Brevet FR2599281A1 — publié le 19871204

La présente invention concerne un procédé pour la réalisation d'un pistolet électrostatique de pulvérisation du type comprenant un carter ayant une partie allongée en forme de canon, une buse de pulvérisation montée à une extrémité de la partie en forme de canon, une électrode haute tension montée près de la buse de pulvérisation, et un générateur de haute tension continue disposé dans une cavité de forme allongée du carter et relié électriquement à l'électrode haute tension, ledit générateur comprenant un oscillateur, un transformateur connecté à la sortie de l'oscillateur et un multiplicateur de tension connecté à la sortie du transformateur pour produire une haute tension continue à partir de la tension de sortie du transformateur, dans lequel au moins le transformateur et le multiplicateur de tension sont noyés séparément dans des blocs élémentaires respectifs, de forme allongée, en-une résine moulée, chacun des blocs élémentaires de résine étant moulé de telle façon qu'au moins des parties des conducteur d'amenée et de sortie de courant du transformateur et du multiplicateur de tension restent exposées. L'invention concerne également un pistolet électrostatique de pulvérisation obtenu par ce procédé. Dans la technique de fabrication des générateurs miniaturisés de haute tension continue, destinés à être incorporés dans des pistolets électrostatiques de pulvérisation, il est d'usage courant de surmouler les différents composants électriques et électroniques du générateur à l'aide d'une résine époxy fortement chargée pour assurer un excellent isolement à la haute tension. I1 existe principalement deux méthodes d'assemblage des composants des générateurs de ce type. Dans une première méthode d'assemblage connue,l'oscillateur, le transformateur et le multiplicateur de tension sont électriquement reliés entre eux et sont ensuite surmoulés ensemble dans la résine pour ne former qu'un seul bloc. Ce dernier a généralement une forme cylindrique et, selon les fabricants de pistolets électrostatiques, il est logé en différents endroits du pistolet, par exemple dans la partie allongée en forme de canon du pistolet, ou dans la poignée ou crosse du pistolet, ou encore dans un élément de carter de forme tubulaire, qui s'étend entre l'extrémité inférieure de la poignée et la partie en forme de canon du pistolet. Avec cette première méthode d'assemblage, on obtient un générateur de haute tension continue qui présente une construction particulièrement compacte, un bon isolement électrique par rapport aux éléments environnants du pistolet et une bonne étanchéité aux infiltrations de solvant lors des nettoyages du pistolet.Toutefois, étant donné que le générateur monobloc ainsi obtenu présente une longueur relativement grande et étant donné que la résine époxy habituellement utilisée pour l'enrobage des composants du générateur est généralement dure et très cassante, le générateur monobloc ainsi obtenu est généralement fragile. I1 en résulte un risque de rupture ou de fissuration du bloc de résine en cas de choc, par exemple à l'occasion d'une chute du pistolet sur le sol ou à l'occasion d'une inversion brusque du sens de mouvement du pistolet (lorsque celui-ci est déplacé par un robot ou un automate). En outre, du fait de la grande dureté de la résine, en cas de panne de l'un des composants du générateur, il est pratiquement impossible de remplacer le composant défaillant, ce qui oblige à remplacer la totalité du générateur. Dans une deuxième méthode d'assemblage connu, l'oscillateur, le transformateur et le multiplicateur de tension sont surmoulés séparément dans des blocs élémentaires respectifs de résine, et ils sont ensuite reliés électriquement entre eux soit par des conducteurs souples soit par un système de connecteurs embrochables. Avec cette seconde méthode d'assemblage, on obtient un ensemble moins rigide, donc qui présente moins de risque de rupture ou de fissuration de la résine en cas de choc. En outre, chacun des trois composants du générateur peut être faci lement remplacé en cas de défaillance de l'un d'eux.Par contre, avec la seconde méthode d'assemblage, on obtient un moins