Brevet FR2622480A1 — publié le 19890505

Dispositif et procédé de mise en contact de produits liquides ou pâteux. L'invention concerne un dispositif pour mettre en contact deux produits liquides ou pâteux, notamment en petites quantités, en particulier de l'ordre de grandeur de la goutte, ainsi qu'un procédé destiné à retenir et à déposer des gouttes. L'invention s'applique aux industries chimiques, biologiques et nucléaires mais aussi, d'une manière générale, aux industries d'assemblage par collage, notamment lorsque l'on utilise des adhésifs à deux constituants à mélanger juste avant l'emploi. Les adhésifs à deux constituants comportent une résine époxydique et un durcisseur. L'adhérence est obtenue par polymérisation et durcissement après mélange des deux constituants. Quand c'est possible, c'est-à-dire quand l'un des constituants n'est pas trop mobile, on préfère effectuer le mélange sur une plaque de verre, bien plus facile à nettoyer qu'un récipient concave. Mais le prélèvement de la quantité requise pour une seule application nécessite de préparer sur la plaque une quantité de mélange bien supérieure, car il y a des pertes dues non seulement à l'adhérence du mélange à la plaque et à l'ustensile de mélange et de prélèvement, mais aussi au fait quelle prélèvement, qui nécessite un ramassage, ne peut être qu'incomplet.On préfère donc préparer sur la plaque une quantité de mélange destinée à plusieurs applications, ce qui facilite l'opération de prélèvement. Mais ainsi, les applications successives se font avec un mélange dans un état de polymérisation différent au fur et à mesure des applications. Cela rend difficile l'automatisation de telles applications. L'invention vise un dispositif de mise en contact de deux produits, qui simplifie considérablement l'application de mélanges et le nettoyage et qui se prete à la préparation de doses unitaires, permettant d'automatiser les chaînes de fabrication avec les avantages de cadence, de précision du lieu et de l'instant d'application et de gain de main d'oeuvre qui en découlent. Le dispositif selon l'invention comprend une tige telle que le premier produit y reste suspendu quand il y est appliqué sur la face extérieure, des moyens pour mettre ce premier produit sur la face extérieure de la tige et des moyens disposés à distance de la tige et destinés à mettre le second produit en contact avec le premier alors que ce dernier est suspendu à la face extérieure de la tige. Les produits sont donc suspendus à l'extrémité d'une tige où ils sont maintenus par des forces de tension superficielle et/ou de viscosité. Ce maintien des produits en suspension, à l'extrémité d'une tige, peut sembler compliqué et incertain pour la mise en contact elle-même des deux produits. Mais un tel maintien en suspension s'est révélé fiable et maitrisable. Et il simplifie considérablement les étapes qui suivent cette mise en contact dans u. processus de dépôt d'un mélange de produits, en supprimar:; notamment le prélèvement du mélange sur une plaque. Ce prélèvement implique une série de mouvement compliqués. La suppression de l'opération de prélèvement et la facilité de déplacement d'une tige, font qu'un tel dispositif se prête particulièrement bien à une automatisation des opérations.De plus l'utilisa tion d'une tige à laquelle une goutte est suspendue permet de la déposer en un endroit précis, ainsi que de préparer systématiquement la dose unitaire de mélange requise pour une application. Le tige est en un matériau qui permet de tenir la goutte suspendue par les forces de tension superficielle. Le matériau est donc choisi en fonction du produit utilisé. On peut notamment utiliser des tiges en matière plastique ou en métal. Dans un mode particulier de réalisation selon l'invention, destiné à mélanger et à déposer un adhésif à deux constituants, on a préféré utiliser des tiges cylindriques en acier inoxydable d'un diamètre 0,4 à 1 mm. Les moyens pour mettre le premier produit sur la face extérieure de la tige se composent de préférence d'un dispositif de dosage, qui délivre des gouttes de produit. D'une manière générale, ceux-ci sont placés suffisamment loin de la tige pour ne pas étaler le produit sur celle-ci, mais assez près pour que la goutte ne rebondisse pas sur la tige et n'éclate pas sous le choc et de préférence, dans un mode particulier de réalisation selon l'invention, à une distance de 0,6 à 1,5 mm de la tige. Selon un mode de