Brevet FR2572662A1 — publié le 19860509

L'invention concerne un procédé pour le revêtement automatique d'objets par pulvérisation électrostatique. En outre, l'invention concerne un appareil pour le revêtement automatique d'objets par pulvérisation électro- statique. Lors du revêtement d'objets par pulvérisation électrostatique avec une peinture conductrice de l'électri- cité comme, par exemple la peinture à l'eau, un problème est que la haute tension appliquée à des électrodes ou à d'autres parties du pulvérisateur et qui sert à la charge électrostatique de la peinture est déchargée, en passant par la peinture conductrice de l'électricité, sur des par- ties reliées à la terre qui sont disposées en amont du pul- vérisateur et lui amènent la peinture. Les récipients à peinture des appareils connus sont reliés à la terre et sont très grands, car ils alimentent en peinture de multi- ples pulvérisateurs de sorte qu'ils constitueraient des dispositifs dangereux à haute tension si on les reliait à la même haute tension que les parties du pulvérisateur qui servent à charger la peinture. Mais d'autre part, il ne faut pas qu'il se produise de décharges disruptives entre aucunes parties de l'installation par suite de la haute tension, de sorte que pour cette raison, toutes les parties doivent au- tant que possible avoir le même potentiel électrique. Un autre problème est que lorsqu'on passe d'une peinture d'une couleur à une autre peinture d'une autre couleur, les par- ties intéressées de l'installation doivent, en peu de temps, être nettoyées soigneusement des restes de la peinture uti- lisée précédemment, afin que ces restes ne faussent pas la nouvelle peinture à utiliser. Les procédés et appareils con- nus, avec lesquels on peut aussi pulvériser des peintures conductrices de l'électricité, sont de très grand volume et un changement d'une couleur de peinture à une autre exige, si l'on veut l'exécuter en un temps suffisamment court, une très grande dépense d'appareillage. Dans le cas de grandes installations de peinturage à plusieurs pulvérisateurs, par exemple pour le peinturage de carrosseries d'automobile, les appareils connus ne conviennent, étant donné les problèmes indiqués ci-dessus, qu'au revêtement avec une couleur de peinture constante, donc à une couche de peinture uniforme. Pour l'application de couches de peinture de recouvrement formées de peinture conductrice de l'électricité, il faut, selon l'installation, prévoir de cinq à vingt-cinq couleurs de peinture alternativement. La DE-OS 29 00 660 montre un appareil pour le re- vêtement automatique d'objets avec de la peinture conduc- trice de l'électricité, dans lequel un récipient de remplis- sage est déplacé alternativement en va-et-vient entre un système d'alimentation en peinture et un récipient intermé- diaire, reçoit, dans une position, de la peinture du sys- tème d'alimentation et en est séparé dans l'autre position et déverse la peinture dans le récipient intermédiaire. En outre, le brevet DE 29 37 890 montre un appa- reil dans lequel on amène la peinture goutte à goutte à un récipient intermédiaire qui alimente en peinture un pulvé- risateur, les espacements entre les différentes gouttelettes de peinture empêchant une décharge disruptive des parois du récipient au tuyau d'amenée de peinture. La tension néces- saire pour charger la peinture venant du pulvérisateur est très élevée et représente jusqu'à 140 000 V. Pour cette raison, le diamètre du récipient intermédiaire de cet appa- reil connu doit être d'au moins 500 mm. De la page 26 de la DE-OS 29 00 660 citée en premier, il résulte que le réci- pient intermédiaire peut avoir une capacité de 100 litres, donc que les récipients intermédiaires des appareils connus sont très grands. On peut éviter de dévier la haute tension de la peinture sur des parties d'appareil situées en amont du pul- vérisateur, si, selon d'autres appareils connus, la charge électrostatique de la peinture est appliquée non pas par des parties du pulvérisateur, mais par des électrodes