APPLICATEUR DE COLLE THERMOFUSIBLE

Description

[0001] La présente invention est relative à un applicateur de colle thermofusible et, plus particulièrement, à un tel applicateur du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 6 142 207 cédé à SOFRAGRAF INDUSTRIES, représenté schématiquement à la figure 1 du dessin annexé, en coupe axiale.

[0002] Sur cette figure il apparaît que cet applicateur prend généralement la forme d'un pistolet et comprend un carter 1 enfermant un corps de chauffe tubulaire 2 percé d'une chambre allongée 3 présentant une première extrémité 4 conformée en entrée pour un bâtonnet B de colle thermofusible et une deuxième extrémité 5 équipée d'une buse 6 de distribution de colle fondue. L'applicateur comprend encore des moyens (non représentés) conçus pour pousser progressivement le bâtonnet B de colle dans une douille 7 coaxiale à la chambre 3, puis dans cette chambre, et des moyens de chauffage électrique de la partie du bâtonnet de colle qui est poussée dans la chambre.

[0003] L'applicateur comprend encore une poignée 8 équipée d'une gâchette 9 permettant d'actionner les moyens de poussée du bâtonnet, ces moyens pouvant être constitués, par exemple, par une transmission mécanique à bielles ou crémaillère, comme cela est bien connu.

[0004] Les moyens de chauffage électrique de la masse de colle contenue dans la chambre 3 sont alimentés par des fils électriques 10 raccordés à un bornier 11₁ d'un circuit 11 de régulation de l'alimentation de ces moyens de chauffage. Le circuit 11 est lui-même alimenté en énergie électrique par un câble 12 connecté d'une part à un bornier 11₂ du circuit 11 et d'autre part au réseau. En variante le circuit 11 pourrait aussi être alimenté par une batterie d'accumulateurs, interne ou externe à l'applicateur.

[0005] Suivant le brevet des Etats-Unis d'Amérique précité, les moyens de chauffage comprennent un ou plusieurs éléments chauffants constitués chacun par une piste en un matériau électriquement résistant et munie de moyens de connexion à une source d'énergie électrique, cette piste étant formée sur une surface électrique isolante d'un substrat agencé de manière à être en contact thermique avec la masse de colle contenue dans la chambre 3.

[0006] Un tel élément chauffant plan peut être réalisé à l'aide de moyens utilisés pour la fabrication de circuits hybrides à couche épaisse, dont on sait qu'ils sont constitués d'un substrat en alumine, en tôle émaillée ou en tôle inoxydable par exemple, recouvert d'un diélectrique, le substrat recevant par sérigraphie une piste formée d'une pâte qui, après séchage, constitue une "encre" résistive propre à chauffer une masse de colle adjacente par effet Joule et conduction thermique, lorsqu'elle est traversée par un courant électrique.

[0007] Les éléments chauffants ainsi constitués présentent de nombreux avantages sur les moyens de chauffage électrique classiquement utilisés dans les applicateurs de colle thermofusibles. Leur montée en température est très rapide, du fait de leur faible inertie thermique. Leur puissance de chauffe, par unité de surface, est très élevée. En outre la sérigraphie autorise une grande variété dans le dessin des pistes. L'adaptation de tels éléments chauffants à des besoins spécifiques ou nouveaux en est ainsi facilitée.

[0008] Le brevet précité décrit divers modes de réalisation d'un applicateur de colle thermofusible équipé de tels éléments chauffants, dans lesquels ceux-ci tapissent tout ou partie de la paroi de la chambre 3, de manière à établir un contact thermique optimal avec la masse de colle contenue dans cette chambre. Le corps de chauffe 2 est alors réalisé avec un matériau constituant un isolant thermique.

[0009] Cette disposition des éléments chauffants présente néanmoins des inconvénients. Outre qu'ils sont alors d'installation incommode, leur alimentation électrique exige des perçages du corps de chauffe pour le passage des fils d'alimentation, perçages qui peuvent être à l'origine de fuites de colle, notamment quand les fils traversent également le substrat de l'élément chauffant. Quand celui-ci est réalisé en un matériau métallique, le passage de ces fils pose en outre des problèmes d'isolation électrique de ces fils par rapport au substrat. Enfin, quand les pistes sérigraphiées font face à la masse de colle contenue dans la chambre 3, il faut veiller à ce que les points de soudure raccordant les fils électriques d'alimentation aux pistes ne gênent pas la progression de cette masse de colle dans la chambre.

