Brevet FR2550963A1 — publié le 19850301

La présente invention concerne une installation d'enduction électrostatique servant à réaliser le dépôt de couches superficielles sèches ou humides sur des objets métalliques ou munis d'une surface électrique5 ment conductrice et qui sont maintenus sur un dispositif de support électriquement isolé par rapport à la paroi enveloppante d'une cabine de traitement ou d'un canal de circulation et peuvent être amenés dans la zone de pulvérisation particulaire d'un pistolet de pulvérisation élec10 trostatique. Il est connu d'appliquer, à l'aide d'un pistolet électrostatique, un revêtement en poudre ou un revêtement humide, par exemple sous la forme d'une couche de peinture, sur des objets électriquement conducteurs suspendus à un dispositif d'accrochage fixe raccordé à la terre ou à une chaîne convoyeuse raccordée à la terre. Afin d'obtenir un dépôt uniforme du matériau de revêtement également sur la face des objets, qui est tournée à l'opposé du pistolet, il est extrêmement important qu'en-dehors 20 de l'obtention d'un champ électrostatique (intensité et orientation du champ) adapté de façon précise à l'objet devant être recouvert, la quantité locale du matériau de revêtement (répartition du matériau dans le nuage de dépôt) soit réglée précisément d'une manière spécifique pour 25 l'objet Cependant il est encore beaucoup plus important que la mise à la terre de l'objet ou la liaison de ce dernier à un pôle de polarité opposée par rapport au potentiel du pistolet soit parfaite et établie de façon permanente Ceci est valable notamment pour des installa30 tions d'enduction à circulation continue des objets à traiter, qo un contrôle des points de contact de mise à la terre, qui sont situés normalement dans la zone du nuage du matériau de revêtement projeté par soufflage, est compliqué ou pratiquement impossible De ce fait, au bout d'un bref intervalle de temps, on obtient des couches de dépôt d'une épaisseur conduisant,notamment dans le cas du poudrage, à des effets d'isolation même dans le cas de tensions élevées de service ou de charge, et en outre on obtient déjà lors du fonctionnement normal, en raison de champs de fuite incontrôlables et d'un guidage défectueux du matériau d'enduction ou de sa partie en excès àdes dépôts indésirables de ce matériau, qui ne peuvent être éliminés que difficilement ou moyennant la mise en oeuvre d'une dépense élevée en temps et/ou en appareillage Dans 10 tous les cas il en résulte des frais relatifs au matériau, au nettoyage et à l'entretien et qui sont dans un rapport manifestement mauvais par rapport à ce qui est utile. Tout ce qui a été dit ci-dessus est également valable lorsque les objets à recouvrir parviennent 15 en étant isolés et à l'état suspendu dans la zone de travail du pistolet électrostatique et que la mise à la terre des différents objets est réalisée au voisinage de l'objet précisément traité, comme cela est déjà pratiqué conformément à l'état de la technique. C'est pourquoi le but de la présente invention est de créer une installation d'enduction électrostatique permettant d'éviter les inconvénients décrits et de résoudre parfaitement notamment le problème de la mise à la terre fiable des objets à recouvrir Ceci doit 25 permettre d'obtenir une meilleure utilisation aussi bien d'un matériau de revêtement sec (poudre) que d'un matériau de revêtement humide (peinture) De même on doit pouvoir obtenir un revêtement plus uniforme et fournissant une couverture "sans trou", grace à un meilleur "encerclement" 30 du nuage des matériaux de revêtement au niveau de l'objet. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait l'installation est caractérisée par au moins un rideau situé à l'intérieur de la paroi enveloppante et pouvant être chargé par voie électrostatique 35 avec la même polarité que le pistolet de pulvérisation et qui s' étend au moins surunezone de surface située en arrière,en regardant à partir du pistolet de pulvérisation, de l'objet devant être recouvert, et par un dispositif d'induction qui est disposé également à l'intérieur de la paroi d'enceinte, essentiellement directement au-dessus dudit objet,et qui s'étend au moins sur la zone du contour de cet objet et est destiné à appliquer à l'objet devant être recouvert, un potentiel électrostatique qui possède