Brevet FR2615417A1 — publié le 19881125

"Installation de projection de produit de revêtement, à pompe" L'invention se rapporte à une installation de produit de revêtement comme par exemple une peinture ou un vernis, du type comportant une pompe destinée à alimenter au moins un projecteur d'un tel produit. L'invention concerne plus particulièrement plusieurs perfectionnements relatifs à la mise en oeuvre d'une telle pompe; elle vise aussi plusieurs applications de son principe dans des installations de natures différentes-. Une installation de projection de peinture connue, munie de préférence d'un système de changement de couleur à pilotage automatique programmé, comprend une pluralité de circuits de circulation de peintures de couleurs différentes qui seront appelées ci-après "circuits primaires", dans chacun desquels une peinture circule de façon continue sur un trajet relativement important, des moyens d'alimentation en produit de rinçage, également sous forme d'un circuit à circulation continue, des moyens d'alimentation en air comprimé et un ensemble de vannes commandées et' de systèmes de pilotage formant ce qu'on appelle généralement un "bloc de changement de couleur" comportant au moins une sortie reliée à un ou plusieurs projecteurs situés dans une cabine de projection de peinture. Les objets à peindre traversent ladite cabine.Ce type d'installation se rencontre plus particulièrement dans l'industrie automobile où l'une des contraintes d'exploitation les plus sévères, réside dans le fait que deux objets (carrosseries) se succédant dans la cabine ne sont généralement pas destinés à être peints de la même couleur, ce qui impose de pouvoir réaliser tout un cycle de changement de couleur pendant un court intervalle de temps n'excédant pas le temps nécessaire pour amener un nouvel objet en position dans la cabine. Dans ce type d'installation, il est connu de porter les produits de revêtement à une relativement haute pression (6 à 7 bars) en amont du bloc de changement de couleur, c'est-à-dire dans les circuits primaires, pour disposer d'une pression suffisante au niveau du projecteur. Un régulateur de pression est généralement prévu au voisinage du projecteur et le conduit dans lequel circule la peinture entre le bloc de changement de couleur et le projecteur est de section relativement importante pour limiter, autant que faire se peut, les pertes de charges. Ceci entraine la perte de quantités non négligeables de peinture et de produit de rinçage (solvant) à chaque cycle de changement de couleur. Le temps pour réaliser un changement de couleur peut aussi, dans certains cas, devenir excessif. Par ailleurs, ces problèmes sont accentués s'il est nécessaire de prévoir une longueur importante de conduit dans la cabine, ce qui est notamment le cas lorsque le ou les projecteurs sont montés sur des robots multi-axes conçus pour se déplacer à l'intérieur de ladite cabine. Devant de telles difficultés, on a proposé d'insérer une pompe et notamment une pompe dont le débit soit proportionnel à sa vitesse d'entraînement, du type pompe à engrenage, entre le bloc de changement de couleur et le ou les projecteurs de peinture. La pompe étant placée au voisinage du bloc de changement de couleur, on peut compenser les pertes de charges dans le conduit, quelle que soit sa longueur et même réduire sensiblement la section de ce conduit, ce qui permet de limiter les pertes de produits lors d'un cycle de changement de couleur, tout en diminuant le temps nécessaire à l'accomplissement d'un tel cycle. On peut aussi se permettre de réduire la pression dans les circuits primaires, celle-ci étant typiquement ramenée de 6-7 bars à 3-4 bars. L'invention concerne des perfectionnements à ce type d'installation.De telles installations se sont en effet révélées peu fiables dans le temps en rendant nécessaire de retoucher fréquemment le débit de la pompe. L'invention résulte de recherches entreprises sur les causes d'un tel manque de fiabilité. On a ainsi pu mettre en évidence que les organes de la pompe à engrenage, utilisée dans. de telles conditions, s'usent plus rapidement que pour d'autres applications industrielles et que cette usure se traduit par une fuite interne, c'est-à-dire l'existence d'un débit de fluide non directement lié à la vitesse d'entraînement de la pompe. En fait, cette fuite existe, bien que très faible, lorsque la pompe est neuve; c'est sa variation au cours du temps qui devient préjudiciable au bon fonctionnement du système. Le sens et l'importance de cette fuite interne dépendent entre autres, de la différence de pression entre l'entrée et la sortie de la pompe et de la fluidité du produit qui la traverse. L'invention apporte en premier lieu, une solution à ce problème. Dans cet esprit, l'invention concerne essentiellement une installation de projection de produit de revêtement liquide, du type comprenant au moins un circuit comportant une pompe insérée en aval d'au moins un projecteur et reliée à celui-ci par un conduit souple, caractérisé en ce que ladite pompe est pilotée par des moyens d'asservissement du débit de liquide dans ledit conduit. I1 est à noter que si.la pompe, dont il est question ci-dessus, est de préférence une pompe à engrenage, notamment parce que ce type de pompe se rince relativement facilement, le concept de base de l'invention peut s'appliquer pour tout type de pompe. Pour son entraînement, la pompe est couplée à un moteur électrique; il s'agit de préférence d'un moteur synchrone auto-piloté. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, les moyens d'asservissement précités comportent un capteur de débit inséré en aval de la pompe dans ledit circuit. Ce capteur de débit aura de préférence une structure analogue à celle d'une pompe à engrenage, tout en présentant une perte de charge aussi réduite que possible. Par ailleurs, comme on le verra plus loin, l'invention s'applique avantageusement à la mise en oeuvre de produits de revêtement à deux composants (peinture ou vernis + durcisseur) en doublant le circuit défini ci-dessus. Le rapport du mélange des deux composants peut être ajusté avec précision grâce aux deux moyens d'asservissement de débit ainsi mis en oeuvre conjointement. Enfin, un projecteur de produit de revêtement à actionnement manuel peut facilement être mis en oeuvre dans le cadre de l'invention. Il suffit pour cela de recopier avec un transduÉteur adéquat les mouvements donnés par l'utilisateur à l'organe de commande du projecteur manuel et d'utiliser le signal délivré par le transducteur en tant que signal de consigne, variable, desdits moyens d 'asservissement. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement a la lumière de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation d'installations conformes à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est un schéma-bloc d'une installation conforme au principe de l'invention; - la figure 2 est un autre schéma-bloc illustrant l'application du principe de l'invention à la mise en oeuvre d'un produit de revêtement à deux composants; et - la figure 3 est un autre schéma-bloc illustrant l'application du principe de l'invention pour l'utilisation d'un projecteur à commande manuelle. En se reportant plus particulièrement à la figure 1, on a représenté une installation de projection de peinture avec système de changement de couleur. Cette installation comprend plusieurs circuits primaires il de circulation de peintures de couleurs différentes respectives, un bloc de changement de couleur 12, connu en soi, un groupe moto-pompe 13 où se trouvent regroupés des éléments essentiels de l'invention et au moins un projecteur de peinture 14 placé dans une cabine 15 dans laquelle circulent des objets à peindre (non représentés). Il est à noter que l'implantation de ces sous-ensembles n'est pas indifférente. Ainsi, le groupe moto-pompe 13 est placé à proximité du bloc de changement de couleur 12 (à une distance de l'ordre du mètre) et à l'extérieur de la cabine 15.De ce fait, la longueur du conduit 16 entre la sortie du groupe moto-pompe 13 et le projecteur 14 est relativement importante (typiquement de l'ordre de 12 mètres) notamment si le projecteur 14, monté sur un robot, doit pouvoir être déplacé à l'intérieur de la cabine pendant une phase de projection de peinture. La section du conduit 16 est néanmoins choisie relativement faible, la présence d'une pompe permettant de compenser les pertes de charge. Les circuits primaires 11, qui ne sont que partiellement représentés à leurs points de raccordement respectifs avec le bloc de changement de couleur 12, sont en fait de longs conduits définissant chacun un circuit fermé. Chaque circuit 11, dans lequel de la peinture circule en permanence, est en communication avec un réservoir de peinture d'une couleur donnée, situé à distance dans l'usine. Chaque circuit primaire 11 est donc connecté à l'entrée correspondante du ou de chaque bloc de changement de couleur 12. Un circuit de circulation de solvant ou produit de rinçage 20, analogue dans sa structure à un circuit primaire de circulation de peinture, est relié à une entrée spécifique du bloc de changement de couleur 12. Un autre circuit 21 distribue de l'air comprimé et est relié à une autre entrée spécifique du bloc de changement de couleur 12. Tout cet agencement est bien connut la commande et le séquencement des ouvertures et fermetures des vannes qui sont intégrées au bloc de changement de couleur, sont classiques et ne font pas partie de l'invention.La sortie 25 du bloc de changement de couleur 12 est reliée au projecteur 14 par l'intermédiaire d'un circuit 22 incluant successivement le groupe moto-pompe 13 et le conduit 16. Le groupe moto-pompe 13 comporte successivement une pompe 28, ici du type à engrenage, dont l'entrée est directement reliée à la sortie 25 du bloc de changement de couleur, une