[0010] La présente invention a donc pour but de réaliser un applicateur de colle thermofusible qui ne présente pas les inconvénients évoqués ci-dessus et qui, en particulier, comprennent un corps de chauffe parfaitement étanche vis-à-vis de la colle fondue, l'installation des éléments chauffants étant elle-même rendue très facile.

[0011] On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, avec un applicateur de colle thermofusible comprenant a) une chambre allongée présentant une première extrémité conformée en entrée pour un bâtonnet de ladite colle thermofusible et une deuxième extrémité équipée d'une buse de distribution de colle fondue, b) des moyens pour pousser progressivement le bâtonnet dans la chambre et c) des moyens de chauffage électrique de la partie du bâtonnet contenue dans la chambre, comprenant au moins un élément chauffant constitué par au moins une piste en un matériau électriquement résistant et munie de moyens de connexion à une source d'énergie électrique, cette piste étant formée sur une surface électriquement isolée d'un substrat agencé de manière à être en contact thermique avec une masse de colle contenue dans la chambre. L'applicateur est remarquable en ce que l'élément chauffant est étroitement appliqué contre une facette extérieure conforme d'un corps de chauffe dont une surface intérieure délimite la chambre, le corps de chauffe étant réalisé en un matériau conducteur de la chaleur.

[0012] Comme on le verra plus loin en détail, en disposant ainsi le ou les éléments chauffants de l'applicateur, on maintient un contact thermique excellent entre ces éléments et la masse de colle à chauffer, à travers la matière thermoconductrice du corps de chauffe, tout en supprimant toute traversée de ce corps par des fils d'alimentation électrique des éléments chauffants, et donc toute fuite possible de colle. En outre, la position des éléments chauffants contre la surface extérieure du corps de chauffe, rend leur installation très aisée.

[0013] Suivant d'autres caractéristiques de l'applicateur de colle thermofusible selon l'invention, le substrat peut être un substrat métallique isolé. Dans ce cas la piste formée sur le substrat peut être disposée sur la face de ce substrat qui est opposée à celle appliquée contre le corps de chauffe. L'élément chauffant peut aussi comporter au moins deux pistes en un matériau électriquement résistant, disposées chacune sur une des deux faces du substrat de cet élément.

[0014] Le substrat de l'élément chauffant peut aussi être constitué en un matériau électriquement isolant.

[0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'applicateur de colle suivant la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel :

• la figure 1 est une vue schématique, en coupe axiale, de l'applicateur de colle thermofusible suivant l'invention, dont les dispositions connues sont décrites en préambule de la présente description, et
• la figure 2 est une vue partielle éclatée de l'applicateur de la figure 1, faisant apparaître le corps de chauffe de cet applicateur et divers organes qui lui sont associés.

[0016] On retrouve sur la figure 2 des organes représentés sur la figure 1, à savoir le corps de chauffe 2 percé de la chambre 3 et prolongé à une extrémité par la buse 6 et, à l'autre extrémité, par la douille 7.

[0017] Le corps de chauffe 2 présente une surface extérieure conformée pour recevoir, en contact étroit, deux éléments chauffants 13₁, 13₂ sur deux facettes planes opposées 2₁, 2₂ de cette surface extérieure (seule la facette 2₁ est visible sur la figure 2). Une surface intérieure du corps de chauffe délimite la chambre 3.

[0018] Les deux éléments chauffants sont identiques et sont constitués chacun d'un substrat 14₁, 14₂ recouverts, sur au moins une face, d'une piste sérigraphiée telle que la piste 15₁ visible sur le substrat 14₁ de l'élément chauffant 13₁.

[0019] Ces éléments chauffants sont du type de ceux décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique précité, formés d'un substrat plan garni par sérigraphie d'une pâte ou "encre" résistive dessinant la piste 15₁, suivant la technologie utilisée pour réaliser des circuits hybrides à couche épaisse. On pourra d'ailleurs se reporter au brevet des Etats-Unis d'Amérique précité pour plus de détails concernant les matériaux propres à constituer le substrat et les pistes des éléments chauffants.

[0020] Des zones de soudure 16₁, 16₂ permettent de raccorder la piste aux fils 10 d'alimentation en énergie électrique. Du fait que les éléments chauffants sont extérieurs au corps de chauffe 2, le raccordement de ces zones de soudure aux fils d'alimentation 10 se fait sans passage des fils à travers des trous percés dans ce corps, ce qui élimine tout risque de fuite de colle par de tels trous.

