Brevet FR2674775A1 — publié le 19921009

Dispositif pour le dépôt de produits pâteux à débit régulé ou à pression régulée à l'aide d'un moteur asservi en vitesse. La présente invention concerne un dispositif de dépôt régulé de produits pâteux, tels que graisses, produits d'étanchéité, adhésifs, sur un objet. Les produits pâteux sont des produits à haute viscosité difficiles à doser contrairement à des produits à l'état liquide ou à l'état solide. Les dispositifs de dépôt des produits pâteux à régulation de débit, actuellement connus, sont associés à deux groupes de gavage identiques fonctionnant de façon alternée pour éviter les temps morts pour le chargement du produit dans un groupe de gavage. Dans ce type de dispositif, chaque groupe de gavage est composé d'un moteur pneumatique dont le piston plonge dans une canalisation qui descend dans un fût contenant environ 80 kg de produit pâteux, de façon à refouler le produit dans une gaine de distribution reliant à une vanne de sélection qui est disposée entre les groupes de gavage et un doseur hydraulique. Le doseur hydraulique comprend une vanne d'entrée permettant le remplissage de la chambre du doseur par le produit grâce à la pression de refoulement du groupe de gavage en fonctionnement, et un piston de commande qui refoule le produit vers un pistolet qui assure le dépôt du produit. Le dispositif classique présente de nombreux inconvénients. D'abord, le débit du produit extrudé à travers le pistolet est tributaire d'éléments extérieurs tels que la variation de température ambiante, la variation de la viscosité du produit ainsi que les pertes de charge dues à la forme (coudes, changement de section, etc.) des canalisations acheminant le produit entre le fût d'un groupe de gavage et le pistolet. I1 en résulte que la régulation de débit lors du dépôt du produit est peu précise. En outre, de tels dispositifs sont volumineux et lourds à mettre en oeuvre, ils ne sont pas adaptés au dépôt de faibles quantités de produit. Enfin, dans le cas où un changement de produit est nécessaire, le nettoyage indispensable du dispositif avec ses canalisations est délicat et long a effectuer. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients des dispositifs classiques en réalisant un dispositif compact permettant de déposer un produit pâteux de quantités précises. L'invention a également pour objet de réduire le temps d'immobilisation du dispositif pour échanger des composants éventuellement pollués ou pour remplacer un produit par un autre. L'invention a en outre pour objet un dispositif mettant en jeu de faibles quantités de produits pâteux pour satisfaire aux besoins spécifiques nécessitant le dépôt de produits en petites quantités. Le dispositif pour le dépôt d'un produit pâteux sur un objet, selon l'invention, comprend un moteur d'entraînement asservi en vitesse, une unité de support pour recevoir de façon amovible un récipient cylindrique contenant le produit pâteux et pourvu d'une ouverture à une extrémité et d'un fond mobile axialement à l'autre extrémité, un moyen de transmission mécanique entre le moteur d'entraînement et un piston destiné à agir axialement sur le fond du récipient, et une unité de dépôt comportant une partie de transfert du produit communiquant avec l'ouverture du récipient et une buse d'extrusion pour déposer le produit sur l'objet, ltensemble étant coordonné de façon à ce que le débit ou la pression du produit sortant de la buse d'extrusion soit régulé par le moteur d'entraînement asservi en vitesse. Pour réaliser l'asservissement du moteur, l'invention prévoit des moyens de mesure de paramètres relatifs à l'état du produit à déposer tels que la pression et la température, lesdits moyens étant reliés à une unité de commande qui agit sur le moteur d'entraînement de préférence par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse. On peut ainsi commander la vitesse du moteur en prenant en compte directement des paramètres de rétat du produit en cours de dépôt. Des capteurs de température et de pression peuvent être prévus pour fournir des informations nécessaires à l'unité de commande. En particulier, l'unité de dépôt peut être équipée d'un capteur de pression et d'un capteur de température pour mesurer la pression et la température du produit immédiatement avant son extrusion à travers la buse d'extrusion. Des moyens de régulation de température peuvent être prévus pour éviter une trop grande variation de viscosité du produit à déposer liée à une variation significative de température. En particulier, on peut prévoir un collier chauffant autour du récipient cylindrique ainsi qu'une résistance chauffante intégrée à l'unité de dépôt. Le récipient cylindrique contenant le produit pâteux est interchangeable avec d'autres récipients du même type de façon à changer rapidement le récipient vide par un récipient plein. