Brevet FR2878911A1 — publié le 20060609

La présente invention a pour objet un dispositif d'application de mélanges de produits ayant une viscosité très importante ou encore de liquides relativement épais tels que des peintures et qui doivent être mélangés à des dosages très précis, ces dosages devant être adaptés à chaque cas d'utilisation. Ces produits peuvent, par exemple, être des colles constituées d'un produit dit produit de base, qui est la colle proprement dite, à laquelle doit être associé, à l'instant de l'application, un deuxième produit, appelé selon les cas durcisseur ou accélérateur . La proportion du deuxième produit par rapport au premier, peut varier de 1 % 10 à 25 % ou même plus. Dans la pratique, l'application de ce genre de produits se heurte à de grosses difficultés, du fait du fort écart de dosage entre deux produits épais avec un débit d'application variable, le tout associé à des pertes de charges importantes; de sorte que les installations existantes sont coûteuses et peu fiables. Dans ces installations, on utilise soit des pompes à engrenages, soit des pompes à piston. Les pompes à engrenages ainsi que les pompes péristaltiques présentent l'avantage d'être précises, mais présentent l'inconvénient de ne pas permettre des débits importants et de ne pas être utilisables, de façon satisfaisante, pour des pressions élevées. De plus, elles nécessitent des pompes de gavage. Les pompes à piston peuvent fournir un débit et une pression importants, mais leur précision n'est pas suffisante pour ces forts écarts de dosage. La présente invention a pour objet d[e porter remède à ces défauts. Selon l'invention, l'installation d'application de mélanges de produits à hautes viscosités à des dosages très précis, mais pouvant être modifiés à volonté, est caractérisée par le fait qu'elle est constituée d'une part d'une pompe à piston à mouvement alternatif et d'au moins une pompe à engrenages ou péristaltique, la liaison entre la pompe à piston et la/ou les pompes à engrenages étant réalisée par l'intermédiaire d'un bloc de commande comportant d'une part un mécanisme transformant le mouvement linéaire alternatif du piston de la pompe à piston en un mouvement rotatif et d'autre part un variateur de vitesse recevant ledit mouvement rotatif et le transmettant à l'axe moteur de la ou des pompes à engrenages avec le rapport souhaité. A titre d'exemple et pour faciliter la compréhension de l'invention, on a représenté aux dessins annexés: - Figure 1, un exemple de dispositif connu avec pompes à engrenages. - Figure 2, un exemple de dispositif connu avec pompes à piston. - Figure 3, une vue de détail illustrant le mécanisme de transformation du mouvement de va et vient du piston d'une pompe à piston en mouvement rotatif. - Figure 4, une vue schématique illustrant un premier mode de mise en oeuvre de l'invention. - Figure 5, une vue schématique illustrant un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention. - Figure 6 une vue schématique illustrant le guidage linéaire. La figure 1 représente un dispositif connu fonctionnant au moyen de deux pompes à engrenages. Les produits A et B sont pompés pair les pompes 1 et 2 respectivement et sont envoyés dans une buse d'application 3 où ils sont mélangés. Les produits A et B sont puisés dans des réservoirs 4 et 5 par des pompes de gavage à pistons 6 et 7, de façon que les pompes à engrenages n'aient pas à aspirer les produits A et B. Les deux pompes à engrenages 1 et 2 sont entraînées par les moteurs 8 et 9, respectivement, le rapport des vitesses des moteurs 8 et 9 étant déterminés par le calculateur 10 de façon à obtenir le dosage désiré des produits A et B. La figure 2 représente un autre dispositif connu fonctionnant au moyen de deux pompes à pistons. Le produit A, qui est le produit de base qui est, en général, à haute viscosité et dont le volume utilisé est le plus important, est alimenté par une pompe à piston 13, à double effet, ayant deux chambres de volumes identiques, actionné par un moteur 15 équilibré en pression, de façon que le débit et la pression du liquide pompé soient les mêmes quel que soit le sens de déplacement de l'ensemble. Le produit A est acheminé vers la buse 16 par la canalisation 17. Le produit B est contenu dans une cartouche 18 dont le volume est nettement plus petit que celui du fût 14 de produit A. Le doseur est constitué par une petite pompe à piston 19 dont le piston 20 est 5 piloté pneumatiquement par un boîtier de commande qui émet des pulses en fréquence variable, en fonction du dosage à obtenir. Les deux types d'installations ne donnent pas entièrement satisfaction à cause des imperfections, mentionnées plus haut, des pompes à engrenages ou des pompes à pistons. Les figures 3, 4, 5 et 6 illustrent l'invention. Selon l'invention, on