Brevet FR2038202A1 — publié le 19710108

X 2038202 la présente invention a pour objet un procédé et un appareil pour enduire ou revêtir divers objets tels que des pièces métalliques à l'aide de matières thermodurcissables comme des résines époxy. 5 II est de pratique courante de revêtir ou enduire à l'aide de matires thermodurcissables, par exemple dans la technique de la fabrication des pièces d*appareillage électrique,des surfaces sélectées d'éléments de machines électriques en métal telles que les noyaux de stator et de rotor qu'il est nécessaire XO d'isoler électriquement à l'aide de revêtements de résines époxy. Suivant la pratique antérieure, ces éléments sont entièrement enduits sauf peut-être sur certaines surfaces périphériques externes et internes, et l'isolation excédentaire ultérieurement enlevée à partir des surfaces de montage et d'appui par des travaux 15 d'usinage. Une surface d'appui est prévue pour placer avec la précision désirable l'élément par rapport à un support avec lequel il doit être assemblé par aboutage de cette surface d'appui contre une surface de repérage correspondante du support» Outre la dépense et le "temps impliqués par les opérations 20 d'usinage, les revêtements assurant une isolation sont souvent endommagés au cours du procédé , ce qui nécessite par là même une mise au rebut des objets. Bn outre, il est difficile d'empêcher l'adhérence du revêtement aux régions des surfaces contigÊs aux bords périphériques des objets, ce qui se traduit souvent par une 2^ formation de paillettes et de copeaux de l'isolement, ce qui n'est pas satisfaisant. Un autre procédé antérieur également employé pour enduire ou revêtir des objets de ce genre consiste à recouvrir leurs surfaces qui doivent demeurer non revêtues à l'aide d'un ruban de •jQ masquage avant le processus d'enduisage. Ce procédé ne convient pas toujours quand les surfaces à masquer ont des dimensions précises ou peu étendues. C'est ainsi, par exemple, que des difficultés peuvent se présenter pour masquer la région d'une surface contiguë à un bord périphérique d'un objet en vue d'empêcher la 25 formation de paillettes et de copeaux du revêtement. De plus, ces procédés antérieurs tendent à prendre trop de temps quand ils sont appliqués aux techniques de la production en série» Par opposition à ce qui vient d'être dit, le procédé d'application d'un enduit ou revêtement en matière thermodurcissable 40 à des surfaces sélectées d*un objet consiste à chauffer celui-ci 70 10651 2 2038202 jusqu'à une température correspondant à 1*adhérence contre elles de la matière thermodurcissable, puis à monter 1*objet chauffé dans un dispositif de masquage ayant une température correspondant à la non adhérence de la matière thermodurcissable et présentant 5 une configuration permettant de serrer l'objet par ses surfaces devant demeurer non enduites en masquant ainsi ces surfaces, ensuite à plonger l'objet masqué dans un lit fluidifié ou un nuage de poudre en suspension dans l'air de la matière thermodurcissable ■pédant un laps de temps correspondant à l'adhérence d'un revêtement 10 de la matière thermodurcissable d'épaisseur prédéterminée contre les surfaces non masquées de l'objet, à dégager l'objet revêtu dû dispositif de masquage, et à soumettre à la cuisson 14objet ainsi revêtu ou enduit à une température et pendant un laps de temps correspondant à la stabilisation thermique de la matière X5 thermodurcissable du revêtement. Si l'çbjet présente un orifice ou avidement, le procédé peut comprendre en outre les opérations supplémentaires consistant à placer un organe poreux à l'intérieur de cet orifice, cet organe poreux étant conformé pour ménager un masque voisin de 20 chaque partie de l'orifice pour qu'il demeure non revêtu, les surfaces restantes de cet organe poreux étant scellées à l'aide d'une matière non poreuse, et à injecter de l'air comprimé dans cet organe poreux pendant l'immersion de l'objet masqué, l'invention prévoit également un dispositif destiné à 25 masquer un objet à enduire ou revêtir d'après le procédé que prévoit l'invention, ce dispositif comprenant un premier et un second organes de masquage présentant des surfaces de masquage correspondant aux surfaces de l'objet qui doit être masqué, un mécanisme de serrage et de dégagement auquel le premier et le second organes 30 de masquage sont fixés en vue d'un déplacement sélectif de ces organes de masquage l'un vers l'autre jusqu'à ce que l'objet soit serré entre eux, dans des conditions telles que 'les surfaces de masquage recouvrent les surfaces de cet objet ou en vue d'un mouvement à l'écart l'un de l'autre pour dégager cet objet. 