une polarisation opposée à celle du potentiel 10 appliqué au pistolet de pulvérisation. D'autres caractéristiques et formes de réalisation de l'installation d'enduction électrostatique, conforme à l'invention, ressortiront de la description qui va suivre. En-dehors des améliorations déjà décrites par rapport à l'état de la technique, des avantages particuliers de l'invention résident dans le fait que grace à une configuration au moins partiellement "ouverte" des composants produisant la charge et dérivant cette dernière, il est possible de supprimer la création locale de zones qui agissent à la manière de cages de Faraday. Grâce au champ de charge possédant la même polarité également dans la"zone d'ombre" opposée à l'embouchure du pistolet derrière l'objet, le brouillard du matériau de revêtement est projeté en étant renvoyé de façon sûre sur l'objet de telle sorte que la cabine d'enduction reste propre ou peut être maintenue aisément dans un état propre Les dispositifs d'induction et d'ionisation, qui émettent le champ et peuvent être commandés de façon op30 timale par des capteurs de l'intensité de champ, permettent un fonctionnement largement automatisé et autorisent de ce fait une économie de personnel Les paramètres de travail, qui peuvent être optimisés de façon simple, permettent à de nombreux égards d'accroître le débit du ma35 tériau et par conséquent d'accroître de façon optimale la capacité de rendement de l'installation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente schématiquement une coupe transversale de l'installation d'enduction électrostatique conforme à l'invention; et la figure 2 représente une vue de des10 sus en coupe de l'installation de la figure 1, prise suivant la ligne II-II sur cette figure. Sur les figures, la référence 1 désigne la paroi d'enceinte d'un canal de circulation ou de transfert ou d'une cabine d'enduction pour l'avance con15 tinue ou pas-à-pas d'objets 2 devant être traités, métalliques ou munis d'une surface électriquement conductrice et dont la forme et les dimensions ne sont liées en aucune manière à l'exemple représenté En outre le nombre de postes de travail ou de postes d'enduction 3, représentés 20 sur la figure 2, n'a aucune importance du point de vue de l'invention Au contraire il est possible de prévoir, notamment pour un fonctionnement continu, uniquement un poste de travail 3 et au contraire, pour un fonctionnement pas-à-pas, plus de deux postes de travail 3. Sur la figure 1 on a représenté un dispositif d'entraînement 4 agencé de manière à rapprocher mécaniquement l'objet 2 devant être recouvert et comportant une tringlerie de suspension 5 dont la section inférieure 5 ', qui porte l'objet 2, est séparée électriquement, 30 par un organe isolant 6, du dispositif d'entratnement mis à la terre ainsi que la paroi enveloppante 1 du canal de circulation Pour le revêtement d'objets d'une taille assez importante, comme par exemple de carosseries d'automobiles ou de meubles en acier, le dispositif d'entral35 nement peut être également réalisé avec une protection au sol comme par exemple sous la forme d'une bande convoyeuse montée en étant isolée Un pistolet électrostatique 7 de pulvérisation du matériau d'enduction est disposé en visà-vis de l'objet 2 à traiter de telle sorte que son jet 8 peut atteindre une zone désirée et réglable de l'objet. Le pistolet 7 peut être disposé de manière à être mobile horizontalement et verticalement ainsi qu' en avant et en arrière, pour réaliser l'enduction d'objets 2, dont les dimensions dépassent celles de la zone du cône de projec10 tion 8. A l'opposé de l'objet 2 par rapport à la zone de travail du pistolet 7 se trouve disposé un rideau électrostatique 9 dont la surface s'étend au moins sur cette zone de travail On choisit avantageusement le 15 contour du rideau de manière que la face arrière de l'objet 2 soit atteinte de façon optimale par des particules du matériau de revêtement provenant du jet de pulvérisation 8 Le rideau 9 peut être prolongé dans la zone supérieure ainsi que dans la zone inférieure de l'objet de préférence dans le cas d'installations à cabines individuelles, mais également dans le cas d'installations à circulation continue ou pas-à-pas. Le rideau 9 ne peut pas être traversé par le matériau de revêtement et possède au moins, sur sa 25 