réalisation très préféré de l'invention, les moyens,pour mettre le second produit en contact avec le premier, sont constitués d'une seconde tige telle que le second produit y reste suspendu quand il y est appliqué sur la face extérieure et des moyens pour mettre ledit second produit sur la face extérieure de la tige. On dispose ainsi de deux tiges auxquelles sont suspendues deux gouttes de produit; celles-ci sont mises en contact à l'aide de moyens destinés à incliner au moins une des deux tiges par rapport à la verticale, de sorte que les deux gouttes entrent en contact "en l'air" sans avoir été déposées au préalable sur une plaque, et sans utiliser un autre outil de mélange. Un compromis doit être trouvé pour le choix de l'angle entre les deux tiges, car les gouttes tiennent d'autant mieux en suspension sur les tiges, par les forces de tension superficielles, que l'angle est grand mais un mélange homogène est d'autant plus difficile à obtenir. Dans un mode particu lier de réalisation selon l'invention, on incline les tiges l'une par rapport à l'autre d'un angle compris entre 300 et 600. Selon un mode de réalisation de l'invention, on facilite le mélange à l'aide de moyens d'agitation des produits en contact, qui comportent de préférence un dispositif oscillant amenant alternativement les parties des tiges, auxquelles sont suspendues les gouttes, en contact et hors de contact. Ceci afin de "casser" les gouttes pour obtenir une meilleure homogénéité du mélange. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on dispose de moyens entraînant, de préférence à volonté dans un sens ou dans l'autre, en rotation l'une au moins des deux tiges par rapport à son axe, et de préférence les deux tiges. On constate ainsi que la goutte de produit tient beaucoup plus facilement en suspension sur la tige. En outre, cette mise en rotation des tiges facilite le transfert du produit, du dispositif de dosage vers la tige en aidant celle-ci à "happer" la goutte, l'obtention d'un mélange homogène, en réalisant "en l'air", avec deux tiges, une opération sensblement identique à celle d'un ustensile de mélange su une plaque, le maintien de la goutte en suspension à l'extrémité des deux tiges, en faisant tourner celles-ci dans un sens opposé, le dépôt du mélange au lieu de destination en faisant tourner les tiges dans le même sens pour faire "descendre" la goutte de mélange le long des tiges, ainsi que le choix de l'instant d'application du dépôt par le choix de l'instant où l'on inverse le sens de rotation d'une des tiges. Pour gagner du temps on préfère, selon l'invention, détacher le produit de la ou des tiges, au moyen d'une buse d'insufflation d'un fluide gazeux, dont le jet est dirigé dans la direction de l'endroit où la goutte doit être déposée. Ce dispositif permet également de limiter la quantité de mélange restant sur la ou les tiges et de diminuer ainsi les pertes en produit. Le dispositif selon l'invention comporte avantageusement des moyens de nettoyage de la partie de la tige à laquelle le produit est suspendu, de préférence une bande d'essuyage, la tige étant de préférence entraînée en rotation alors que la bande défile contre ladite partie de la tige ou inversement. L'opération de nettoyage des ustensiles utilisés pour le mélange et le dépôt de doses unitaires, en l'occurrence deux tiges, se trouve considérablement simplifiée par le nombre et par la forme des outils utilisés et par le fait même qu'il s'agit de doses unitaires requises pour une application, permettant un nettoyage rapide sans laisser le temps aux déchets de sécher. Aux dessins annexé, donnés uniquement à titre d'exemple La figure 1 est une vue en élévation du dispositif selon l'invention, alors que celui-ci est en position de dépôt Les figures 2, 3 et 4 sont des schémas illustrant le fonctionnement ; et La figure 5 est aussi un schéma illustrant le fonctionnement, les parties de droite et de gauche, en traits mixtes, représentant le dispositif en position de dosage et de dépôt respectivement et la partie centrale, en traits pleins, en position d'essuyage. Le dispositif représenté à la figure 1 comprend une plaque 1 verticale, déplacée horizontalement et verticalement sur un bâti fixe 2, par des moyens pneumatiques qui ne sont pas représentés. Le bâti 2 comprend un support 3 destiné à recevoir une pièce à encoller p. Une buse d'insufflation d'air 4 est.fixée au bâti 2 à la verticale au dessus du support 