Brevet FR2737980A1 — publié le 19970228

"Procédé et dispositif de projection de produit de revêtement" L'invention concerne un procédé et un dispositif de projection de produit de revêtement utilisés, en particulier, dans une installation automatique de projection d'un tel produit liquide, sur des objets de forme relativement complexe tels que des carrosseries de véhicules automobiles. Dans de telles installations, les carrosseries sont transportées par un système de convoyage en regard de projecteurs de produit de revêtement eux même s mobiles car portés par des machines dites latérales ou de toit ou des robots multi-axes. Dans le but de garantir un revêtement uniforme des carrosseries, il est habituel d'actionner chaque projecteur de peinture avant qu'il ne soit en regard de la carrosserie et d'interrompre son fonctionnement après que la carrosserie a défilé devant le projecteur. En effet, les temps de réponse des projecteurs classiques sont tels qu'une certaine marge de sécurité doit être prise. I1 en résulte une surconsommation de produit préjudiciable à une gestion économique de l'installation. Les projecteurs de produit de revêtement projettent non pas de la peinture seule mais un mélange de peinture et d'air, dit air de pulvérisation et/ou air d'entraînement, qui forme un mélange dirigé vers la pièce à revêtir. Le mélange air/produit sortant du projecteur ou se formant à la sortie du projecteur crée un courant d'air du projecteur vers l'objet à revêtir. Ce courant d'air entraîne, par aspiration, jusqu'à dix fois le volume d'air éjecté par le projecteur. Lors du démarrage du projecteur, c'est-à-dire lorsqu'on commence à projeter de l'air et du produit de revêtement, un régime transitoire s'installe pendant lequel le mélange air/produit entraîne de plus en plus d'air ambiant. I1 faut environ une seconde pour atteindre le régime permanent.Or, la pulvérisation n'est efficace qu'en régime permanent: en effet, la répartition entre gouttes de peinture de tailles différentes, communément appelées "fines" et "grosses" gouttes, dépend essentiellement de l'aéraulique ambiante. I1 est donc nécessaire de faire fonctionner le projecteur au moins une seconde avant qu'il ne soit en regard de la pièce à revêtir. Là encore, la surconsommation de produit entraîne des coûts supplémentaires. L'invention résout l'ensemble de ces problèmes. Elle concerne un procédé de projection de produit de revêtement sur un objet à l'aide d'un projecteur comprenant une vanne susceptible de réguler l'alimentation en produit d'une buse de projection et une arrivée d'air de pulvérisation et/ou d'entraînement dudit produit vers lesdits objets caractérisé en ce que, le flux d'air de pulvérisation et/ou d'entraînement est maintenu établi pendant le revêtement d'un objet, l'alimentation en produit de revêtement étant interruptible ou variable au moyen de ladite vanne. L'invention concerne aussi un dispositif apte à la mise en oeuvre de ce procédé, et en particulier un dispositif de projection de produit de revêtement comprenant une vanne susceptible de réguler l'alimentation en produit d'une buse de projection caractérisé en ce que ladite vanne comporte un actionneur électrique. La vanne peut être une servovanne proportionnelle ou tout autre type de vanne électrique montée dans le projecteur ou à l'extérieur de celui-ci. Grâce au procédé et au dispositif de l'invention, il est possible de gérer au mieux la consommation de produit de revêtement dans une installation industrielle. En effet, on peut prévoir d'interrompre l'alimentation en peinture du projecteur dès qu'il n'est pas nécessaire de projeter du produit. En d'autres termes, il n'est pas nécessaire de prévoir une marge de sécurité importante pour garantir un revêtement uniforme. Dans le cas particulier où les objets sont des carrosseries de véhicules automobiles, l'invention est particulièrement avantageuse car ces objets sont pourvus de trous correspondants à l'emplacement du pare-brise, de la lunette arrière et des vitres latérales. Jusqu'à présent, il n'était pas possible d'interrompre la projection de peinture en face de ces trous car cela revenait à arrêter tout le fonctionnement du projecteur. I1 aurait fallu prévoir une remise en marche plus de une seconde avant que le projecteur ne soit à nouveau en face d'une partie de la carrosserie à peindre. Or, compte tenu des vitesses de balayage des robots et des machines latérales ou de toit actuels qui dépassent souvent 1 mètre par seconde, cela aurait imposé de recommencer à projeter de la