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique du dispositif en coupe axiale; la figure 2 est une vue de détail d'une partie du dispositif représenté en la figure 1; la figure 3 est une vue de côté partielle du dispositif de la figure 1; et la figure 4 est une vue partielle en coupe selon IV-IV de la figure 1. Tel qu'illustré sur les figures, le dispositif de l'invention comprend un bâti 1 s'étendant verticalement et à la partie supérieure duquel est monté un moteur 2 dont l'arbre d'entraînement 3 est dirigé verticalement vers le haut. Sur l'arbre d'entraînement 3 du moteur est monté fixe une poulie d'entraînement 4 qui entraîne en rotation une poulie entraînée 5 par l'intermédiaire d'une courroie 6. Une vis sans fin 7 disposée verticalement a sa partie supérieure concentrique et solidaire de la poulie entraînée 5. Autour de la vis sans fin 7 est monté concentriquement un écrou 8 en forme de tige cylindrique qui est animé d'un mouvement vertical de translation lorsque la vis sans fin 7 est en rotation autour de son axe vertical. Vers la partie médiane du bâti 1 est monté un palier de guidage 9 vertical à roulement autour de l'écrou 8. Le palier de guidage 9 est fixé au bâti 1 au moyen des plaques horizontales 10. A l'extrémité inférieure de l'écrou 8 en forme de tige est assemblé de façon amovible un piston 11 qui appuie sur le fond 12 d'un récipient cylindrique 13 disposé verticalement avec une ouverture à son extrémité inférieure et à l'opposé du fond 12. L'ouverture est centrée autour d'un conduit de connexion 14 vertical faisant partie d'une unité de support 15 pour recevoir le récipient 13. Une unité de dépôt 16 montée fixe en dessous de l'unité de support 15 communique, par l'intermédiaire d'un canal de transfert 17 d'une partie de transfert 18, avec le conduit de connexion 14, de façon à ce que le produit sortant de l'ouverture du récipient 13 soit directement véhiculé dans la partie de transfert 18 de l'unité de dépôt 16 par l'intermédiaire du conduit de connexion 14. Le produit se trouvant dans le canal de transfert 17 est extrudé vers l'extérieur à travers une buse d'extrusion 19 disposée verticalement et orientée vers le bas. Une vanne rotative 20 est entraînée par un vérin quart de tour 21 dont la position angulaire est détectée par un capteur de position 22. La vanne rotative 20 est disposée entre l'extrémité inférieure du canal de transfert 17 et l'extrémité supérieure de la buse d'extrusion 19 de façon à permettre ou interdire le passage du produit dans la buse d'extrusion 19, et par voie de conséquence le dépôt du produit sur un objet non représenté. Le récipient cylindrique 13 est positionné et centré à l'intérieur d'un fourreau de guidage vertical 23 autour duquel est monté de façon amovible un collier chauffant 24, de façon à pouvoir réguler la température du produit à l'intérieur du récipient 13 à une valeur prédéterminée. La partie inférieure du fourreau de guidage 23 est traversée par la tête d'un capteur de température 25 pour mesurer la température du produit contenu dans le récipient 13. Un second capteur de température 26 est associé à la partie de transfert 18 de l'unité de dépôt 16, la tête de mesure du capteur 26 se trouvant au voisinage immédiat du canal de transfert 17, de façon à pouvoir mesurer la température du produit arrivant à la buse d'extrusion 19. Une résistance chauffante 27 est prévue dans la partie de transfert 18 au voisinage du canal de transfert 17 de façon à régler la température du produit alimentant la buse d'extrusion 19. La partie de transfert 18 de l'unité de dépôt 16 comporte également un capteur de pression permettant de mesurer la pression du produit alimentant la buse d'extrusion 19. Le conduit de connexion 14, le fourreau de guidage 23 et le collier chauffant 24 font partie de l'unité de support 15 qui comprend également un manchon de liaison 29 fixé autour de la partie supérieure du fourreau de guidage 23. Un capuchon 30 pourvu d'une ouverture circulaire pour laisser traverser le piston 1 1 et l'écrou 8 est monté autour du manchon de liaison 29 au moyen par exemple de filetage. Le capuchon 30 permet ainsi d'exercer un effort de compression vers le bas sur l'extrémité supérieure du récipient cylindrique 13 pour le bloquer à l'intérieur du fourreau de guidage 23. Le récipient cylindrique 13 contenant le produit pâteux étant monté