Brevet FR2721547A1 — publié le 19951229

La présente invention se rapporte à un procédé pour la fusion et la distribution d'un matériau thermoplastique contenu dans un fût, en particulier d'une colle à chaud, dans lequel le matériau thermoplastique est fondu sous pression au moyen d'un poinçon introduit dans le fût, dont la surface dirigée vers l'intérieur du fût est formée par une plaque chauffante, et le matériau est refoulé hors du fût à travers le poinçon sous un débit qui peut être réglé de façon variable en dépendance de la quantité de distribution nécessaire la présente invention se rapporte également à un dispositif pour la fusion et la distribution d'un matériau thermoplastique contenu dans un fût, en particulier d'une colle à chaud, comportant un châssis pour la réception d'un fût et un poinçon mobile par rapport au châssis au moyen d'un dispositif de levage et d'abaissement, la surface de ce poinçon qui est dirigée vers l'intérieur du fût étant formée par une plaque chauffante, et le poinçon étant adapté à la section transversale intérieure du fût et présentant des organes d'étanchement par rapport à celui-ci, et au moins une ouverture de passage. Le matériau thermoplastique du type mentionné est versé, chez le fabriquant, à l'état fondu liquide dans des fûts qui sont ensuite refermés, et le matériau se refroidit à la température ambiante et durcit. De cette manière, le matériau est mis en unités commerciales transportables, et ceci à de faibles coûts, les fûts utilisés pouvant être remplis de façon optimale et étant disponibles à bas prix. Sous cette forme, le matériau est facile à transporter. Chez le consommateur, le matériau mis en fût de la manière précitée doit être fondu dans les fûts et être amené à son utilisation prévue; ici, on dispose de procédés et de dispositifs qui fondent et distribuent simultanément le contenu d'un fût debout. Ces procédés et dispositifs sont mentionnés en introduction et connus par exemple du document DE 26 10415 B2. Les dispositifs présentent un poinçon occupant la section transversale d'un fût ouvert et comportant une plaque chauffante qui peut faire fondre le matériau thermoplastique et à travers laquelle il est évacué au moyen d'une pompe de distribution via des tuyaux susceptibles d'être chauffés. Dans ce cas, le poinçon est guidé au moyen d'un dispositif de levage et d'abaissement en correspondance de la quantité distribuée par la pompe de distribution, et, le cas échéant, on procède à une précompression avant la pompe. La quantité distribuée est adaptée via la pompe de distribution au besoin du consommateur. Au début d'une opération de vidage, on ouvre une valve de mise à l'air et d'évacuation de pression d'air dans le poinçon, pour que celui-ci puisse être introduit dans le fût sans sollicitation de pression supplémentaire des organes d'étanchement, jusqu'à ce qu'il repose avec la plaque chauffante sur la surface solidifiée du matériau. Ensuite, la valve de mise à l'air et d'évacuation de pression d'air est refermée, et commence l'opération de fusion et de distribution, le poinçon étant avancé progressivement via le dispositif de levage et d'abaissement. Lorsque le fût est vidé, et que le poinçon touche le fond, la valve de mise à l'air et d'évacuation de pression d'air est ouverte et reliée à un raccordement de pression d'air. Ensuite, le poinçon avec les organes de levage et d'abaissement est enlevé hors du fût sous l'effet d'une surpression qui règne dans le fût, au moyen des organes de levage et d'abaissement, et le fût est enlevé du châssis. Dans les dispositifs connus, la plaque chauffante est chauffée sous une puissance constante, qui doit être choisie suffisamment importante pour pouvoir entraîner la fusion avant le début de la distribution du matériau thermoplastique, mais qui doit également être limitée de sorte qu'il ne peut pas apparaître une surchauffe du matériau avec une influence négative sur la qualité. Dans les dispositifs connus, la charge sur le poinçon est maintenue constante, pendant l'opération de fusion et de distribution, par le dispositif de levage et d'abaissement. Les dispositifs connus présentent l'inconvénient que lors d'une diminution soudaine de la quantité distribuée en raison d'une diminution des besoins, la plaque chauffante fortement réchauffée mène à une surchauffe du matériau, car le matériau fondu n'est plus évacué de la même quantité. A cause de cette surchauffe, la qualité du matériau thermoplastique peut être influencée de façon négative. D'une manière défavorable, il peut également apparaître, sous l'effet de la chaleur, un attachement irréversible de couches de matériau sur la plaque chauffante. A cause de la poussée maintenue constante du dispositif d'avance, il apparaît en outre l'inconvénient que le matériau s'écoule sur le côté entre les joints de la plaque chauffante et les parois du fût. Ainsi, on perd du matériau et le dispositif est sali de façon désagréable. L'objectif sous-jacent à la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif du type mentionné en introduction, grâce