face arrière, une couche électriquement conductrice à laquelle peut être appliquée un potentiel possédant la même polarité que celle du potentiel appliqué au pistolet 7 Compte tenu du fait que le pistolet 7 peut être polarisé au choix négativement ou positivement (en fonction 30 des conditions instantanées de fonctionnement ou pour une meilleure capacité de recouvrement de l'objet 2), la polarisation du rideau 9 peut par conséquent être également modifiée de façon correspondante Le fait d'appliquer la même polarisation au rideau 9 qu'au pistolet 7 35 garantit que le matériau de revêtement pulvérisé, qui est parvenu derrière l'objet à partir du jet de pulvérisation 8, ne se dépose pas sur le rideau, mais est renvoyé sur la face arrière de l'objet 2 (flèches 8 ' en pointillés) Comme cela sera expliqué plus loin, l'objet est placé à un potentiel dont la polarité est opposée à celle du pistolet 7 A des fins d'explication, on suppose ici que le potentiel du pistolet est négatif et que le potentiel de l'objet est positif. On peut appliquer au choix le potentiel 10 du rideau par l'intermédiaire d'une liaison ohmique 10 ou bien sans contact au moyen d'un dispositif d'induction à pointes 11, dont les pointes de décharge 11 ' sont tournées vers la face arrière du rideau 9 Ce dernier type d'alimentation est recommandé lorsqu'il se pose des pro15 blèmes de protection contre des contacts accidentels. Etant donné qu'en rapport avec le fonctionnement, des potentiels de différentes valeurs peuvent être appliqués au pistolet 7 et au rideau 9, il existe un dispositif correspondant (non représenté) de réglage de la tension, 20 qui est éventuellement commandé par un capteur 12. Le rideau 9 empêche efficacement que le matériau de revêtement se dépose dans la section en forme de canal 13 existant entre le rideau 9 et la paroi d'enceinte 1 La surface du rideau 9, qui est tournée vers 25 l'objet à recouvrir 2, peut être munie d'un revêtement superficiel interchangeable et électriquement isolant, sur lequel dans tous les cas des particules du matériau de revêtement, qui traversent l'espace 14 de réflexion des particules, peuvent se déposer En ce qui concerne l'application du potentiel possédant une polarité opposée à celle du pistolet 9 au rideau 9, il est prévu au besoin un dispositif d'induction 16 disposé au-dessus du point d'accrochage 15 de l'objet 2 et monté en étant au besoin séparé de la section inférieure 5 ' de la tringlerie, iso35 lée par rapport à la terre Le potentiel de polarité opposée peut être par exemple également le potentiel de la terre Le dispositif d'induction 16 ' est représenté sur la figure 1 sous la forme de moitiés ayant des formes symétriques par rapport à la section isolée 5 ' de la trin5 glerie Chacune de ces moitiés possède une partie formant enveloppe électriquement isolante 17 située en position inférieure, approximativement en forme de demi-coque et adaptée aux dimensions de l'objet à recouvrir 2 et qui est conformée de manière à recevoir, selon une disposi10 tion centrée, un revêtement électriquement conducteur 18, par exemple une bande de tôle Un inducteur à pointes 19, qui sert à charger, sans contact, les revêtements 18, est disposé en vis-à-vis de ce dernier Chaque moitié du dispositif d'induction à pointes 16 peut être mise en fonc15 tionnement seule ou peut être au choix branchée ou débranchée Les parties du dispositif d'induction 16 délivrent le champ électrostatique antagoniste pour l'objet 2, suspendu 4 u-dessous de ce dispositif et qui est métallique ou est muni d'une surface électriquement conductrice. L'intensité de champ (et la polarité) des moitiés du dispositif d'induction 16 peut être contrôlée par des capteurs 20 et être déterminée au moyen d'un dispositif de commande (non représenté). La partie formant enveloppe 17 peut être 25 constituée au choix par un matériau conducteur qui est muni d'une couche superficielle isolante, en vue de fournir une protection contre des contacts intempestifs. Le dispositif d'induction 16 peut être, du point de vue raccordement, placé également au potentiel 30 de la terre. Le dispositif d'induction à pointes 16 ou l'une ou les deux moitiés représentées symétriques de ce dispositif peuvent être réalisés sous la forme d'un dispositif fixe qui s'étend sur un ou plusieurs postes d'enduction Les