Brevet FR2413938A1 — publié le 19790803

La présente invention concerne les dispositifs électrostatiques de projection, et porte plus particulièrement sur un dispositif perfectionné destiné à projeter des fibres coupées ou des particules analogues, par des moyens-électrostatiques. Dans un dispositif de l'art antérieur destiné à projeter des fibres coupées ou des particules analogues, on établit une tension élevée à l'aide d'un générateur électrostatique qui fonctionne selon le principe du transfert de' charge, en utilisant une courroie isolante entraînée par un moteur électri- que. Ce dispositif peut être alimenté par des batteries incorporées, afin d'être portatif, mais la durée de vie des batteries est limitée, et l'invention a pour but de réaliser un dispositif électrostatique de projection perfectionné ne présentant pas l'inconvénient d'une courte durée de vie des batteries du fait d'une consommation de courant élevée, tout en demeurant portatif et en ne nécessitant pas le branchement sur le secteur. L'invention consiste en un dispositif destiné à projeter par des moyens électrostatiques des fibres coupées ou des particules analogues, dans lequel un réservoir de particules est placé en avant d'une plaque conductrice. Lorsque cette plaque conductrice est chargée à un potentiel élevé, les fibres coupées se chargent d'une manière appropriée, de façon à être attirées par un objet de polarité opposée. La source de potentiel pour la plaque comprend un cristal piézoélectrique et des moyens mécaniques qui compriment ce cristal pour le soumettre à une contrainte suffisante pour faire apparaître une différence de potentiel élevée entre les faces du cristal, d'une manière classique. La connexion électrique qui est branchée à la plaque peut comporter une diode ou tout autre redresseur. Les moyens mécaniques qui compriment le cristal comprennent de préférence un ou plusieurs leviers actionnés par une gâchette, un bouton ou une manivelle, ou un élément analogue, ce qui permet d'amplifier la force exercée. Selon une variante, le cristal peut être comprimé sous l'action d'une came tournante que l'on peut faire tourner pour exercer une force de compression sur le cristal, soit à la main, soit à l'aide d'un ressort , d'un moteur électrique, etc. Le générateur à cristal piézoélectrique utilisé est de préférence du type employé couramment dans les dispositifs antistatiques qui sont fabriqués et vendus pour être utilisés avec les électrophones ou des dispositifs analogues. Selon une caractéristique préférée de l'invention, dans un dispositif de projection de fibres coupées ou de particules analogues, la source électrostatique comporte au moins deux cristaux piézoélectriques qui sont comprimés tour à tour, et les potentiels électriques engendrés par ces cristaux sont appliqués à la plaque conductrice qui se trouve en arrière du réservoir de fibres coupées ou de particules analogues, afin de produire une tension pratiquement permanente. Dans ce but, on peut placer deux cristaux, ou davantage, le long de la trajectoire d'une came qui tourne autour d'un axe central, de façon qu'au cours de la rotation de la came, la surface active de celle-ci exerce une force tour à tour sur chaque cristal. La came peut être entraînée par un moteur électrique ou par un mécanisme à ressort que l'on peut remonter, ou bien peut être entraînée en rotation à la main. Lorsqu'on utilise deux cristaux, ou davantage, la connexion électrique entre chaque cristal et la plaque conductrice commune, placée à l'arrière du réservoir de fibres coupées ou d'autres particules, peut comporter une diode d'isolation. Dans ces conditions, la charge électrostatique peut s'écouler dans une direction entre chaque cristal et la plaque, mais ne peut pas s'écouler dans la direction inverse entre la plaque et le cristal, ou plutôt d'un cristal à l'autre. Le dispositif de projection perfectionné peut très commodément être logé dans un appareil en forme de pistolet comportant une gâchette ou un bouton sur lequel l'opérateur appuie avec l'index ou le pouce, et qui agit sur un ou plusieurs cristaux par l'intermédiaire d'un mécanisme à levier, pour produire la tension nécessaire à la charge électrostatique et à la projection des particules. Lorsqu'on utilise une matière se présentant sous la forme de particules finement divisées, on rencontre une difficulté qui tient à ce que cette matière s'agglomère lorsqu'on la laisse au repos. Dans le cas de la projection électrostatique, il est important que la matière demeure finement divisée, et ne s'agglomère pas au fond du réservoir. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la plaque conductrice comporte une face qui est inclinée par rapport à la verticale, ou bien cette plaque est montée dans le dispositif sous un angle tel que l'une de ses faces soit inclinée par rapport à la verticale. Plusieurs ailettes isolantes sont placées sur cette face de la plaque, de façon à définir sur cette face plusieurs compartiments, et la matière sous forme de particules est conservée dans ces compartiments. De cette manière, la matière sous forme de particules est répartie sur la face de la plaque qui est munie des ailettes; et en choisissant l'écartement entre les ailettes, et l'angle d'inclinaison de la plaque, ou de sa face munie d'ailettes, on peut faire en sorte que la matière sous forme de particules recouvre complètement cette face de la plaque,si on le désire, lorsque les compartiments sont remplis de matière sous forme de particules. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la plaque conductrice peut avoir une forme générale circulaire et on peut faire tourner ou on peut indexer cette plaque, ou le boîtier, ou les deux, autour d'un axe central, pendant le fonctionnement du dispositif électrostatique de pro åection, afin d'agiter les fibres coupées,ou la matière analogue sous forme de particules,qui sont en contact avec la plaque. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la plaque conductrice constitue l'extrémité plane circulaire arrière d'un réservoir cylindrique court, ou bien est située sur cette extrémité. L'extrémité plane circulaire opposée de ce réservoir est partiellement fermée par un disque annulaire qui définit une ouverture centrale par laquelle la matière sous forme de particules peut sortir du réservoir, et cette matière est conservée dans la cavité annulaire qui sépare les deux extrémités planes du réservoir cylindrique. L'intérieur de la cavité annulaire est de préférence divisé à certains intervalles par des plaques radiales, de façon que les fibres coupées ou les particules analogues soient retenues à l'intérieur des segments qui sont définis par ces plaques, au moins jusqu'à mi-hauteur. I1 est préférable de faire tourner le boltier cylindrique au cours de l'utilisation, de façon que la matière sous forme de particules soit amenée jusqu'au sommet de la cavité annulaire, et évacuée au moment où les segments de la cavité atteignent la moitié supérieure du chemin circulaire. La matière sous forme de particules tombe alors à partir de ces segments sur la face de la plaque conductrice chargée qui forme l'extrémité fermée du boltier, si bien que la matière sous forme de particules est évacuée par l'ouverture circulaire de la plaque. annulaire, à l'autre extrémité du boîtier, ou bien tombe dans les segments inférieurs du réservoir. La plaque conductrice peut commodément être distincte de l'extrémité plane circulaire arrière du réservoir cylindrique, et peut être disposée sur la surface inférieure d'une plaque circulaire plane qui forme l'extrémité du boîtier, cette dernière plaque pouvant être en un isolant électrique. On peut faire tourner le boîtier cylindrique avec un moteur électrique ou un mécanisme à ressort que l'on peut remonter. On peut également faire tourner simplement ce boîtier en le déplaçant pas à pas sur un cercle à chaque manoeuvre des moyens qui compriment le cristal piézoélectrique. Lorsque ces moyens sont constitués par une gâchette manceuvrée à la main, il est commode de prolonger l'accouplement entre la gâchette et le cristal de façon à constituer un mécanisme d'indexation qui produit un incrément de déplacement du boîtier cylindrique à chaque manoeuvre de la gâchette. I1 est possible d'utiliser au moins un second réservoir conçu de façon à pouvoir être monté à la place du réservoir considéré en premier. Le conducteur qui relie la source électrostatique à la plaque conductrice peut contenir un dispositif à conduction unidirectionnelle, de façon que la charge électrique puisse être transmise de la source à la-plaque conductrice, mais non en sens inverse. On peut utiliser un voyant lumineux, comme par exemple une lampe au néon, pour indiquer le moment où le cristal piézoélectrique qui constitue la source de potentiel électrostatique produit une charge électrique, donc pour indiquer le moment où il faut actionner à nouveau la source pour produire une autre charge. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue de côté, partiellement en coupe, d'un mode de réalisation de l'invention La figure 2 est une coupe selon la ligne X-X du mode de réalisation de la figure 1 La figure 3 est une vue en plan du disque circulaire et des divisions parallèles qui forment le réservoir de fibres coupées ou de particules La figure 4 est une coupe d'un mode de réalisation préféré du réservoir de particules; La figure 5 est une vue d'extrémité de ce réservoir; et La figure 6 représente un autre mode de réalisation de l'invention. On se reportera tout d'abord aux figures 1, 2 et 3 qui représentent un pistolet de projection de fibres coupées, qui comprend une poignée 10 s'étendant vers le bas à partir d'un boîtier 12 de forme générale cylindrique, dont l'extrémité libre est orientée de façon oblique et est fermée par une plaque d'extrémité 14. Le