installées en aval du pulvérisateur, séparément de celui-ci. Toutefois, cela a un grand inconvénient, à savoir que dans cette espèce connue, l'économie de la transformation de la peinture est inférieure à celle des procédés cités en premier, avec char- ge directe de la peinture dans ou sur le pulvérisateur. L'invention vise à créer un procédé et un appareil avec lesquels on puisse utiliser des peintures conductrices de l'électricité en de multiples couleurs, alternativement et avec une grande économie. A cet effet, il faut qu'il soit possible de charger électrostatiquement la peinture conductrice par des éléments du pulvérisateur et de nettoyer soigneusement l'appareil des restes de la peinture utilisée précédemment, lors du passage d'une couleur de peinture à une autre, avec des moyens d'appareillage réduits et en un temps réduit. Cela doit être possible indépendamment du fait que le pulvérisateur soit un pulvérisateur à air (pulvérisa- tion de la peinture par l'air), un pulvérisateur sans air, une cloche de pulvérisation ou une autre sorte quelconque de pulvérisateur. Ce problème est résolu, selon l'invention, d'une part, par un procédé dans lequel, tout d'abord, sous la dé- pendance de la quantité de peinture qui est nécessaire au revêtement d'une unité d'objet pendant un processus de re- vêtement, on introduit dans un récipient intermédiaire une portion de peinture correspondant exactement à cette quan- tité et ensuite, on revêt de cette portion de peinture l'unité d'objet, une unité étant formée d'un ou plusieurs objets à revêtir. Le problème est aussi résolu par un appareil dans lequel est prévu un dispositif de proportionnement muni d'un récipient intermédiaire et qui, sous la dépendance de la quantité de peinture qui est nécessaire au revêtement d'une unité d'objet pendant un processus de revêtement, introduit dans le récipient intermédiaire une portion de peinture cor- respondant exactement à cette quantité, avant que cette portion de peinture ne soit amenée ensuite à un pulvérisa- teur raccordé au récipient intermédiaire, une unité étant formée d'un ou plusieurs objets à revêtir. D'autres particularités de l'invention sont expli- quées ci-après. Grâce à l'invention, on peut pulvériser économique- ment des peintures conductrices de l'électricité qui sont chargées électrostatiquement à une haute tension par des éléments du pulvérisateur. En outre, avec une petite dépen- se d'appareillage, il est possible en un temps court, de l'ordre de 10 à 20 secondes, de nettoyer soigneusement l'appareil des restes d'une couleur de peinture utilisée, avant de pulvériser une autre couleur de peinture conduc- trice de l'électricité. Plusieurs modes d'exécution de l'invention sont décrits ci-après à titre d'exemples à propos des dessins dans lesquels: la figure 1 montre schématiquement un appareil selon l'invention; la figure 2 montre schématiquement un autre mode d'exécution d'appareil selon l'invention, et la figure 3 montre une coupe d'un récipient in- termédiaire de l'appareil de la figure 2, suivant le plan III-III. L'appareil représenté par la figure 1, servant à revêtir automatiquement par pulvérisation électrostatique des objets de différentes peintures conductrices de i'élec- tricité comporte un changeur de couleur 2, un dispositif doseur placé à la suite sous la forme d'un instrument de mesure de débit 4 qui, par son tuyau de sortie 6, est rac- cordé, par une valve d'arrêt 8, à une tête de remplissage et passe à travers celle-ci. A travers la tête de rem- plissage 10 passent en outre un tuyau à liquide de rinçage 12 et un tuyau à air de rinçage 14, par l'intermédiaire de valves d'arrêt 16 et 18. Immédiatement-en amont de la valve d'arrêt 8 se détache, du tuyau de sortie 6, un tuyau de branchement 20 muni d'une valve d'arrêt 22 pour le passage de fluide de rinçage. Le changeur de couleur 2 est muni de multiples raccordements 24 de différentes sources de pein- ture. La tête de remplissage 10 est portée par un dis- positif de pivotement 26 par lequel elle peut être amenée, de