peinture avant même que le projecteur ne soit en face du trou en question.Grâce à l'invention, l'air de pulvérisation et d'entraînement n'est pas coupé lorsque le projecteur est en face d'un trou; seule l'alimentation en produit de revêtement est interrompue. De la sorte, il n'est pas nécessaire de prévoir le délai d'établissement d'un régime aéraulique stationnaire pour projeter du produit. La seule limitation à la coupure de la projection en face des trous de la carrosserie est la rapidité de la commande de la vanne d'alimentation en produit. Conformément à l'invention, il s'agit dune vanne à actionneur électrique, telle qu'une servovanne proportionnelle, dont le temps de réponse est très inférieur à celui d'une pneumovanne classiquement utilisée dans ce type de matériels. Ce qui a été vu avec les trous des carrosseries s'applique aussi aux parties des objets qui ne doivent pas être revêtues, comme par exemple les bas de caisse d'une carrosserie, les cylindres d'un bloc moteur ou les bobinages d'un moteur électrique. L'invention permet d'éviter l'emploi d'écrans de protection des parties ne devant pas être revêtues. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une installation de projection de produit de revêtement conforme à son principe donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une installation de revêtement de carrosseries automobiles selon l'invention, - la figure 2 est une vue de principe de l'écoulement du jet de peinture en aval de l'orifice de sortie d'un projecteur, - la figure 3 est une vue schématique en coupe d'un projecteur de produit de revêtement conforme à l'invention et - la figure 4 est une vue schématique similaire à la figure 3 pour une variante de l'invention. L'installation de la figure 1 comprend un système de convoyage 1 de carrosseries 2 défilant en regard de projecteurs 3, 4 et 5 de produit de revêtement respectivement portés par des machines latérales 6 et 7 et de toit 8. La carrosserie est formée de panneaux de forme globalement planes. Ces panneaux sont soit horizontaux comme le capot 10, le toit 11 et le coffre 12, soit verticaux comme les ailes et les portes 13 et 14. Lorsque le projecteur 5 envoie du produit de revêtement, par exemple sur le capot 10, il est animé d'un mouvement de balayage qui déborde latéralement du capot. Au cours du revêtement d'un objet, le projecteur 5 se trouve en regard du trou 20 laissé libre pour le pare-brise et du trou 21 laissé libre pour la lunette arrière.De même, les projecteurs 3 et 4 sont animés de mouvements de balayage verticaux qui débordent au dessus et en dessous des parties verticales. Ils sont, plusieurs fois au cours du revêtement, en face des fenêtres latérales 22 et 23. De même, il se peut que les bas de caisse 25 de la carrosserie soient revêtus d'une couche de produit antigravillonnage de couleur noire mat qui ne doit pas être revêtue de peinture colorée comme le reste de la carrosserie. Au cours des mouvements de balayage, les projecteurs 3 et 4 passent en face des bas de caisse 25. La forme de l'écoulement en aval de la sortie de la buse du projecteur 3 est schématiquement représentée à la figure 2. L'écoulement 100 a une forme d'éventail car le projecteur est ici de type "à jet plat", c'est à dire pourvu de canaux d'air de conformation 101 débouchant dans des cornes 102 et 103. Le produit de revêtement débouche par un orifice 104 où il est entouré par un jet d'air d'entraînement et de pulvérisation. Un second jet d'air débouche aussi sur la face avant du projecteur, par des orifices 105, pour entraîner le jet de produit de revêtement. L'écoulement 100, formé par le mélange du produit de revêtement et de l'air d'entraînement et de pulvérisation issu des trous 101, 104 et 105, transite de l'orifice 104 de la buse en direction d'un objet à revêtir, par exemple une porte 13 et entraîne par friction l'air avoisinant, ce qui crée un courant d'air 110 et 110a convergeant vers l'écoulement 100. L'air issu du courant d'air 110 et 110a se mélange à l'écoulement 100. L'établissement de ce courant d'air n'est pas immédiat. En effet, lors de la mise en route du projecteur 3, le courant d'air 110 n'est pas établi car l'écoulement 100 n'a pas commencé à aspirer l'air environnant; on a mesuré qu'il faut environ une seconde pour que le courant d'air 110 soit établi sur une longueur D de 300 mm qui correspond à la valeur usuelle de la distance séparant le projecteur 3 de la porte 13. Cette durée ne permettrait donc pas d'interrompre le flux d'air lorsque la coupure doit être