Brevet FR2483648A1 — publié le 19811204

L'invention concerne un dispositif de commande, et plus particulièrement un dispositif de commande d'un appareil de revêtement électrostatique, destiné à maintenir un débit d'é- coulement sensiblement constant d'une matière de revêtement entre un dispositif ou une tête d'atomisation et une cible à revêtir de particules de matière de revêtement atomisées, dis- tribuées par cette tête. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est un schéma simplifié d'une installa- tion de revêtement comportant le dispositif de réglage de posi- tion selon l'invention; la figure 2 est un schéma partiellement simplifié montrant une partie de l'installation de la figure 1 et repré- sentant plus en détail le dispositif de réglage de position; et la figure 3 est un schéma partiellement simplifié d'une partie de l'installation de la figure 1, montrant plus en détail le dispositif de réglage de position. La figure 1 représente une installation automatique destinée au dépôt électrostatique sous haute tension, sur des articles 14 représentés sous la forme de caisses d'automo- biles, d'une matière de revêtement au moyen d'une tête 12 d'a- tomisation et de charge, les articles 14 étant revêtus alors qu'ils défilent, sur un transporteur 15 mis à la masse, devant la tête 12 d'atomisation et de charge. Brièvement décrite, l'installation comprend une source principale 16 d'alimenta- tion destinée à produire un courant continu sous une tension intermédiaire, par exemple 28 volts. Elle comporte également une source auxiliaire 18 d'alimentation destinée à produire du courant continu sous une ou plusieurs tensions reltaivement basses, par exemple plus ou moins 15 volts. L'installation 10 comprend en outre un panneau 20 de commande et d'indication qui affiche en continu l'état de fonc- tionnement de l'installation. Pour produire la haute tension nécessaire au dépôt électrostatique, par exemple moins 140 ki- lovolts (kV), un circuit 22 de commutation et de régulation et un transformateur 24 à haute tension sont utilisés. Le trans- formateur 24 comprend un enroulement primaire 26 et un enrou- lement secondaire 28. Un circuit redresseur et multiplicateur 30 à haute tension est relié à l'enroulement secondaire 28 du transfor- mateur 24. Les articles 14 sont maintenus au potentiel ou à une valeur proche du potentiel de l'une de deux bornes 32, 34 de sortie à haute tension. Le circuit redresseur et multi- plicateur 30 à haute tension produit, entre les bornes 32, 34, un potentiel suffisant pour que des particules atomisées de matière de revêtement, par exemple de la peinture, soient attirées vers les articles-14 et se déposent sur ces derniers. Un circuit.38 d'horloge commande le circuit 22 de com- mutation et de régulation afin qu'il applique la tension de la source 16 d'alimentation à l'enroulement primaire 26 pour pro- duire une haute tension dans l'enroulement secondaire 28. Les articles 14 sont en général transportés de manière à défiler devant le tête 12 d'atomisation et de charge sur un transporteur 15. Ainsi, les articles 14 peuvent être déplacés par rapport à la tête 12 d'atomisation et de charge et il est souhaitable de commander le potentiel entre les bornes 32, 34 de sortie de manière que, lorsque les contours des articles 14 ou leur déplacement sur le transporteur 15 tendent à concentrer le champ autour d'un point sur la cible 14, un dispositif 50 de réglage du débit d'écoulement-de la matière de revêtement tende à réduire ce débit d'écoulement vers ce point de l'arti- cle 14 afin de maintenir une épaisseur de matière de revête- ment sensiblement constante entre ce point et les zones envi- ronnantes o le champ n'est pas aussi concentré. De la même manière, lorsqu'un mouvement des articles 14 transversalement a leur direction d'avance sur le transporteur 15, ou bien lorsque les contours des articles 14, tendent à dissiper le champ autour d'un point de ces articles 14, le dispositif 50 de commande tend à accroître le débit d'écoulement de la ma- tière de revêtement, ce qui, de même que précédemment, main- tient une épaisseur de matière de revêtement sensiblement cons- tante entre ce point et les zones environnantes o le champ est plus concentré. Le