EP0860212A1 - Applicateur de colle thermofusible et bâtonnet de colle conçu pour alimenter un tel applicateur - Google Patents

Applicateur de colle thermofusible et bâtonnet de colle conçu pour alimenter un tel applicateur Download PDF

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EP0860212A1
EP0860212A1 EP98400400A EP98400400A EP0860212A1 EP 0860212 A1 EP0860212 A1 EP 0860212A1 EP 98400400 A EP98400400 A EP 98400400A EP 98400400 A EP98400400 A EP 98400400A EP 0860212 A1 EP0860212 A1 EP 0860212A1
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EP
European Patent Office
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chamber
substrate
stick
applicator according
applicator
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EP98400400A
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German (de)
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EP0860212B1 (fr
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Francis Richardot
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Rocafix
Original Assignee
Sofragraf Industries
Sofragraf Ind
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Publication of EP0860212B1 publication Critical patent/EP0860212B1/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
    • B05C17/005—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes
    • B05C17/00523—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes provided with means to heat the material
    • B05C17/00546—Details of the heating means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/17—Surface bonding means and/or assemblymeans with work feeding or handling means
    • Y10T156/1798—Surface bonding means and/or assemblymeans with work feeding or handling means with liquid adhesive or adhesive activator applying means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/18—Surface bonding means and/or assembly means with handle or handgrip

Definitions

  • the present invention relates to an applicator hot melt glue and a designed glue stick to power such an applicator.
  • FIG. 1 of the accompanying drawing a hot melt glue applicator of a type currently widely spread. It takes the form of a pistol whose the handle 1 extends beyond a body 2.
  • the body 2 comprises an elongated chamber 3 having a first end 4 shaped as an inlet for a stick 5 of glue hot-melt, and a second end 6 equipped with a nozzle 7 for dispensing molten glue.
  • the applicator still includes mechanical means (not shown) actuated by pressing a trigger 8 to gradually push the glue stick 5 into the bedroom 3, and mounted electric heating means around chamber 3 to melt the material hot melt stick 5 contained in this chamber.
  • These means are arranged in a volume 9 around the bedroom 3 and are powered by an energy source electric outdoor (the sector for example), by through an electric cable 10 crossing the handle.
  • the drops of molten glue coming out of the nozzle 7 can be used to assemble many parts between them, or to supports, for example to fix rods or cladding pieces on walls, ceilings, etc. etc.
  • the heating means currently incorporated into such applicators are essentially of two types. According to the first, these means consist of a cylindrical cartridge filled with a constituent material an electrical resistance and having a coefficient of positive temperature. The cartridge is fed electrically and mounted in a metal sleeve crossed by chamber 3, so as to heat this sheath by thermal conduction. Due to the coefficient of positive temperature of the material contained in the cartridge, the resistance of this material increases with its temperature, which ensures current regulation electric heating.
  • these means take the form of an electrical resistance wire-like insulated, wound around chamber 3 on a metallic sheath crossed by this chamber.
  • the present invention therefore aims to achieve a glue applicator which does not have the disadvantages mentioned above of the applicators of the prior art and which, in particular, goes up very quickly in temperature, has a yield high thermal and high melt glue flow.
  • the present invention also aims to achieve such an applicator which is reliable, which has a good electrical safety for the user, and which is low manufacturing cost price.
  • a hot melt glue applicator comprising a) an elongated chamber having a first end shaped as an inlet for a stick of said hot-melt adhesive and a second end equipped with a molten glue distribution nozzle, b) means for gradually pushing said rod in said room and c) heating means the part of the stick contained in the bedroom.
  • said heating means include at least one heating element consisting of a track made of an electrically resistant material and provided with means for connection to an energy source electric, said track being formed on a surface electrically insulating of a substrate arranged so as to be in close thermal contact with a mass of glue contained in said room.
  • the substrate of a heating element is planar.
  • the heating element is then placed in a wall side of the room. Alternatively, it can be arranged in a central position in this room.
  • the applicator includes a plurality of such elements, these elements lining the wall of the room, the faces of their substrates which carry the resistive tracks being facing the axis of said chamber.
  • said chamber has a taper of vertex placed from side of the glue dispensing nozzle.
  • Substrates heating elements then each have the shape of an elongated triangle, adapted to said taper of the bedroom.