brève, comme par exemple lorsque le projecteur 3 est en regard d'une des fenêtres 22 ou 23. Le projecteur 3 a une structure visible à la figure 3. Les projecteurs 4 et 5 ont des structures analogues. Le projecteur 3 se compose essentiellement d'un corps 201 sur lequel est fixée une buse 202 par l'intermédiaire d'un écrou 203. La buse est traversée par un conduit 204 de produit de revêtement dont la sortie aval est constituée par un injecteur 205. Un chapeau 206, muni des cornes 102 et 103 dans lesquelles sont percés les canaux 101, est aussi monté sur le corps 201 par une bague 207. Les canaux 101 sont alimentés en air par une arrivée d'air 209. Une seconde arrivée d'air 210 alimente un trou annulaire 211 du chapeau 206 qui entoure l'extrémité de l'insert 205 et correspond à la partie annulaire extérieure de l'orifice 104 de la figure 2. Comme évoqué précédemment, l'air éjecté par le trou 211 entraîne le jet de peinture en direction de l'objet à revêtir. Le conduit de produit de revêtement 204 dans la buse 202 est connecté à un canal 212 d'amenée de produit traversant le corps 201. Conformément à l'invention, l'écoulement du produit de revêtement dans le conduit 204, entre une partie amont 204a et une partie aval proche de l'injecteur 205, a lieu à travers un obturateur 220 commandé par une servovanne électrique proportionnelle 221 commandée par un signal électrique transmis par un conducteur 222. En pratique, le temps de réponse de cette servovanne est inférieur à 10 ms. L'obturateur 220 est essentiellement constitué d'un tube creux percé d'un trou 224 d'un diamètre correspondant à celui du conduit amont 204a. Dans une position angulaire donnée, l'obturateur permet le passage du produit de revêtement sans créer de perte de charge: le débit de peinture est alors maximum.Dans les autres positions voisines de la précédente, il crée une perte de charge variable permettant, à pression dans le canal 212 donnée et après étalonnage, de piloter la valeur du débit de peinture dans la partie aval du conduit 204. Si l'obturateur 220 a tourné de plus de 90 par rapport à la position de départ, le débit de produit de revêtement est interrompu. Des joints toriques 230 et 231 assurent l'étanchéité de l'obturateur 220. Le cas échéant, en fonction de l'environnement extérieur, la servovanne 231 peut être à sécurité intrinsèque ou anti-déflagrante. Grâce à l'invention, il n'est plus nécessaire de prévoir un pointeau de régulation du débit de produit de revêtement commandé par une pneumovanne, il n'est plus non plus nécessaire de prévoir des pneumovannes de pilotage du débit d'air de pulvérisation et d'entraînement. Des pneumovannes assurant cette fonction pourront être montées à proximité du projecteur, par exemple dans le bâti de la machine latérale 6. Le corps 201 du projecteur est ainsi compact et la longueur totale du projecteur 3 est inférieure à 60 mm, ce qui améliore sa maniabilité et son poids, d'une part, et diminue les perturbations aérodynamiques qu'il peut induire, d'autre part. I1 est par ailleurs facilement monté sur une embase de connexion non représentée par une bague de serrage 232. Le fonctionnement est le suivant: lorsqu'une carrosserie est détectée en entrée de la cabine de projection non représentée, toutes les vannes des circuits d'alimentation en air des projecteurs sont ouvertes. Au bout d'environ une seconde l'écoulement tridimensionnel d'air autour de chaque projecteur est établi. Les vannes 220 peuvent alors être activées: l'écoulement de produit visible sur la figure 2 est régulier et homogène. Lors du revêtement de la carrosserie, le débit de produit de revêtement est piloté, à partir d'une table de pistolage dans laquelle sont stockées les informations de débit correspondant à chaque profil de carrosserie, grâce à la servovanne proportionnelle 221 ou à ses équivalents dans les autres projecteurs.Les flux d'air de pulvérisation et d'entraînement peuvent varier, par exemple en fonction de la forme souhaitée du jet de produit, mais demeurent établis pendant tout le revêtement: l'entraînement du courant d'air 110 est ainsi maintenu. Lorsque le projecteur 3 est en face d'une des fenêtres 22 ou 23, la servovanne 221 fait effectuer une rotation de 90" à l'obturateur 220, ce qui interrompt l'écoulement du produit de revêtement. De même, lorsque, du fait du mouvement de balayage des machines, le projecteur ne se trouve pas en regard de la carrosserie, c'est à dire pendant le débordement, l'alimentation en produit de revêtement est interrompue par la servovanne. Lorsque