Brevet FR2675246A1 — publié le 19921016

La présente invention est relative à un dispositif de séchage par infra-rouge pour peintures, notamment de carrosseries de véhicules automobiles. A l'heure actuelle, les systèmes de séchage par infra-rouge sont peu utilisés dans le domaine de séchage des peintures, notamment de carrosseries automobiles en raison des problèmes qu'ils posent. En effet, un dispositif de séchage par infra-rouge utilisable avec efficacité dans le domaine de la réparation automobile doit remplir les conditions suivantes - il doit permettre au carrossier - réparateur - de sécher dans son atelier ou dans une cabine de peinture, des produits necessitant cette fonction, qui est actuellement mal traitée compte-tenu de la médiocre qualité des appareils actuellement disponibles dans le commerce. - l'appareil de séchage doit présenter une capacité de chauffe sur une surface telle que les cas les plus rédhibitoires rencontrés chez les carrossiers soient traités et la qualité du séchage doit etre telle que l'accélération de cette fonction doit conforter la qualité du travail et non créer de futurs problèmes résultant des effets induits de spectres d'infra-rouge mal adaptés. Les impératifs mentionnés ci-dessus démontrent qu'il faut concevoir un dispositif de chauffage auto-régulant autour de la température de séchage des peintures, c'est-à-dire aux environs de 600C. Or, le problème que pose la mise en oeuvre des infra-rouges est du au fait qu'il existe trois spectres de rayonnement infra-rouge : - le spectre long qui créé une chaleur convectionnelle - le spectre moyen qui créé une transmission rayonnante sur un support sollicité et en outre une convection de chaleur et - le spectre court qui créé uniquement un rayonnement et une montée en chaleur par excitation du support récepteur. La quasi totalité des dispositifs de séchage par infra-rouge actuellement disponibles sur le marché utilise les spectres longs et moyens. Ceci est du au fait que l'infra-rouge à spectre court nécessite l'utilisation de tubes à parabole réflectrice incorporée ayant au contact une température de l'ordre de 800 C. Or, cette conception du tube entraine une accumulation de chaleur au droit du tube et en outre les puissances mises en oeuvre se situent généralement à 1 KW, ce qui se traduit par une faible souplesse par rapport à d'autres types d'infra-rouges. Afin de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus, il faut obtenir une température constante sur la pièce réceptrice (notamment une carrosserie ou un élément de carrosserie de véhicules automobiles) afin d'obtenir une bonne cuisson, ce qui exige deux conditions a) un positionnement précis de l'émetteur de rayonnement infra-rouge par rapport à la pièce à sécher ou à chauffer, étant donné que la température varie en fonction de la distance séparant ledit émetteur de cette pièce et, b) une autorégulation permettant d'obtenir une température constante de la pièce chauffée étant donné que, par définition, l'infra-rouge créé par son système une montée en température progressive et cumulatrice qui se termine d'une manière asymptotique. La présente invention apporte donc un dispositif qui répond aux conditions mentionnées ci-dessus. A cet effet, la présente invention a donc pour objet un dispositif de séchage par infra-rouge en particulier pour peintures, notamment de carrosseries ou éléments de carrosseries de véhicules automobiles caractérisé en ce qu'il comporte : - au moins une cassette de chauffage comprenant un tube infra-rouge à spectre court monté sur un support mobile ayant une pluralité de libertés de mouvements - des moyens permettant de positionner ladite cassette infra-rouge toujours à la même distance de la pièce à sécher et, - un sytème de régulation permettant d'une part, pendant un temps pré-déterminé, de faire fonctionner en continu l'émission d'infrarouges pour amener la pièce à sécher à la température de séchage voulue et, d'autre part, d'assurer ensuite une émission séquentielle pré-régulée afin de maintenir la température de la pièce à une valeur constante qui est celle de la température de séchage. Selon un mode de réalisation du dispositif objet de l'invention chaque cassette de chauffage comprend au moins un tube infra-rouge qui est fixé sur un support