  • the body comprises a socket 11 preferably made of a material electrically and thermally insulating. She presents advantageously, but not exclusively, a form taper of axis X, a ring 12 being mounted on the inlet 4 'from the sleeve to guide a 5' glue stick pushed, according to arrow F, in an elongated chamber 3 ' internal to the socket 11 and centered on the X axis. other end 6 ', the socket is fitted with a nozzle 7' stick adhesive distribution, after melting this in the heating body. It is clear that the elements or organs 3 ', 4', 6 'and 7' are identical or equivalent to elements 3,4,6 and 7 respectively of the prior art applicator shown in the figure 1.
  • the wall of the chamber 3 ' is lined with at least one, and preferably several, heating elements 13 1 , 13 2 , ... 13 6 distributed symmetrically around the axis X so as to cover substantially the entire surface of this wall.
  • Each heating element is retained in its notch by wedging and / or gluing.
  • each heating element 13 i comprises a flat substrate 14 i in the shape of a very elongated triangle, adapted to the conicity of the chamber 3 '. It is understood that the frustoconical shape given to this chamber, with the apex placed on the side of the nozzle 7 ', allows the mass of molten glue that the chamber 3' contains in operation, to gradually taper towards the nozzle 7 'for s 'adapt to the small diameter of a channel passing through this nozzle.
  • the substrate 14 i in the form of an elongated triangle which constitutes the base of a heating element 13 i has an insulating surface which carries a track 15 i made of an electrically resistant material, track itself covered with a layer of electrical insulation (not shown).
  • the electrical resistance of this material is chosen so that the passage of an adequate electric current through all of the tracks 15 i of the heating body quickly ensures the softening and then the melting of the adhesive of a stick 5 'introduced into the chamber. 3 '.
  • the tracks 15 are turned towards the axis X of the chamber 3 '(see FIG. 3). They are thus advantageously in close contact with the mass of adhesive which is in the chamber 3 ', through the thin layer of electrical insulation which separates each track from this adhesive.
  • a heating element such as that shown in the Figure 4 can be achieved using the means used for manufacturing hybrid layer circuits thick.
  • a circuit is made up conventionally of a substrate, of alumina, of enamelled sheet or in stainless steel sheet covered with a dielectric by example, receiving by screen printing a network of tracks conductive and resistance and supplemented by active and / or passive components reported on the substrate.
  • the heating element of FIG. 4 can be produced by depositing on a first substrate a conductive track 16 i , and by covering the track with an insulating paste on which the resistive track 15 i is screen printed. It is finally covered with a layer of electrical insulation, as we saw above.
  • Tracks 15 i and 16 i are connected through a via disposed at the end 17 i of the element.
  • Contacts 18 i , 19 i are welded to the ends of the tracks 15 i , 16 i respectively, for the connection of these tracks to a source of electrical energy.
  • Such a bilayer circuit could also be implemented by the technique of "co-cooked" multilayer circuits, so as to avoid multiple cooking stages necessary for the manufacturing procedure described above.
  • the resistive track 15 i of the heating element of FIG. 4 takes the form of a coil to increase its surface, and therefore the value of its electrical resistance.
  • the resistive track 15 ′ i is straight, just like the conductive return track 16 ′ i , adjacent and formed in the same layer as the track 15 ′ i .
  • the circuit of the heating element 13 " i shown is also monolayer, the resistive track 15" i running on two opposite longitudinal edges of one face of the substrate 14 i .
  • these tracks are performed by screen printing following a well-defined procedure known in the manufacture of hybrid layer circuits thick with electrical resistances.
  • the track is then constituted by a resistive "ink” deposited at the pasty state on the substrate through a mask and then dried to remove the solvents incorporated into the paste filed.
  • These steps are followed by high cooking temperature (about 850 ° C) to give a good stability to the heating element.
  • high cooking temperature about 850 ° C
  • Many compositions well known to those skilled in the art are usable in the present invention.
  • an ink with a positive temperature coefficient will be chosen to regulate the supply current of the heating elements.
  • Those skilled in the art have at their disposal a wide range of inks having temperature coefficients up to 3,500.10 -6 / degrees C.
  • the nature and the positions of the heating elements of the heating body of the adhesive applicator according to the invention are favorable for obtaining a rapid rise in temperature of the adhesive and a high thermal efficiency of the applicator, for the following reasons.
  • the position of each heating element in close contact with the surface of the adhesive volume, ensures direct heat transfer between the heating element and the adhesive. This is not the case in the glue applicators mentioned in the preamble to this description where the heating elements serve to heat a metal sheath which, in turn, transfers calories to the glue.
  • the efficiency of this double thermal transfer is lower than that of the direct thermal transfer operated in an applicator according to the invention.
  • the efficiency of the latter is further increased by the fact that the heat radiated by the heating elements is focused in the mass of adhesive.