toutes les servovannes 220 sont remises en position fermée et lorsque la carrosserie est réputée terminée, les vannes d'alimentation en air de l'installation peuvent être fermées. Selon une variante avantageuse de l'invention, un radar 33, 34 ou 35 est respectivement associé à chacun des projecteurs 3, 4 et 5. Il détecte la présence ou non d'une surface à revêtir en face du projecteur et le signal électrique émis par ce radar peut être exploité par la servovanne 221 ou ses équivalents pour réguler le débit de produit de revêtement. I1 n'est alors plus nécessaire d'avoir recours à une table de pistolage et l'installation est capable de peindre pratiquement tous les types de carrosseries. Le projecteur de la figure 4 diffère de celui de la figure 3 en ce que la servovanne électrique proportionnelle est du type à translation. Les éléments similaires à ceux de la figure 3 portent des références identiques majorées de 100. L'obturateur 320 est constitué par une tige munie d'un pointeau conique dont la géométrie correspond à celle d'un siège 330 prévu dans la buse 302. L'obturateur est manoeuvré en translation par une servovanne électrique proportionnelle 321, par exemple du type à membrane 331 portant un aimant 332 excitée par une bobine 333, c'est à dire fonctionnant sur le principe d'un hautparleur acoustique. Le fonctionnement est analogue à celui envisagé avec le dispositif de la figure 3. L'invention a été présentée avec une installation pourvue de trois projecteurs mais s'applique quel que soit leur nombre. Elle est aussi applicable dans le cas de projecteurs manuels et de projecteurs à jet rond ou creux, électrostatiques ou non électrostatiques. L'invention a été présentée avec une servovanne proportionnelle mais elle s'applique avec tout type de vanne comportant un actionneur électrique car la rapidité obtenue est sensiblement identique. I1 pourrait s'agir dune vanne du type "tout ou rien". Elle pourrait aussi être fabriquée à partir d'un moteur électrique ou de tout autre dispositif équivalent à la portée de l'homme du métier. Elle pourrait être montée à l'intérieur ou à l'extérieur du projecteur. REVENDICATIONS 1 - Procédé de projection de produit de revêtement sur un objet (2) à l'aide dun projecteur (3,4,5) comprenant une vanne (221,321) susceptible de réguler l'alimentation en produit d'une buse (202,302) de projection et une arrivée d'air (209,210,309,310) de pulvérisation et/ou d'entraînement dudit produit vers lesdits objets caractérisé en ce que, le flux d'air de pulvérisation et/ou d'entraînement est maintenu établi pendant le revêtement d'un objet, l'alimentation en produit de revêtement étant interruptible ou variable au moyen de ladite vanne. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, lors du revêtement d'un objet, ledit flux d'air est initié avant la première ouverture de ladite vanne (221,321). 30 Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que, lors du revêtement d'un objet, ledit flux d'air est interrompu après la dernière fermeture de ladite vanne (221,321). 40- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite vanne est fermée lorsque ledit projecteur est en regard des parties (25) de l'objet ne devant pas être revêtues. 5 - Procédé selon la revendication 4 de revêtement d'objets dont les surfaces sont munies de trous (20,21,22,23) caractérisé en ce que ladite vanne est fermée lorsque ledit projecteur est en regard desdits trous. 60- Dispositif de projection de produit de revêtement comprenant une vanne (221,321) susceptible de réguler l'alimentation en produit d'une buse (202,302) de projection caractérisé en ce que ladite vanne comporte un actionneur électrique. 7"- Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que ladite vanne (221,321) est une servovanne électrique proportionnelle. 8"- Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que ladite vanne (221) est associée à un obturateur (220) dont les mouvements de rotation déterminent le diamètre d'écoulement du conduit (204) d'amenée de produit de revêtement dans la buse (202) de pulvérisation. 9 - Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que ladite vanne (321) est associée à un obturateur (320) dont les mouvements de translation déterminent le diamètre d'écoulement du conduit (304) d'amenée de produit de revêtement dans la buse (302) de pulvérisation. 10 - Installation de projection de produit de revêtement caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de projection de produit de revêtement selon lune des revendications 6 à 9