la position de séparation, indiquée en trait plein, à une position de remplissage, indiquée en tireté, dans la- quelle il ferme de façon étanche à la pression un récipient intermédiaire 28. Le réglage de la tête de remplissage 10 est assuré par un dispositif de réglage 30 qui est raccor- dé à un ordinateur 31. Dans la position de séparation, la tête de remplissage 10 est si espacée du récipient inter- médiaire 28 qu'une charge disruptive du récipient intermé- diaire 28 à la tête de remplissage 10 est évitée même lorsqu'on relie le récipient intermédiaire 28 à une haute tension et la tête de remplissage 10 au potentiel de terre. Ainsi, la distance de la tête de remplissage 10, dans sa position de séparation, au récipient intermédiaire 28, forme un parcours d'amenée de peinture non conducteur de l'électri- cité. Un tuyau de liaison 32 comprend un dispositif transporteur 34 et une valve d'arrêt 36 et relie le point le plus bas 38 du récipient intermédiaire 28 à un pulvéri- sateur 40. Le pulvérisateur 40 peut être un pulvérisateur à air, un pulvérisateur sans air, une cloche de pulvérisation ou toute autre espèce connue de pulvérisateur. Le dispositif transporteur est, dans cet exemple, une pompe à engrenages 34. En parallèle à celle-ci est branchée une dérivation 42 munie d'une valve d'arrêt 44. Immédiatement en amont de la valve d'arrêt 36 se détache, du tuyau de liaison 32, un tuyau de branchement 46 muni d'une valve d'arrêt 48. La pompe à engrenages 34 est entraînée, par l'intermédiaire d'un arbre en matière électriquement isolante, par un moteur, de préférence un moteur pas-à-pas 52. Le pulvérisateur 40 com- porte un générateur de haute tension 54 qui est relié à une source de basse tension 56 et amène de la haute tension à une électrode 58 pour la charge électrostatique de la pein- ture à pulvériser. L'électrode 58 peut être formée par un embout ou une autre partie du pulvérisateur 40. Quand le générateur de haute tension 54 est branché, il se produit, par l'intermédiaire de l'électrode 58, une charge électro- statique dans le tuyau de liaison 32 jusqu'au récipient intermédiaire 28. Par suite, toutes les parties intéressées sont aussi raccordées, par l'intermédiaire de lignes électri- ques, à la même tension du générateur de haute tension, pour éviter des différences de tension. Toutes les autres parties de l'appareil, qui sont encadrées sur le dessin par un trait mixte, sont reliées au potentiel de terre. Par suite, la tête de remplissage 10 ne peut être amenée de la position de séparation représentée en trait plein à la position de remplissage représentée en tireté que lorsque le processus de peinturage est terminé et que l'on peut débrancher le générateur de haute tension 54. La commande et le réglage des parties représentées est assurée par le dispositif de réglage 30, sous la dépendance d'un programme de l'ordi- nateur 31. Au récipient intermédiaire 28 est raccordé, par l'intermédiaire du tuyau de liaison 32 muni de la pompe à engrenages 34, un seul pulvérisateur 40. Au récipient in- termédiaire est chaque fois amené seulement la portion exacte de peinture dont le pulvérisateur 40 a besoin pour revêtir une seule unité d'objet. La quantité d'une portion de peinture ne comporte dans ce cas que quelques 100 cm3. Une "unité d'objet" peut être un seul objet, par exemple une carrosserie d'automobile, ou un nombre déterminé d'ob- jets, par exemple des garde-boue d'automobile. Une "portion de peinture" est exactement la quantité de peinture qui est nécessaire pour revêtir une seule "uité d'objet". Dans l'ordinateur 31 sont mémorisées de multiples "portions de peinture" qui sont nécessaires pour différentes "unités d'objets". L'appareil comporte des moyens de reconnaissance de particularités caractéristiques des "unités d'objet" et appelle chaque fois de l'ordinateur 31, en fonction de l'unité d'objet, une "portion de peinture" déterminée. En outre, on peut aussi régler manuellement sur l'ordinateur 31 une "portion de peinture" désirée. Exemple: dans le cas de dix