  • An appropriate choice of materials constituting the substrates 14 i of the tracks and the sleeve 11 makes it possible to minimize the losses by thermal conduction in these materials.
  • the cross section of the adhesive stick 5 ′ is advantageously conformed according to the invention (see figure 2) so as to facilitate its introduction into the chamber and to bring the outer surface of the stick closer to that of the heating elements.
  • the invention is not limited to embodiments described and shown which have not been given as an example.
  • This is how the wall of chamber 3 'could take a cylindrical shape rather than conical and that its cross section could have a polygonal shape other than hexagonal, or even a circular shape.
  • One or more resistive tracks helical in shape can then be formed on the wall of the chamber 3 ', to constitute the elements heated.
  • this comprises a socket 20 pierced with a cylindrical chamber 21 suitable for accommodating a stick of glue of the same shape, in the solid state.
  • Room 21 accommodates a heating element 22 extending along the longitudinal axis of the chamber 21 in a plane substantially diametral thereof (see Figure 9).
  • the heating element 22 consists of a planar substrate 23 of structure similar to the substrates 14 i of the heating elements 13 i described above. This substrate is covered, on at least one face, by a track 24 made of an electrically resistant material, covered with a layer of electrical insulation (not shown). Terminals 25, 26 ensure the connection of this track to an external electrical energy source.
  • the glue stick is introduced into the body of heats by the end 21a of the chamber 21.
  • the end of the substrate 23 of the heating element 22 therein is cut at point 27 to facilitate entry of the rod in chamber 21, this rod then impaling itself on the heating element. This action is facilitated by the fact that the calories released by the heating element soften the glue stick as its penetration into chamber 21.
  • the central position of the heating element 22 in chamber 21 ensures complete absorption of calories by the mass of the glue stick, which is favorable from the point of view of the thermal efficiency of the body of heated.
  • a substrate 23 having good thermal conductivity such as suitably electrically insulated metal substrate, so that the heat given off by track 24 diffuses on both sides of the substrate.
  • the heating element 22 can be arranged as shown in Figure 10 so that constitute part of the wall of a chamber 29 formed in a heater 28, the single track 24 being facing the interior of this room, which accommodates the glue stick.
  • FIG. 11 shows a heating body constituted by a cylindrical envelope 30 partially cut away in the figure, made of a thermal insulation material, for example, a cylindrical heating element 32 being slid against the wall of an elongated chamber 31 passing through the envelope 30.
  • the element 32 comprises a cylindrical substrate 33 on the inner wall of which one or more tracks 34 1 , .... are formed of an electrically resistant material.
  • FIG. 12 represents a variant of the embodiment of FIG. 11 which differs from it only in that the conductive track or tracks 34 i are formed on the external wall of the substrate 33, so as to facilitate the realization of these tracks.
  • the substrate 33 used be thin (a few tenths of a mm for example) and made of a material which is good conductor of heat so as to allow the radiation of the heat emitted towards the interior of the chamber 31.

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Abstract

L'applicateur comprend a) une chambre allongée (3') présentant une première extrémité (4') conformée en entrée pour un bâtonnet (5') de colle thermofusible et une deuxième extrémité (6') équipée d'une buse (7') de distribution de colle fondue, b) des moyens pour pousser progressivement ledit bâtonnet dans ladite chambre et c) des moyens de chauffage électrique de la partie du bâtonnet contenue dans la chambre. Lesdits moyens de chauffage comprennent au moins un élément chauffant (13i) constitué par une piste (15i) en un matériau électriquement résistant et munie de moyens de connexion à une source d'énergie électrique, ladite piste étant formée sur une surface électriquement isolante d'un substrat (14i) agencé de manière à être en contact étroit avec une masse de colle contenue dans la chambre (3'). <IMAGE>

Description

La présente invention est relative à un applicateur de colle thermofusible et à un bâtonnet de colle conçu pour alimenter un tel applicateur.
On a représenté à la figure 1 du dessin annexé un applicateur de colle thermofusible d'un type actuellement largement répandu. Il prend la forme d'un pistolet dont la poignée 1 déborde d'un corps 2. Le corps 2 comprend une chambre allongée 3 présentant une première extrémité 4 conformée en entrée pour un bâtonnet 5 de colle thermofusible, et une deuxième extrémité 6 équipée d'une buse 7 de distribution de colle fondue. L'applicateur comprend encore des moyens mécaniques (non représentés) actionnés par une pression sur une gâchette 8 pour pousser progressivement le bâtonnet de colle 5 dans la chambre 3, et des moyens de chauffage électriques montés autour de la chambre 3 pour faire fondre le matériau thermofusible du bâtonnet 5 contenu dans cette chambre. Ces moyens sont disposés dans un volume 9 autour de la chambre 3 et sont alimentés par une source d'énergie électrique extérieure (le secteur par exemple), par l'intermédiaire d'un câble électrique 10 traversant la poignée.