dans l'unité de support 15, le collier 24 permet de porter le produit pâteux à une température prédéterminée pour notamment réduire sa viscosité afin de faciliter I'extrusion. Lorsque la température prédéterminée est atteinte, le capteur de température 25 informe à l'unité de commande non représentée qui déclenche le moteur d'entraînement 2 par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse non représenté. Par l'intermédiaire de l'arbre d'entraînement 3, des poulies 4, 5 et de la courroie de transmission 6, le moteur 2 entraîne en rotation la vis sans fin 7 autour de son axe vertical. L'écrou 8 en forme de tige, guidé par le palier à roulement 9, est animé alors d'un mouvement de translation vertical le long de la vis sans fin 7. Pour I'extrusion, le mouvement de l'écrou 8 est descendant pour entraîner le piston 1 1 qui exerce alors sur le fond mobile 12 du récipient 13 un effort de compression vertical. Le mouvement descendant du fond 12 dans le récipient 13 a pour conséquence de refoulerle produit contenu dans le récipient 13, à travers l'ouverture à l'extrémité inférieure du récipient, dans le conduit de connexion 14 de l'unité de support 15. Le produit continue à descendre dans le canal de transfert 17 de la partie de transfert 18 de l'unité de dépôt 16. La vanne rotative 20 étant fermée, le produit s'accumule alors à l'intérieur du canal de transfert 17 sans pouvoir entrer dans la buse d'extrusion 19. Les capteurs de température 26 et de pression 28 délivrent alors des indications sur la température et la pression du produit dans le canal de transfert 17 à l'unité de commande qui peut ordonner d'une part une régulation de température plus fine par la résistance chauffante 27, et d'autre part une vitesse de rotation correspondante du moteur 2 pour régler le mouvement du piston 11. Lorsque les conditions de température et de pression du produit dans le canal de transfert 17 sont satisfaisantes, l'unité de commande déclenche alors le vérin quart de tour 21 afin d'ouvrir la vanne rotative 20 pour permettre la communication entre le canal de transfert 17 et la buse d'extrusion 19, et par voie de conséquence le dépôt du produit extrudé par la buse 19. Lorsque la quantité déposée du produit atteint une valeur prédéterminée, l'unité de commande actionne de nouvean le vérin 21 pour fermer la vanne 20 et interrompre le dépôt du produit. De cette façon, le dispositif de l'invention permet de déposer des produits pâteux dans un état de température et de pression prédéterminés, et avec des quantités prédéterminées. De même, les informations fournies par les capteurs de température 25, 26 et de pression 28 permettent à l'unité de commande d'asservir le moteur 2 en vitesse par l'intermédiaire du variateur de vitesse (non représenté) de façon à obtenir l'extrusion du produit à travers la buse 19 avec un débit constant. Cela est obtenu par exemple en imposant une vitesse de rotation du moteur 2 constante pour un mouvement uniforme du piston 11. I1 est également possible de commander la vitesse de rotation du moteur de façon à ce que la pression d'extrusion du produit sortant de la buse 19 soit constante. L'unité de support 15 est montée de façon pivotante autour d'un axe vertical 31 par rapport au bâti I du dispositif comme illustré sur la figure 4. Pour immobiliser l'unité de support 15 pendant le fonctionnent du dispositif, un moyen de blocage 32 est prévu sur le bâti 1 qui peut être par exemple un tenon vertical coopérant avec un trou façonné dans l'unité de support 15. La partie supérieure du piston 1 1 présente une partie de liaison 1 la coopérant de façon amovible horizontalement avec un logement ouvert 8a pratiqué dans l'extrémité inférieure de l'écrou 8. Le dispositif peut comporter également deux capteurs de position, non représentés, pour indiquer la position haute et la position basse du piston que doit prendre en compte l'unité de commande. Lorsque le piston est arrivé en position basse, cela signifie que le récipient 13 est vidé de son contenu et doit être changé. L'unité de commande inverse la rotation du moteur pour faire remonter le piston 11 jusqu'à sa position haute qui déclenche l'arrêt du moteur 2. Le moyen de blocage 32 est alors libéré pour permettre le pivotement de l'unité de support 15 libérant le piston 11 du logement 8a de l'écrou 8 qui demeure fixe. On enlève alors le capuchon 30, puis le piston 11 et enfin le récipient cylindrique vide 13. On recharge un autre récipient plein en suivant l'opération inverse. Le dispositif est alors de nouveau prêt pour l'opération de dépôt du produit. Lorsqu'un changement de produit