Brevet FR2316003A1 — publié le 19770128

L'invention concerne 11 application électrostatique de revetements et, notamment, l'application de poudres de revote; ment. L'invention concerne également un appareil d'application d'une matière soumise à une charge électrostatique et, notamment, un pistolet d'application électrostatique d'un rev8tement. I1 est classique d'appliquer une charge électrostatique à une matière, par exemple un liquide ou une poudre, avant de la projeter sur un objet mis à la terre. La charge électrostatique tend à faire adhérer la matière à l'objet et ce dernier peut ensuite etre soumis à un traitement tel qu'un séchage ou un chauffage, de manière à y lier la matière. Une application particulière de cette technique est la peinture et le revêtement électrostatique d'objets, à l'aide de matières synthétiques thermoplastiques ou thermodurcissables qui, après avoir été traitées à chaud,forment un rev8tement plaisant et durable sur l'objet. Un appareil classique de ce type com-prend un pistolet dirigé par un opérateur vers un objet à revenir et parcouru par un courant d'air dans lequel une matièresynthétique thermoplastique ou thermodurcissable est entratnée. te pistolet comporte un ajutage de sortie destiné à l'air--et à la matière entraînée, et un conducteur du courant électrique entourant cet ajutage et soumis à une tension élevée. Le passage de la matière entraînée par l'air à proximité du conducteur et l'air ionisé voisin de ce dernier provoquent l'application d'sune charge électrostatique à la matière entrai- née qui, du fait de la mise à la terre de l'objet à rev8tir, est attirée par ce dernier. Cependant, l'utilisation de l'appareil décrit ci-dessus soulève un certain nombre de difficultés. En effet, bien que le conducteur entoure l'ajutage, le champ qu'il produit tend à avoir pour origine le tronçon du conducteur le plus proche de objet à revêtir, alors que d'autres tronçons produisent un champ relativement plus faible. Par conséquent, la matière entrainée passant à proximité de ces autres tronçons ne se charge pàs suffisamment et il en résulte un revêtement inégal de l'objet,et/ou la matière entraînée, insuffisamment attirée par l'objet, ne peut en fait y adhérer et risque de se dissiper:ans l'atmosphère. Une autre difficulté apparaît lorsque le champ électrostatique augmente, car la matière tend à s'appliquer sur les parties de l'objet les plus proches du conducteur plutôt que sur les parties éloignées de ce dernier et, de plus, elle a peu tendance à rev8tir les zones creuses et évidées decet objet. L'invention concerne un procédé d'application d'un revêtez ment sur un objet, consistant à faire passer la matière du rev8- tement à proximité de plusieurs conducteurs reliés à une:source d'alimentation à haute tension, de manière à appliquer une char- ge électrostatique à cette matière. Chaque conducteur est relié à la source d'alimentation par une impédance destinée à s'opposer à la réduction de la charge d'un conducteur relativement éloigné d'un objet à revêtir par suite d'une réduction de la charge d'un conducteur-relativement proche de cet objet. La valeur réelle des impédances doit autre choisie en fonction des cas particuliers. Cependant, à titre d'exemple, pour une source d'alimentation pouvant appliquer une tension de 20 à 90 kV aux conducteurs et pour l'utilisation de poudres de revtement en matière synthétique thermoplastique ou thermodurcissable, il est souhaitable de mettre en oeuvre des impedances de valeur supérieure à 10 mégohms et, notamment, de 30 mégohms ou plus. Il est difficile de fixer une limite supérieure à la valeur des impédances. Cependant, pour des-raisons pratiques, la valeur de 100 mégohms peut constituer une limite. Pour des raisons de coût, chaque impédance peut comprendre un certain nombre d'impédances montées en série. Lorsque des impédances sont utilisées, la proportion de la matière de revêtement recevant une charge relativement importante est supérieure à celle recevant une charge relativement faible, contrairement à ce qui se produit en l'absence d'impé- dances,car, alors > la proportion de matière relativement peu chargée est supérieure à celle de la matière recevant une charge relativement élevée. De plus, les champs produits par les conducteurs ont une tendue supérieure à celle produite par un seul conducteur et à cell produite par plusieurs conducteurs en l'absence d'impédances. L'invention concerne un pistolet d'application d'une ma tière de revetement, comprenant plusieurs conducteurs reliés à une source d'alimentation à haute tension, de manière à appliquer une charge électrostatique à la matière de revetement. Chaque conducteur est associé à une impédance qui, lorsqu' elle est reliée à la source d'alimentation, est destinée à s'opposer à la réduction de la charge d'un conducteur relativement éloigné d'un objet à rev8tir