Les gouttes de colle fondue qui sortent de la buse 7 peuvent servir à assembler de nombreuses pièces entre elles, ou à des supports, par exemple pour fixer des baguettes ou des pièces de revêtement sur des murs, des plafonds, etc. etc.
Les moyens de chauffage incorporés actuellement à de tels applicateurs sont essentiellement de deux types. Suivant le premier, ces moyens sont constitués par une cartouche cylindrique remplie d'un matériau constituant une résistance électrique et présentant un coefficient de température positif. La cartouche est alimentée électriquement et montée dans un fourreau métallique traversé par la chambre 3, de manière à chauffer ce fourreau par conduction thermique. Du fait du coefficient de température positif du matériau contenu dans la cartouche, la résistance de ce matériau croít avec sa température, ce qui assure la régulation du courant électrique de chauffage.
L'utilisation d'une telle cartouche est avantageuse du fait de son faible coût, de son faible encombrement et de la fonction de régulation qu'elle assure. Par contre, les applicateurs équipés de cette cartouche présentent des temps de montée en température longs (environ 10 minutes) et une puissance de chauffe limitée. En outre, les cartouches étant fournies par des fabricants spécialisés, le concepteur de l'applicateur est limité dans ses choix par les performances nominales de la cartouche, telles qu'elles ont été choisies par le fabricant, notamment en ce qui concerne la température maximale de chauffe.
Suivant un autre type de moyens de chauffage actuellement utilisés dans les applicateurs en question, ces moyens prennent la forme d'une résistance électrique filiforme isolée, bobinée autour de la chambre 3 sur un fourreau métallique traversé par cette chambre. Avec cette technologie, on atteint des temps de montée en température plus courts (environ 5 minutes), on peut faire varier la puissance de l'appareil en calibrant convenablement la résistance utilisée et on peut régler la température maximale de chauffage à l'aide d'un thermostat (un bilame par exemple).
Par contre, il faut associer à la résistance des moyens d'isolation thermique et électrique qui accroissent le prix de l'applicateur. Quand la résistance est montée sur un fil de verre, celui-ci se fragilise à la longue du fait des variations de flux thermique qu'il subit. Il est plus difficile d'obtenir une régulation précise du courant de chauffage qu'avec les cartouches précitées et le montage et le réglage de l'applicateur exigent des temps de main d'oeuvre relativement longs qui accroissent le prix de l'applicateur.
Dans les deux types de moyens de chauffage décrits ci-dessus, on chauffe l'ensemble d'un fourreau et non seulement la colle à fondre. Une partie sensible de l'énergie électrique dégagée par ces moyens se perd donc ailleurs que dans la colle.
La présente invention a donc pour but de réaliser un applicateur de colle qui ne présente pas les inconvénients évoqués ci-dessus des applicateurs de la technique antérieure et qui, en particulier, monte très rapidement en température, présente un rendement thermique et un débit de colle fondue élevés.
La présente invention a aussi pour but de réaliser un tel applicateur qui soit fiable, qui présente une bonne sécurité électrique pour l'utilisateur, et qui soit de prix de revient de fabrication peu élevé.
On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaítront 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 ledit bâtonnet dans ladite chambre et c) des moyens de chauffage électriques de la partie du bâtonnet contenue dans la chambre. Suivant l'invention, lesdits moyens de chauffage comprennent au moins un élément chauffant constitué par une piste en un matériau électriquement résistant et munie de moyens de connexion à une source d'énergie électrique, ladite piste étant formée sur une surface électriquement isolante d'un substrat agencé de manière à être en contact thermique étroit avec une masse de colle contenue dans ladite chambre.
Grâce au contact thermique étroit ainsi établi entre la piste résistive de l'élément chauffant et cette masse de colle, l'énergie thermique émise par la piste du fait de l'effet Joule est pratiquement entièrement absorbée par la masse de colle, ce qui améliore considérablement le rendement thermique des moyens de chauffage de l'applicateur suivant l'invention, par rapport à ceux des moyens de la technique antérieure décrits ci-dessus.
Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le substrat d'un élément chauffant est plan. L'élément chauffant est alors disposé dans une paroi latérale de la chambre. En variante, il peut être disposé dans une position centrale dans cette chambre.