bon isolement électrique qu'avec la premiere méthode d'assemblage, en particulier à l'endroit des connexions électriques entre les composants du générateur, et il est en outre nécessaire de prendre certaines précautions pour se prémunir contre les infiltrations de solvant lors des nettoyages. La présente invention a donc pour but de fournir un procédé d'assemblage d'au moins deux des composants du générateur de haute tension continue, permettant d'obtenir un ensemble monobloc moins fragile que celui obtenu avec la première méthode connue d'assemblage, et présentant un meilleur isolement électrique et une meilleure étanchéité aux infiltrations de solvant que le générateur obtenu avec la seconde méthode d'assemblage. A cet effet, le procédé de la présente invention est caractérisé en ce qu'après avoir disposé l'un derrière l'autre les blocs élémentaires de résine contenant le transformateur et le multiplicateur de tension, et après avoir effectué les connexions électriques entre le transformateur et le multiplicateur de tension au moyen des parties exposées de leurs conducteurs d'amenée et de sortie de courant, on enrobe l'ensemble ainsi obtenu dans une résine plus molle que celle ayant servi au moulage des blocs élémentaires. Dans une forme d'exécution de la présente invention, l'oscillateur du générateur haute tension continue peut être noyé de façon connue dans un autre bloc élémentaire de résine dure, et cet autre bloc élémentaire de résine et les connexions électriques entre l'oscillateur et le transformateur peuvent être aussi enrobés dans le bloc de résine plus molle. Avec le procédé de la présente invention,on obtient un ensem -ble monobloc qui ne présente pas de risques due cassure ou de fissuration des blocs élémentaires de résine dure enrobant chacun des composants du générateur de haute tension continue.Eneffet,la rési ne molle qui enrobe les blocs élémentaires et qui les relie les uns aux autres,forme,entre les blocs élémentaires,de points due flexion obligatoires quand le pistolet électrostatique est soumis à un choc.En outre,l'ensemble monobloc ainsi obtenu est parfaitement étanche aix infiltrations de solvant lors du nettoyage du pistolet électrostatique, et, en cas de défaillance de l'un des composants du générateur de haute tension continue, le composant défaillant peut être facilement remplacé, car la résine molle peut être facilement enlevée sans endommager les blocs élémentaires de résine dure. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront mieux au cours de la description qui va suivre de diverses formes d'exécution du pistolet électrostatique, données en référence aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 montre, en partie en élévation et en partie en coupe longitudinale, une première forme d'exécution du pistolet électrostatique de pulvérisation de l'invention. Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe, respectivement suivant les lignes II-II et III-III de la figure 1. La figure 4 est un schéma électrique montrant le multiplicateur de tension et une résistance de protection faisant partie du pistolet électrostatique de la figure 1, et montrant également en trait mixte un bloc de résine dure enrobant la résistance de protection et le multiplicateur de tension. Les figures 5 à 7 montrent schématiquement, en partie en élévation et en partie en coupe, trois autres formes d'exécution du pistolet électrostatique de pulvérisation. Les formes d'exécution de l'invention illustrées dans les dessins annexés comprennent un pistolet 10 agencé pour être tenu à la main par l'utilisateur. Il va cependant de soi que le pistolet peut être monté sur un robot ou sur toute autre structure convenable, fixe ou mobile, pouvant être éventuellement actionnée à distance. Le pistolet 10 représenté dans la figure 1 comprend un carter 1 auquel est fixée une poignée ou crosse 2 munie d'une détente 3. Le carter 1 est par exemple constitué par un fourreau cylindrique 4, en une matière isolante, à l'intérieur duquel est fixé un corps 5 également en une matière isolante. A l'une des extrémités du carter 1 est fixée une tête de pulvérisation 6, qui comprend une buse de pulvérisation 7, par exemple