couleurs différentes et de vingt unités d'objet différentes, il faut que deux cents valeurs de portion de peinture soient mémorisées dans la mémoire de l'ordinateur. Il est important que la portion de peinture appelée de la mémoire corresponde exactement à la quantité nécessaire pendant un processus de revêtement, ni plus ni moins. Ci-après, on décrit le procédé mis en oeuvre par l'appareil. Pendant le processus de peinturage, le générateur de haute tension 54 est branché et le pulvérisateur 40, la pompe à engrenages 34 et le récipient intermédiaire 28 sont reliés à la même haute tension. La pompe à engrenages 34 est entraînée par le moteur pas-à-pas 52. Pendant un changement de couleur - passage d'une peinture d'une couleur à une autre peinture d'une autre couleur - le générateur de haute tension 54 est débranché et la tête de remplissage 10 est posée de façon étanche à la pression sur le récipient intermédiaire 28 par un dispo- sitif de positionnement, de préférence un vérin pneumatique , du fait qu'elle est amenée de la position de séparation indiquée en trait plein dans la figure 1 à la position de remplissage indiquée en tireté. Par l'intermédiaire des tuyaux de rinçage 12 et 14 et de leurs valves 16 et 18, de l'eau de rinçage et de l'air de rinçage sont amenés dans le récipient intermédiaire 28 et ainsi, les parois inté- rieures de celui-ci sont nettoyées. La tête de remplissage doit être fixée de manière si étanche sur le récipient intermédiaire 28 qu'une certaine pression d'agent de rinçage puisse se constituer dans le récipient intermédiaire et que, la valve de dérivation 44 étant ouverte et la pompe à engre- nages 34 étant en marche, l'agent de rinçage puisse être- amené, par la pompe et par la valve de dérivation 44, au pulvérisateur 40 et/ou au tuyau de branchement 46. Les val- ves 36 et 48 peuvent s'ouvrir et se fermer simultanément ou alternativement. Après le rinçage, les valves 16, 18 et 48 se ferment et la valve d'arrêt 8 s'ouvre de sorte que, par l'intermédiaire du dispositif doseur 4 et de la tête de remplissage 10, une quantité choisie à l'avance et donc prédéterminée (portion) d'une peinture déterminée afflue au récipient intermédiaire 28. Le dispositif de réglage 30 ferme la valve d'arrêt 8 aussitôt que le dispositif doseur a fourni au dispositif de réglage 30 un signal correspon- dant. Après l'introduction de la quantité de peinture dosée dans le récipient intermédiaire 28, la tête de rem- plissage 10 se soulève de ce récipient 28 et est amenée à la position de séparation, indiquée en trait plein. Alors, le prochain processus de peinturage peut commencer. Pendant ce prochain processus de peinturage, le changeur de couleur est rincé avec de l'air et/ou du liquide et préparé à la prochaine couleur de peinture. En même temps, le dispositif doseur 4 est rincé par l'intermédiaire de la valve 22 et ainsi nettoyé. L'appareil selon la figure 2, pour le revêtement électrostatique automatique avec différentes peintures con- ductrices de l'électricité, comporte, successivement dans le sens d'écoulement de la peinture, les éléments suivants: Un changeur de couleur 2 muni de multiples raccordements 24 de différentes sources de peinture, une valve d'arrêt 8, un tuyau à fluide 110, une autre valve d'arrêt 9, un tuyau de sortie 6, un dispositif de dosage et de transport 70, un tuyau de liaison 32 muni d'une valve d'arrêt 36 et menant à un pulvérisateur 40. Du tuyau de liaison 32 se détache, en amont de la valve d'arrêt 36, un tuyau de branchement 46 muni d'une valve d'arrêt 48. Le pulvérisateur 40 contient un générateur de haute tension 54 qui est relié à une source de basse tension et fournit de la haute tension à une élec- trode 58 pour la charge électrostatique de la peinture à pulvériser ou pulvérisée. La commande de l'ensemble de -l'ap- pareil est assurée par un dispositif de réglage 30 sous la dépendance d'un ordinateur 31. Les parties encadrées par un trait mixte sont reliées à la terre. Toutes les autres par- ties sont reliées à la même haute tension