Suivant un autre mode de réalisation, l'applicateur comprend une pluralité de tels éléments, ces éléments tapissant la paroi de la chambre, les faces de leurs substrats qui portent les pistes résistives étant tournées vers l'axe de ladite chambre. Avantageusement, ladite chambre présente une conicité de sommet placé du côté de la buse de distribution de colle. Les substrats des éléments chauffants présentent alors chacun la forme d'un triangle allongé, adapté à ladite conicité de la chambre.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel :
  • la figure 1 est une vue en perspective d'un applicateur de colle de la technique antérieure, décrit dans le préambule de la présente invention,
  • les figures 2 et 3 sont des vues en coupe axiale et en coupe transversale, respectivement, d'un corps de chauffe de colle incorporé à un applicateur suivant l'invention,
  • les figures 4 à 6 sont des représentations schématiques de trois modes de réalisation d'un élément chauffant incorporé au corps de chauffe des figures 2 et 3,
  • la figure 7 représente schématiquement un autre mode de réalisation du corps de chauffe de l'applicateur de colle suivant l'invention,
  • la figure 8 représente schématiquement l'élément chauffant incorporé au corps de chauffe de la figure 7,
  • la figure 9 est une vue en coupe du corps de chauffe de la figure 7, selon le trait de coupe IX,
  • la figure 10 est une vue en coupe similaire à celle de la figure 9, d'une variante du corps de chauffe des figures 7 à 9, et
  • les figures 11 et 12 représentent schématiquement deux autres variantes du corps de chauffe.
On se réfère aux figures 2 et 3 du dessin annexé où le corps de chauffe représenté est conçu pour être installé à la place d'un corps de chauffe classique, dans le volume 9 délimité à la figure 1. Le corps comprend une douille 11 réalisée de préférence en un matériau électriquement et thermiquement isolant. Elle présente avantageusement, mais non exclusivement, une forme conique d'axe X, une bague 12 étant montée sur l'entrée 4' de la douille pour guider un bâtonnet de colle 5' poussé, suivant la flèche F, dans une chambre allongée 3' interne à la douille 11 et centrée sur l'axe X. A son autre extrémité 6', la douille est garnie d'une buse 7' de distribution de la colle du bâtonnet, après fusion de celle-ci dans le corps de chauffe. Il est clair que les éléments ou organes 3',4',6' et 7' sont identiques ou équivalents aux éléments 3,4,6 et 7 respectivement de l'applicateur de la technique antérieure représenté à la figure 1.
Suivant la présente invention, la paroi de la chambre 3' est garnie d'au moins un, et de préférence plusieurs, éléments chauffants 131,132,...136 distribués symétriquement autour de l'axe X de manière à couvrir sensiblement toute la surface de cette paroi. A cet effet, la douille 11 est avantageusement creusée, au niveau de la paroi de la chambre, d'encoches axiales conformes chacune à un élément chauffant 13i (1 = 1 à 6) qu'elle doit accueillir, comme cela apparaít sur la vue en coupe de la figure 3. Chaque élément chauffant est retenu dans son encoche par coincement et/ou collage.
Suivant une caractéristique de la présente invention, chaque élément chauffant 13i (voir figure 4) comprend un substrat plan 14i en forme de triangle très allongé, adapté à la conicité de la chambre 3'. On comprend que la forme tronconique donnée à cette chambre, de sommet placé du côté de la buse 7', permet à la masse de colle fondue que contient la chambre 3' en fonctionnement, de s'effiler progressivement vers la buse 7' pour s'adapter au petit diamètre d'un canal traversant cette buse.
Le substrat 14i en forme de triangle allongé qui constitue la base d'un élément chauffant 13i présente une surface isolante qui porte une piste 15i en un matériau électriquement résistant, piste elle-même recouverte d'une couche d'isolation électrique (non représentée). La résistance électrique de ce matériau est choisie pour que le passage d'un courant électrique adéquat dans l'ensemble des pistes 15i du corps de chauffe assure rapidement le ramollissement puis la fusion de la colle d'un bâtonnet 5' introduit dans la chambre 3'. Pour ce faire, les pistes 15 sont tournées vers l'axe X de la chambre 3' (voir figure 3) . Elles sont ainsi avantageusement en contact étroit avec la masse de colle qui se trouve dans la chambre 3', à travers la mince couche d'isolation électrique qui sépare chaque piste de cette colle.