35 Ainsi l'invention obiie à la nécessité de recoiu?ir à des opérations d'usinage faisant suite au processus de revêtement en réduisant par là même au miniaum l'endommagement du revêtement ou enduit et en diminuant dans une mesure significative les frais de fabrication par comparaison avec ceux des procédés antérieurs. 40 En outre, le masquage rapide et précis de régions de surface ayant 7010651 3 2038202 des dimensions précises ou petites ftonfrendues possibles, ces régions de surface ne présentant pas de masquage efficace au moyen d'un ruban masaueur. l'invention prévoit également des moyens pour inhiber 5 le revêtement ou enduisage des surfaces internes sélectées d'un orifice prévu dans l'objet à revêtir en plaçant dedans un organe poreux pourvu de surfaces adjacentes aux surfaces qui doivent demeurer non revêtues. De l'air comprimé injecté à l'intérieur de l'organe poreux s'oppose à l'adhérence de la matière thermodur-XO cissable contre les surfaces situées à l'intérieur de l'orifice ■ et qui doivent demeurer non revêtues» Un procédé et un .appareil pour revêtir ou enduire un objet ou une pièce mécanique comme le prévoit l'invention sont décrits ci-aprè» avec plus de détails, simplement à titre d'exemple X5 d'ailleurs, en regard des dessins schématiques annexés, dans lesquels:— . la fig» 1 est un schéma opérationnel mettant en évidence les diverses phases du procédé d'enduisage d'un objet comme le prévoit l'invention» 20 La fig. 2 est une vue en perspective de l'objet qu'il s'agit d'enduire ou de revêtir» la fig. 3 est une vue en perspective "éclatée" avec coupe partielle d'une partie de 1'appareil utilisé pour la mise en oeuvre de ce procédé. 25 la fig. 4 est une vue en .coupe par la ligne 4—4 en fig. 3. ' la fig. 5 est une vue en perspective d'une autre partie de cet appareil» la fig. 6 est une vue en perspective d'un objet revêtu 30 ou enduit» le. procédé pour revêtir ou enduire un objet ou une pièce est généralement indiqué dans le schéma opérationnel qui constitue la figo 1 et dans lequel l'objet non revêtu est représenté comme étant l'élément initial soumis au début du procédé, qui 35 subit ensuite plusieurs opérations pour émerger finalement sous la forme d'un objet revêtu. Pour la commodité de la description, le présent procédé est expliqué à propos de 1'enduisage d'une pièce métallique à l'aide d'une résine époxy électriquement isolante qui peut être celle fabriquée par exemple par la société 40 américaine Minnesota Mining and Hanufacturing Company et désignée 70 10651 4 2038202 sous l'appellation résine BScotchcastM n° 262, "Scotchcasf étant tme marque appartenant à cette société américaine» A titre d'exemple, la pièce métallique à revêtir est le noyau de stator 20 à structure stratifiée d'un moteur électrique. Ge ncyau de stator 5 20 comporte des surfaces de montage et d'appui 21, 22, 23 et 24 qui doivent^lemeurer non revêtues, les surfaces restantes de ce noyau de stator 20 doivent au contraire recevoir un enduit ou revêtement en résine époxy. ■ - " - ■ l'opération initiale du procédé, comme indiqué par le rec-10' tangle 10 dans la fig. 1 consiste à chauffer le noyau de stator 20 à une -température à laquelle la résine époxy en poudre adhère a :lui. la température nécessaire pour assurer tme adhérence convenable de la poudre de résine peut être comprise entre 165°0 et 230°C environ. A ces températures, la poudre de résine époxy 15 commence à fondre, en s'écoulant ainsi sur les surfaces exposées et chauffées du noyau de stator 20 et en adhérant contre elles. L'opération de chauffage que comprend le procédé peut être accomplie en pratique au moyen d'un four à circulation et à air puisé (non représenté) équipé de dispositifs de commande convenables 20 permettant d'établir et de maintenir avec la précision désirable la température interne désirée dans ce four. Quand la température désirée a été obtenue, le noyau chauffé 20 est dégagé du four, puis serré dans un dispositif de masquage désigné par le rectangle 11 dans la fig. 1. Ce dispositif desti-25 né, comme son nom l'indique, à masquer le noyau de stator 20 est représenté en détail dans la fig» 3 dans laquelle il est montré dans sa position ouverte, le noyau étant placé tout prêt à y être serré. Une vue en.section droite du dispositif