boîtier 12 contient un cristal piézoélectrique 16 qui est monté dans une enceinte isolante 18. Le cristal est maintenu fermement en place dans l'enceinte 18, mais peut être comprimé sous l'action d'une came 20. Cette came tourne lorsqu' on presse une poignée 22 en direction de la poignée 10. Une plaque circulaire 24 est placée à une certaine distance de la plaque 14, et est portée par une vis 26 qui part de la plaque 14. La plaque 24 et le boîtier cylindrique 28 qui est fixé à cette dernière sont en une substance isolante au point de vue électrique, et ce boîtier contient une plaque circulaire 30, conductrice de l'électricité, qui est également fixée à la vis centrale 26. Cette vis établit une connexion électrique avec le centre de la plaque conductrice 30, et est branchée dans ce but au cristal piézoélectrique par un fil isolé 32. Lorsque le cristal piézoélectrique est comprimé sous l'action de la came 20, il apparat une charge électrique qui est transmise à la plaque 30, et cette plaques décharge ensuite au fur et à mesure que la matière sous forme de particules est repoussée par rapport à la plaque , sous l'action du champ électrostatique.Une diode (non représentée) peut être interca lée dans le conducteur. Pour mieux répartir la matière sous forme de particules sur la face de la plaque 30, un certain nombre d'ailettes ou de divisions parallèles 34 sont disposées face à la plaque 30, et s'étendent sur l'ouverture circulaire du boîtier cylindrique 28. Les ailettes 34 peuvent commodément être fixées à la surface interne du boîtier cylindrique 28. Comme il apparaît plus clairement sur la figure 1, la matière sous forme de particules 36 se répartit entre les divers segments que forment les ailettes, et,en étant ainsi divisée,se trouve répartie plus uniformément sur la face de la plaque 30. Des moyens non représentés peuvent commodément être placés entre la poignée, ou levier, 22 et le boîtier 28,de manière que ce dernier vibre ou tourne légèrement chaque fois qu'on appuie sur le levier 22. Les figures 4 et 5 représentent une autre forme possible du réservoir de matière sous forme de particules. Ce réservoir comprend un tambour, désigné globalement par la référence 38, qui est muni d'une plaque arrière 40 fixée à un axe central conducteur 42. Un disque métallique 44 est fixé à l'intérieur du boîtier, et ce disque constitue la plaque conductrice qui est reliée électriquement à la source, éventuellement par l'intermédiaire d'une diode. Une plaque annulaire 46 se trouve à l'extrémité opposée du boîtier cylindrique, et l'ouverture de cette plaque constitue l'orifice de sortie pour les fibres coupées ou toute autre matière sous forme de particules. Le boîtier constitue un réservoir annulaire, ou cavité, pour les fibres coupées ou la matière sous forme de particules, représentées en 48. L'intérieur de ce réservoir est divisé par plusieurs plaques radiales 50, si bien que les fibres coupées sont contenues dans un certain nombre de segments. Sous l'effet de la rotation du boîtier cylindrique 38, les fibres coupées, ou la matière sous forme de particules, qui se trouvent dans les segments s'élèvent selon une trajectoire circulaire et sont évacuées au moment où le segment particulier considéré arrive à mi-hauteur. Les fibres coupées qui sont évacuées tombent sur la face du disque 44 qui est chargée à un potentiel élevé. Les fibres coupées acquièrent alors une charge similaire, et sont repoussées par rapport au disque, en direction d'une surface de polarité appropriée. Les fibres coupées ou la matière sous forme de particules qui ne seul pas ainsi repoussé par rapport au disque tombez à cet instant dans les segments inférieurs. Un mécanisme d'entraînement (non représenté )fait tourner le boîtier 38,soit continuellement, soit pas à pas, et lorsque le pistolet comporte un mécanisme similaire à celui des figures 1 et 2, l'entraînement du tambour, ou boîtier cylindrique, 38, peut commodément être réalisé par un accouplement qui est actionné par le levier 22. Ainsi, chaque fois qu'on presse le levier contre la poignée 10, le tambour tourne légèrement. L'avantage du réservoir en forme de tambour des figures 4 et 5 tient à ce qu'il peut être monté non seulement en position inclinée, comme le réservoir de la figure 1, mais également dans une position dans laquelle il tourne autour d'un axe aligné avec le canon du pistolet, comme il est représenté sur les figures 4 et 5. Selon un autre aspect de l'invention, lorsque le réservoir présente une forme commode, telle que celle des figures 4 et 5, grâce à laquelle la matière- sous forme de particules est maintenue de façon sûre dans le réservoir, cette matière peut être contenue dans son propre boîtier séparé, désigné globalement par la référence 52 sur la figure 6, et le disque conducteur (non représenté sur la figure 6) peut être connecté par un fil volant au reste du pistolet de projection de fibres