inséré dans une surface de maintien parabolique à faible masse thermique pour réaliser son positionnement, ladite surface parabolique est montée dans un carter en un matériau à faible masse thermique, le montage de ladite surface parabolique étant réalisé par l'intermédiaire d'inserts et une circulation d'air étant prévue dans ledit carter afin d'en assurer le refroidissement. Selon l'invention, on prévoit un espace cloisonné, dans ladite cassette infra-rouge, derrière le tube dans lequel s'effectue la circulation d'air de refroidissement, le mouvement convectionnel naturel de cet air de refroidissement étant assuré par la présence de perforations ménagées dans les parois opposées du carter. Selon la présente invention les cassettes sont montées sur un bras de support orientable lui-même monté sur un support mobile et réglable en hauteur. Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, les cassettes infra-rouge sont montées par paires, parallèlement, à chacune des extrémités de leur bras de support, ce dernier étant monté sur son support mobile à l'aide d'une articulation, à l'extrémité d'un bras vertical télescopique permettant le réglage en hauteur. Le bras télescopique est monté sur un chariot pouvant se déplacer soit sur l'aire de travail, soit sur des voies de roulement qui sont accrochées sous un plafond par exemple le plafond d'une cabine de peinture du type directionnel. Selon une caractéristique de l'invention, l'émission séquentielle du rayonnement infra-rouge est pré-réglée à l'aide d'une minuterie également pré-réglée qui créé un mouvement d'éclairement et de non éclairement alternatif maintenant la température de la pièce à sécher à ladite valeur pré-déterminée. Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, les moyens qui permettent de positionner la ou lesdites cassettes infra-rouge toujours à la même distance de la pièce à sécher sont réalisés sous la forme d'une pige de distance placé sur le bras de support des cassettes et dont l'extrémité vient s'appliquer sur la surface de la pièce à sécher. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins : - la figure 1 est une vue en plan d'un exemple de réalisation du dispositif selon la présente invention comportant deux cassettes infra-rouges - la figure 2 est une vue en élévation frontale de la figure 1 - la figure 3 est une vue schématique en coupe par un plan vertical représentant un exemple de réalisation d'une cassette infra-rouge selon l'invention. - la figure 4 est une vue en élévation latérale d'un premier exemple de réalisation du dispositif objet de l'invention. - la figure 5 est une vue en élévation frontale de la figue 4 - la figure 6 est une vue partielle en coupe selon 6-6 de la figure 4 - la figure 7 est une vue en élévation latérale illustrant un second exemple de réalisation du dispositif objet de l'invention ; - la figure 8 est une vue en élévation frontale de la figure 7 et, - la figure 9 est une vue en perspective illustrant la mise en oeuvre du dispositif de l'invention conforme à son premier mode de réalisation. En se référant aux dessins, on voit que le dispositif objet de la présente invention comporte essentiellement les éléments suivants - au moins une cassette de chauffage par rayonnement infra-rouge. Dans les exemples de réalisations illustrées par les dessins et qui n'ont bien entendu aucun caractére limitatif, le dispositif comprend deux cassettes de chauffage désigné respectivement dans leur ensemble par les références 10-12. Ces cassettes infra-rouges qui seront décrites en détail ci-après comportent des tubes infra-rouges à spectre court, tels que 14 et elles sont montées sur un bras 16 articulé sur un support mobile décrit ci-après, ce support mobile étant conçu de façon à présenter une pluralité de mouvements de liberté ; - des moyens permettant de positionner le système de cassettes de chauffage infra-rouges toujours à la même distance de la pièce à sécher par exemple une carrosserie 20 de véhicule automobile.Dans cet exemple de réalisation non limitatif, ces moyens sont réalisés sous la forme d'une pige 22 dont la longueur est réglable comme on le verra ci-après et dont l'extrémité 24 est maintenue en permanence contre la surface de la pièce à sécher ; - un système de régulation qui, selon l'invention est