auxquels on peut mettre à disposition un matériau thermoplastique, en particulier une colle à chaud, avec une qualité constante également lorsque les besoins quantitatifs sont variables. La solution conforme à l'invention réside dans un procédé qui se caractérise par le fait que la plaque chauffante est du moins temporairement refroidie de façon forcée lorsque le débit est réduit à zero. Dans une réalisation préférée du procédé, on prévoit que la plaque chauffante soit du moins temporairement refroidie de façon forcée déjà lorsque le débit diminue. De cette manière, on assure que pour une diminution de la quantité distribuée, la capacité calorifique accumulée dans la plaque n'est pas transmise au matériau dans le fût, mais que pour une diminution de la quantité distribuée, grâce à un refroidissement immédiate de la plaque, sa température de surface et ainsi la température du matériau dans le fût soit maintenue constante, de sorte qu'il ne se produit pas d'inconvénients quant à la qualité, et en particulier le dispositif n'est pas influencé de façon négative par un attachement du matériau dû à la chaleur. En complément des deux étapes de procédé précitées, on peut naturellement prévoir que la plaque chauffante soit réchauffée de façon intensifiée lorsque le débit augmente. Dans une mise en oeuvre la plus simple du procédé correspondant, on peut prévoir que l'augmentation du refroidissement ou la diminution de la puissance de chauffage puissent être modifiées directement en dépendance de la quantité distribuée désirée. Cependant, il est préférable de détecter constamment la température sur la face avant de la plaque chauffante, et de régler le refroidissement ou la diminution de la puissance de chauffage de telle sorte que cette température soit maintenue constante aussi longtemps que le dispositif est opérationnel. Ici, il est également avantageux que dans un tel refroidissement/ réchauffement réglé en température, qu'un réchauffement rapide soit possible pour établir la situation opérationnelle dans le cas o le matériau thermoplastique est au départ dur, sans dépasser des valeurs de températures critiques pour le matériau. Un dispositif conforme à l'invention pour la mise en oeuvre du procédé se caractérise par le fait que la plaque chauffante présente des dispositifs de refroidissement internes. Ici, il est avantageux de rapprocher les organes pour le réchauffement et aussi les organes pour le refroidissement le plus près possible de la surface de la plaque chauffante qui est dirigée vers le contenu du fût. En règle générale, il sera nécessaire à cet effet d'utiliser des plaques chauffantes intégrées. De manière préférée, les dispositifs de refroidissement sont constitués par des canaux de refroidissement, en particulier par un système de perçages axiaux et radiaux, qui peuvent être parcourus par un agent réfrigérant liquide. Il n'y a pas d'exigences particulières quant à l'agent réfrigérant, de sorte que l'on peut utiliser de l'eau ou de l'huile. De manière particulièrement avantageuse, on utilise en tant qu'organes de chauffage des cartouches de chauffage introduites depuis l'amèrrire dans des perçages axiaux rectilignes, qui se terminent près de la surface de la plaque chauffante, qui est dirigée vers le matériau. De telles cartouches de chauffage peuvent être réparties de façon régulière ou de manière adaptée au tracé des canaux de refroidissement sur la section transversale de la plaque chauffante, de sorte qu'il se produit une répartition de température la plus régulière possible sur la plaque. Pour augmenter la surface disponible pour la transmission thermique, il est avantageux d'augmenter la surface de la plaque chauffante qui vient en contact avec le matériau, par une réalisation appropriée. Dans le but de vider complètement le fût, il est cependant avantageux que la surface de la plaque qui est dirigée vers le matériau, soit entièrement plane, de sorte que la plaque chauffante puisse être abaissée jusqu'au fond du fûit. Un compromis approprié entre ces deux objectifs contradictoires consiste à pourvoir la surface des plaques de nervures verticales de hauteurs égales. Une réalisation particulièrement avantageuse réside dans le fait que les cartouches de chauffage, ou bien des éléments de transmission thermique associés à celles-ci, soient montées élastiquement dans la surface de la plaque chauffante de telle sorte qu'elles dépassent à la manière de tenons hors de celle-ci sous l'effet élastique et qu'ils peuvent être repoussées à l'encontre de la force élastique approximativement à fleur de la surface dirigée vers l'intérieur du fût. Grâce à ceci, on assure d'une part l'augmentation de la surface pour une meilleure transmission thermique, et d'autre part, on peut réduire presque à zéro le volume mort de matériau que l'on ne peut pas à enlever du fût. Une autre amélioration du dispositif consiste à prévoir sur la plaque chauffante, sur la face dirigée vers l'intérieur du fût, un détecteur de pression par l'intermédiaire duquel on peut régler la force d'avance du dispositif de