de masquage fermé, dans lequel est serré le noyau de stator 20 est constitué 30 par la fig. 4. Comme le montrent~ les fig. 3 et 4, le dispositif de masquage comprend des organes masqueurs 30 et 35% une monture convenable désignée dans son ensemble par 40, et un mécanisme à transmission articulé mobile sous divers angles soumis à la charge d'un ressort 35 et agissant par franchissement de point mort pour serrer et libérer la pièce, ce mécanisme étant désigné dans son ensemble par 41 « lsorgane masquera* 35 qui est boulonné rigidement à la monture 40 comporte un épaulement 39 pratiqué dedans par usinage et contre-alésé selon un diamètre égal au diamètre externe du 40 noyau de stator 20. 70 10651 5 2038202 L'épaulement 39 sert à-placer et à centrer le noyau de stator 20 par rapport à 1*organe masqueur 35 et également à masquer la surface de support ou d'appui 22 prévue d'un. côté. L#02>-gane masqueur 35 comprend, en outre, un anneau masqueur 37 ser-5 vant à masquer la surface 24 du noyau de stator 20 placé sur la face latérale sur son bord interne. Il est désirable de masquer la surface 24 pour empêcher que le revêtement appliqué ne forme des copeaux et des paillettes au cotirs de la manutention ultérieure du noyau 20 oudes opérations d'usinage subséquentes. L'anneau 10 masqueur 37 est relié à l'organe masqueur 35 au moyen d'organes 38 formant ponts en délimitant ainsi des orifices 36 qui permettent l'accès aux surfaces du noyau de stator 20 qui doivent être revêtues de la résine époxy en poudre» L'organe masqueur 30 qui est relié flexiblement à la monture 15 40 de manière à permettre l'alignement convenable avec le noyau de stator 20 comprend un manchon externe 33 dont le diamètre interne est usiné de manière à s'adapter sur la surface périphérique externe de l'organe masqueur 35. En outre, l'organe masqueur 30 comprend un anneau masqueur 31 qui ménage la surface de masquage 20 de la surface de support ou d'appui 22 du noyau de stator 20 à l'opposé de celle qui est masquée par l'anneau 37 de l'organe 35. L'anneau masqueur 31 est relié au manchon externe 33 par un organe annulaire pourvu de trous permettant de boulcnner l'organe masqueur 30 à la monture de support 40. ¥n autre anneau masqueur 25 32 qui masque la bordure 24 du noyau 20 pour empêcher la production de copeaux et de paillettes dues à la désagrégation de l'enduit comme expliqué ci-avant est également prévu dans l'organe 30 . l'anneau masqueur 32 est relié à l'anneau masqueur 30 au moyen de trois organes 25 formant ponts. Des orifices 34 délimités 30 entre les anneaux masqueurs 31 et 32 ménagent l'accès aux surfaces du noyau .de stator 20 qui doivent être revêtues de la|résine époxy en poudre. Le noyau de stator 20 est muni de pétales en forme de 2 dont les surfaces internes 23 doivent demeurer non revêtues. Un 35 organe poreux 50 (voir la fig. 3) empêche l'adhérence de la poudre de résine époxy aux surfaces 23 d'une façon qui est plus complètement exposée ci-aprèse Dans la fig. 3 le noyau de stator 20 est représenté avant le serrage entre les organes masqueurs 30 et 35. L'actionnement 40 du mécanisme de serrage et de dégagement 41 rapproche 1*organe 70 10651 6 2038102 masqueur 30 de l'organe masqueur 35 Jusqu'à ee que le noyau de stator 20 soit serré entre eux, après quoi la déformation du mécanisme articulé maintient le noyau dans la position serrée avec un actiennement normal continu» L'organe poreux 50 est par là 5 même inséré dans l'orifice du noyau 20 défini par les surfaces 23 en amenant la surface poreuse 51 à proximité des surfaces 23. La'fig, 4 montre le support de masquage fermé, le noyau 20 y étant serré tandis que l'organe poreux 50 est placé dans l'ori— • fice délimité par les surfaces 23. Les anneaux masqueurs 31 10 32 et 37 ainsi que l'épaulement 39 masquent effectivement les surfaces 22 et 24 des deux côtés du noyau 20, ces surfaces devant demeurer non enduites» La surface périphérique externe 21 du noyau de stator 20 est protégée de la poudre de résine époxy au moyen de la cavité fermée constituée par l'anneau masqueur 15 31* le manchon externe 33 et la partie contigug de l'organe masqueur 35. L'adhérence de la poudre de résine époxy aux organes 33 est empêchée par de l'air comprimé qui est injecté à l'intérieur de l'organe poreux 50 par l'intermédiaire d'un ajutage d'admission d'air 54 et d'un raccord tabulaire 53» L'air qui s'échappe à 20 travers la surface pereuse 51 et qui heurte les surfaces 23 du