dispositif 50 de commande, destiné à régler le dé- bit d'écoulement de la matière de revêtement partant de la tête 12, sera décrit plus en'détail en regard des figures 2 et 3. La figure 2 représente plus en détail le circuit redresseur et multiplicateur 30 à haute tension et les élé- ments de circuit associés. Le circuit redresseur et multiplicateur 30 à haute tension produit une haute tension négative, par exemple une tension continue de moins 140]kV. Pour produire cette haute tension, les variations de tension induites dans l'enroule- ment secondaire 28 du transformateur 24 à haute tension sont redressées et multipliées dans le circuit 30, par exemple par un facteur de six. Douze diodes redresseuses 522-544 à haute tension sont montées en série entre une borne 546 de l'enrou- lement secondaire 28 et la borne 548 à haute tension négative. Six paires de condensateurs d'emmagasinage 550, 552; 554, 556; 558,560; 562,564; 566,568; et 570, 572 sont montéesrespective- ment en série entre l'anode d'une diode 522 et l'anode d'une diode 530; entre la cathode d'une diode 524,et la cathode d'une diode 532; entre l'anode de la diode 530 et l'anode d'une diode 538; entre la cathode de la diode 532 et la cathode d'une diode 540; entre l'anode de la diode 538 et l'anode d'une diode deZener580dont la cathode est reliée à la borne 546; et entre la cathode de la diode 540 et l'autre borne 582 de l'en- roulement secondaire 28. Une résistance 584 de valeur élevée est montée en série entre la borne 548 à haute tensionnégative et la borne de sortie 32. Une résistance 586 et les bornes 588, 590 d'un dispositif 36 de mise en court-circuit sont montLées en série entre la borne 32 et la masse. Les bornes 588, 590 sont les bornes normale- ment fermées d'un relais électromagnétique. La bobine 592 de commande de ce relais est montée en série entre une borne 160 du panneau 20 de commande (figure 1) et la masse. Une diode bidirectionnelle 598 de Zener est également montée entre la borne 160 et la masse afin de protéger la bobine 592 contre toute tension excessive. Lorsque la bobine 592 est excitée, une haute tension est appliquée de la borne 548 à la borne- 32 par l'intermédiaire de la résistance 584 et du dispositif 36. Toute interruption du courant passant dans la bobine-592 ramène le dispositif 36 dans la position montrée sur la fi- gure 2 par laquelle la borne 32 de sortie est en court-circuit avec la masse par l'intermédiaire d'une résistance 586. Le circuit 30 à haute tension comprend en outre cer- tains éléments de détection. Une première borne d'une résis- tance 600 de valeur très élevée est reliée à la borne 548 et l'autre borne de la résistance 600 est reliée au montage en parallèle d'un kilovoltmètre 602 et d'une résistance 604 dé- terminant l'échelle de mesure de cet instrument. L'autre borne du montage en parallèle est la borne 398 d'un filire actif 400 montré sur la figure 3. Le montage en parallèle d'une résis- tance 606 de grande valeur et d'un condensateur 608 est con- necté entre la borne 398 et la masse. Dans le circuit compre- nant les résistances 600, 606, la valeur de la résistance du montage en parallèle du kilovoltmètre 602 et de la résistance 604 est négligeable par rapport aux valeurs des résistances 600 et 606. Par conséquent, les résistances 600 et 606 consti- tuent un diviseur de tension à résistance extrêmement élevée, monté entre la borne 548 à potentiel négatif élevé et la masse. Comme mentionné précédemment, un signal de tension, en relation directe avec la haute tension présente à la bcrne 548, est dis- ponible à la borne 398. Une première borne d'un montage en parallèle d'un mi- croampèremètre 610 et d'une résistance 612 déterminant l'é- chelle de mesure est reliée à la borne 546 de l'enroulement secondaire 28. Un montage en parallèle d'un condensateur 614 et d'une résistance 607 de détection de courant est connecté entre l'autre borne 618 du circuit à microampèremètre et résis- tance et la masse. Etant donné que la jonction du condensateur 568 à haute tension et de la diode 580 de Zener est à la masse, il apparaît que la borne 618 est maintenue à un potentiel légèrement positif (inférieur ou égal à la-tension inverse d'avalanche de la diode 580 de Zener). Etant donné