tringleries de suspension 5 ' se déplacent dans une fente de séparation 21 située entre lesdites moitiés, afin d'éviter un contact avec ces dernières. Chacune des moitiés du dispositif 16 est soutenue au niveau de la paroi d'enceinte 1 du canal de circulation en étant électriquement isolée par l'intermédiaire de dispositifs de support 22 indiqués par un trait formé de tirets (non représenté sur la figure 2) Sinon chaque section inférieure 5 ' de la tringlerie de suspension 5, qui est destinée à recevoir un objet devant être recouvert 10 2,peut être munie, sur une face ou sur ses deux faces, d'une partie formant enveloppe électriquement isolante 17 qui s'étend essentiellement sur la surface en projection d'un objet individuel 2 et dans laquelle un revêtement 18 est introduit Les inducteurs à pointes 19, qui doivent 15 être disposés d'un côté ou des deux côtés de la fente de séparation 21 servant à la circulation de la tringlerie, et les capteurs 20 sont cependant reliés rigidement à la paroi 1 du canal, en étant alignés de façon appropriée sur le poste d'enduction respectif. Bien que les parties formant enveloppe 17 constituées en un matériau électriquement isolant soient chargées, en fonctionnement, à un potentiel dont la polarité est opposée à celle du jet de pulvérisation, il existe au niveau de la face inférieure de cette enve25 loppe, une très légère tendance à un dépôt du matériau de revêtement étant donné que l'objet sous-jacent 2, qui est atteint directement par le jet de pulvérisation 8, possède cette même polarité En outre les particules présentes dans le jet de pulvérisation 8 sont dirigées, d'une manière intensifiée par le rideau 9 situé sur la face arrière de l'objet 2, vers cet objet situé au potentiel de polarité opposée C'est pourquoi il existe également pour les éléments du canal ou de la cabine qui sont situés dans la partie de ce canal ou de cette cabine 35 situé au-dessus du point de suspension 15 de l'objet 2, une très faible tendance au dépôt pour les particules de revêtement Une installation d'enduction réalisée conformément à l'invention peut par conséquent fonctionner d'une façon très rationnelle aussi bien du point de vue de la consommation de matériau utile que du point de vue de la dépense d'entretien et de nettoyage. Si l'on considère sur la figure 2 que la direction de circulation des objets 2 à recouvrir s'effectue suivant la direction de la flèche A dans la moitié 10 inférieure de la figure, un objet recouvert 2 ' traverse encore, après la fin de l'opération de travail et avant ou après avoir quitté le canal d'enduction, un dispositif d'ionisation 23 qui est relié à un ou deux éléments d'ionisation à pointes 24, 24 ' et qui évacue ou neutralise une charge encore présente éventuellement à la surface de l'objet recouvert 2 ' Sinon les dispositifs d'induction 11 et 19 peuvent être également branchés en tant que dispositifs d'ionisation à l'aide de moyens de commutation (non représentés), à la fin de l'opération d'enduction, afin d'éliminer des charges résiduelles des objets recouverts 2, 2 '. A titre d'informations pratiques concernant le fonctionnement d'une installation d'enduction du type décrit, on indique que le potentiel appliqué au pis25 tolet de pulvérisation 7 est de l'ordre de grandeur compris entre 50 et 150 k V et possède de préférence une polarité négative Le potentiel du rideau 9 ou du dispositif d'induction 11, qui est contrôlé et est réglé, dans la mesure o cela est nécessaire, par les capteurs 12, est approximativement égal au potentiel du pistolet et possède la même polarité que celle de ce dernier Le potentiel appliqué aux inducteurs 19 du dispositif d'induction 16 ou à la surface des parties formant bloc 17 peut être réglé dans la gamme allant d'environ 5 à 30 k V manuelle35 ment ou sous la commande des capteurs et possède une pola- rité positive Le dispositif d'induction 16 peut être placé au potentiel de la terre La tension appliquée au pistolet 2 est préréglée à la valeur nécessaire pour une puissance de travail optimale, de même que la tension appliquée aux inducteurs 19 Des corrections nécessaires des potentiels appliques au rideau 9 et auxparties formant enveloppe peuvent être réalisées pendant le fonctionnement, sous la commande des capteurs. REVENDICATIONS 1 Installation d'enduction électrostatique