en carbure métallique, montée dans un porte-buse 8, qui peut être en métal ou en une matière isolante et qui est lui-même monté dans une bague adaptatrice 9 en une matière isolante, et une bague de re tenue 11, en une matière isolante, qui peut être fixée au fourreau 4 ou au corps 5.La bague adaptatrice 9 supporte une électrode haute tension 12 connectée à une bague de contact 13, elle-même en contact électrique avec un plot de contact 14 qui est monté à l'extrémité avant du corps 5 et qui est sollicité vers la bague de contact 13 par un ressort. Le plot de contact 14 est relié électriquement à un générateur de haute tension continue qui sera décrit plus loin. Un tuyau 15 relie le pistolet à une source appropriée (non montrée) de peinture ou autre matière de revêtement sous haute pression. Le tuyau 15 communique avec la buse 7 à travers des passages formés dans le corps 5 et dans un dispositif à soupape 16 qui est monté à l'extrémité avant du corps 5 et qui est situé immédiatement derrière la buse 7. Le dispositif à soupape 16 peut être sélectivement ouvert et fermé au moyen d'une tige de commande 17. D'autres passages tels que ceux montrés en 18 dans la figure 2 et en 19 dans la figure l peuvent être également prévus dans le corps 5 et dans la bague adaptatrice 9 pour alimenter en air comprimé des ajutages 21 situés de part et d'autre de la buse 7 afin de former de façon connue des voiles d'air enveloppant le jet de peinture pulvérisée. Les passages 18,19 et 21 sont reliés à une source appropriée d'air comprimé (non montrée)à travers un tuyau également non montré, connecté à un raccord 22, et à travers un dispositif à soupape, également non montré, logé à l'intérieur de la poignée 2 et pouvant être actionné par la détente 3. Tous les éléments décrits ci-dessus sont tout-à-fait conventionnels, et il n'est donc pas jugé utile de les décrire plus en détail. L'invention réside dans le mode d'assemblage des composants du générateur de haute tension continue et dans leur mode d'installation dans le pistolet électrostatique. Les générateurs miniaturisés de haute tension continue pouvant être installés à l'intérieur d'un pistolet électrostatique sont bien connus. Ils comprennent en général un oscillateur connecté à l'enroulement primaire et à l'enroulement de réaction d'un transformateur à trois enroulements, dont l'enroulement secondaire est connecté à un multiplicateur de tension, la sortie de ce dernier étant reliée directement ou, plus généralement, par l'intermédiaire d'une résistance de protection de forte valeur ohmique à l'électrode haute tension 12. Dans la forme d'exécution représentée dans la figure 1, ltoscillateur 23 est logé à l'intérieur de la crosse ou poignée 2 du pistolet. Le transformateur 24 et le multiplicateur de tension 25 sont enrobés séparément, de façon connue, par exemple par moulage sous vide, dans des blocs respectifs de résine dure 26 et 27, respectivement (voir aussi les figures 2 et 3), de telle façon qu'au moins une partie de leurs conducteurs d'amenée et de sortie de courant restent exposées.Dans le cas où une résistance de protection 28 est prévue, celle-ci peut être noyée dans le bloc de résine 27 en même temps que les condensateurs 29 et les diodes 31 du multiplicateur de tension 25 comme montré dans les figures 1 et 4. Ensuite, on effectue les connexions électriques entre le transformateur 24 et le multiplicateur de tension 25 au moyen des parties exposées desdits conducteurs d'amenée et de sortie de courant. Ensuite, le bloc de résine 26, qui est pourvu d'un passage axial 32 est placé concentriquement autour d'un tube 33 en une matière isolante (figures 1 et 3), dont l'une des extrémités est engagée partiellement dans le passage axial 34 (figures 1 et 2) du corps isolant 5. Comme montré dans les figures 1 et 3, le tube 33 sert de guide pour la tige de commande 17 du dispositif à soupape 16.En même temps, le bloc de résine 27 est placé sur le corps isolant 5 et le conducteur de sortie 35 (figure 4) du multiplicateur de tension 25 est engagé à travers un passage 36 (figure 1) dudit corps isolant 5. Ensuite, le plot de contact 14 et son ressort de compression sont montés dans une cavité