noyau 20 empêche l'adhérence contre lui de la poudre de résine époxy. Des organes non poreux 52, fui scellent les côtés de l'organe poreux 50, guident l'écoulement d'air vers les surfaces 23 et pour protéger l'organe poreux de la poudre de résine époxy» 25 L'opération suivante du procédé consiste à plonger ou immerger dans un nuage de poudre de résine époxy le noyau masqué 20 convenablement serré dans le dispositif de masquage, dans des conditions telles que l'air comprimé heurte les surfaces 23 comme indiqué par le rectangle 12 dans le schéma qui constitue 30 la fig» 1» Bans la fig»J , on voit le noyau 20 serré dans le dispositif de masquage et plongé dans une cuve 60 h nuage de poudre qui comprend des chambres 63 et 64 séparées par une membrane poreuse 62, La porosité de cette membrane est telle que les parti-35 cules de poudre de résine époxy ne peuvent passer à travers elle» Un tijau d'air comprimé 65 convenablement réglé assure l'arrivée d'air comprimé à la chambre 63. L'appareil à cuve à poudre 60 est préparé en vue de la phase d'immersion du procédé en remplissant la chambre 64- à l'aide d'une quantité convenable de la poudre 40 de résine époxy et en réglant l'arrivée d'air comprimé, de manière 70 10651 7 2036202 à obliger cette poudre à former un lit fluidisé ou un nuage dense dont la surface supérieure atteint l'apparence d'un fluide bouil-- lant doucement, la pression d'air qui est comprise entre 0 et • 0,7 kg/cm à partir de l'arrivée d'air comprimé convient pour 5- disposer ainsi la poudre, le dispositif de masquage dans lequel ■ est serré le noyau 20 est saisi par la poignée 42 et plongé dans le nuage de poudre pendant un laps de temps convenant pour assurer l'adhérence d'un revêtement de résine époxy d'épaisseur prédéterminée. Ce laps de temps qui dépend de la-capacité ther— XO mique du noyau 20 et de l'épaisseur désirée du revêtement à obtenir, est typiquement compris entre une et cinq secondes, le ; dispositif de masquage va et vient à travers le nuage de poudre de résine époxy en suspension dans l'air, afinc?augmenter la circulation uniforme de la poudre autour des surfaces- exposées 15 du noyau 20 qu'il s'agit de revêtir. Etant donné que le noyau 20 a été chauffé à une température comprise entre 165° et 230°C environ et que le dispositif de masquage ainsi que l'organe poreux 50 se trouvent sensiblement à la température ambiante, la poudre de résine époxy n'adhère qu'aux surfaces exposées du 20 noyau du stator 20 pour la raison précédemment expliquée0 A la fin de 1*opération de revêtement, le noyau 20 est dégagé du dispositif de masquage et soumis à la cuisson pendant trente minutes environ à une heure à une température approximativement égale à 175°C afin de stabiliser thermiquement 1'enduit 25 • thermodurcissable comme indiqué par le rectangle 14 dans le schéma qui constitue la fig. 1. Cette phase de cuisson englobée dans le procédé peut être réalisée effectivement au moyen d'un four à air puisé en circulation du type précédemment décrit à propos de 1*opération de chauffage initiale« 30 le noyau 20 soumis au travail schématisé par les opérations indiquéeé^dans le schéma gui constitue la fig. 1 émerge du processus sous la forme de la pièce revêtue 70 que montre la fig. 6 • l'isolement 71 de cette pièce n'a revêtu que les surfaces qui étaient exposées à la poudre de résine -époxy pendant la phase d'immersion 35 du procédé. ' l'invention a été décrite à propos de 1'enduisage ou du . -revêtement d'un stator 20 comportant un orifice ou évidement central, celui-ci comportant des surfaces internes devant demeurer non revêtues. l'organe poreux 50 était prévu pour empêcher l'adhé-50 renee de la poudre de résine époxy à ces surfaces comme 70 10651 8 2038202 précédemment décrit® XI doit être entendu cependant que si 1* objet qui doit être revêtu ne comporte pas d'évidement, un élément masqueur tel que l'organe poreux 50 ne sera pas nécessaire. le dispositif de masquage peut être utilisé pour revêtir 5 successivement de nombreux noyaux 20 à condition que la température de ce dispositif et des éléments associés demeure sensiblement égale à la température ambiante afin d'empêcher l'adhérence contre eux de la poudre de résine époxy. Etant donné que la température des organes masqueurs 30 et 35 comme le montre la fig» 3 peut 10 augmenter par suite du contact avec le noyau chauffé 20 9 plusieurs dispositifs de ce genre peuvent trouver leur emploi par dotation pour revêtir des noyaux successifs, afin de permettre aux divers dispositifs de se refroidir suffisamment entre le travail» Il doit être entendu que si l'invention a été décrite 15 à propos de 1*enduisage ou revêtement d'un noyau de stator à l'aide d'une résine époxy isolante, elle est également applicable au revêtement d'objets ou pièces en d'autres matières exigeant un enduisage à l'aide de plastiques tels que le vinyle, le "Hylon* ou le "Séflon" en vue de se trouver protégés ou décorés. 