conçu de façon à permettre d'une part, pendant un temps déterminé de faire fonctionner en continu l'émission infra-rouge des cassettes 10-12, pour amener la pièce 20 à la température de séchage voulu et d'autre part, d'assurer ensuite une émission séquentielle pré-réglée du rayonnement infra-rouge pour maintenir la température de la pièce 20 à une valeur constante qui est celle de la température de séchage de cette pièce. Sur la figure 3, on a représenté en détail un exemple de réalisation d'une cassette de chauffage infra-rouge à spectre court selon la présente invention. Comme on le voit sur cette figure, le tube infra-rouge 14 est fixé sur un support 26 lui même inséré dans un élément parabolique 28 qui le maintient en position. On notera que le tube infra-rouge 14 comporte à l'intérieur son propre réflecteur de rayonnement par électro-déposition avant fermeture du tube, l'angle ( ) d'émission du rayonnement infra-rouge étant pré-déterminé par le tube. L'élément parabolique 28 est constitué d'une plaque très fine en un matériau présentant une très faible masse thermique, par exemple en aluminium. Cet élément parabolique 28 est inséré dans un carter en matière synthétique présentant une faible masse thermique n'accumulant pas la chaleur, par exemple, une résine de synthèse. Le rôle de l'élément parabolique 28 est de capter la convection de contact du tube 14 et d'éviter sa dispersion. La cassette 10 comporte donc par ailleurs des inserts tels que 30 assurant la fixation de l'élément parabolique 28 à l'intérieur de la cassette 10 en évitant toute formation de pont thermique entre l'élément parabolique 28 et la cassette 10. A l'intérieur du volume délimité par cette cassette, il existe un volume cloisonné 32 dans lequel on assure une circulation naturelle de 1'air de refroidissement. Dans cet exemple de réalisation non limitatif, le mouvement convectionnel de l'air de refroidissement est assuré par la présence de perforation 34-36 ménagé dans la cassette 10 en des emplacements judicieusement choisis sur les parois opposées de cette cassette, comme on le voit clairement sur la figure 3.Ainsi, par laminage, la chaleur captée par 1' élément parabolique 28 est évacuée par ses perforations 34-36, comme indiqué par des flèches sur la figure 3 ainsi que par le jeu existant entre l'élément parabolique 28 et la cassette maintenus par les inserts 30. Ce jeu est visible notamment sur la figure 1 ou il a été désigné par la référence 38. Ainsi, grace à l'invention, il n'existe aucune accumulation de chaleur à l'intérieur de la cassette et celle-ci peut donc être manipulée manuellement sans aucun danger. La face avant de chaque cassette telle que 10-12 est protégée à l'aide d'une grille de protection 40 de façon à éviter tout contact éventuel direct avec le tube infra-rouge 14. Ainsi qu'on la décrit ci-dessus, dans l'exemple de réalisation décrit et représenté ici, les cassettes sont montées par paire 10-12, parallèlement à chacune des extrémités d'un bras de support 16. Sur ce bras, est également montée la pige de positionnement 22. Cette pige est engagée dans un support 42 portée par le bras 16 et, sa position peut être réglée en coulissant au travers d'un alésage prévu dans le support 42 (figures 1 et 2 notamment), une vis 44 assurant le blocage de la pige en position. On se réfère maintenant aux figures 4 à 6 qui illustrent un premier exemple de réalisation du dispositif, objet de la présente invention. Dans ce premier exemple de réalisation, le dispositif est conçu de façon à pouvoir être déplacé sur une aire de travail selon une pluralité de liberté de mouvement. Comme on le voit sur les figures 4 à 6,le bras de supportl6 portant les cassettes 10-12 est monté sur un support 46 par l'intermédiaire d'une articulation 48 Ce support 46 est lui-même monté par une articulation 50 à l'extrémité d'un support mobile et réglable en hauteur qui est ici réalisé sous la forme d' un piètement vertical télescopique désigné dans son ensemble par la référence 52. Dans cet exemple de réalisation, ce piètement 52 est conçu sous la forme d'un tube 54 monté sur un chariot 56 se déplacant sur l'aire de travail et dans lequel peut coulisser un tube supérieur 58, le blocage en position étant réalisé par l'intermédiaire d'une vis de serrage à poignée 