3. Deux doseurs 5 et 6 (figure 2) sont fixés au bâti 2 et sont placés à distance horizontalement et verticalement du support 3 (figure 5). Ces doseurs 5 et 6 distribuent par des buses 7 et 8 respectivement une goutte r de 12 mg de résine époxydique et une goutte d de 12 mg de durcisseur. Un dispositif de nettoyage,désigné dans son ensemble par 9, comprend des mandrins 11, montés tournant sur le bâti 2, est placé entre le support 3 et les doseurs 5 et 6. Les mandrins 11 supportent deux bobines de papier absorbant, l'une 10 constituée du papier propre et l'autre (non représentée) du papier usagé , la bande de papier absorbant 12 se déroulant de la bobine 10 à l'autre bobine. La plaque 1 comprend deux supports 13 et 14, le support 13 étant fixé à la plaque 1 , alors que le support 14 est monté pivotant par rapport à un axe 15, perpendiculaire à la plaque 1. Deux micromoteurs 16 et 17 et deux guides 18 et 19 sont montés sur les supports 13 et 14. Deux tiges 20 et 21, chacune en acier inoxydable et d'un diamètre de 0,6 mm, sont engagées respectivement dans les arbres creux 22 et 23 des micromoteurs 16 et 17, et rendues solidaires en rotation de ceux-ci par des vis radiales 24 et 25. Un vérin de pivotement 26 dont le cylindre 27 est monté sur la plaque 1 et dont la tige 28 est articulée,par un axe 29,au support 14 perroet d'incliner latige 21 par rapport à la verticale. Un générateur de vibration 30 est monté sur la plaque 1. il est constitué d'un Blectro-aimant, dont le noyau est solidaire de la tige 20, de facon à en faire vibrer l'extrémité. Les deux tiges 20 et 21 sont respectivement passées avec jeu dans les guides 18 et 19. Ces guides sont fixés sur les supports 13 et 14 en des emplacements tels que l'extrémité de la tige 20 puisse vibrer sous l'effet du générateur de vibration 30 et que, lors de l'inclinaison de la tige 21 au moyen du vérin de pivotement 26, le guide 19 ne touche pas la tige 20, alors les extrémités des tiges 20 et 21 sont en contact. Les supports 13 et 14 et l'axe 15 sont placés de manière à permettre de croiser les tiges 20 et 21 à 1,5 mm de leur extrémité avec un angle a de 400 (figure re 3), à l'aide du vérin 26. Les doseurs 5 et 6 et leurs buses 7 et 8 sont placés de sorte que les tiges 20 et 21 puissent être amenées par la plaque 1 respectivement à 0,6 mm des buses 7 et 8. Le dispositif d'essuyage 9 est placé de façon que les tiges 20 et 21 puissent être amenées par la plaque 1 au contact de la bande de papier 12 (figure 4). Le dispositif selon l'invention fonctionne de la manière suivante. Dans un premier stade, la plaque 1 est dans une position arrière haute I (figure 5), les tiges 20 et 21 sont écartées l'une de l'autre (figure 2) et sont entraînées en rotation, par rapport à leur axe, par leur micromoteur respectif 16 et 17 à une vitesse de 800 tours/minute et ce en sens inverse l'une de l'autre. Une goutte r de résine époxydique, à une température de 450 C, sort de la buse 7 du doseur 5. Comme la tige 20 tourne, la goutte r est" happée" et est maintenue suspendue sur la face extérieure de la tige 20. En même temps, la même opération s'effectue avec une goutte d de durcisseur à une température de 40 C issue de la buse 8 du doseur 6, la goutte d étant déposée sur la tige 21. Cette opération de chargement dure 1,5 s environ. Dans un deuxième stade, la plaque 1 avance vers une position avant haute, dans laquelle elle est à la verticale d'une position avant basse II (figure 5). Dès le départ de la position arrière haute I, la tige 21 est inclinée par rapport à la verticale à l'aide du vérin de pivotement 26, pour amener les deux gouttes r et d en contact en croisant les tiges 20 et 21 à 1,5 mm de leurs extrémités respectives. L'angle entre les deux tiges 20 et 21 est alors de 400. Les tiges tournent à une vitesse de 400 tours/minute en sens inverse l'une de l'autre afin de maintenir les deux gouttes r et d, qui sont mise en contact,suspendues aux tiges. Cette contre-rotation est alternée 3 fois par seconde pour faciliter la mise en contact et obtenir une goutte m de mélange. Afin de parfaire l'homogénéité du mélange, le générateur de vibration 30 fait vibrer l'extrémité de la tige 20 à une fréquence de 4 Hz, avec des amplitudes d'oscillation de 2,5 mm. La plaque 1 reste en position avant haute pendant environ 2 secondes, pour bien laisser le temps d'effectuer le mélange. Cette opération de mélange dure 2,5 secondes environ. Le troisième