va combiner une pompe à piston pour le produit A, de façon à avoir puissance et débit et une pompe à engrenages ou pompe péristaltique pour le produit B, de façon à avoir la précision du dosage. Pour cela il faut transformer le mouvement de translation de va et vient du 15 piston d'une pompe à piston, en un mouvement rotatif. Pour cela, le piston de la pompe 13 à produit A est attelé à une crémaillère 20. Pour simplifier les figures, la pompe 13, n'est pas représentée sur les figure 3, 4 et 5, seule la crémaillère 20 étant représentée. Les pignons 21 et 22 identiques, qui engrènent sur la crémaillère 20, sont reliés chacun à un pignon 21a, 22a, par un mécanisme à roue libre de façon que selon le sens de déplacement de la crémaillère 20, seul un des deux pignons 21a soit entraîné en rotation, l'autre 22a étant entraîné lorsque la crémaillère 20 se déplace dans l'autre direction. Lorsque la crémaillère 20 se déplace selon la flèche F, elle entraîne le pignon 21 qui entraîne le pignon 21a lequel tourne dans le sens horaire et entraîne le pignon 24 dans le sens anti-horaire: tandis que le pignon 22 tourne sans entraîner le pignon 22a. Lorsque la crémaillère 20 se déplace dans la direction opposée à la flèche F, le pignon 22 entraîne le pignon 22a qui tourne dans le sens anti-horaire et engrène sur un pignon intermédiaire 23, de sorte que le pignon 24 est entraîné dans le même sens anti-horaire; le pignon 21 tournant sans entraîner le pignon 21a. Ainsi, les mouvements de translation en sens contraires du piston de la pompe 13 sont transformés en un mouvement rotatif de l'arbre 25, solidaire du pignon 24, toujours dans le même sens de rotation. Les pignons 21 et 22 étant identiques, la vitesse de rotation de l'arbre 25 est identique dans les deux ses de translation de la crémaillère. Le mécanisme de transformation T est doté d'un système de guidage linéaire tel que sur la Figure 6. Ce système est solidaire du moteur et de la pompe 13 par l'intermédiaire d'un carter. Le piston du moteur et sa liaison avec la pompe sont soumis à un effort de flambage et à un jeu au niveau des joints. La crémaillère, entraînée par la tige du piston, doit donc être positionnée précisément pour engrener correctement les pignons 21 et 22. Sur la figure 4, le mécanisme de transformation du mouvement linéaire alterné en un mouvement rotatif en sens constant de la figure 3, est désigné par la 15 référence T. Sur cette figure, on voit que l'arbre 25 de sortie du mécanisme de transformation T pénètre dans un variateur V. L'arbre de sortie 26 du variateur V entraîne une pompe à engrenages E qui puise le produit dans un réservoir 27 et le refoule vers la buse d'application par la conduite 28. Il est à noter que la pompe E, à engrenages peut être une pompe péristaltique. Le variateur V peut être tout type de variateur mécanique connu, par exemple le variateur portant la marque ZERO-MAX de la société UNICUM ou encore un variateur à courroies. Il en résulte que c'est la pompe à piston 13, pompant le produit A, qui entraîne la pompe à engrenages E pompant le produit B, la vitesse d'entraînement de l'axe 26 entraînant la pompe à engrenages E étant proportionnelle à la vitesse de la pompe 13, cette proportion étant modifiable à volonté au moyen du variateur de vitesse V. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, la pompe à piston délivre 30 à 300 bars le produit A jusqu'au pistolet d'application. Comme cette pompe se trouve à une distance importante environ 7 m de distance et que le produit A a une grande viscosité, la pression tombe à moins de 100 bars du fait des pertes de charge dans le conduit 17. Cela permet d'associer à cette pompe à piston une pompe à engrenages, qui délivre un produit B plus liquide en petite quantité, avec une pression inférieure à 100 bars au niveau de la pompe; parce que les pertes de charge sont négligeables. On obtient ainsi un réglage précis, fiable et constant, du dosage du produit B par rapport au produit A, ce dosage pouvant être déterminé à volonté par l'utilisateur au moyen du variateur V. La figure 5 représente une version simplifiée (et plus économique) de la 10 transmission du mouvement de l'arbre 25 à l'arbre 26 d'entraînement de la pompe à engrenages E. Cette transmission est constituée de deux pignons 29 et 30, l'un, 29 solidaire en rotation de l'arbre 25 et l'autre, 30, solidaire en rotation de l'arbre 26. Le rapport des diamètres des pignons 29 et 30 détermine le rapport de la vitesse d'entraînement de l'arbre 26 par rapport à celle de l'arbre 25. Pour changer ce rapport, il suffit de changer les pignons 29 et 30. Il est également possible, comme cela est représenté en pointillés aux figures 4 et 5, d'ajouter aux produits A et B un troisième produit C (un colorant par exemple), en entraînant une