 54 s'agrandit sous une forme généralement analogue à celle d'un entonnoir. Dans l'appareil représenté sur les figures, l'enveloppe 14 comporte un élément d'appui 60 ayant un alésage longitudinal 62 qui est aligné avec la chambre de fusion 16. L'élément d'appui 60 présente également un alésage 64 de section croissante analogue à un entonnoir qui est complémentaire à l'alésage 56 de la partie de dilatation 54.Les dimensions de l'élément 60 sont telles que l'organe 49 peut être monté bout à bout sur l'élé- ment 60 le long d'une ligne de séparation 66 en maintenant l'alignement des alésages complémentaires 56 et 64. L'élément 60 peut être fixé à l'enveloppe 14 de n 'importe quelle façon connue en pratique pour assurer un ajustage étroit et un alignement entre l'alésage 62 et la chambre 16. L'organe d'étanchéité 49 est fixé à l'élément 60 par un moyen garantissant un contact bout à bout étanche entre l'extrémité de la partie 54 et l'élément 60, comme indiqué en 66. Dans la forme de réalisation représentée, ce moyen comporte un collier de serrage 70 à bride annulaire présentant des trous 72 percés dans le sens longitudinal. te collier de serrage 70 est destiné à mettre ses surfaces internes 74, 76 (figure 2) en contact étroit evec la bride de la partie 54 de l'organe d'entrée 49. Le collier de serrage 70 est fixé à l'élé- ment d'appui 60 par des vis 80 qui tirent l'organe 49 contre l'élément 60. Dans la forme de réalisation préférée, l'élément d'étanchéité 50 est supporté à son extrémité proche des molettes 34, 36 par un élément 82 qui maintient l'alignement de l'alésage 52 pour lui permettre de recevoir la baguette de colle R sortant des molettes 34, 36. Au cours du fonctionnement de l'appareil distributeur de colle, un organe d'actionnement (non représenté) fait avancer la baguette de colle R de la bobine (non représentée) dans le guide 40 et entre les molettes d'avance 34, 36. La rotation des molettes 34, 36 fait avancer la baguette R dans l'alésage 52 de l'organe d'entrée 49 pour l'introduire dans les alésages complémentaires 56 et 64, comme on le voit sur la figure 3, et finalement, par l'alésage 62 dans la chambre de fusion 16. La chaleur engendrée psr-l'élément chauffant 18 provoque la fusion de la baguette R dans la chambre 16 de manière à former une masse fluide de colle, comme indiqué en 84 sur les figures 3, 4 et 5. L'avance supplémentaire de la baguette de colle R à travers l'organe d'entrée 49 et dans la chambre de fusion 16 refoule la masse fondue 84 de la colle à travers la chambre 16 et le canal 24 dans 1 'ajutage 22 par une action analogue à celle d'un piston. Au fur et à mesure que la baguette de colle R entre dans la chambre 16 par les alésages complémentaires 56 et 64, elle est progressivement fondue et une partie de la colle fondue reflue dans les alésages 56 et 64. La colle fondue est refoulée dans le canal 24 et l'alésage 22,comme on l'a décrit précédemment. L'appareil applicateur de colle est habituellement utilisé par intermittence. Les molettes 34 et 36 sont périodiquement arrêtées en interrompant le mouvement d'avance de la baguette de colle R dans l'organe d'entrée 49 et la chambre 16. Comme on le voit sur la figure 4, à cause de la chaleur régnant dans la chambre 16 qui est engendrée par le fonctionnement continu de l'élément 18 ou qui est la chaleur résiduelle régnant dans l'installation, il peut se produire une fusion rétrograde de la baguette de colle R (comme indiqué en 86). L'élément chauffant 18 peut être déconnecté si la période d'arrêt doit être de longue durée et la masse de colle 86 peut se refroidir et se solidifier. Lorsque cela se produit, il arrive souvent que la baguette de colle R partiellement fondue dans cette région, comme indiqué en 90 sur la figure 4,soit partiellement déformée et atteigne un plus grand volume à cause de la pression antagoniste régnant dans la chambre 16 et les alésages 56 et 64. Pendant cette période de solidification, il est également possible que la colle adhère aux parois des alésages 52 et 55. Dans un appareil classique d'application de colle, la fusion rétrograde de la baguette de colle R pendant la durée d'arrêt et l'adhérence