Brevet FR2755629A1 — publié le 19980515

La présente invention concerne un dispositif d'extrusion dosée d'un cordon d'une matière visqueuse et/ou abrasive, notamment d'une matière d'étanchéité à l'aide d'une pompe à piston, ayant une chambre à matière recevant la ma- tière à extruder, une chambre hydraulique et un piston, le piston étant sollicité par le liquide hydraulique fourni à la chambre hydraulique et la matière étant extrudée de la cham- bre à matière. Dans de nombreuses applications il faut extruder un cordon d'une masse ou d'une matière visqueuse notamment d'une matière plastique sur une pièce. Fréquemment, on réa- lise par exemple des joints pour des coquilles de boîtiers en extrudant un cordon de la matière d'étanchéité sur les co- quilles du boîtier. L'extrusion de la matière d'étanchéité se fait par l'intermédiaire d'une buse sous l'effet d'une pres- sion pneumatique ou hydraulique. Les variations de viscosité et de température peuvent conduire à des variations de diamè- tre du cordon ce qui donne un cordon d'étanchéité irrégulier. Dans le cas des boîtiers d'appareils à haute fré- quence, comme par exemple des téléphones mobiles, il est né- cessaire (réglementation concernant la compatibilité électromagnétique) que les joints entre les coquilles du boî- tier présentent une conductivité électrique suffisante. C'est pourquoi on utilise des matières d'étanchéité enrichies avec des particules conductrices d'électricité et notamment des flocons d'argent. Pour obtenir une précision élevée lors de l'application dosée de cordons de matière plastique on uti- lise des pompes à piston commandées par un système hydrauli- que asservi. Cela permet certes une grande précision et une constance de l'application du cordon mais le début de l'opération d'extrusion est difficile à régler sur le plan technique ce qui produit des irrégularités au début du cordon d'étanchéité ainsi déposé. Ces irrégularités se traduisent notamment dans le cas de joints périphériques fermés, à des irrégularités dans les zones dans lesquelles l'extrémité du cordon d'étanchéité extrudé rejoint le début du cordon. Il est en outre connu d'utiliser des pompes à en- grenages comme pompes de dosage de précision. Ces pompes à engrenages se caractérisent par une très grande régularité du débit et ainsi du cordon extrudé et elles permettent de con- trôler de manière précise même le début de l'extrusion. Tou- tefois ces pompes à engrenages ne conviennent pas pour extruder des milieux abrasifs comme par exemple des matières d'étanchéité fortement enrichies de flocons d'argent. La présente invention a pour but de créer un dis- positif d'extrusion dosée d'un cordon d'un milieu visqueux qui permet également l'extrusion avec une grande précision de milieux visqueux enrichis de particules abrasives. Ce problème est résolu selon l'invention par un dispositif caractérisé en ce que le liquide hydraulique vis- queux de la chambre hydraulique est fourni suivant une quan- tité dosée de manière précise par l'intermédiaire d'une pompe à engrenages. La caractéristique de base de l'invention con- siste à utiliser une pompe à pistons pour l'extrusion de la matière, pompe qui est insensible aux milieux abrasifs comme par exemple une masse ou matière d'étanchéité enrichie avec des flocons d'argent. Pour arriver à une grande précision du dosage notamment même au début de l'extrusion du cordon, la pompe à pistons n'est pas alimentée comme cela est usuel avec une pression hydraulique. Au contraire, on déplace les pis- tons de la pompe à pistons par un fluide hydraulique visqueux fourni par une pompe à engrenages suivant une quantité dosée de manière précise à la chambre hydraulique de la pompe à pistons. Le fluide hydraulique incompressible assure le cou- plage direct entre la pompe à engrenages très précise et la pompe à pistons. Ainsi, la pompe à pistons extrude le milieu avec la même précision du dosage quantitatif que celle avec laquelle travaille la pompe à engrenages. Comme la pompe à engrenages ne déplace pas le piston de la pompe à pistons par35 la pression hydraulique mais par un volume de fluide hydrau- lique, la précision de la distribution du milieu existe immé- diatement au début de l'opération d'extrusion et ainsi notamment au début du cordon d'étanchéité que l'on extrude. Le dispositif présente la même insensibilité aux composants abrasifs du milieu que celle qui caractérise la pompe à pis- tons. Suivant des développements avantageux de l'invention: - la chambre à matière comporte une buse de fermeture comman- dée pour