Un élément chauffant tel que celui représenté à la figure 4 peut être réaliser à l'aide de moyens utilisés pour la fabrication de circuits hybrides à couche épaisse. On sait qu'un tel circuit est constitué classiquement d'un substrat, en alumine, en tôle émaillée ou en tôle inoxydable recouverte d'un diélectrique par exemple, recevant par sérigraphie un réseau de pistes conductrices et de résistances et complété par des composants actifs et/ou passifs rapportés sur le substrat.
On réalise aussi des circuits multicouches soit en empilant des substrats en alumine sérigraphiée et cuits l'un sur l'autre soit, en variante, en recouvrant un substrat de base par une pâte isolante, ensuite elle-même sérigraphiée.
C'est ainsi que l'on peut réaliser l'élément chauffant de la figure 4 en déposant sur un premier substrat une piste conductrice 16i, et en recouvrant la piste d'une pâte isolante sur laquelle on sérigraphie la piste résistive 15i. Celle-ci est enfin recouverte d'une couche d'isolation électrique, comme on l'a vu plus haut.
Les pistes 15i et 16i sont connectées à travers un via disposé à l'extrémité 17i de l'élément. Des contacts 18i, 19i sont soudés aux extrémités des pistes 15i,16i respectivement, pour le raccordement de ces pistes à une source d'énergie électrique.
Un tel circuit bicouche pourrait aussi être réalisé par la technique des circuits multicouches "cocuits", de manière à éviter les multiples étapes de cuisson nécessaires à la procédure de fabrication décrite ci-dessus.
La piste résistive 15i de l'élément chauffant de la figure 4 prend la forme d'un serpentin pour accroítre sa surface, et donc la valeur de sa résistance électrique. Dans l'élément chauffant 13'i représenté à la figure 5, la piste résistive 15'i est droite, tout comme la piste conductrice de retour 16'i, adjacente et formée dans la même couche que la piste 15'i.
A la figure 6, le circuit de l'élément chauffant 13"i représenté est aussi monocouche, la piste résistive 15"i courant sur deux bords longitudinaux opposés d'une face du substrat 14i.
Bien entendu, des géométries de pistes autres que celles représentées aux figures 4 à 6 sont possibles, celles-ci n'étant données qu'à titre d'exemple.
Comme on l'a indiqué plus haut, ces pistes sont réalisées par sérigraphie suivant une procédure bien connue dans la fabrication des circuits hybrides à couche épaisse portant des résistances électriques. La piste est alors constituée par une "encre" résistive déposée à l'état pâteux sur le substrat à travers un masque, puis séchée pour éliminer les solvants incorporés à la pâte déposée. Ces étapes sont suivies d'une cuisson à haute température (850°C environ) pour donner une bonne stabilité à l'élément chauffant. De nombreuses compositions de pâtes bien connues de l'homme du métier sont utilisables dans la présente invention. A titre d'exemple illustratif et non limitatif, on pourra utiliser des pâtes à base de métaux et d'oxyde de ruthénium ou d'indium, par exemple, présentant une résistance comprise entre 1 Ω/□ et 1000 Ω/□, pour une épaisseur de piste de 8 à 20 µm.
Avantageusement, on choisira une encre à coefficient de température positif pour assurer la régulation du courant d'alimentation des éléments chauffants. L'homme de métier dispose à cet effet d'une large gamme d'encres présentant des coefficients de température allant jusqu'à 3 500.10-6/degrés C.
Les encres référencées 5091, 5092, 5093 dans les catalogues de la société DuPont de Nemours ont été utilisées avec succès pour réaliser les éléments chauffants de l'applicateur suivant l'invention.
La nature et les positions des éléments chauffants du corps de chauffe de l'applicateur de colle suivant l'invention sont favorables à l'obtention d'une montée en température rapide de la colle et d'un rendement thermique élevé de l'applicateur, pour les raisons suivantes. D'une part, la position de chaque élément chauffant, en contact étroit avec la surface du volume de colle, assure un transfert thermique direct entre l'élément chauffant et la colle. Cela n'est pas le cas dans les applicateurs de colle évoqués en préambule de la présente description où les éléments chauffants servent à chauffer un fourreau métallique qui, à son tour, transfère des calories à la colle. Le rendement de ce double transfert thermique est inférieur à celui du transfert thermique direct opéré dans un applicateur suivant l'invention. D'autre part, le rendement de ce dernier est encore accru par le fait que la chaleur rayonnée par les éléments chauffants est focalisée dans la masse de colle. Un choix approprié des matériaux constituant les substrats 14i des pistes et la douille 11 permet de minimiser les pertes par conduction thermique dans ces matériaux.