est nécessaire, il suffit de nettoyer le conduit de connexion 14 de l'unité de support 15 et l'unité de dépôt 16, ce qui nécessite un temps d'intervention très court comparé au dispositif classique. Etant donné que l'invention permet le dépôt d'un produit pâteux à débit ou à pression régulé et dans un état de pression et de température-bien déterminées, elle permet le dépôt du produit en quantité prédéterminée dans des conditions de viscosité déterminées. L'invention permet notamment d'optimiser le dépôt des produits pâteux adhésifs qui nécessite des conditions de dépôt relativement exigentes compte tenu du temps de prise des adhésifs ainsi que la qualité de collage procurée. L'invention est particulièrement intéressante pour des besoins d'utilisation de produits pâteux en faibles quantités ou en quantités précises. On peut citer par exemple des laboratoires d'expérimentation pour déterminer les caractéristiques de produits pâteux, notamment chez des fabricants de produits adhésifs ou d'étanchéité; des chaînes de production en grande série qui nécessitent le dépôt de faibles quantités de produit par pièce, c'est le cas notamment pour le collage des éléments sur la tolerie dans l'industrie automobile. Etant donné que le dispositif de l'invention est compact, il est possible de le monter sur un bras d'un automate ou d'un robot. La capacité du dispositif peut être adaptée aux besoins spécifiques. On peut par exemple envisager des dispositifs de petites dimensions permettant de recevoir des récipients cylindriques sous forme de cartouches standard contenant moins d'un kilogramme de produit pâteux. La plage de température d'extrusion du produit peut s'échelonner de 20 à 1000C suivant les types de produits et les conditions de dépôt. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le dépôt d'un produit pâteux sur un objet, caractérisé par le fait qu'il comprend un moteur d'entraînement (2) asservi en vitesse, une unité de support (15) pour recevoir de façon amovible un récipient cylindrique (13) contenant le produit et pourvu d'une ouverture à une extrémité et d'un fond (12) mobile axialement à l'autre extrémité, un moyen de transmission mécanique (4 à 9) entre le moteur d'entraînement et un piston (11) destiné à agir axialement sur le fond du récipient, une unité de dépôt (16) comportant une partie de transfert (18) du produit et communiquant avec l'ouverture du récipient ainsi qu'une buse d'extrusion (19) pour déposer le produit sur l'objet, l'ensemble étant coordonné de façon à ce que le débit ou la pression du produit sortant de la buse d'extrusion soit régulé par le moteur d'entraînement asservi en vitesse. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une unité de commande prenant en compte la pression et la température du produit pour déterminer la vitesse de rotation du moteur (2) par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un capteur de température (26) et une capteur de pression (28) intégrés dans l'unité de dépôt (16) et éventuellement un capteur de température (25) intégré dans l'unité de support (15) en contact avec le récipient cylindrique (13). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de régulation de température (27) du produit dans l'unité de dépôt (16). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un collier chauffant (24) disposé autour du récipient cylindrique (13). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend une vanne rotative (20) entraînée par un vérin quart de tour (21) pour permettre et interdire la communication entre la partie de transfert (18) et la buse d'extrusion (19). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédente, caractérisé par le fait que l'unité de support (15) est montée pivotante autour d'un axe (31) parallèle à l'axe du récipient cylindrique (13) et qu'un moyen de blocage (32) est prévu pour l'immobilisation de l'unité de support (15) pendant le fonctionnement du dispositif. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le moyen de transmission mécanique comprend une vis sans fin (7) coopérant avec un écrou (8) en forme de tige qui est guidée coaxialement au récipient cylindrique (13) par un palier (9). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le piston (11) est monté coaxialement à une extrémité de l'écrou (8) en forme de tige de façon amovible transversalement à l'axe de la tige. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'unité de support (15) comprend un fourreau de guidage (23) pour recevoir le récipient cylindrique (13) et un capuchon (30) amovible pour bloquer le récipient (13) dans le fourreau de guidage.