que le -lm circuit du microampèremètre 618 est monté entre la borne 546 de l'enroulement secondaire 28 et la masse, le courant passant dans ce circuit est égal au courant circulant entre les bornes 32, 34 du circuit 30 à haute tension. La tension à la borne 618 est toujours directement proportionnelle au courant circu- lant entre les bornes 32, 34. La façon dont les signaux produits par ces circuits de détection sont utilisés sera à présent décrite en regard de la figure 3. Le signal représentatif du courant circulant entre les bornes 32, 34 du circuit.30 à haute tension est transmis de la borne 618 à un filtre actif tripolaire 620. Ce filtre 620 est du type Butterworth qui comprend trois résis- tances 622, 624, 626 montées en série entre la borne 618 et la borne d'entrée directe (+) d'un amplificateur 628. La borne de sortie de l'amplificateur 628 est reliée par une résistance 630 de réaction à la borne d'entrée d'inversion (-) de ce même amplificateur 628. Un condensateur 632 est monté entre la jonc- tion des résistances 622, 624 et la masse, de même qu'une diode 634 de Zener dont l'anode est reliée à la masse. Un condensa- teur 636 est monté entre la borne d'entrée directe (+) et la masse. Un condensateur 638 est monté entre la borne de sortie et la jonction des résistances 624, 626. La borne d'entrée d'inversion (-) est reliée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 640. Un circuit indicateur 642, comprenant des diodes électroluminescentes commandées par transistors, donne une indication visuelle de la présence d'un signal à la borne de sortie de l'amplificateur 628 du filtre 620. Le signal présent à la borne de sortie de l'amplifica- teur 628 du filtre 620 est un signal ne contenant pratiquement pas de composantes de courant alternatif supérieures à la fré- quence de coupure du filtre 620. Ce signal est constitué d'un courant continu et d'un signal à basse fréquence correspondant au courant circulant entre la tête 12 et la cible 14. Par con- séquent, ce signal est en relation avec le débit de transfert de la matière de revêtement de la tête 12 viers la cible 14. Il apparaît qu'un signal contenant une information concernant le débit de transfert de la matière de revêtement entre la tête 12 et la cible 14 contient également une information con- cernant la concentration ou la dissipation du champ autour d'un point, ou dans une zone, d'une cible 14 recevant la ma- tière de revêtement. Il convient à cet effet de se rappeler que l'intensité du champ à la cible 14 est interprétée par le circuit redresseur et multiplicateur 30 à haute tension et par les bornes 32,34 comme une résistance de charge variable dont la valeur correspond essentiellement à la concentration ou à la dissipation du champ à la cible 14. Plus la dissipation est grande, plus la résistance est grande et, par conséquent, plus le courant et le débit de transfert de la matière de revêtement sont faibles. Inversement, plus la concentration est grande, plus la résistance est faible et plus le courant et le débit de transfert de la matière de revêtement sont grands. Il est évident que d'autresfacteurs influent sur le cou- rant circulant entre la tête 12 et la cible 14. Cependant, en général, dans la plage des valeurs de courant utilisée par la présente invention, ces autres facteurs peuvent généralement être ignorés. La borne de sortie de l'amplificateur 628 est reliée par une résistance 648 à la borne d'entrée d'inversion (-) d'un amplificateur 648 dont la borne de sortie est reliée par une résistance 650 de réaction à la borne d'entrée d'inversion (-) de ce même amplificateur. La borne d'entrée directe (+) de l'amplificateur 648 est reliée au curseur d'un potientiomètre 652. La borne de sortie de l'amplificateur 648 est reliée par des résistances 654, 656, montées en série, à la borne d'entrée d'inversion (-) d'un amplificateur 660. La jonction des résis- tances 654, 656 est reliée à l'anode d'une diode 657 de Zener dont la cathode est reliée à la cathode d'une diode 658 de Zener ayant son anode reliée à la masse. La borne de sortie de l'amplificateur 660 est reliée par une résistance 662 de réac- tion à la borne d'entrée d'inversion (-) de ce même amplifica- teur. Cette borne d'entrée d'inversion (-) de l'amplificateur 660 est également reliée par une résistance 661 au curseur d'un potentiomètre 663. La borne d'entrée directe (+) de l'am- plificateur 660 est reliée à la masse par une résistance 664. La borne de sortie de l'amplificateur 660 est reliée par une résistance 668 à la borne d'entrée d'inversion (-) d'un amplificateur 670 dont la borne de sortie est reliée par une résistance 672 à cette même borne d'entrée d'inversion (-). La borne d'entrée directe (+) de l'amplificateur 670 est reliée à la masse par une résistance 674 montée en série. La borne de sortie de l'amplificateur 670 est également reliée à une borne 678 d'entrée de signal électrique d'un régulateur 680 à asservissement pneumatique. Le régulateur 680 comporte également une arrivée d'air 682 qui est reliée à une source d'air convenable 684. La sortie d'air du régulateur 680 est reliée à une entrée 688 d'un surpresseur 690 qui est également relié à la source d'air 684. La sortie du surpresseur 690 est reliée à une entrée 692 de signal pneumatique d'un régulateur 694 du débit d'écoulement de la matière de revêtement, com- mandé par air. La matière de revêtement provient d'une source 696 et elle traverse le régulateur 694, sous la commande du signal appliqué à l'entrée 692 de ce dernier, afin d'arriver à une sortie 698 dudit régulateur 694. La sortie 698 est reliée par un conduit convenable à la tête 12 d'atomisation. En cours de fonctionnement, le signal correspondant au courant de retour du générateur à haute tension et présent à la borne 618 est filtré dans le filtre 620 afin que l'on ob- tienne à la borne de sortie de l'amplificateur 628 un signal sensiblement continu, correspondant au débit d'écoulement de la matière de revêtement. Ce signal est comparé dans l'ampli- ficateur 648 à une tension établie sur le potentiomètre 652. Ce dernier détermine une limite pour l'amplitude des variations du débit d'écoulement admises par le dispositif de la figure 3. Les diodes 657, 658 de Zener facilitent également l'établisse- ment de débitsd'écoulement maximal et minimal de la matière de revêtement, tolérés par le dispositif de la figure 3. Il con- vient de noter que le signal présent à l'anode de la diode 657 de Zener est, dans des conditions normales de fonctionnement, en relation avec le signal de sortie de l'amplificateur 628, c'est-à-dire avec le débit réel d'écoulement de la matière de revêtement. Ce signal est additionné à un signal provenant du potentiomètre 663. En général, le signal présent à l'anode de la diode 657 de Zener est négatif. La valeur de courant continu provenant du potentiomètre 663 par l'intermédiaire de la résis- tance 661 est positive. La valeur du signal continu établie aux bornes du potentiomètre 663 peut être considérée comme corres- pondant au débit "normal" souhaité d'écoulement de la matière de revêtement de la tête 12. Il apparaît donc immédiatement que le signal positif correspondant au débit "normal" souhaité d'é- coulement de la matière de revetement et le signal négatif corres- la pondant au dà,bhit d'écoulement réel sont appliqués tous les deux, par l'intermédiaire des amplificateurs d'inversion et tampon 660, 670 à l'entrée de commande du régulateur 680 à asservisse- ment pneumatique. Il apparaît immédiatement que le signal com- biné commande donc la quantité de matière de revêtement émise par la tête 12 pour être atomisée et distribuée sur la cible 14. 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 de commande de l'écoulement d'une ma- tière de revêtement d'un appareil (12) de distribution de cette matière de revêtement vers une cible (14) à revêtir de ladite matière, caractérisé en ce qu'il comprend une source (696) de matière de revêtement, une valve (694) commandant l'écoulement de la matière de revêtement de la source vers l'appareil de distribution, cette valve comprenant une entrée (692) de commande, un élément (30) destiné à établir une diffé- rence de potentiel entre l'appareil de distribution et la ci- ble afin de créer entre eux un champ électrique et de charger ainsi, dans ce champ, des particules de matière de revêtement distribuées par ledit appareil afin que lesdites particules se déplacent sous l'effet du champ vers la cible pour 1a revê- tir, un