par suite d'une réduction de la charge d'un conducteur relativement proche de cet objet. Il est particulièrement avantageux que la matière de revêtement passe à proximité des conducteurs. te pistolet comporte donc un dispositif destiné à répondre à ce besoin. Cependant, certaines matières de revêtement acceptant plus facilement une charge électrostatique que d'autres matières, il est avantageux de disposer un élément sur la trajectoire suivie par la matière de revetement, de manière à rapprocher des conducteurs, facultativement et au maximum, une plus ou moins grande partie de cette matière. L'invention concerne également un procédé d'application d'un rev8tement sur un objet, consistant à faire passer une matière de revêtement à proximité d'au moins un conducteur relié à une source d'alimentation à haute tension, de manière à appliquer une charge Slectrostatique à cette matière, et à diminuer périodiquement ladite charge du conducteur, de manière à faire varier périodiquement la charge électrostatique appliquée à la matière. L'invention concerne donc un appareil d'application d'une matière de revêtement comprenant au moins un conducteur relié à une source d'alimentation à haute tension, un dispositif destiné à faire passer la maitière de revêtement à proximité du conduc teur de manière à appliquer une charge électrostatique à la ma terre, et un dispositif destiné à dimi ment la charge dudit conducteur afin de faire varier périodiquement la charge électrostatique appliquée à la matière. L'appareil selon l'invention est donc conçu pour réduire la tendance à l'application du revêtement sur les parties d'un objet voisines du conducteur, plutôt que sur les parties de cet objet éloignées du conducteur et, notamment, les zones en creux et les évidenents. La périodicité de la variation de charge et l'amplitude de la diminution de cette dernière peuvent être avantageusement réglées pour convenir aux différents cas. En général, il est apparu qu'une périodicité de la réduction de charge comprise entre 10 et 100 fois par minute et, de préférence, entre 15 et 25 fois par minute, est avantageuse. De plus, une interruption complète du circuit à haute tension est avantageuse, mas la capacité de ce circuit empoche générale- ment la charge de s'annuler. L'invention concerne également un dispositif de dosage et de distribution une poudre, destiné à un appareil d'applica- tion d'une poudre électrostatiçue, et comprenant un réservoir à poudre, un rotor tournant dans le fond du réservoir, et un orifice d'arrivée dans situé à proximité du rotor et par lequel l'air est aspiré de manière à se mélanger avec la poudre pendant que le rotor tourne pour refouler du réservoir le mélange de poudre et d'air. Il est avantageux que la poudre provenant du réservoir n'atteigne le rotor qu'en un point éloigné de l'orifice d'arrivée d'air. Le rotor comprend avantageusement plusieurs pales. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d t exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective de l'appareil de revêtement électrostatique selon l'invention; 'a figue est une vJue en bout partielle de l'appareil la figure 3 est une coupe transverale partielle de l'appareil de @@@@@@@@@@; la figure 4 est une coupe partielle suivant la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une coupe axiale partielle d'un élément de l'appareil de la figure 1; la figure 6 est une vue en perspective partielle d'un élément de l'appareil de la figure 1; et la figure 7 est un schéma du circuit électrique de l'appareil de la figure 1. L'appareil selon l'invention comprend un carter 1 qui comporte un magasin 2 de poudre surmonté d'un couverele 3, et un support 4 sur lequel sont fixés un anneau 6 et un crochet 7. Un interrupteur principal 8 de secteur, un fusible 9, un voyant lumineux 11 qui s'allume lorsque l'appareil est en marche, deux sélecteurs rotatifs 12 et 13 à plusieurs positions et une borne 14 sont fixés au carter de l'appareil. Le crochet 7 supporte un pistolet 15 relié au carter par un tuyau 16 et des premier et second câbles 17 et 18. Le carter renferme un premier moteur 22 qui commande une soufflante 19 à l'aide d'une courroie 21 > et un second moteur 23 qui commande un arbre 26 par l'intermédiaire d'une botte 24 de vitesse. Un bottier 27, placé dans le carter, renSeSme certains composants électriques. Le magasin 2 comprend un bac 28 et une goulotte 29 qui conduit la poudre sur un premier ceté d'un dispositif de dosage comprenant un rotor 31 que l'arbre 26 fait tourner dans un cylindre 32 qui supporte le magasin 2 et dont la partie supérieure est ouverte et le fond fermé. Le fond de ce cylindre 32 présente cependant un orifice 33 de sortie qui, comme représenté, est situé sur le c8té de ce cylindre opposé à celui par lequel la goulotte 29 introduit la poudre. Le rotor 31 comprend un anneau 34 qui est fendu de manière