vanne de dérivation 29, du type à trois voies, un capteur de débit 30 et des moyens d'asservissement du débit 32 agencés en une boucle d'asservissement entre le capteur 30 et la pompe 28. Ces moyens d'asservissement sont classiques en eux-mêmes et ne seront que brièvement décrits. Un moteur électrique 34 est mécaniquement couplé à la pompe 28 pour l'entraîner en rotation.Il s'agit d'un moteur synchrone auto-piloté, connu en soi, et associé de ce fait à des moyens de commande 36 conçus pour élaborer une tension alternative de fréquence variable, alimentant le moteur. Les moyens de commande sont eux-mêmes pilotés par un signal issu d'un comparateur 38 élaborant un signal d'erreur à partir d'un premier signal appliqué à une entrée de consigne 40 et d'un second signal directement ou indirectement élaboré par le capteur de débit 30. La partie mécanique de ce dernier est ici très semblable, structurellement, à une pompe à engrenage; le fluide étant canalisé pour passer entre deux pignons en prise l'un avec l'autre, en entraînant ceux-ci en rotation. L'un des pignons est solidaire d'un axe lié à un transducteur quelconque (non représenté) susceptible de délivrer un signal électrique exploitable par le comparateur 38.La vanne de dérivation 39, du type à trois voies, comporte deux sorties et une entrée. Cette dernière est ici connectée à la sortie de la pompe 28. L'une des sorties est reliée à l'entrée du capteur de débit 30 et l'autre à sa sortie. Avec ce montage, il est possible de mettre le capteur de débit 30 hors circuit pendant un cycle de changement de couleur ou une partie de celle-ci et par conséquent de lui épargner les à-coups de fonctionnement résultant de la succession, dans les conduits, de produits de nature et viscosité très différentes comme une peinture, un solvant ou de l'air. On peut ainsi éviter l'usure ou la détérioration du capteur de débit. Divers organes de sécurité sont en outre prévus, comme par exemple, une vanne de sûreté 42, connectée en parallèle sur la pompe 28, un capteur de pression 44 en amont de la pompe et un capteur de pression 46 en aval du capteur de débit 30.Les deux capteurs de pression permettent ainsi de surveiller la présence d'un produit lorsque pompe 28 est actionnée. En effet, une pompe de ce genre "grippe" rapidement si elle tourne à vide. En outre, le capteur 46 permet d'éviter des accidents résultant d'une montée en pression lorsque le ou les projecteurs 14 sont fermés. La vanne de sûreté 42 est tarée pour s'ouvrir à partir d'une certaine pression (par exemple 15 bars) et recycle le produit en cas de surpression. Comme mentionné précédemment, la présence de la pompe 28 permet à la fois de faire régner une pression moindre dans les circuits primaires 11 et de réduire la section du conduit 16, les pertes de charge étant compensées par l'action de la pompe. En outre1 toute variation de la fuite interne de la pompe 28 est corrigée par les moyens d'asservissement 32, ce qui donne une très bonne stabilité et fiabilité de fonctionnement, et évite de changer fréquemment la pompe 28. Les moyens mis en oeuvre selon l'invention, permettent en outre d'améliorer la productivité en réalisant un gain de temps appréciable lors d'un changement de couleur. Il est en effet désormais possible peu avant la fin d'une phase de projection de peinture de "pousser" la peinture déjà engagée dans le circuit 22 et notamment dans le conduit 16, avec du solvant ou produit de rinçage. On commence donc à nettoyer le circuit 22 avant la fin de l'application de la peinture sur l'objet en cours de traitement. Ceci n'était pas pratiqué antérieurement en raison de la différence de viscosité entre la peinture et le produit de rinçage, qui aurait entraîné une variation de débit importante de la peinture à la sortie du projecteur 14. Désormais, le poussage par le solvant reste parfaitement stable en raison de la régulation du débit. Il suffit donc que les commutations de vannes dans le bloc de changement de couleurs soient pilotées pour anticiper l'introduction du produit de rinçage dans le circuit 22, par rapport 9 la fin de phase de projection de peinture sur un objet donné dans la cabine 15.Dès lors, les différents éléments du groupe moto-pompe 13 sont déjà presque nettoyés lorsque commence le cycle de rinçage proprement dit, caractérisé par une succession d'injections de produit de rinçage et d'air dans le circuit 22. Le capteur de débit 30 notamment est rapidement nettoyé en raison de sa structure, ce qui permet de le protéger ensuite par commutation de la vanne 29. La figure 2 représente une installation de projection d'un produit de revêtement à-deux composants, laun d'eux jouant par exemple le rôle d'un durcisseur. Il peut s'agir par exemple d'une peinture nécessitant un tel durcisseur pour sa mise en oeuvre, ou encore un vernis. Dans une installation automatique, il est souhaitable de mélanger les deux composants en continu, au fur et à