de la baguette aux parois de l'organe d'entrée ont posé de graves problèmes. La pression antagoniste a provoqué le refoulement de la colle fondue en sens inverse le long de la périphérie de la baguette R et de l'alésage 52 vers le mécanisme d'avance. Si la durée de la période d'arrêt était suffisante, la colle fondue pourrait refluer vers l'extre- mité d'entrée de l'organe d'étanchéité et suinter (baver). Si la période d'arrêt est suffisamment longue pour que la baguette de colle R précédemment fondue dans l'alésage se solidifie, il pourrait se produire une forte adhérence le long de l'alésage interne 52 de l'organe d'entrée. L'organe ou tube d'entrée de la présente invention permet de surmonter ces difficultés antérieures. Maintenant, les caractéristiques élastiques et calorifuges de l'organe d'entrée 49 empêchent que les difficultés précédemment rencontrées se présentent pendant le fonctionnement intermittent du mécanisme d'avance 70. Il se produit une fusion rétrograde moins importante de la baguette de colle R et par suite, la possibilité d'un reflux de la colle fondue le long de la baguette près des parois de l'alésage 52 est moindre. Etant donné que la fusion rétrograde est moins importante, l'adhérence qui pourrait se produire après refroidissement de la baguette adhésive fondue dans l'organe d'entrée 49 est moindre.Cette fusion rétrograde et cette adhérence moins importantes résultent de la combinaison des caractéristiques de faible conductibilité thermique et d'élasticité de l'organe d'entrée 49 de la présente invention ainsi que de la condition physique selon laquelle l'organe 49 serait comprimé radialement le long de l'élément d'étanchéité 50 par la baguette de colle R sur une longueur supérieure à la longueur de la baguette susceptible de subir une fusion, comme on le verra ultérieurement. Dans la forme de réalisation représentée, le diamètre de l'alésage 52 est légèrement plus petit que celui de la baguette de colle R,de sorte que l'élément 50 est contraintjde céder et est comprimé contre la baguette R à mesure que cette dernière s'avance dans l'alésage 52. Ainsi, il se forme un joint efficace entre l'alésage 52 et la baguette de colle R. S'il devait se produire une certaine fusion rétrograde, comme indiqué en 86, l'élasticité de l'organe 49 le long de la partie 50 tend à refermer les parois de l'alésage 52 contre la baguette de colle R. Ceci a tendance à rétablir le joint contre les parties non fondues de la baguette R et à former un joint efficace à l'encontre d'un suintement et d'un refoulement par la colle fondue.Afin de s'assurer que le joint le long de la baguette de colle R et de l'alésage 52 empêche un suintement, la longueur de la partie 50 de l'organe 49 le long de l'alésage 52 est supérieure a' la longueur de la baguette de colle R sur laquelle le gradient de températures de l'état liquide à l'état solide existe pendant que la baguette R parcourt la partie d'étanchéité 50. Dans les conditions de fonctionnement réel, c'est-à-dire en maintenant la chambre de fusion à une température capable de faire fondre la baguette de colle R, une longueur de 3,1 cm est suffisante dans le cas d'une baguette de colle d'un diamètre de 0,48 cm. Dans une variante, l'alésage 52 a sensiblement le même diamètre que la baguette R, de sorte que pendant le passage initial de la baguette R dans la partie 50, cette dernière reste à l'état sensiblement inchangé. La compression de la partie 50 contre la baguette de colle R se produit pendant le fonctionnement du dispositif 10 d'une manière qui sera décrite ci-après. Dans cette forme de réalisation, l'organe 49 est destiné à être utilisé avec une baguette de colle fusible relativement molle. Cette colle,d'une épaisseur classique de 0,6 cm,n'a pas une résistance suffisante dans le sens longitudinal pour etre introduite par le dispositif d'alimentation 30 dans une partie comprimée 50, comme décrit précédemment. Dans ce cas et avec ce type de baguette ou cordon de colle, on a constaté que l'organe 49 est satisfaisant avec un jeu initial allant jusqu'à 0,005 cm entre la baguette de colle R et l'alésage 52. Au cours du fonctionnement du dispositif 