à présenter un bord 36 qui gratte et élimine la poudre tendant à s'agglomérer contre la paroi du cylindre 32. Le rotor comporte également un certain nombre de pales 37. Les effets accumulés de ces pales 37, de l'anneau 34 et Les effets accumulés de ces pales 37, de l' Les effets accumulés de ces pales 37, de l' 1' de la position de la goulotte 29-permettent au roto- :--dir-iger des quantités dosées de poudre vers l'orifice 33 de sortie. Ces quantités dépendent du volume délimité entre les pales~37 et l'anneau 34, et de la vitesse à laquelle l'arbre 36 fait tourner le rotor 31. La soufflante 19 présente un orifice 41 d'arrivée et un orifice 42 de sortie. L'orifice 41 d'arrivée est relié à ltori- fice 33 de sortie du cylindre 32, de manière à aspirer l'air par le magasin 2 et le cylindre 32 afin que la poudre soit entraînée et ensuite fluidisée. L'orifice ou tuyau 42 de sortie de la soufflante traverse le carter 1 et est relié au tuyau 16 par un raccord élastique (non représenté). Par conséquent, à l'utilisation, la poudre fluidisée est refoulée vers le pistolet lorsque la soufflante 19 et le rotor 31- tournent. Be pistolet comporte une détente 51 qui, à l'aide du crible 17, commande le déclenchement ou l'arrêt de certaines opérations, comme décrit ci-après. Le câble 18 alimente le pistolet en énergie à haute tension. Be pistolet présente un alésage 52 aboutissant à un orifice 53 de sortie. Un écran 54 est vissé ou autrement fixé sur une extrémité 56 du pistolet, de manière à pouvoir etre déplacé axialement par rapport à ce dernier et à plusieurs conducteurs 57. Ces derniers sont reliés par des impédances 58 et des fils conducteurs 59 au câble 18. L'écran 54 porte un déflecteur coni- que 61 qui est vissé ou autrement fixé sur un axe 62, de manière à pouvoir se déplacer axialement. Lorsque pistolet est mis en oeuvre, l'air et la poudre sortent par ltorifice 53. Le réglage de la position de l'écran 54 et du déflecteur 61 permet de déterminer la largeur de la projection de poudre et la distance sur laquelle cette poudre passe à proximité des conducteurs 57. Be circuit électrique de l'appareil selon l'invention sera à-présert décrit en regard de la figure 7. La figure 7 représente des bornes A et N reliées au secteur, l'interrupteur principal 8 (qui est un interrupteur bipo retire à une direction), le fusible 9 et le voyant lumineux 11. La figure 7 représente également un transformateur abais -seur 71 associé au commutateur 12 qui peut entre relié sélecti veinent à des bornes a - f (la borne a étant la borne d'arrêt et les- bornes b à f correspondant à des prises pour différentes tensions du transformateur) te circuit comprend également un interrupteur 70 commandé par la détente 51 du pistolet, un relais 72 comportant deux interrupteurs 73 et 74, un redresseur 76, le moteur 23 (qui est du type à courant continu) de commande de l'arbre 26, le moteur 22 de commande de la soufflante 19, le commutateur 13 pouvant être relié sélectivement à des bornes g - l (la borne g étant une borne d'arrêt et les bornes h - i correspondant à différentes résistances reliées à un transformateur à haute tension), et un multiplicateur 78 en cascade dont la borne de sortie est reliée au câble 18. ta figure 7 représente également une connexion de mise à la terre à laquelle la borne 14 est reliée. Des condensateurs 79 et 81 assument la fonction de dispositifs de protection du circuit et du personnel. La préparation de l'appareil consiste à verser de la poudre dans le magasin 2 et à relier les bornes A et N au secteur. La mise en oeuvre de l'appareil s'effectue alors de la manière suivante. Les commutateurs 12 et 13 sont placés dans des positions autres que la position d'arrtt. L'interrupteur principal 8 est fermé de manière' à mettre partiellement sous tension l'appareil. Une manoeuvre de la détente 51 provoque la fermeture de l'interrupteur 70 qui met sous tension le relais 72 dont les interrupteurs 73 et 74 se ferment. h'interrupteur 74 met en marche le moteur 22, alors que l'interrupteur 73 fait tourner le moteur 23 à une vitesse qui dépend de la position du commutateur 12. La poudre est donc dirigée vers le pistolet 15. La fermeture de l'interrupte1,^ 4 provoque salement la mise sous tension du transformateur 7 tension est communiquée par le multiplicateur 78 @@@@@@@@@@@@@ câble 18 et, par l'intermédiaire des impédances 58, aux conducteurs 57. Le choix de la position du commutateur 13 détermine la tension appliquée aux conducteurs 57. Une pie ce 101 à revêtir est reliée à la borne 14. Lorsque la poudre passe à-prpximité immédiate des conducteurs 57, elle se charge de manière à Aetre attirée par l'objet 101. De plus, si l'un quelconque des conducteurs 57 se rapproche de la pièce 101 suffisamment pour que son champ diminue, la présence des impédances 58 empêche le champ des autres conducteurs 57 de diminuer et le