que l'électrode 58. Dans la figure 2, les éléments qui correspondent par leur fonction à des éléments de la figure 1 portent les mêmes références. Le tuyau à fluide 110 a une longueur telle qu'une décharge disruptive de l'une à l'autre de ses extrémités est évitée avec certitude, lorsqu'il ne s'y trouve pas de peinture conductrice de l'électricité, mais la valve d'arrêt 8 et les valves à agent de rinçage 12 et 14 sont reliées à leur début au potentiel de terre, tandis que la valve d'ar- rêt 9 et les autres valves 13 et 15 sont reliées, par leur autre extrémité, à la haute tension. Les valves 13 et 15, en même temps que les valves 12 et 14, servent-à faire pas- ser du milieu liquide ou gazeux à travers le tuyau à fluide pour le nettoyer de peinture et le maintenir sec pendant le temps o le générateur de haute tension 54 est branché. Le dispositif de dosage et de transport 70 com- porte un récipient intermédiaire 72 sous la forme d'un cy- lindre dans lequel se trouve un piston 74. Le piston 74 est relié, par l'intermédiaire d'une tige 76 en matière électriquement isolante, à un transmetteur de position 78. Ce transmetteur de position 78 peut rétracter le piston 74 à une vitesse désirée vers une position choisie et pendant cette course d'aspiration, aspirer vers le récipient inter- médiaire 72 une quantité déterminée de peinture, à savoir la portion de peinture désirée pour une unité d'objet, et plus précisément depuis le changeur de couleur 2, par l'in- termédiaire de valves 8 et 9 ouvertes et du tuyau de sortie 6. Pendant la dernière partie de la course d'aspiration du piston 74, la valve d'arrêt 8 d'abord et seulement plus tard la valve d'arrêt 9 se ferment, afin que le tuyau à fluide ne contienne plus de peinture à la fin de la course d'aspiration du piston 74. Le transmetteur de position 78 est de préférence, un entraînement linéaire ou un moteur électrique avec transmission. Après la course d'aspiration, le piston 74 se meut en sens opposé à une vitesse réglable pour amener de façon dosée au pulvérisateur 40 la portion de peinture emmagasinée. Pendant cette course de transport, le générateur de haute tension 54 est branché afin que la peinture pulvérisée se charge électrostatiquement. Le fond 80 du récipient intermédiaire 72 présente une surface lisse 82 sur laquelle la surface frontale lisse 84 du piston 74 s'applique à la fin de la course de trans- port et refoule complètement la peinture radialement vers l'extérieur, dans une gorge annulaire 86 de la circonférence extérieure du fond 80. Le commencement 88 de la gorge annu- laire 86 est relié par l'intermédiaire d'une partie radiale de gorge 90 à une entrée 92 à laquelle est raccordé le tuyau de sortie 6. La fin 94 de la gorge annulaire 86 n'est que peu espacée du commencement 88 et débouche dans une sortie 96 à laquelle est raccordé le tuyau de liaison 32. Par plusieurs coups du piston 74 sur le fond 80, par le trans- metteur de position 78, à la fin de la course de transport, les restes de peinture sont secoués du piston 74 et de la paroi cylindrique 98 du récipient et, puisque les surfaces lisses et plates 82 et 84 s'appliquent complètement l'une contre l'autre, ils sont refoulés dans la gorge annulaire 86. Dans le couvercle 98 du récipient intermédiaire 72 se trouvent un raccordement d'air comprimé 100 et un raccorde- ment de vide 102. ll -R E V E N D I C A T I O N S- 1. Procédé pour le revêtement automatique d'objets par pulvérisation électrostatique de peinture, caractérisé par le fait que tout d'abord, sous la dépendance de la quan- tité de peinture qui est nécessaire au revêtement d'une unité d'objet pendant un processus de revêtement, on intro- duit dans un récipient intermédiaire une portion de peinture correspondant exactement à cette quantité et qu'ensuite, on revêt de cette portion de peinture l'unité d'objet, une uni- té étant formée d'un ou plusieurs objets à revêtir. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on débranche la haute tension nécessaire à la charge électrostatique de la peinture aussi longtemps que l'on introduit la portion de peinture dans le récipient intermédiaire. 