Grâce au rendement thermique amélioré ainsi obtenu, on peut envisager une alimentation d'un applicateur suivant l'invention à partir d'une batterie plutôt qu'à partir du seul secteur, comme c'est généralement le cas actuellement. Cette amélioration de l'autonomie de l'utilisateur de l'applicateur suivant l'invention est un avantage significatif apporté par celle-ci.
L'utilisation de technologies éprouvées dans la fabrication de circuits hybrides à couche épaisse pour fabriquer les éléments chauffants de l'applicateur suivant l'invention, permet d'assurer la fiabilité et la sécurité de l'emploi de celui-ci tout en abaissant son prix de revient de fabrication grâce au fort degré d'automatisation des fabrications de masse réalisées dans ces technologies. A cet égard, on comprend que l'on pourra fabriquer, dans une même plaquette rectangulaire de substrat, un grand nombre d'éléments chauffants en disposant ceux-ci côte à côte, et tête-bêche, sur la plaquette de manière à maximiser la surface utile du substrat. Toutes les pistes résistives sont déposées puis séchées simultanément. Les éléments chauffants sont enfin individualisés par sciage du substrat, ou par tout autre moyen de découpage.
Compte tenu de la section droite polygonale donnée à la chambre 3' (voir figures 2 et 3) par la présence des éléments chauffants 13i, on conforme avantageusement de même, suivant l'invention, la section droite du bâtonnet de colle 5' (voir figure 2) de manière à faciliter son introduction dans la chambre et à rapprocher la surface extérieure du bâtonnet de celle des éléments chauffants.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que la paroi de la chambre 3' pourrait prendre une forme cylindrique plutôt que conique et que sa section droite pourrait présenter une forme polygonale autre qu'hexagonale, voire une forme circulaire. Une ou plusieurs pistes résistives de forme hélicoïdale peuvent alors être formées sur la paroi de la chambre 3', pour constituer les éléments chauffants.
C'est ainsi encore que, suivant un autre mode de réalisation du corps de chauffe d'un applicateur de colle conforme à la présente invention, représenté aux figures 7 à 9, celui-ci comprend une douille 20 percée d'une chambre cylindrique 21 propre à accueillir un bâtonnet de colle de même forme, à l'état solide. La chambre 21 accueille un élément chauffant 22 s'étendant suivant l'axe longitudinal de la chambre 21 dans un plan sensiblement diamétral de celle-ci (voir figure 9).
L'élément chauffant 22 est constitué d'un substrat plan 23 de structure analogue aux substrats 14i des éléments chauffants 13i décrits ci-dessus. Ce substrat est recouvert, sur au moins une face, par une piste 24 en un matériau électriquement résistant, recouverte d'une couche d'isolation électrique (non représentée) . Des bornes 25,26 assurent la connexion de cette piste à une source d'énergie électrique extérieure.
Le bâtonnet de colle est introduit dans le corps de chauffe par l'extrémité 21a de la chambre 21. L'extrémité du substrat 23 de l'élément chauffant 22 qui s'y trouve est taillée en pointe 27 pour faciliter l'entrée du bâtonnet dans la chambre 21, ce bâtonnet s'empalant alors sur l'élément chauffant. Cette action est facilitée par le fait que les calories dégagées par l'élément chauffant ramollissent le bâtonnet de colle au fur et à mesure de sa pénétration dans la chambre 21.
La position centrale de l'élément chauffant 22 dans la chambre 21 assure une absorption complète des calories par la masse du bâtonnet de colle, ce qui est favorable du point de vue du rendement thermique du corps de chauffe. Pour assurer un chauffage homogène de la masse de colle, on choisira de préférence un substrat 23 présentant une bonne conductivité thermique, tel qu'un substrat métallique convenablement isolé électriquement, de manière que la chaleur dégagée par la piste 24 diffuse des deux côtés du substrat.
En variante, pour homogénéiser parfaitement le chauffage du bâtonnet de colle, on peut disposer sur l'autre face du substrat 22 une autre piste conductrice 24'.
En variante encore, l'élément chauffant 22 peut être disposé comme représenté à la figure 10 de manière à constituer une partie de la paroi d'une chambre 29 formée dans un corps de chauffe 28, la piste 24 unique étant orientée vers l'intérieur de cette chambre, qui accueille le bâtonnet de colle.