l'alimentation et une buse d'extrusion susceptible d'être fermée pour la matière et - la course d'extrusion du piston est assurée par le fluide hydraulique et la course de remplissage du piston est assu- rée par la pression de la matière par la buse de fermeture. - entre la pompe à engrenages et la pompe à pistons on com- mute une soupape de commande qui relie la pompe à engrena- ges à la chambre hydraulique pendant la course d'extrusion de la pompe à pistons, et pendant la course de remplissage, le fluide hydraulique refoulé de la chambre hydraulique ar- rive dans un vase d'expansion. - la soupape de commande est un distributeur à tiroir à 3/2 voies qui relie l'entrée hydraulique de la chambre hydrau- lique de manière commutée avec la pompe à engrenages ou avec le vase d'expansion. - la pompe à engrenages prend le fluide hydraulique du vase d'expansion. - l'alimentation est assurée par un canal traversant coaxia- lement le piston. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma du dispositif, - la figure 2 est une coupe axiale d'une pompe à pistons selon l'invention. Pour extruder un cordon d'une matière ou masse d'étanchéité très fortement enrichie de flocons d'argent on utilise une pompe à pistons 10 comme celle représentée par exemple à la figure 2. La pompe à pistons 10 est commandée de préférence automatiquement sur sa trajectoire sur la pièce sur laquelle on veut déposer le cordon d'extrusion de la ma- tière d'étanchéité. La pompe à pistons 10 comporte un cylin- dre 12 en deux parties, à savoir un segment avant, de cylin- dre, de petit diamètre et un segment arrière, de cylindre, de plus grand diamètre. Le segment avant du cylindre, de petit diamètre, délimite une chambre à matière 14 qui débouche à l'extrémité avant dans un canal de buse 16 auquel est reliée une buse d'extrusion non représentée. Le segment arrière du cylindre 12, de plus grand diamètre, englobe une chambre hy- draulique 18. Un piston est guidé axialement dans le cylindre 12. Ce piston se compose d'un piston d'extrusion avant 20 et d'un piston hydraulique arrière 22. Ces deux pistons sont re- liés rigidement par une tige de piston 24. Le piston d'extrusion 20 est guidé de manière étanche dans la chambre à matière 14 alors que le piston hydraulique est guidé de ma- nière étanche dans la chambre hydraulique 18. Un canal à ma- tière 26 passe par la tige de piston 24, le piston hydraulique 22 et le piston d'extrusion 20 pour arriver dans la chambre à matière 14 recevant la matière à extruder. En variante, la matière à extruder peut également être fournie directement à la chambre 14 comme cela est indiqué schémati- quement à la figure 1. A l'extrémité arrière de la chambre hydraulique débouche une entrée hydraulique 28 alors qu'à l'extrémité avant de la chambre hydraulique 18 il y a un ori- fice d'équilibrage 30. La figure 1 montre l'ensemble du dispositif selon un schéma. La matière à extruder est fournie à la chambre à matière 14, à partir d'une cartouche 34, par une presse à cartouche 32 et une buse d'obturation commandée 36. Un fluide hydraulique très visqueux est fourni d'un vase d'expansion 38 par l'intermédiaire d'une pompe à engrenages de précision 40 à l'entrée hydraulique 28 de la chambre hydraulique 18. Entre la pompe à engrenages 40 et l'entrée hydraulique 28 il y a une soupape de commande 42 en forme de distributeur à tiroir à 3/2 voies. Dans l'une des positions (non représentée à la figure 1) la soupape de com- mande 42 relie la pompe à engrenages 40 à l'entrée hydrauli- que 28. Dans la seconde position (représentée à la figure 1) la soupape de commande 42 relie l'entrée hydraulique 28 au vase d'expansion 38. La conduite reliée à l'entrée hydrauli- que 28 est équipée d'un capteur de pression 44. L'ensemble du dispositif est commandé par du fluide hydraulique, de préférence par une pression pneumati- que fournie par une source de fluide sous pression 46. Le dispositif fonctionne de la manière suivante: Pour remplir la pompe à pistons 10 on raccorde la buse d'extrusion 48 de la pompe à pistons par du fluide hy- draulique par l'intermédiaire d'une soupape de commande (distributeur à tiroir) 50. La buse d'obturation 36 condui- sant à la chambre à matière est ouverte par la pression du fluide, transmise par une soupape de commande (distributeur à tiroir) 52. La soupape de commande 42 est mise dans la posi- tion représentée à la figure 1 par l'intermédiaire de la sou- pape de commande 54; dans cette position, l'entrée hydraulique 28 est reliée au vase d'expansion 38. La pression du fluide de la source 