prévue dans l'extrémité avant du corps isolant 5, en contact électrique avec l'extrémité du conducteur de sortie 35. Ensuite, l'ensemble formé par le corps isolant 5 et par les deux blocs de résine 26 et 27 contenant respectivement le transformateur 24 et le multiplicateur de tension 25 avec la résistance de protection 28, sont engagés dans le fourreau cylindrique 4 du carter 1, et le corps 5 est fixé à l'intérieur dudit fourreau par au moins une vis 37.Ensuite, on effectue les connexions électriques entre l'oscillateur 23 et le transformateur 24, au moyen du câble électrique 38 (figure 1) qui passe à travers un trou prévu dans la paroi du fourreau cylindrique 4. Ensuite, une résine 39, moins chargée, donc plus molle et plus élastique que celle ayant servi au moulage des blocs 26 et 27, est coulée à l'intérieur du fourreau cylindrique 4, de manière à enrober les blocs de résine 26 et 27 et à remplir complètement les interstices entre ces deux blocs et entre eux et le corps isolant 5 et le fourreau cylindrique 4 comme montré dans les figures 1 à 3. Un bouchon cylindrique 41 est ensuite engagé dans l'extrémité arrière du fourreau cylindrique 4 et fixé à celui-ci par exemple par une vis 42. Le bouchon 41 est pourvu d'un passage axial à travers lequel s'étend la tige de commande 17 du dispositif à soupape 16. Le bouchon 41 peut être par exemple constitué par le cylindre d'un vérin pneumatique à simple effet, avec ressort de rappel, la tige de commande 17 étant fixée au piston dudit vérin pneumatique.Ce dernier peut être alimenté en air comprimé à travers un circuit d'air comprenant le raccord 22,le dispositif à soupape déjà mentionné, mais non montré, qui est actionné par la détente 3, et à travers des tuyaux et des passages d'air (non montrés) prévus dans la poignée 2 et dans le bouchon 41. La résine dure utilisée pour le moulage des blocs 26 et 27 et la résine molle 39 coulée dans le fourreau cylindrique 4 autour desdits blocs doivent avoir les caractéristiques suivantes: a) Elles doivent être suffisamment fluides pour bien couler et remplir toutes les interstices. b) Elles doivent polymériser à des températures modérées compatibles avec la résistance à la chaleur des composants electroniques qu'elles enrobent. c) Elles doivent avoir un faible taux d'absorption d'eau, surtout pour la résine dure qui est en contact avec les composants électroniques. d) Elles doivent avoir une rigidité diélectrique compatible avec les dimensions du pistolet électrostatique. Dans le tableau ci-dessous, on a indiqué à titre d'exem- ple, les caractéristiques de résines dure et molle convenant pour la mise en oeuvre de la présente invention. Résine dure Résine molle Unité Viscosité à 200 C 1 S 500 300 - 500 Millipascal. (approxiniative) seconde Température de polymé- 100 60 Oc risation maximale Absorption d'eau 0,1 3- 5 Z Rigidité diélectrique 120 - 150 120 - 150 kV/cm Dureté 70 - 90 6 - 10 Shore D A titre d'exemple, on peut utiliser comme résine dure une résine commercialisée par la Société CIBA-GEIGY sous la référence CW 1446 BDF, mélangée à un durcisseur ayant la référence HY 2919 du même fournisseur. De même, on peut utiliser à titre de résine molle, une résine commercialisée par la Société susindiquée sous la référence CY 221, mélangée à un durcisseur ayant la référence HY 842. Bien que. dans la forme d'exécution décrite précédemment, il soit prévu de couler la résine molle 39 après que l'ensemble formé par le corps isolant 5 et par les deux blocs 26 et 27 aient été introduits dans le fourreau cylindrique 4, il est bien entendu possible de disposer l'ensemble susmentionné dans un moule dont la cavité interne a sensiblement la même forme et les mêmes dimensions que la cavité interne du fourreau cylindrique 4, et de couler la résine molle 39 dans ledit moule. Dans ce dernier cas, après la polymérisation de la résine molle 39, le bloc formé par le corps isolant 5, les deux blocs de résine 26 et 27 et la résine molle 39 est sorti du moule, puis installé et fixé dans le fourreau cylindrique 4. -n câble électrique 43 (figure 1) relie l'oscillateur 23 à une source d'alimentation à courant continu basse tension (non montrée). Les figures 5, 6 