60. Un ressort à gaz 62 interposé entre un tube de fixation 64 monté à l'extrémité du tube supérieur 58 et le chariot 56 permet de régler la position relative du tube télescopique 58 par rapport au tube fixe 54. Un vérin ou ressort à gaz 66 interposé entre le piètement 52 et le support 46 permet de déplacer le bras 16 portant les cassettes 10-12. Sur la figure 4, on a représenté en traits mixtes l'une des positions que peuvent occuper les cassettes 10-12 du dispositif-selon l'invention par commande du vérin à gaz 66. On comprend que les mouvements combinés de ce vérin, du vérin 62 réglant la position en hauteur des cassettes 10-12 et du roulement du chariot 56 sur l'aire de travail permet de positionner le dispositif selon l'invention en tout emplacement voulu par rapport à la pièce à sécher 20 en maintenant l'extrémité 24 de la pige 22 toujours en contact de cette pièce comme on peut le voir clairement sur la figure 9. Les déplacements sont commandés à partir d'un coffret électrique de commande 70. Ainsi qu'on la précisé ci-dessus, le dispositif objet de la présente invention comporte des moyens permettant d'éviter une montée en température cumulatrice. Ce système de régulation rempli donc les fonctions suivantes : - pendant un laps de temps donné, les émetteurs infra-rouges des cassettes telles que 10-12 fonctionnent à pleine puissance, sans interruption afin d'amener la surface de la pièce à sécher ou à chauffer à la température désirée, dans le temps le plus court possible. Ces conditions sont déterminées préalablement en utilisant par exemple un simulateur - puis, après ce temps pré-déterminé de montée en température on assure une émission séquentielle pré-réglée des cassettes infrarouges afin de maintenir la pièce à la température pré-déterminée de séchage, en évitant ainsi de continuer à monter en température. Dans cet exemple de réalisation, on met en oeuvre un système de minuterie préréglée qui crée un mouvement d'éclairement et de non éclairement alternatif des émetteurs infra-rouges, non nuisible au séchage des produits. Grâce à l'auto régulation ainsi obtenue par ce dispositif on dispense l'énergie strictement nécessaire pour le maintien de la pièce à sa température pré-déterminée de séchage. Ainsi le dispositif objet de la présente invention répond bien aux deux impératifs mentionnés ci-dessus a) l'obtention d'un positionnement précis des cassettes émetteurs infra-rouges par rapport à la pièce à sécher, ce positionnement étant obtenu grâce à la pige telle que 22 et, b) une auto régulation de l'émission infra-rouge permettant de maintenir une température constante après interruption de la montée en température. Dans l'exemple de réalisation décrit ciZesssus, le dispositif décrit selon la présente invention est monté sur un chariot mobile 56 se déplacant sur l'aire de travail. Dans la variante illustrée par les figures 7 et 8, le dispositif est suspendu au plafond 72 par exemple d'une cabine de peinture. Dans ce second exemple de réalisation, le système de bras télescopique 54, 58 portant le support articulé 16 aux extrémités duquel sont placées les cassettes infra-rouges 10-12 est monté sur un chariot 74 qui se 'déplace sur des voies de roulement telles que 76 prévu sous le plafond 74. L'alimentation en énergie électrique est assurée de façon classique à l'aide du cable plat 78 qui suit les déplacements du dispositif de chauffage. Sur les figures 7 et 8 on a représenté en traits mixtes, quelques positions pouvant être occupées par le dispositif selon la présente invention. L'examen de ces figures 7 et 8 montre que ce second exemple de réalisation possède comme le premier exemple de réalisation décrit ci-dessus une pluralité de liberté de mouvement. Ce second exemple de réalisation est mis en oeuvre de préférence dans une cabine de peinture directionnelle afin d'assurer le séchage de pièces accrochées sur un rail, ces pièces pouvant être par exemple des éléments de carrosserie de véhicules automobiles (ailes, capot, portes, etc.). il demeure bien entendu que la présente invention n' est pas limitée aux exemples de réalisation décrit et/ou réprésentés ici mais qu'elle en englobe toutes les variantes. Ainsi cette invention ne se limite pas au séchage, elle peut en effet être utilisée au traitement thermique