[0021] Sur la vue éclatée de la figure 2, il apparaît que les pistes 14₁, 14₂ sont formées sur les faces des substrats des éléments 13₁, 13₂ respectivement, qui sont tournées vers l'extérieur, par rapport au corps de chauffe 2, donc sur les faces des substrats qui sont opposées à celles appliquées contre le corps de chauffe 2. Les substrats doivent alors être réalisés en un matériau bon conducteur de la chaleur, (tôle métallique émaillée ou tôle métallique inoxydable recouverte d'un diélectrique), en technologie SMI (de substrat métallique isolé) par exemple, de manière que la chaleur rayonnée par les pistes puisse se transmettre par conduction au corps de chauffe, à travers ces substrats. Cette disposition des pistes des éléments chauffants rend plus facile l'isolation électrique de ces pistes vis-à-vis du corps de chauffe 2.

[0022] Les deux faces de chaque substrat sont isolées électriquement par tout moyen convenable (film de verre, etc...).

[0023] Le corps de chauffe 2 est réalisé en un matériau bon conducteur de la chaleur, tel que de l'aluminium, moulé par injection, par exemple.

[0024] Les éléments chauffants 13₁, 13₂ sont plaqués sur les facettes planes 2₁, 2₁ en regard de la surface extérieure de corps de chauffe 2 (seule la facette 2₁ est visible sur la figure 2). Les éléments chauffants sont retenus contre ces facettes, en contact étroit, par pinçage entre celles-ci et des écrans thermiques 17₁, 17₂. Ces derniers sont eux-mêmes serrés par les deux demi-coquilles 18₁, 18₂ d'une enveloppe qui assure, en combinaison avec une bague 19 glissée sur l'extrémité 5 du corps de chauffe 2, la cohésion de l'ensemble des pièces associées à ce corps de chauffe, grâce à des vis d'assemblage autotaraudeuses passées dans des paires de trous complémentaires formés dans ces demi-coquilles, tels que ceux référencés 20₁, 20₂.

[0025] Un capteur de température 21 est monté sur le corps de chauffe, en contact thermique avec celui-ci, pour former un signal représentatif de la température de ce corps. Le capteur 20 est raccordé au circuit de régulation 11 pour délivrer à ce circuit un signal représentatif de cette température, ce signal étant nécessaire à la régulation en boucle fermée de la température de la masse de colle contenue dans la chambre 3.

[0026] L'applicateur de colle suivant l'invention décrit ci-dessus fonctionne alors comme suit. Lorsque les pistes des éléments chauffants 13₁, 13₂ sont alimentés en courant électrique, alors qu'un bâtonnet de colle thermoadhésif est poussé dans la chambre 3 du corps 2, la chaleur rayonnée par effet Joule par les éléments chauffants est arrêtée d'un côté par les écrans thermiques 17₁, 17₂ et transmise de l'autre côté au corps de chauffe 2, à travers les substrats de ces éléments chauffants, réalisés par exemple en tôle métallique de quelques dixièmes de mm d'épaisseur. La chaleur ainsi transmise se propage directement et complètement dans le corps de chauffe, en aluminium par exemple, grâce au contact physique étroit établi entre la surface extérieure du corps de chauffe 2 et les éléments chauffants 13₁, 13₂.

[0027] Grâce à la forte conductivité thermique de ce corps en aluminium, la chaleur transmise se répartit tout autour de la masse de colle contenue dans la chambre 3, en assurant ainsi un chauffage uniforme de toutes les parties de celle-ci.

[0028] C'est là un avantage supplémentaire de l'applicateur de colle suivant l'invention. En effet, dans celui décrit au brevet des U.S.A. précité, les éléments chauffants chauffent essentiellement les parties de la colle placées à leur contact, la chaleur ainsi transmise diffusant difficilement du fait de la mauvaise conductibilité thermique de la colle.

[0029] Le chauffage uniforme établi par l'applicateur suivant l'invention porte la colle thermofusible à la viscosité souhaitée pour permettre l'émission de colle par la buse 6, ceci sous le contrôle en température développé par le circuit 11.

[0030] Des fenêtres 22₁, 22₂ peuvent être prévues dans les demi-coquilles 18₁, 18₂, respectivement, pour assurer une aération des écrans thermiques 17₁, 17₂, propre à prévenir leur altération.

[0031] Il apparaît maintenant que la présente invention permet bien d'atteindre les buts annoncés, à savoir assurer un chauffage efficace du corps de chauffe et donc de la colle avec des éléments chauffants du type "circuit hybride à couche épaisse" agencés de manière à éviter tout perçage du corps de chauffe et à faciliter leur installation sur celui-ci.

[0032] Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que le capteur de température pourrait être monté sur l'un des éléments chauffants par exemple, plutôt que sur le corps de chauffe, le circuit hybride à couche épaisse se prêtant à la réception de composants discrets. Ce capteur pourrait même prendre la forme d'une piste d'encre à résistance fonction de la température, portée directement par le substrat d'un élément chauffant.