et 7 montrent schématiquement trois autres formes dtexécution du pistolet électrostatique 10, dans -les- queLs l'oscillateur 23 est aussi noyé dans un bloc de résine dure 44. Après avoir relié électriquement l'oscillateur 23 au transformateur 24 et ce dernier au multiplicateur de tension 25, les blocs de résine dure 27, 26 et 44 contenant respectivement le multiplicateur de tension, le transformateur et l'oscillateur sont disposés l'un derrière l'autre dans un moule ou directement dans le pistolet 10 et sont enrobés dans une résine molle 39 de manière à ne former qu'un seul bloc. Dans la forme d'exécution représentée sur la figure 5, le bloc unique résultant est situé à l'intérieur du fourreau cylindrique 4, la résine molle 39 étant coulée directement à l'intérieur dudit fourreau ou à l'intérieur d'un moule ayant des dimensions correspondant à celles du fourreau, comme cela a déjà été expliqué à propos de la forme d'exécution représentée dans les figures 1 à 3. Dans la forme d'exécution montrée dans la figure 6, le bloc unique résultant de l'enrobage dans la résine molle 39 est logé à l'intérieur de la poignée 2 du pistolet 10. Dans la forme d'exécution montrée dans la figure 7, le bloc unique résultant de l'enrobage dans la résine molle 39 est logé dans un élément de carter 45, de forme tubulaire, qui s'étend entre l'extrémité inférieure de la poignée 2 et le fourreau cylindrique a du carter 1. I1 est bien entendu que les diverses formes d'exécution qui ont été décrites ci-dessus ont été données à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.C'est ainsi r otamment que, bien que le pistolet électrostatique 10 représenté dans la figure 1 soit un pistolet du type dans lequel la pulvérisation de la peinture ou autre produit de revêtement est obtenue par voie hydrostatique , c'est-à-dire en alimentant la buse de pulvérisation ï en pe'nture sous haute pression, et dans lequel des jets d'air comprimé sont prévus pour former des voiles d'air enveloppant le jet de pinture pulvérisée, l'invention est également applicable à des pistolets électrostatiques de pulvérisation dans lesquels la pulvérisation est obtenue par voie purement hydrostatique (sans jets d'air comprimé! ou par voie pneumatique (mélange d'air comprimé et de peinture) avec ou sans jets additionnels d'air comprimé, tous ces modes de pulvérisation étant bien connus dans la technique. L'invention est également applicable aux pistolets électrostatiques de poudrage, qui projettent non pas une peinture mais une poudre. - REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la réalisation d'un pistolet électrostatique de pulvérisation du type comprenant un carter (1) ayant une partie allongée (4) en forme de canon, une buse de pulvérisation (7) montée à une extrémité de la partie en forme de canon, une électrode haute tension (12) montée près de la buse de pulvérisation, et un générateur de haute tension continue (23,24,25) disposé dans une cavité de forme allongée du carter et relié électriquement à l'électrode haute tension, ledit générateur comprenant un oscillateur (23), un transformateur (24) connecté à la sortie de l'oscillateur et un multiplicateur de tension (25) connecté à la sortie du transformateur pour produire une haute tension continue à partir de la tension de sortie du transformateur, dans lequel au moins le transformateur (24) et le multiplicateur de tension (25) sont noyés séparément dans des blocs élémentaires respectifs (26 et 27), de forme allongée, en une résine moulée, chacun des blocs élémentaires de résine étant moulé de telle façon qu'moins des parties des conducteurs d'amenée et de sortie de courant du transformateur et du multiplicateur de tension restent exposées, caractérisé en ce qu'après avoir disposé l'un derrière l'autre les blocs élémentaires (26 et 27) de résine contenant le transformateur (24) et le multiplicateur de tension (25), et après avoir effectué les connexions électriques entre le transformateur et le multiplicateur de tension au moyen des parties exposées de leurs conducteurs d'amenée et de sortie de courant, on enrobe l'ensemble ainsi obtenu dans une résine (39) plus molle que celle ayant servi au moulage des blocs élémentaires. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble (26,27) est enrobé dans la résine plus molle (39) après avoir été placé dans la cavité du carter (1), la résine plus molle étant introduite dans ladite cavité pour remplir complètement les espaces vides entre la paroi interne de la cavité et ledit ensemble. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble (26,27) est enrobé dans la résine plus molle (39) avant d'être installé dans la cavité du carter (1). 4.- Pistolet électrostatique de pulvérisation, comprenant un carter (1) ayant une partie allongée (4) en forme de canon, une buse de pulvérisation (7) montée à une extrémité de la partie en forme de canon, une électrode haute tension (12) montée près de la buse de pulvérisation, et un générateur de haute tension continue (23, 2, 25) disposé dans une cavité de forme allongée du carter et relié électriquement à l'élec- trode haute tension, ledit générateur comprenant un oscillateur (3), un transformateur (24) connecté à la sortie de l'oscillateur et un multiplicateur de tension (25) connecté à la sortie du transformateur pour produire une haute tension continue à partir de la tension de sortie du transformateur, dans lequel au moins le transformateur et le multiplicateur de tension sont noyés séparément dans des blocs élémentaires respectifs (26 et 27), de forme allongée, en une résine moulée, lesdits blocs élémentaires de résine étant disposés l'un derrière l'autre dans la cavité du carter (1), caractérisé en ce que les blocs élémentaires de résine (26 et 27) et les connexions électriques entre le transformateur (24) et le multiplicateur de tension (25) sont enrobés dans un bloc de résine (39) plus molle que celle ayant servi au moulage des blocs élémentaires (26 et 27), le bloc ainsi formé étant disposé dans la cavité du carter (1). 5.- Pistolet électrostatique de pulvéeisation selon la revendication 4, comprenant une résistance de protection (28), de forte valeur ohmique, connectée en série entre la sortie du générateur de haute tension (25) et l'électrode haute tension (12), caractérisé en ce que la résistance de protection (28) est noyée dans le bloc élémentaire de résine (27) contenant le multiplicateur de tension (25). 6.- Pistolet électrostatique de pulvérisation selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite cavité du carter (1) s'étend longitudinalement dans la partie (4) en forme de canon du carter. 7.- Pistolet électrostatique de pulvérisation selon la revendication 6, dans lequel le carter (1) comporte une poignée (2) à l'autre extrémité de sa partie (4) en forme de canon, caractérisé en ce que l'oscillateur (23) du générateur de haute tension continue est logé dans une autre cavité prévue dans la poignée (2) du carter. 8.- Pistolet électrostatique de pulvérisation selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le carter (1) comporte une poignée (2) à l'autre extrémité de sa partie (4) en forme de canon, caractérisé en ce que ladite cavité du carter (1) se trouve dans la poignée (2). 9.- Pistolet électrostatique de pulvérisation selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le carter (1) comporte une poignée (2) à'autre extrémité de sa partie (4) en forme de canon, caractérisé en ce que ladite cavité du carter (1) se trouve dans un élément de carter (45), de forme tubulaire, qui s'étend entre l'extrémité inférieure de la poignée (2) et la partie (4) en forme de canon du carter. 10.- Pistolet électrostatique de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 6,8 et 9, dans lequel l'oscillateur (23) du générateur de haute tension continue est noyé dans un autre bloc élémentaire de résine (44), caractérisé en ce que ledit autre bloc élémentaire de résine (44) et les connexions électriques entre l'oscillateur (23) et le transformateur (24) sont aussi enrobés dans le bloc de résine plus molle (39). 11.- Pistolet électrostatique de pulvérisation selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que la résine constituant les blocs élémentaires de résine (26,27 et 44) a une dureté comprise entre 70 et 90 Shore D, tandis que la résine plus molle (39) a une dureté comprise entre 6 et 10 Shore D.