servant à réaliser le dép 8 t de couches superficielles sèches ou humides sur des objets ( 2) métalliques ou munis 5 d'une surface électriquement conductrice et qui sont maintenus sur un dispositif de support ( 5 ') électriquement isolé ( 6) par rapport à la paroi enveloppante ( 1) d'une cabine de traitement ou d'un canal de circulation ( 1 ') et peuvent être amenés dans la zone ( 8) de pulvérisation particulaire d'un pistolet de pulvérisation électrostatique ( 7), caractérisée par au moins un rideau ( 9)situé à l'intérieur de la paroi d'enceinte ( 1) et pouvant être chargé par voie électrostatique avec la même polarité que le pistolet de pulvérisation ( 7) et qui s'étend au moins sur une 15 zone de surface située en arrière, en regardant à partir du pistolet de pulvérisation ( 7), de l'objet ( 2) devant être recouvert, et par un dispositif d'induction ( 16) qui est disposé également à l'intérieur de la paroi d'enceinte ( 1), essentiellement directement au-dessus dudit objet ( 2) et qui s'étend au moins sur la zone du contour de cet objet ( 2) et est destiné à appliquer à l'objet ( 2) devant être recouvert, un potentiel électrostatique qui possède une polarisation opposée à celle du potentiel appliqué au pistolet de pulvérisation ( 7). 2 Installation d'enduction électrostatique selon la revendication 1, caractéris& en ce que le rideau ( 9) pouvant être chargé contient un matériau ne pouvant pas être traversé par les particules sortant du pistolet de pulvérisation ( 7), et en ce qu'au moins la surface 30 tournée vers l'objet à recouvrir est équipée d'un matériau électriquement isolant servant de protection contre des contacts accidentels. 3 Installation d'enduction électrostatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le 35 rideau ( 9) s'étend, outre sur ladite zone de surface ar- rière, également sur au moins une partie de la surface latérale et/ou de la face supérieure et de la face inférieure de l'objet ( 2). 4 Installation d'enduction électrosta5 tique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le matériau électriquement conducteur du rideau ( 9) est placé sous tension par l'intermédiaire d'un contact ohmique ( 9 '). Installation d'enduction selon l'une 10 quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le rideau ( 9) est équipé d'un dispositif d'induction ( 11) à pointes, qui est destiné à charger le rideau ( 9) à un potentiel électrique sensiblement égal à celui du pistolet de pulvérisation ( 7). 6 Installation d'enduction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le rideau ( 9) est muni d'un capteur ( 12) qui contrôle l'intensité de champ de charge produite par le rideau. 7 Installation d'enduction électrosta20 tique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'induction ( 16), qui est présent au-dessus de l'objet ( 2)à recouvrir, comporte une partie formant enveloppe ( 17) tournée vers l'objet ( 2) à recouvrir et possédant une couche électriquement isolante disposée au moins sur la surface dirigée vers le bas,eten quel'élément formant enveloppe ( 17) est réalisé sous la forme d'un support d'un revêtement électriquement conducteur ( 18). 8 Installation d'enduction électrosta30 tique selon la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif d'induction ( 16) est subdivisé en deux moitiés symétriques par rapport au dispositif de support ( 5) et séparées suivant la direction de circulation du dispositif de support ( 5)et en ce qu'un inducteur à Pointes ( 19) est 35 associé à chacune des deux moitiés. 9 Installation d'enduction électrostatique selon la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif d'induction ( 16) comporte une partie formant enveloppe ( 17) réalisée d'un seul tenant, reliée rigide5 ment au dispositif de support ( 5 ') et comportant un revêtement électriquement conducteur d'un seul tenant ( 18) eteeme qu'un inducteur à pointe ( 19), qui réalise une charge électrostatique dudit revêtement ( 18), est disposé audessus de la partie formant enveloppe ( 17). 10 Installation d'enduction électrostatique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un dispositif d'ionisation ( 23) est disposé dans la zone terminale de la voie de déplacement (A) de l'objet devant être recouvert, à l'intérieur ou à l'extérieur de la pa15 roi d'enceinte ( 1) ou dans une position de travail isolée.