levage et d'abaissement. Une réalisation avantageuse qui peut empêcher un retour immédiat de matériau liquéfié hors de la plaque chauffante, lors de l'enlèvement du poinçon hors du fût vidé, prévoit que l'ouverture de passage du poinçon comprend au moins un perçage axial agencé au milieu, qui sort du côté armère hors de la plaque chauffante et qui comporte une pluralité de perçages radiaux reliés à celle-ci, qui débouchent dans des régions d'aspiration faisant saillie radialement vers l'arrière sur la périphérie de la plaque chauffante avant les organes d'étanchement, c'est-à-dire dans l'intérieur du fût. La résistance à l'écoulement dans les longs tronçons de perçage radiaux peut empêcher un écoulement en retour immédiat. En développement de cet aspect, on peut prévoir d'agencer du moins un clapet de réglage ou un clapet anti-retour, de préférence plusieurs clapets de réglage ou clapets anti-retour, sur les ouvertures de sortie des tronçons de perçage radiaux. Le dispositif de levage et d'abaissement comprend de préférence des cylindres pneumatiques à double effet. De façon préférée, la pression de travail dans les cylindres pneumatiques est réglée de telle sorte qu'une pression intérieure constante est maintenue dans le fût, et que pour un débit réduit à zéro, la pression de travail dans les cylindres pneumatiques est également réduite à zéro. De cette manière, on empêche que, pour un débit réduit, les joints soient sollicités en supplément en raison d'une précompression du poinçon, et que finalement, à cause de ceci, le matériau soit pressé à côté des joints hors du fût, o il pourrait se refroidir au-dessus des joints, et salir le dispositif. Un exemple de réalisation préféré du dispositif conforme à l'invention sera décrit dans ce qui suit en se rapportant à des dessins. La fig. 1 montre une coupe verticale à travers un dispositif conforme à l'invention; la fig. 2 montre la plaque chauffante d'un dispositif selon la fig. 1, à échelle agrandie; la fig. 3 montre la plaque chauffante selon la fig. 2 en vue de dessous. La fig. 1 montre le dispositif comportant un châssis 1, sur lequel sont fixés deux cylindres pneumatiques 2, 3 verticaux à double effet. Entre ceux-ci est situé un fût 4 reposant sur le châssis 1. Les tiges de piston 6, 7 des cylindres pneumatiques sont reliées l'une à l'autre via une traverse 5. Sur la traverse 5, sont fixées des bielles 8, 9 parallèlement aux cylindres 2, 3 et de façon dirigée vers le bas, qui portent un poinçon 10. Les bielles 8, 9 sont renforcées par une plaque intermédiaire I 1 sur laquelle est fixé un moteur à courant continu 12 qui entraîne via un arbre 13 une pompe à engrenages 14. La pompe à engrenages est reliée du côté aspiration à des ouvertures d'aspiration 15 dans le poinçon 10 et refoule du côté pression dans un tuyau réchauffé 16. La pompe présente une dérivation (by-pass) interne pour la protection contre un accroissement excessif de la pression du côté refoulement. La plaque chauffante est étanchée par rapport au fût par des joints 17, 18. Le fût 4 est retenu dans une fixation 19 de façon centree par rapport au châssis, en particulier par rapport aux cylindres 2, 3. Les détails du poinçon 10 seront expliqués en se rapportant à la fig. 2. La fig. 2 montre la partie inférieure du fût 4, les bielles 8, 9 et le poinçon 10. Un système de canaux de passage 20 pour l'évacuation du matériau fondu comporte trois perçages axiaux 21, 22, 23, ainsi que des perçages radiaux 24, 25 partant de ceux-ci. Les perçages radiaux 24, 25 se terminent radialement dans des ouvertures de sortie 15 dans une région d'aspiration 26 annulaire faisant saillie radialement vers l'amère d'une surface du poinçon 10 qui est dirigée vers l'intérieur du fût et qui forme la plaque chauffante 30. Au-dessus de la région d'aspiration 26, on prévoit une section d'étanchement 29 pour la plaque chauffante 30. Des joints 17, 18 reposent dans des gorges annulaires 27, 28 de la section d'étanchement 29. La plaque chauffante 30 présente en outre un système de canaux de refroidissement 40 qui sont constitués par des perçages 31, 32 parallèles à l'axe et par des perçages radiaux 33 qui relient ceux-ci et qui sont refermés vers l'extérieur par des bouchons borgnes 34. On prévoit dans différents plans radiaux plusieurs canaux de refroidissement de ce type. Dans la plaque chauffante 30, on prévoit en outre un système de perçages 36, 37, 38 parallèles à l'axe, qui servent au passage de conduites et dans lesquels on a mis en place, à leur extrémité avant, des éléments de chauffage 41, 42, 43. Ici également, il faut prévoir d'autres perçages et d'autres éléments de chauffage dans d'autres plans radiaux, essentiellement en répartition régulière. Dans la réalisation détaillée de la plaque chauffante 30, on prévoit un perçage axial 46 pour un détecteur de pression 47, ainsi qu'un perçage axial 48 pour un détecteur de température 49. La face avant de la plaque chauffante 30 est pourvue de nervures 50 de hauteurs égales. Dans la fig. 3, on voit parmi les détails déjà indiqués à la fig. 2, ceux qui