[0033] Les deux faces d'un même substrat métallique pourraient porter des pistes d'encre résistive pour accroître la quantité de chaleur rayonnée par un même élément chauffant.

[0034] Le corps de chauffe pourrait recevoir des éléments chauffants en un nombre différent de 2, fonction de la puissance de chauffe requise, par exemple.

[0035] Le circuit de régulation pourrait aussi être remplacé par l'utilisation d'une encre à coefficient de température positif, pour constituer les pistes résistives des éléments chauffants.

[0036] Le substrat des éléments chauffants pourrait être constitué par un matériau électriquement' isolant, tel que de l'alumine, moins bonne conductrice de la chaleur qu'un matériau métallique.

[0037] Dans ce cas les pistes 15₁, 15₂ pourraient être tournées vers le corps de chauffe et être dûment isolées de celui-ci, par une surcouche de verre ou de mica, par exemple.

[0038] Egalement les éléments chauffants pourraient être de forme incurvée plutôt que plane, et être alors appliqués sur des surfaces incurvées conformes du corps de chauffe.

Revendications

1. Applicateur de colle thermofusible comprenant a) une chambre allongée (3) présentant une première extrémité (4) conformée en entrée pour un bâtonnet (B) de ladite colle thermofusible et une deuxième extrémité (5) équipée d'une buse (6) de distribution de colle fondue, b) des moyens pour pousser progressivement ledit bâtonnet (B) dans ladite chambre (3) et c) des moyens de chauffage électrique de la partie du bâtonnet (B) contenue dans la chambre (3), ces moyens de chauffage comprenant au moins un élément chauffant (13₁, 13₂) constitué par au moins une piste (15₁, 15₂) en un matériau électriquement résistant et munie de moyens de connexion (16₁, 16₂) à une source d'énergie électrique, ladite piste (15₁, 15₂) étant formée sur une surface électriquement isolée d'un substrat (14₁, 14₂), ledit substrat étant agencé de manière à être en contact thermique avec une masse de colle contenue dans ladite chambre (3),
caractérisé en ce que ledit élément chauffant (13₁, 13₂) est étroitement appliqué contre une facette extérieure (2₁, 2₂) conforme d'un corps de chauffe (2) dont une surface intérieure délimite ladite chambre (3), ledit corps de chauffe (2) étant réalisé en un matériau conducteur de la chaleur.

2. Applicateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ledit substrat (14₁, 14₂) est un substrat métallique isolé.

3. Applicateur conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la piste (15₁, 15₂) formée sur ledit substrat (14₁, 14₂) est disposée sur la face de ce substrat qui est opposée à celle appliquée contre ledit corps de chauffe (2).

4. Applicateur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit élément chauffant (13₁, 13₂) comporte au moins deux pistes en un matériau électriquement résistant, disposées chacune sur une des deux faces du substrat de l'élément chauffant (13₁, 13₂).

5. Applicateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ledit substrat (14₁, 14₂) est constitué en un matériau électriquement isolant.

6. Applicateur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau constituant la ou les pistes résistives présente un coefficient de température positif.

7. Applicateur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens électroniques (11) de régulation de la température de la masse de colle chauffée.

8. Applicateur conforme à la revendication 7, caractérisée en ce qu'il comprend un capteur de la température dudit corps de chauffe (2), pour délivrer un signal représentatif de ladite température auxdits moyens (11) de régulation.

9. Applicateur conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que ledit capteur est disposé sur le substrat (14₁, 14₂) dudit élément chauffant (13₁, 13₂).

10. Applicateur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la piste résistive (15₁, 15₂) portée par chaque élément chauffant (13₁, 13₂) est réalisée par dépôt sérigraphique d'une pâte résistive sur le substrat (14₁, 14₂), suivant la technologie de réalisation des circuits hybrides à couche épaisse.