de pièces devant être maintenues à une température constante. REVENDICATIONS 1. Dispositif de séchage par infra-rouge en particulier pour peintures, notamment de carrosseries ou éléments de carrosseries de véhicules automobiles caractérisé en ce qu'il comporte = - au moins une cassette de chauffage (10-12) comprenant un tube infra-rouge à spectre court monté sur un support mobile (16-52) ayant une pluralité de libertés de mouvements ;; - des moyens (22) permettant de positionner ladite cassette infrarouge toujours à la même distance de la pièce à sécher et, - un sytème de régulation permettant d'une part, pendant un temps pré-déterminé, de faire fonctionner en continu l'émission d'infrarouges pour amener la pièce à sécher à la température de séchage voulue et, d'autre part d'assurer ensuite une émission séquentielle pré-régulée afin de maintenir la température de la pièce à une valeur constante qui est celle de la température de séchage. 2. Dispositif de séchage par infra-rouge selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque cassette de chauffage (10-12) comprend au moins un tube infra-rouge (14) qui est fixé sur un support 26 inséré dans une surface parabolique de maintien (28) à faible masse thermique pour réaliser son positionnement, ladite surface parabolique étant montée dans un carter en un matériau à faible masse thermique et, le montage de ladite surface parabolique (28) étant réalisé par l'intermédiaire d'insert (30), une circulation d'air étant prévue dans ledit carter afin d'en assurer le refroidissement. 3. Dispositif de séchage par infra-rouge selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite surface parabolique est constituée d'une plaque très fine en un matériau de très faible masse thermique notamment en aluminium. 4. Dispositif de séchage par infra-rouge selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit carter est réalisé en un matériau de synthèse tel que notamment une résine de synthèse de faible masse thermique et n'accumulant pas la chaleur. 5. Dispositif de séchage par infra-rouge selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on prévoit un espace cloisonné (32), dans ladite cassette infra-rouge, derrière le tube infra-rouge (14), dans lequel s'effectue la circulation d'air de refroidissement, le mouvement convectionnel naturel de cet air de refroidissement étant assuré par la présence de perforations (34-36) ménagées dans les parois opposées du carter. 6. Dispositif de séchage par infra-rouge selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdites cassettes (10-12) sont montées sur un bras de support (16) lui même monté sur un support mobile et réglable en hauteur (54-58). 7. Dispositif de séchage par infra-rouge selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'émission séquentielle du rayonnement infra-rouge par lesdites cassettes (1012) est pré-réglée à l'aide d'une minuterie également pré-réglée qui créé -un mouvement d'éclairement et de non éclairement alternatif maintenant la température de la pièce à sécher à ladite valeur prédéterminée. 8. Dispositif de séchage par infra-rouge selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens qui permettent de positionner la ou lesdites cassettes infra-rouge toujours à la même distance de la pièce à sécher sont réalisés sous la forme d'une pige de distance (22) placé sur le bras de support (16) des cassettes et dont l'extrémité (24) vient s'appliquer sur la surface de la pièce à sécher. 9. Dispositif de séchage par infra-rouge selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les cassettes sont montées par paire (10-12) parallèlement, à chacune des extrémités dudit bras de support (16), ce dernier est monté sur un support (46) par l'intermédiaire d'une articulation( 48), ledit support (46) étant lui-même monté à l'aide d'une articulation (50) à l'extrémité d'un bras vertical télescopique (52). 10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que ledit bras télescopique est monté sur un chariot (56) se déplacant sur l'aire de travail. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que ledit bras télescopique est monté sur un chariot (74) se déplacant sur des voies de roulement (76) qui sont accrochées sous un plafond (74) notamment d'une cabine de peinture du type directionnel.