stade consiste à déposer la goutte de mélange m sur la pièce à encoller p. La plaque 1 descend vers une position avant basse II (figure i), où l'intersection des tiges est à la verticale au-dessus de la pièce p; le générateur de vibration 30 est arrêté. On fait tourner les tiges 20 et 21 dans le même sens, afin de faire descendre la goutte m et on facilite le détachement de la goutte m des tiges~2Q, 21-par un jet d'air chaud sortant de la buse d'insufflation 4 (figure 3) sous une pression de 1 bar et à une température de 1000 C. La goutte m tombe sur la pièce p à l'endroit souhaité. La durée de ce stade est d'environ 1 seconde. Le quatrième stade consiste à faire remonter la plaque 1 en position avant haute, tout en écartant la tige 21 de la tige 20 à l'aide du vérin 26, puis, simultanément, à faire reculer la plaque 1 vers une position intermédiaire et à la faire descendre de façon à la placer dans une position intermédiaire basse III (figure 5), de sorte que les tiges soient en contact avec la bande de papier 12 (figure 4). Les tiges 20 et 21 tournent à une vitesse de 400 tours/minute et la bande de papier 12 défile au contact des tiges 20 et 21 en les essuyant. Cette opération d'essuyage dure 1,5 seconde environ. On fait ensuite monter la plaque 1, et on la recule à la position arrière haute I du pre- mier stade. Le dispositif est prêt pour un nouveau cycle. La durée totale nécessaire à la préparation et à l'application d'un adhésif est de 6,5 secondes environ. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mise en contact d'un premier produit (r) liquide ou pâteux avec un second produit (d) liquide ou pâteux, qui comporte une tige (20) telle que le premier produit (r) y reste suspendu quand il y est appliqué sur la face extérieure, des moyens (5, 7) destinés à mettre ce premier produit (r) sur la face extérieure de la tige (20), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (21) disposés à distance de la tige (20) et destinés à mettre le second produit (d) en contact avec le premier (r), alors que ce dernier est suspendu à la faceextérieure de la tige (20). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens,destinés à mettre le second produit (d) en contact avec le premier (r), sont constitués d'une seconde tige (21) telle que le second produit (d) y reste suspendu quand il y est appliqué sur la face extérieure et de moyens (6, 8) pour mettre ledit produit sur la face extérieure de ladite tige (21). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte-des moyens (16, 17) entraînant, de préférence à volonté dans un sens ou dans l'autre, en rotation l'une au moins des deux tiges (20, 21), par rapport à son axe et de préférence les deux tiges. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens (5, 7 ou 6, 8) destinés à mettre le produit (r ou dl sur la tige (20 ou 21) se composent d'un dispositif de dosage, a tige (20 ou 21) étant de préférence entraînée en rotation. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (15, 26) destinés à incliner au moins l'une des deux tiges (20 ou 21) par rapport à la verticale. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'agitation des produits en contact, de préférence un dispositif oscillant (30) amenant alternativement les parties des tiges (20, 21),auxquelles sont suspendues les gouttes, en contact et hors de contact, les tiges étant de préférence entraînées en rotation. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à détacher le produit de la ou des tiges (20, 21), de préférence une buse d'insufflation (4) d'un fluide, notamment d'un gaz. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de nettoyage (9) de la partie de la tige (20, 21) à laquelle le produit (r ou d) est suspendu, de préférence une bande d'essuyage (12), la tige (20, 21) étant de préférence entraînée en rotation alors que la bande (12) défile contre ladite partie de la tige ou inversement. 9. Procédé pour maintenir une goutte suspendue à une tige, caractérisé en ce qu'il consiste à faire tourner la tige par rapport à son axe, de préférence à une vitesse comprise entre 300 et 1000 tours/minute. 10. Procédé de maintien d'une goutte selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste à la maintenir sur deux tiges dont deux des extrémités sont en contact, en faisant tourner les deux tiges en sens inverse par rapport à leur axe, et de préférence à détacher la goutte en les faisant tourner dans le même sens.