46 est maintenant transmise par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 56 et d'un tiroir de commande 58 à la presse à cartouche 32. Celle-ci expulse la matière de la cartouche 34 à travers la buse d'obturation 36, ouverte, dans la chambre à matière de la pompe à pistons 10. La chambre à matière 14 se remplit en repoussant le pis- ton d'extrusion 20 et le piston hydraulique 22. Le fluide hy- draulique est repoussé par le piston hydraulique 22 de la chambre hydraulique 18 à travers la soupape de commande 42 dans le vase d'expansion 38. Dès que la chambre à matière 14 est remplie complètement de matière, la buse de fermeture 36 est fermée par la soupape de commande 52 et le tiroir de com- mande 58 sépare la presse à cartouche 32 de la source de fluide de pression 46. La soupape de commande 42 est commutée par la soupape de commande 54 si bien que la pompe à engrena- ges 40 est alors raccordée à la chambre hydraulique 18 de la pompe à pistons 10. Le dispositif est maintenant prêt pour l'extrusion. La pompe à pistons 10 est commandée automatique- ment sur sa trajectoire au-dessus de la pièce pour que la buse d'extrusion 48 se trouve au-dessus du point de départ du cordon d'étanchéité à poser. La buse d'extrusion 48 est alors ouverte par la soupape de commande 50 et la pompe à engrena- ges 40 est mise en marche. La pompe à engrenages 40 fournit une quantité dosée de manière très précise de fluide hydrau- lique très visqueux par l'intermédiaire de l'entrée hydrauli- que 28 à la chambre hydraulique 18. Le piston hydraulique 22 et ainsi le piston d'extrusion 20 sont déplacés selon une course précise et suivant une vitesse de déplacement précise, proportionnelle à la quantité de fluide hydraulique fournie par la pompe à engrenages 40. Le piston d'extrusion 20 ex- trude une quantité dosée de manière précise de matière, en fonction du temps, de la chambre 14 à travers la buse d'extrusion 48. Le rapport entre la surface active du piston hydraulique 22 et du piston d'extrusion 20 définit le rapport quantitatif entre le fluide hydraulique fourni par la pompe à engrenages 40 et la matière extrudée. Lorsque la longueur souhaitée du cordon de matière a été extrudée on coupe la pompe à engrenages 40 et on ferme la buse d'extrusion 48. Le dispositif est ainsi de nouveau prêt pour l'opération d'extrusion suivante. L'opération d'extrusion est répétée jusqu'à ce que toute la matière soit extrudée de la chambre 14. Puis on remplit de nouveau la pompe à pistons 10 comme cela a été décrit ci-dessus. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Dispositif d'extrusion dosée d'un cordon d'une matière visqueuse et/ou abrasive, notamment d'une matière d'étanchéité à l'aide d'une pompe à piston, ayant une chambre à matière recevant la matière à extruder, une chambre hydrau- lique et un piston, le piston étant sollicité par le liquide hydraulique fourni à la chambre hydraulique et la matière étant extrudée de la chambre à matière, caractérisé en ce que le liquide hydraulique visqueux de la chambre hydraulique (18) est fourni suivant une quantité dosée de manière précise par l'intermédiaire d'une pompe à engrenages (40). ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre à matière (14) comporte une buse de fermeture (36) commandée pour l'alimentation et une buse d'extrusion (48) susceptible d'être fermée pour la matière et la course d'extrusion du piston (20, 22, 24) est assurée par le fluide hydraulique et la course de remplissage du piston (20, 22, 24) est assurée par la pression de la matière par la buse de fermeture (36). 3 ) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu' entre la pompe à engrenages (40) et la pompe à pistons (10) on commute une soupape de commande (42) qui relie la pompe à engrenages (40) à la chambre hydraulique (18) pendant la course d'extrusion de la pompe à pistons (10), et pendant la course de remplissage, le fluide hydraulique refoulé de la chambre hydraulique (18) arrive dans un vase d'expansion (38). 4 ) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la soupape de commande (42) est un distributeur à tiroir à 3/2 voies qui relie l'entrée hydraulique (28) de la chambre hydraulique (18) de manière commutée avec la pompe à engrena- ges (40) ou avec le vase d'expansion (38). ) Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la pompe à engrenages (40) prend le fluide hydraulique du vase d'expansion (38). 6 ) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alimentation est assurée par un canal (26) traversant coaxialement le piston (20, 22, 24).