champ est maintenu dans sa totalité et plus répandu qu'en l'absence des impédances 58 ou que dans le cas de l'utilisation d'un conducteur unique. Un interrupteur peut entre monté sur le câble 18, de maniè- re à provoquer des pulsations de haute tension et à interrompre le courant passant dans ce elle. A cet effet, une came, entraî- nee par un moteur, peut commander cet interrupteur. L'appareil de revêtement électrostatique selon l'invention fonctionne de manière satisfaisante et convient au revêtement d'objets par diverses poudres, par exemple rar des résines époxy et des polythènes L'appareil permet également une application excellente des poudres de "Nylon" qui sont en général difficiles à appliquer. Dans ce cas, il est avantgeux que les conducteurs 57 soient chargés positivement. le magasin peut présenter des trous 91 permettant à l'air de pénétrer et d'entraîner la poudre. L'appareil selon 1 'inven- tion convient également à l'application d'autres matières que celles mentionnées ci-dessus, par exemple de talc, de cerami- que, d- peinture ou de toute autre matière pulvérulente ou en gouttelettes. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et réprésenté sans sortir du cadre de l'invention. RERZNDICATIONS 1. Procédé d'application d'un revêtement sur un objet, caractérisé en ce qutil consiste à faire passer une matière de revêtement à proximité de plusieurs conducteurs reliés à une source d'énergie à haute tension, de manière à appliquer une charge électrostatique à cette matière, chaque conducteur étant relié à la source par une impédance destinée à s'opposer à la réduction de la charge d'un conducteur relativement éloigné de l'objet à revêtir par suite d'une diminution de la charge d'un conducteur relativement proche de cet- objet. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source délivre'une tension comprise entre 20 et 90 kv, la valeur des impédances étant de 10 mégohms ou plus. 3. Pistolet d'application d'une matière de revetement, egractérisé en ce qutil comporte plusieurs conducteurs reliés à une source d'énergie à haute tension, de manière à appliquer une charge électrostatique à la matière, une impédance étant associée à chaque conducteur de manière que, lorsque ce dernier est relié à la source, elle résiste à toute diminution de la charge d'un conducteur relativement éloigné de l'objet à revêtir par suite d'une diminution de la charge d'un conducteur relativement proche de cet objet. 4. Pistolet selon la revendication 3, caractérisé en ce que la valeur des impédances est de 20 mégohms ou plus. 5. Pistolet selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte une bague qui entoure la matière à sa sortie du pistolet et qui peut se déplacer sur le pistolet de manière à modifier la dispersion de la matière à sa sortie du pistolet. 6. Pistolet selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un déflecteur placé sur la trajectoire de la matière sortant du pistolet et mobile par rapport à ce dernier, de manière à faire varier la dispersion de la matière à la sortie du pistolet. 7. Procédé de revêtement d'un objet, caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer une matière de revêtement à proxi mité d'au moins un conducteur relié à une source d'énergie haute tension, de manière à appliquer une charge électrostati- que à cette matière, le procédé consistant également à séduire périodiquement ladite charge du ou des conducteurs, de manière à faire varier périodiquement la charge électrostatique appliquée à la matière. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la périodicité de la réduction de la charge est de 0,10 à 100 fois par minute. 9. Appareil d'application d'une matière de revêtement, caractérisé en ce qu'il comporté au moins un conducteur relié à une source d'énergie à haute tension, un dispositif destiné à faire passer la matière de revêtement à proximité du conducteur de manière à appliquer une charge électrostatique à cette matière, et un dispositif destiné à réduire périodiquement ladite charge du ou des conducteurs de manière à faire varier périodiquement la charge électrostatique appliquée à la matière. 10. Dispositif de dosage et de distribution de poudre, destiné à un appareil d'npplication électrostatique d'une poudre, ce dispositif étant caractérisé en ce qu?il comprend un réservoir de poudre, un rotor tournant à proximité du fond du réservoir, et un orifice d'arrivée d'air situé à proximité du rotor et par lequel de l'air est aspiré pour se mélanger avec la poudre pendant que le rotor tourne, de manière-que le mélange de poudre et d'air soit aspiré du réservoir. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le réservoir est conçu pour ne diriger la poudre vers le rotor qu'en un point éloigné de l'orifice arrivée d'air. 12. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que le rotor comprend plusieurs pales.