deuxième pompe à engrenages E'. Dans le cas de la figure 4, une dérivation est prise sur l'arbre 26 de sortie du variateur V; dans le cas de la figure 5, un pignon additionnel 31, entraînant une pompe à engrenages E' est associé au pignon moteur 29. Il est bien évident que l'on peut disposer d'autres pompes à engrenages additionnelles telles que la pompe E' et donc ajouter autant de produits additionnels. Il est également possible d'associer un autre variateur ou même plusieurs à l'autre sortie 25 du transformateur mécanique de mouvement T. Une autre façon, très simple, de modifier le dosage du produit B par rapport au produit A, consiste à changer la pompe E. On voit donc que la disposition selon la présente invention, permet une très grande souplesse d'adaptation aux problèmes posés par l'utilisateur. Elle permet en outre, de supprimer les pompes de gavage 6 et 7 de la figure 1. REVENDICATIONS 1. Dispositif de pompage pour l'application de mélanges de produits visqueux ou encore de produits relativement épais tels que des peintures, à des dosages très précis, mais devant pouvoir être modifiés à volonté, caractérisé par le fait qu'il est constitué de la combinaison d'une pompe à piston à mouvement alternatif (13) pompant vers une buse (3) un premier produit (A) et d'au moins une pompe (E) à engrenages ou péristaltique pompant vers ladite buse (3) au moins un deuxième produit (B), la liaison entre la pompe à piston (13) et la (ou les) pompes à engrenages étant réalisée par un mécanisme (T) transformant le mouvement de translation du piston de la pompe (13) en un mouvement rotatif à l'image du mouvement de translation du piston de la pompe à piston d'un arbre de sortie (25) et par un variateur de vitesse (V, 29-30) recevant le mouvement rotatif de l'arbre (25) et le transmettant par un arbre de sortie (26) à la ou les pompes à engrenages (E). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le mécanisme (T) transformant le mouvement de translation alternatif du piston de la pompe (13) de produit (A) comporte une crémaillère (20) attelée à la tige du piston et deux pignons (21-22) engrenant sur ladite crémaillère (20), ces deux pignons (21-22) étant chacun relié par un mécanisme à roue libre à deux pignons (21a-22a) de telle sorte que l'un (21a) soit entraîné dans un sens par le pignon correspondant (21) dans un sens de déplacement de la crémaillère, l'autre (22a) étant entraîné dans l'autre sens par un pignon correspondant (22) pour l'autre sens de déplacement de la crémaillère, un des pignons (21a) engrenant directement sur un pignon (24) , tandis que l'autre (22a) entraîne un pignon intermédiaire (23) engrenant sur ledit pignon (24) ; de telle sorte que ledit pignon (24) soit toujours entraîné dans le même sens de rotation ainsi que l'arbre (25) dont il est solidaire. 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2 comportant: une pompe à piston (13) pour le pompage d'un produit (A) ; un dispositif (T) transformant le mouvement alternatif du piston de la pompe (13) en un mouvement rotatif imprimé, toujours dans le même sens à un arbre de sortie (25) dudit transformateur mécanique (T) ; un variateur (V, 29-30) imprimant à un arbre de sortie (26) un mouvement rotatif proportionnel à celui de l'arbre d'entrée (25) ; au moins une pompe à engrenages (E) pour le pompage d'au moins un autre produit (B) ; les produits ainsi pompés étant dirigés vers une buse d'application (3) du mélange. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le variateur (V) est un variateur mécanique. 5. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le variateur (V) est remplacé par un jeu de pignons (29-30) de diamètres différents, de façon que le pignon (30) entraînant la pompe à engrenages (E) tourne à une vitesse proportionnelle à celle du pignon (29). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on peut modifier le dosage du produit (B) par rapport au produit (A) en changeant la pompe à engrenages (E). 7. Dispositif selon les revendications 1 à 5, dans lequel on peut modifier le dosage du produit (B) par rapport au produit (A) en faisant varier la vitesse de l'arbre (26) d'entraînement de la pompe (E) de produit (B) au moyen du variateur (V). 8. Dispositif selon les revendications 1 à 5, dans lequel on peut modifier le dosage du produit (B) par rapport au produit (A) en changeant les pignons (29 et 30). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel on peut pomper plusieurs produits additionnels en disposant plusieurs pompes à engrenages (E, E'...). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le conduit (17) amenant le produit A à haute viscosité jusqu'à la buse d'application a une longueur telle que, du fait des pertes de charges, sa pression à l'arrivée dans la buse soit analogue à celle du produit B.