10, la pression antagoniste exercée sur la colle fondue dans la chambre de fusion 16 refoule la colle (comme indiqué en 86 sur la figure 4) dans l'espace compris entre la baguette R et l'alésage 52 vers l'endroit où la colle fondue est suffisamment refroidie pour former un joint convenable.Ainsi, dans cette variante, la partie d'étanchéité 50 est comprimée contre la baguette de colle R et la colle ayant subi une fusion rétrograde à un instant ouel- concue du fonctionnement du dispositif 10 d'application de la colle, plutôt qu'au début par la baguette de colle R se déplaçant dans l'organe d'entrée 49 et sur une longueur de l'alésage 52 qui est plus petite que la longueur totale. Comme dans la forme de réalisation préférée représentée, une même longueur de la partie d'étanchéité 50 (3,1 cm) est suffisante pour la colle molle de 0,6 cm et l'alésage 52 de 0,6 cm pour former un joint convenable et empêcher un suintement. En outre, à cause de l'élasticité de l'organe 49 comprenant la partie de dilatation 54,en cas d'adhérence entre la baguette R et les parois de l'alésage 52, l'organe 49 peut se déformer ou peut céder à la fois dans la partie d'étanchéité 50 et dans la partie de dilatation 54 lors de la reprise de l'avance de la baguette de colle R. Cette déformation a tendance à libérer les parois de l'alésage 52 de la baguette de colle R en facilitant l'avance de cette dernière. Au cas où une partie de la baguette de colle R a été déformée lors de la solidification, comme indiqué en 90 sur la figure 4, le dégagement de cette partie déformée 90 est facilité par l'aptitude des parois de l'alésage 52 à céder grfice à leur élasticité. Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et représentées et est susceptible de recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. REVEMDI CATI OMS 1. Appareil de fusion d'une matière thermoplastique en forme de baguette et de distribution de ladite matière telle qu t une colle thermoplastique fondue comportant une enveloppe formant une chambre de fusion présentant une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, un dispositif de déchargement com muniquant avec l'extrémité de sortie, un dispositif d'alimentation au voisinage de l'extrémité d'entrée pour faire avancer ladite matière en baguette vers la chambre de fusion ; un organe d'étanchéité d'entrée ayant un alésage longitudinal aligné avec la chambre de fusion et formant une partie d'étanchéité orientée vers le dispositif d'alimentation, appareil caractérisé en ce que la partie d'étanchéité (50) a une longueur plus grande que celle de la baguette sur laquelle se manifeste le gradient de températures de ltétat solide à ltétat fondu, lorsque la baguette traverse ladite partie, et 'une partie de dilatation (54) orientée vers la chambre de fusion (16) et alignée avec cette dernière et maintenue en contact avec l'enveloppe (14), l'alésage longitudinal (52) de la partie d'étanchéité ayant une section droite complémentaire sensiblement égale ou inférieure à celle de la baguette, et l'alésage longitudinal (56) de la partie de dilatation ayant une section croissant en direction de la chambre de fusion, organe d'étanchéité (49) étant en une matière élastique caoutchouteuse sensiblement calorifuge résistant à la chaleur, d'une élasticité suffisante pour céder lors du passage d'irrigularités de ladite baguette. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alésage à section droite croissante de la partie de dilatation a sensiblement la forme d'un entonnoir. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité d'entrée de la chambre de fusion comporte un élément (60) présentant un alésage (64) de section croissante complémentaire à l'alésage (56) de la partie de dilatation de l'organe d'étanchéité avec laquelle il est en contact. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité a une forme sensiblement cylindrique le long de ladite partie d'étanchéité et en ce que la partie de dilatation forme une bride annulaire solidaire près de la chambre de fusion et en ce que l'alésage à section croissante de la partie de dilatation est ménagé sensiblement dans la dimension longitudinale de la bride.