mesure de la consommation du mélange. Cependant, le dosage entre ces deux composants doit être extrêmement précis. L'invention permet d'atteindre cet objectif. Dans l'exemple représenté, tous les éléments de structure analogues à ceux de la figure 1 portent les mêmes références numériques et ne seront pas décrits en détail à nouveau.En outre, les éléments véhiculant la "base" de la peinture ou le vernis sont repérés par l'indice a tandis que les éléments véhiculant le durcisseur sont repérés par l'indice b. On voit que la partie, dans laquelle circule la "base" de la peinture ou le vernis, est en tous points comparable à l'installation de la figure 1 et comporte un circuit 22a muni d'une pompe 28ê et de moyens d'asservissement 32a. Le circuit 22a est associé à un bloc de changement de couleur 12a. Ce n'est généralement pas le cas du circuit 22b qui est simplement relié à un unique circuit 11k de circulation du durcisseur.Cependant, dans le cas où plusieurs types de durcisseurs pourraient être sélectivement utilisés pour être mélangés à des "bases" différentes, le circuit 22k pourrait être associé à un système analogue au système de changement de couleur déjà décrit. Les deux conduits souples 16g, 16k sont connectés sélectivement aux deux entrées d'un mélangeur 50 placé au voisinage du projecteur 14 ou incorporé à celui-ci. La proportion entre la "base" et le durcisseur peut être aisément et précisément prédéterminée en ajustant la valeur des signaux de consigne appliqués aux entrées 40g et 40k. La figure 3 illustre une variante qui utilise une installation conforme pour l'essentiel à celle de la figure 1. Elle ne s'en distingue que par la nature du projecteur 14a utilisé. Il s'agit d'un projecteur à commande manuelle comportant donc un organe de commande manuelle 52 ou "gâchette" dont la position est représentative du débit de produit, choisi par l'utilisateur. Conformément à un aspect de l'invention, un transducteur 54 est couplé à cet organe de commande 52 et la sortie de signal électrique de ce transducteur est reliée à l'entrée de consigne 40. Le débit de la pompe est donc rendu variable en fonction de l'action que l'utilisateur exerce sur l'organe de commande de son projecteur de produit de revêtement. REVENDICATIONS 1- Installation de projection de produit de revêtement liquide du type comprenant au moins un circuit (22) comportant une pompe (28) insérée en aval d'au moins un projecteur (14) et reliée à celui-ci par un conduit souple (16), caractérisée en ce que ladite pompe (28) est pilotée par des moyens d'asservissement (32) du débit de liquide dans ledit conduit. 2- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite pompe (28) est une pompe à engrenage, connue en soi. 3- Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite pompe est couplée à un moteur électrique (34) pour être entraînée par lui, de préférence un moteur synchrone auto-piloté. 4- Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens d'asservissement de débit (32) précités comportent un capteur de débit (30) inséré en aval de ladite pompe dans ledit circuit. 5- Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit capteur de débit (30) est du type à engrenage. 6- Installation selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce qu'une vanne de dérivation commandée (29) est connectée audit capteur de débit. 7- Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite vanne de dérivation (29) est une vanne à trois voies comportant une entrée et deux sorties, ladite entrée étant reliée à la sortie de ladite pompe (28) et les deux sorties étant respectivement reliées à l'entrée et à la sortie dudit capteur de débit. 8- Installation de projection de produit de revêtement selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte deux circuits précités (22a, 22b) dans lesquels circulent eux composants dudit produit de revêtement et en ce que les deux circuits sont reliés à un mélangeur (50) situé dans ledit projecteur ou au voisinage de celui-ci. 9- Installation de projection de produit de revêtement selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle lesdits moyens d'asservissement comportent une entrée de consigne (40) pour commander le débit de la pompe, caractérisée en ce que ledit projecteur est du type à commande manuelle, en ce qu'un transducteur (54) est couplé à l'organe de commande dudit projecteur et en ce que la sortie de ce transducteur est reliée à ladite entrée de consigne. 10- Installation de projection de produit de revêtement selon l'une des revendications précédentes, comportant des moyens d'alimentation en produit de rinçage commandés par des moyens de commutation connus en soi, caractérisée en ce que ces moyens de commutation sont pilotés pour que la fin d'une séquence de projection dudit produit de revêtement soit précédée par l'introduction de produit de rinçage dans ledit circuit, ledit produit poussant la peinture vers ledit projecteur.