élément (30) destiné à détecter le courant résultant de l'application sur la cible de ces particules de matière de revêtement chargées, et un élément destiné à relier l'élément de détection à l'entrée de commande afin qu'une tendance du courant à diminuer entraîne un accroissement du débit d'écou- lement de la matière de revêtement dans la valve, et qu'une tendance du courant à augmenter entraîne une diminution du débit d'écoulement de la matière de revêtement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément reliant l'élément de détection à l'entrée de commande comprend un point de sommation, le dispositif com- prenant en outre un élément (50) destiné à régler sélectivement le débit normal d'écoulement de la matière de revêtement dans la valve, un élément reliant l'élément de réglage au point de sommation. 3. Procédé de réglage de l'écoulement d'une matière de revêtement d'un appareil (12) de distribution de cette matière vers une cible (14) à revêtir de ladite matière, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une source (696) de matière de revêtement, à commander l'écoulement de la matière de revête- ment de la source à travers ledit appareil au moyen d'une valve (694) comportant une entrée (692) de commande, à établir une différence de potentiel entre l'appareil et-la cible afin de maintenir entre eux un champ électrique, à charger dans ce champ des particules de matière de revêtement distribuées par l'appareil afin que ces particules traversent le champ dudit appareil vers la cible pour revêtir cette dernière, à détecter le courant résultant de l'application sur ladite cible des particules de matière de revêtement chargées, à produire un signal correspondant au courant détecté et à appliquer le signal correspondant au courant détecté à l'en- trée de commande afin qu'une tendance du courant détecté à diminuer entraîne un accroissement de l'écoulement de la ma- tière de revêtement à travers l'appareil et qu'une tendance du courant détecté à augmenter entraîne une diminution de l'écoulement de la matière de revêtement à travers l'appareil. 4. Procédé de commande de l'écoulement d'une matière de revêtement d'un appareil (12) de distribution de cette ma- tière vers une cible (14) à revêtir de ladite matière, carac- térisé en ce qu'il consiste à détecter l'écoulement de la ma- tière de revêtement à partir dudit appareil de distribution, à produire un signal de commande en fonction de l'écoulement détecté, et à commander l'écoulement de la matière vers l'ap- pareil de distribution en fonction du signal de commande. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la commande de l'écoulement de la matière vers l'appa- reil de distribution consiste à réduire l'écoulement de la matière de revêtement vers l'appareil de distribution lorsque l'écoulement de cette matière de revêtement dudit appareil vers la cible tend à augmenter, et à accroître l'écoule- ment de la matière de revêtement vers l'appareil lorsque l'écoulement de la matière-de revêtement dudit appareil vers la cible tend à diminuer. 6. Dispositif de commande de l'écoulement d'une ma- tière de revêtement d'un appareil (12) de distribution de cette matière vers une cible (14) à revêtir de ladite matière, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments (680, 694) destinés à commander l'écoulement de la matière de revêtement vers l'appareil de distribution, un élément (30) destiné à détecter l'écoulement de la matière de revêtement dudit appareil de distribution et à produire un signal de commande en réponse à l'écoulement détecté, et un élément quL relie l'élément de détection aux éléments de commande de l"écoule- ment vers l'appareil de distribution. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément reliant l'élément de détection aux élé- ments de commande de l'écoulement vers l'appareil de distri- bution comprend des moyens (50) destinés à accroître l'écou- lement de la matière de revêtement vers l'appareil de distri- bution lorsque l'écoulement de la matière dudit appareil tend à diminuer, et des moyens (50) destinés à diminuer l'écoulement- de la matière de revêtement vers l'appareil de distribution lorsque l'écoulement de cette matière dudit appareil-tend à augmenter.