L'invention n'est pas limitée non plus à des éléments chauffants plans. C'est ainsi que ceux-ci pourraient être formés sur des substrats coniques ou cylindriques de révolution, par exemple, de manière à s'adapter parfaitement à la forme de la chambre du corps de chauffe qui reçoit le bâtonnet de colle. On a représenté à la figure 11 un corps de chauffe constitué par une enveloppe cylindrique 30 partiellement arrachée sur la figure, en un matériau d'isolation thermique, par exemple, un élément chauffant cylindrique 32 étant glissé contre la paroi d'une chambre allongée 31 traversant l'enveloppe 30. L'élément 32 comprend un substrat 33 cylindrique sur la paroi intérieure duquel sont formées une ou plusieurs pistes 341, .... en un matériau électriquement résistant.
La figure 12 représente une variante du mode de réalisation de la figure 11 qui ne s'en distingue qu'en ce que la ou les pistes conductrices 34i sont formées sur la paroi extérieure du substrat 33, de manière à faciliter la réalisation de ces pistes. Dans ce cas, il est nécessaire que le substrat 33 utilisé soit de faible épaisseur (quelques dixièmes de mm par exemple) et en un matériau bon conducteur de la chaleur de manière à autoriser le rayonnement de la chaleur émise vers l'intérieur de la chambre 31.

Claims (17)

  1. Applicateur de colle thermofusible comprenant a) une chambre allongée (3';21;29;31) présentant une première extrémité (4') conformée en entrée pour un bâtonnet (5') de ladite colle thermofusible et une deuxième extrémité (6') équipée d'une buse (7') de distribution de colle fondue, b) des moyens pour pousser progressivement ledit bâtonnet dans ladite chambre et c) des moyens de chauffage électrique de la partie du bâtonnet contenue dans la chambre, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage comprennent au moins un élément chauffant (13i;13'i;13"i;22;32) constitué par une piste (15i;15'i;15"i;24;24';34i) en un matériau électriquement résistant et munie de moyens de connexion à une source d'énergie électrique, ladite piste étant formée sur une surface électriquement isolante d'un substrat (14i;23;33) agencé de manière à être en contact thermique étroit avec une masse de colle contenue dans ladite chambre (3';21;29;31).
  2. Applicateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ledit substrat (14i;22) est plan.
  3. Applicateur conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément chauffant (22) à substrat plan (23) est disposé dans une position centrale de ladite chambre (21), suivant l'axe de celle-ci (figure 9).
  4. Applicateur conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que ledit substrat (23) dudit élément chauffant (22) est taillé en pointe (27) du côté de l'entrée (21a) d'un bâtonnet de colle dans la chambre (21).
  5. Applicateur conforme à l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que chacune des deux faces du substrat (23) porte une piste en un matériau électriquement résistant (24;24').
  6. Applicateur conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément chauffant (22) à substrat plan est disposé dans une paroi latérale de la chambre (29) (figure 10).
  7. Applicateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément chauffant (32) comprend un substrat non plan (33).
  8. Applicateur conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que ledit substrat (32) est cylindrique et appliqué contre la paroi de la chambre (31).
  9. Applicateur conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité d'éléments chauffants (13i;13'i;13"i) tapissant la paroi de la chambre (3'), les faces de leurs substrats qui portent les pistes résistives (15i;15'i;15"i) étant tournées vers l'axe (X) de ladite chambre.
  10. Applicateur conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que ladite chambre (3') présente une conicité de sommet placé du côté de la buse (7') de distribution de colle.
  11. Applicateur conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que les substrats des éléments chauffants présentent chacun la forme d'un triangle allongé adapté à ladite conicité de la chambre (3').
  12. Applicateur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la piste résistive (15i;15'i;15"i;24,24';34i) portée par chaque élément chauffant est réalisée par dépôt sérigraphique d'une pâte résistive sur le substrat (14i;23;33), suivant la technologie de réalisation des circuits hybrides à couche épaisse.
  13. Applicateur conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que le matériau constituant ladite piste (15i;15'i;15"i;24,24';34i) présente un coefficient de température positif.
  14. Applicateur conforme à l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que ladite pâte comprend des métaux, des oxydes de ruthénium et/ou d'indium.
  15. Applicateur conforme à l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que ledit substrat est choisi parmi : un substrat en alumine, un substrat en tôle émaillée, un substrat en tôle inoxydable recouvert d'une couche diélectrique.
  16. Applicateur conforme à l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que ladite piste présente une résistance comprise entre 1 Ω/□ et 1000 Ω/□, pour une épaisseur de 8 à 20 µm environ.
  17. Bâtonnet (5') de colle à l'état solide, pour l'alimentation de la chambre (3') de l'applicateur conforme à l'une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisé en ce que ledit bâtonnet présente une forme cylindrique de section droite polygonale conforme à celle de l'entrée de ladite chambre (3').
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