3.Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'en partant de plusieurs peintures de couleur différente, sous la dépendance du mode de revê- tement prédéterminé de l'unité d'objet dont il s'agit, on introduit seulement chaque-fois dans le récipient intermé- diaire une portion d'une peinture déterminée et qu'ensuite on l'amène à un pulvérisateur et que la peinture est char- gée électriquement par le pulvérisateur à une haute tension et pulvérisée sur l'unité d'objet située en face. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que pour revêtir une unité d'objet, on utilise plusieurs récipients intermédiaires, qu'à chaque récipient intermédiaire on raccorde un seul pulvérisateur et que pour chaque pulvérisateur, on utilise un générateur de haute tension particulier. 5. Appareil pour le revêtement électrostatique d'objets par pulvérisation selon le procédé de l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il est prévu un dispositif de proportionnement (4, 10, 28; 70) muni d'un récipient intermédiaire (28; 72) et qui, sous la dépendance de la quantité de peinture qui est nécessaire au revêtement d'une unité d'objet pendant un processus de re- vêtement, introduit dans le récipient intermédiaire une portion de peinture correspondant exactement à cette quan- tité, avant que cette portion de peinture ne soit amenée ensuite à un pulvérisateur (40) raccordé au récipient in- termédiaire, une unité étant formée d'un ou plusieurs objets à revêtir. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'avant le dispositif de proportionnement (4, , 28; 70) est placé un changeur de couleur (2) pour ame- ner chaque fois l'une de plusieurs peintures de couleurs différentes. 7. Appareil selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait qu'en amont du récipient intermé- diaire (28; 72) est formé un parcours d'amenée de peinture (11; 110) qui n'est pas conducteur de l'électricité ou qui peut être amené à un état non conducteur de l'électricité. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le parcours d'amenée de peinture (11) pou- vant être amené à un état non conducteur de l'électricité est formé par le fait qu'il est prévu une tête de remplis- sage (10) qui peut être déplacée par le dispositif de pro- portionnement (4, 10, 28) entre une position de remplissage et une position de séparation et qui, dans la position de remplissage, ferme le récipient intermédiaire (28) de façon étanche à la pression pour amener la portion de peinture - à travers la tête de remplissage au récipient intermédiaire et qui, dans la position de séparation, se trouve si éloigné du récipient intermédiaire qu'il ne peut se produire aucune décharge disruptive entre ces deux parties quand on relie le récipient intermédiaire (28) à la haute tension et la tête de remplissage (10) au potentiel de terre. 9. Appareil selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait que le dispositif de proportionne- ment (4, 10, 28) présente un instrument de mesure de débit (4) disposé, dans le parcours de la peinture, en amont du récipient intermédiaire (28). 10. Appareil selon l'une des revendications 7 ou9, caractérisé par le fait que le parcours d'amenée de peintu- re non conducteur de I'électricité est formé par un tuyau à fluide (110) en matière non conductrice de l'électricité. 11. Appareil selon la revendication 10, caracté- risé par le fait que le dispositif de proportionnement (70) présente un piston (74) qui est logé dans le récipient in- termédiaire (72) et forme avec celui-ci ainsi qu'avec des valves (9, 36, 48) de ses tuyaux d'amenée et de sortie (6, 32), un dispositif de dosage et de transport dans lequel le piston est ramené à une position extrême déterminée pour l'introduction de la portion de peinture dans le ré- cipient (72) et dans lequel le piston expulse ensuite la portion de peinture introduite dans le récipient (72) et l'amène au pulvérisateur (40) à une vitesse déterminée.