Ansprüche

1. Auftragvorrichtung für Schmelzkleber, umfassend a) eine längliche Kammer (3), die ein erstes Ende (4), das als Eingang für einen Stab (B) des Schmelzklebers geformt ist, und ein zweites Ende (5), das mit einer Düse (6) zur Verteilung des geschmolzenen Klebers ausgestattet ist, aufweist, b) Mittel, um den Stab (B) allmählich in die Kammer (3) zu drücken, und c) elektrische Heizmittel für die in der Kammer (3) befindlichen Partie des Stabs (B), wobei diese Heizmittel mindestens ein Heizelement (13₁, 13₂) umfassen, das aus mindestens einer Spur (15₁, 15₂) aus einem elektrisch resistenten Material besteht und mit Anschlussmitteln (16₁, 16₂) an eine elektrische Energiequelle versehen ist, wobei die Spur (15₁, 15₂) auf einer elektrisch isolierten Oberfläche eines Substrats (14₁, 14₂) gebildet ist und dieses Substrat so angeordnet ist, dass es in thermischem Kontakt mit einer in der Kammer (3) befindlichen Klebermasse ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (13₁, 13₂) eng gegen eine Außenfacette (2₁, 2₂) entsprechend eines Heizkörpers (2) anliegt, dessen Innenfläche die Kammer (3) begrenzt, wobei der Heizkörper (2) aus einem wärmeleitfähigen Material hergestellt ist.

2. Auftragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (14₁, 14₂) ein isoliertes Metallsubstrat ist.

3. Auftragvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spur (15₁, 15₂), die auf dem Substrat (14₁, 14₂) gebildet ist, auf der Seite dieses Substrats angeordnet ist, die jener gegenüber liegt, die gegen den Heizkörper (2) anliegt.

4. Auftragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (13₁, 13₂) mindestens zwei Spuren aus einem elektrisch resistenten Material aufweist, die jeweils auf einer der beiden Seiten des Substrats des Heizelements (13₁, 13₂) angeordnet sind.

5. Auftragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (14₁, 14₂) aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.

6. Auftragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, aus denen die resistive(n) Spur(en) besteht bzw. bestehen, einen positiven Wärmekoeffizienten aufweist.

7. Auftragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie elektronische Mittel (11) zum Regeln der Temperatur der erwärmten Klebermasse aufweist.

8. Auftragvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Sensor zur Erfassung der Temperatur des Heizkörpers (2) aufweist, um ein repräsentatives Signal dieser Temperatur an die Regulierungsmittel (11) zu liefern.

9. Auftragvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor auf dem Substrat (14₁, 14₂) des Heizelements (13₁, 13₂) angeordnet ist.

10. Auftragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die resistive Spur (15₁, 15₂), die jedes Heizelement (13₁, 13₂) trägt, durch serigraphische Absetzung einer resistiven Paste auf dem Substrat (14₁, 14₂) gemäß der Technologie zur Ausführung von Dickfilm-Hybridkreisen ausgeführt ist.

Claims

1. A hot melt glue applicator comprising a) an elongate chamber (3) having a first end (4) conformed as an inlet for a stick (B) of said hot melt glue and a second end (5) equipped with a nozzle (6) for dispensing molten glue, b) means for progressively pushing said stick (B) into said chamber (3), and c) electrical means for heating the portion of the stick (B) contained in the chamber (3), said heating means comprising at least one heating element (13₁, 13₂) consisting of at least one track (15₁, 15₂) of an electrically resistive material and provided with means (16₁, 16₂) for connecting it to an electrical power supply, said track (15₁, 15₂) being formed on an electrically insulative surface of a substrate (14₁, 14₂), said substrate being adapted to be in thermal contact with a mass of glue contained in said chamber (3),
   which applicator is characterized in that said heating element (13₁, 13₂) is pressed tightly against a conformal exterior facet (2₁, 2₂) of a heating body (2) an interior surface of which delimits said chamber (3), said heating body (2) being made from a thermally conductive material.

2. An applicator according to claim 1, characterized in that said substrate (14₁, 14₂) is an insulated metal substrate.

3. An applicator according to claim 2, characterized in that the track (15₁, 15₂) formed on said substrate (14₁, 14₂) is disposed on the face of said substrate opposite that pressed against said heating body (2).

4. An applicator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said heating element (13₁, 13₂) includes at least two electrically resistive material tracks each disposed on one of the two faces of the substrate of the heating element (13₁, 13₂).

5. An applicator according to claim 1, characterized in that said substrate (14₁, 14₂) is made from an electrically insulative material.

6. An applicator according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the material constituting the resistive track or tracks has a positive temperature coefficient.

7. An applicator according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it includes electronic means (11) for regulating the temperature of the heated mass of glue.

8. An applicator according to claim 7, characterized in that it includes a sensor for sensing the temperature of said heating body (2) to deliver a signal representative of said temperature to said regulation means (11).

9. An applicator according to claim 8, characterized in that said sensor is disposed on the substrate (14₁, 14₂) of said heating element (13₁, 13₂).

10. An applicator according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the resistive track (15₁, 15₂) carried by each heating element (13₁, 13₂) is made by screenprinting a resistive paste onto the substrate (14₁, 14₂) using the thick film hybrid circuit fabrication technology.

Dessins