20 Les modalités de mise en oeuvre du procédé et les détails de réalisation de l'appareil peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques» 70 10651 9 2038202 REVENDICATIONS 1. Procédé pour appliquer tua enduit ou revêtement de matière ' thermodurcissable à des surfaces sélectées d'un objet ou pièce, caractérisé en ce qu'on chauffe l'objet à une température corres-5 pondant à l'adhérence à lui de la matière thermodurcissable, puis on monte l'objet chauffé dans un dispositif masqueur ayant une température correspondant à la non-adhérence à lui de cette matière thermodurcissable et ayant une configuration propre à serrer cet objet par des surfaces devant demeurer non revêtues, 10 en masquant ainsi lesdites surfaces, après quoi on plonge l'objet masqué dans un lit fluidisé ou un nuage de poudre en suspension dans l'air de la matière thermodurcissable pendant un laps de temps correspondant à l'adhérence d'un revêtement de cette matière thermodurcissable selon une épaisseur prédéterminée contre les 15 surfaces non masquées de l'objet, ensuite de quoi on dégage l'objet revêtu du dispositif de masquage et on soumet cet objet revêtu à une cuisson à une température et pendant urùlaps de "temps correspondant à la stabilisation thermique de la matière de revêtement thermodurcissable» 20 2» Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'objet est métallique et la matière thermodurcissable comprend une résiné époxy, l'opération de montage consistant à introduire l'objet chauffé dans un dispositif de masquage comprenant un premier et un second organes masqueurs comportant des surfaces 25 de masquage correspondant aux surfaces de l'objet à masquer, puis on serre l'objet chauffé dans le dispositif de masquage au moyen d'un mécanisme de serrage et de dégagement auquelsant fixés ledit premier et ledit second organes masqueurs, ce mécanisme étant commandé pour assurer le serrage en rapprochant les organes masqueurs 30 l'un de l'autre jusqu'à ce que l'objet soit serré entre eux et que les surfaces masqueuses recouvrent les surfaces à masquera 3» Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'objet est pourvu d'un orifice ou évidement, le procédé comprenant l'opération consistant à placer 35 dans cet orifice un organe poreux conformé pour constituer un masque voisin de chaque partie de l'orifice pour demeurer non revêtu, les surfaces restantes de cet organe poreux étant scellées par une matière non poreuse, après quoi on injecte de l'air comprimé dans l'organe poreux pendant immersion de l'objet masqués 70 10651 10 2038202 4. Appareil de support pour masquer un objet à revêtir d'une matière thermodurcissable par le procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un premier et un second organes masqueurs pourvus de surfaces masqueuses correspondant aux surfaces à 'masquer, un mécanisme de serrage et de dégagement auquel ce premier et ce second organes masqueurs sont fixés en vue de rapprocher sélectivement les organes masqueurs jusqu'à ce que l'objet soit serré entre eux dans des conditions telles que les surfaces masqueuses recouvrent lesdites surfaces de l'objet ou de les écarter l'un de l'autre pour libérer l'objet» 5. Appareil de support suivant la revendication 4, destiné à un objet ou à une pièce pourvue d'un orifice, caractérisé en ce que cet appareil comprend un organe poreux capable d'être déplacé à l'intérieur de l'orifice et conformé pour mén&ger des surfaces voisines de la partie ou des parties de l'orifice devant demeurer non revêtues, les surfaces restantes de l'organe poreux étant scellées à l'aide d'une matière non poreuse, l'organe poreux comportant une admission d'air comprimé injecté intérieurement à lui. 6. Appareil de support suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le mécanisme de serrage et de dégagement comporte une transmission articulée mobile selon divers angles, de telle sorte que l'objet soit maintenu en position serrée sans actiormement manuel continu du mécanisme.