suivent dans leur agencement spécial: la section d'étanchement 29, l'anneau d'étanchement n'étant pas encore mis en place, la région d'aspiration 26 annulaire faisant saillie radialement vers l'arrière, les perçages radiaux 24, les éléments de chauffage 41, 42, 43, ainsi qu'un motif de nervures 50. De plus, on voit le perçage axial 46 pour le détecteur de pression 47 et le perçage axial 48 pour le détecteur de température 49. Revendications 1. Procédé pour la fusion et la distribution d'un matériau thermoplastique contenu dans un fût (4), en particulier d'une colle à chaud, dans lequel le matériau thermoplastique est fondu sous pression au moyen d'un poinçon (10) introduit dans le fût (4), dont la surface dirigée vers l'intérieur du fût est formée par une plaque chauffante (30), et le matériau est refoulé hors du fût (4) à travers le poinçon (10) sous un débit qui peut être réglé de façon variable en dépendance de la quantité de distribution nécessaire, caractérisé en ce que la plaque chauffante (30) est au moins tempo- rairement refroidie de façon forcée lorsque le débit est réduit à zéro. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque chauffante (30) est au moins temporairement refroidie de façon forcée lorsque le débit diminue. 3. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications I et 2, caractérisé en ce que la plaque chauffante (30) est réchauffée de façon intensifiée lorsque le débit augmente. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que la force exercée par le poinçon (10) sur le matériau thermoplastique est réglée à une pression intérieure constante dans le fût (4). 5. Dispositif pour la fusion et la distribution d'un matériau thermoplastique contenu dans un fût (4), en particulier d'une colle à chaud, comportant un châssis (1) pour la réception d'un fûit et un poinçon (10) mobile par rapport au châssis (1) au moyen d'un dispositif de levage et d'abaissement (2, 3), la surface de ce poinçon qui est dirigée vers l'intérieur du fût étant formée par une plaque chauffante (30), et le poinçon (10) étant adapté à la section transversale intérieure du fût et présentant des organes d'étanchement par rapport à celui-ci, et au moins une ouverture de passage (20), caractérisé en ce que la plaque chauffante (30) présente des dispositifs de refroidissement internes. 6. Dispositif selon la revendication 5. caractérisé en ce que les dispositifs de refroidissement sont formés par des canaux de refroidissement (40) parcourus par un agent réfrigérant. 7. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la plaque chauffante (30) présente une pluralité d'éléments de chauffage (41, 42, 43) répartis sur la surface transversale de la plaque chauffante (30), agencés près de la surface et susceptibles d'être réglés en puissance. 8. Dispositif selon la revendication 7. caractérisé en ce que les éléments de chauffage (41, 42, 43), ou des éléments de transmission thermique associés à ceux-ci, sont montés élastiquement dans la surface de la plaque chauffante (30) de telle sorte qu'ils dépassent à la manière de tenons hors de celle-ci sous l'effet élastique et qu'ils peuvent être repoussés à l'encontre de la force élastique approximativement à fleur de la surface dirigée vers l'intérieur du fût. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la surface de la plaque chauffante (30) qui est dirigée vers l'intérieur du fût est plane. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la surface de la plaque chauffante (30) qui est dirigée vers l'intérieur du fût est pourvue de nervures (50) de hauteurs égales. 1 1. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'un détecteur de température (49) est agencé sur la surface de la plaque chauffante (30) qui est dirigée vers l'intérieur du fût. 1l 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce qu'un détecteur de pression (47) est agencé sur la surface de la plaque chauffante (30) qui est dirigée vers l'intérieur du fût. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisé en ce que l'ouverture de passage (20) du poinçon (10) comprend au moins un perçage axial (21, 22, 23) qui sort du côté arrière hors de la plaque chauffante (30) et qui comprend une pluralité de perçages radiaux (24, 25) reliés à celle-ci, qui débouchent dans une région d'aspiration (26) faisant radialement saillie vers l'arrière sur la périphérie de la plaque chauffante (30). 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un clapet anti-retour ou une vanne-pilote dans l'ouverture de passage (20). 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 14, caractérisé en ce que le dispositif de levage et d'abaissement comprend des cylindres pneumatiques (2, 3) à double effet. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que la pression d'air dans les cylindres pneumatiques (2, 3) est réglable en dépendance de la pression intérieure dans le fût (4). 17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 16, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le poinçon (10) une valve de mise à l'air et d'évacuation de pression d'air.