coupées, représenté schématiquement en 54 sur la figure. Le fil volant 56 peut être isolé de façon appropriée, et il est très commode que ce fil soit conçu de façon à être enfiché dans des connecteurs appropriés sur le boîtier 52 comme sur le pistolet 54. Les connecteurs sont normalement reliés l'un à l'autre lorsque le boîtier 52-est monté sur le pistolet 54, dans les configurations décrites précédemment. Une diode (non représentée) peut être intercalée dans la connexion électrique. En faisant en sorte que le boîtier et réservoir 52 puisse être séparé du pistolet qui contient la source d'alimentation 54, on peut manoeuvrer le réservoir dans des emplacements plus réduits et moins accessibles que dans le cas où ce réservoir est solidaire du pistolet. Cette configuration permet également à l'opérateur de tenir dans une main le pistolet 54 qui contient le cristal, et de tenir dans l'autre main le réser voir, ce qui réduit la fatigue. Ce dernier aspect de l'invention ouvre d'autres possibilités. On notera qu'il peut etre nécessaire d'appliquer différentes matières sous forme de particules sur différentes surfaces, au cours d'une opération de projection, et lorsqu'on ne dispose que d'un seul réservoir pour les fibres coupées ou la matière sous forme de particules, il faut nettoyer et remplir à nouveau ce réservoir avant l'application de caque matière différente. Si l'on dispose de plusieurs réservoirs différents, contenant chacun une matière différente sous forme de particules, chaque réservoir étant Si nécessaire adapté à la matière particulière qu'il contient, on peut monter tour à tour chaque réservoir sur le pistolet, ou le relier au pistolet par un fil volant, et on peut appliquer en fonction des besoins les différentes matières sous forme de particules contenues dans les divers réservoirs. On peut utiliser un voyant lumineux (non représenté), comme une lampe au néon, branchée à la sortie de la source à cristal piézoélectrique, de manière à indiquer le moment où cette source produit une charge électrique, et le moment où elle doit être actionnée à nouveau pour produire une autre charge. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à projeter sur un objet, par des moyens électrostatiques, des fibres coupées ou une matière analogue sous forme de particules, caractérisé en ce qu'il comprend:un réservoir destiné à contenir la matière à projeter; une plaque conductrice dans le réservoir; une source de potentiel consistant en un cristal piézoélectrique ; des moyens destinés à actionner la source de potentiel ; un conducteur qui transfère la charge électrique entre la source et la plaque conductrice, afin que la matière en contact avec cette plaque soit chargée électriquement ; et une ouverture dans le réservoir par laquelle la matière chargée peut quitter le réservoir, sous l'action d'un champ électrique entre la plaque conductrice et l'objet sur lequel on effectue une projection. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens destinés à actionner la source de potentiel comprennent un mécanisme à levier qui amplifie la force appliquée, ce qui exerce une force de compression sur le cristal piézoélectrique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens destinés à actionner la source de potentiel comprennent une came qui peut tourner de façon à exercer une force de compression sur le cristal piézoélectrique. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier en forme de pistolet qui comprend une poignée, un canon et une gâchette placée de façon à pouvoir être pressée par la main qui tient la poignée. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque conductrice comprend une face qui est inclinée par rapport à la verticale; et le dispositif comporte en outre plusieurs ailettes isolantes qui sont situées sur la face inclinée de la plaque, afin de définir plusieurs compartiments sur cette face, et la matière à projeter est retenue dans les compartiments et est donc dispersée plus complètement à la surface de la plaque. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la plaque conductrice peut tourner ou être indexée pendant le fonctionnement du dispositif, pour agiter la matière à projeter. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réservoir se présente sous la forme d'un boîtier cylindrique court, et la plaque conductrice est située à une extrémité de ce boltier, tandis que son extrémité opposée comprend une ouverture que peut traverser la matière chargée. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un organe qui fait tourner le réservoir, afin d'agiter la matière qu'il contient. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on peut séparer le réservoir du reste du dispositif. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 , caractérisé en ce qu'un conducteur électrique flexible est branché entre la source de potentiel et la plaque conductrice qui se trouve à l'intérieur du réservoir.