Brevet FR3004127A1 — publié le 20141010

INSTALLATION DE PROJECTION ELECTROSTATIQUE DE PRODUIT DE REVETEMENT ET PROCEDE DE COMMANDE D'UN GENERATEUR D'ALIMENTATION EN COURANT D'UNE UNITE HAUTE TENSION DANS UNE TELLE INSTALLATION L'invention a trait à une installation de projection électrostatique de produit de revêtement ainsi qu'un à un procédé de commande d'un générateur d'alimentation en courant d'une unité haute tension au sein d'une telle installation. Les installations de projection électrostatique de produit de revêtement permettent de charger électriquement un produit de revêtement et offrent un bon taux de transfert du produit de revêtement sur le support à recouvrir. Un enjeu persistant pour les installations de projection électrostatique de produit de revêtement est de contrôler la mise en route de la haute tension électrostatique et donc de contrôler un générateur d'alimentation en courant d'une unité haute tension comprise dans un pulvérisateur, le pulvérisateur étant compris dans l'installation. Dans le domaine de la projection de produit de revêtement au moyen d'un pulvérisateur électrostatique, il est connu d'installer sur un conduit de circulation d'air de pulvérisation du pulvérisateur un interrupteur pneumatique, plus fréquemment appelé « débit-contact », qui ferme un contact électrique lorsqu'il détecte un débit d'air suffisant. La fermeture de ce contact électrique permet l'alimentation en courant d'une unité haute tension. Un tel débit-contact a un temps de réponse relativement long, un encombrement et un poids importants, une forte rémanence. Son fonctionnement est peu fiable lorsque le débit d'air est faible. Ceci implique que le point de déclenchement de la haute tension est plus ou moins précis, notamment à cause du temps de réponse et de la rémanence du capteur. Il est par ailleurs connu de US-A-4 441 656 de contrôler un générateur d'alimentation en courant d'une unité haute tension grâce à la position d'une extrémité d'une gâchette actionnée par un opérateur. Cette approche permet de s'assurer que la haute tension est enclenchée uniquement lorsque la gâchette est actionnée. Ce matériel ne permet pas de tenir compte d'éventuels défauts dans l'alimentation en air d'un pulvérisateur dans lequel on utilise de l'air de pulvérisation. En outre, ce dispositif est encombrant, lourd et onéreux. Il est aussi connu de réaliser un pulvérisateur pour lequel l'action sur une gâchette ouvre une fuite d'air dans le pulvérisateur, cette fuite étant détectée par un ou deux capteurs de pression montés en différentiel qui permettent, lorsqu'une telle fuite d'air est détectée, de déclencher un générateur d'alimentation en courant d'une unité haute tension. Le problème engendré par l'utilisation d'une fuite d'air sur un projecteur est une consommation d'air comprimé inutile, bien souvent une gêne pour l'opérateur et la mise en place de circuits pneumatiques complexes qui supportent mal les surcharges temporaires, ce qui est une source de pannes et de dysfonctionnements. De plus, dans ce type de système, des phénomènes de dérive dans le temps du seuil de détection des capteurs de pression sont observés de manière courante. Ceci implique que l'unité haute tension ne s'enclenche plus de manière fiable, d'où des surconsommations de produit importantes et des risques supplémentaires pour la sécurité des personnes et des biens. En outre, il est connu de FR-A-2 578 450 d'utiliser un premier capteur magnétique actionné par un aimant permanent disposé en position variable sur un corps d'un pistolet et un second capteur utilisé comme interrupteur et qui permet de couper volontairement la génération d'une haute tension par une unité haute tension, afin de faciliter le revêtement de corps creux. Ce type de dispositif implique que les capteurs doivent être capables de couper une tension alternative variant de 20 à 35 KHz sous une intensité d'au moins 1 A et une tension crête de l'ordre de 80 à 100 Volts. En effet, les capteurs une fois actionnés coupent directement l'alimentation électrique de l'unité haute tension en fermant ou coupant le circuit d'alimentation électrique du primaire du transformateur. De plus, lors de l'utilisation de ce type d'installation l'opérateur appuie et relâche une gâchette d'un pulvérisateur entre 6 à 12 fois par minute. Le premier capteur est donc fortement sollicité. Ces contraintes conduisent à utiliser des capteurs dont les dimensions sont quasiment incompatibles avec leur insertion à l'intérieur d'un pistolet de projection électrostatique de produit de revêtement et, même en utilisant des capteurs de grandes dimensions, leur durée de vie est fortement réduite dans un tel dispositif, à cause des hauts niveaux de tension et de courant qu'ils doivent couper. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une installation de projection électrostatique de produit de revêtement qui permet de contrôler de manière fiable et précise un générateur d'alimentation en courant d'une unité haute tension, ceci sans devoir détecter la consommation d'un fluide, de type air ou produit de revêtement. A cet effet, l'invention concerne une installation de projection électrostatique de produit de revêtement comprenant : - un pulvérisateur pourvu d'un premier conduit et d'un deuxième conduit, respectivement de circulation de produit de revêtement et d'air, dans lesquels la circulation de produit de revêtement et d'air est contrôlée par au moins une vanne, ce pulvérisateur comprenant également des moyens de commande de l'ouverture/fermeture de la vanne et une unité haute tension, - un générateur d'alimentation en courant de l'unité haute tension, ce générateur comprenant un module de contrôle du courant d'alimentation délivré à l'unité haute tension. Conformément à l'invention le pulvérisateur comprend au moins un premier capteur apte à détecter la position d'un clapet de la vanne par rapport à un siège et à délivrer un signal exploitable par le module de contrôle pour contrôler l'alimentation en courant de l'unité haute tension. Grâce à l'invention, les capteurs utilisés ont des dimensions compatibles avec leur insertion dans un pistolet de projection puisque le courant et la tension traversant les capteurs sont de bas niveaux. En effet, le signal produit par le capteur ne coupe pas directement l'alimentation de puissance de l'unité haute tension mais envoie un signal au module de contrôle du courant délivré à l'unité haute tension qui coupe ou enclenche lui- même l'alimentation en courant de l'unité haute tension en fonction de ce signal. On a un fonctionnement beaucoup plus sûr et pérenne des capteurs. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, une telle installation de projection électrostatique de produit de revêtement peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : - Le pulvérisateur comprend une première vanne de contrôle de l'écoulement de produit de revêtement dans le premier conduit et une deuxième vanne de contrôle de l'écoulement d'air entre deux tronçons du deuxième conduit, alors que le premier capteur est apte à détecter la position d'un clapet de la première vanne. - Le pulvérisateur comprend une première vanne de contrôle de l'écoulement de produit de revêtement dans le premier conduit et une deuxième vanne de contrôle de l'écoulement d'air entre deux tronçons du deuxième conduit, alors que le premier capteur est apte à détecter la position d'un clapet de la deuxième vanne. - Le pulvérisateur comprend un second capteur apte à détecter la position d'un interrupteur positionné sur le pistolet et à délivrer un signal exploitable par le module de contrôle pour contrôler l'alimentation en courant de l'unité haute tension. - Les premier et second capteurs sont montés en série sur un câble de liaison de ces capteurs au module de contrôle. - Le pulvérisateur comprend un ressort en matériau amagnétique qui exerce un effort de rappel sur le clapet de la vanne. - Le premier capteur est un capteur Reed ou un capteur à effet Hall. - Le pulvérisateur comprend une zone étanche au sein de laquelle sont positionnés le ou les capteurs. L'invention concerne également un procédé de commande d'un générateur d'alimentation en courant d'une unité haute tension comprise dans un pulvérisateur électrostatique de produit de revêtement. Conformément à l'invention, le procédé comprend des étapes consistant à : - a) détecter la position d'un clapet d'une vanne comprise dans le pulvérisateur et mise en mouvement à l'aide de moyens d'ouverture/fermeture de celle-ci, - b) transmettre un signal correspondant à la position de la vanne à un module de contrôle du générateur par l'intermédiaire d'une liaison adaptée au type de capteur utilisé, - c) contrôler la coupure ou l'enclenchement du générateur, en fonction du signal reçu et à l'aide du module de contrôle. De façon avantageuse, lors de l'étape a), le changement de position d'un interrupteur fixé sur le pistolet est détecté et, lors de l'étape b), la valeur du signal correspond aussi à la position de l'interrupteur. 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 électrostatique de produit de revêtement et d'un procédé de commande conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé dans lequel la figure 1 montre schématiquement une installation conforme à l'invention, avec un pulvérisateur représenté en coupe. L'installation I représentée à la figure 1 permet le revêtement par voie électrostatique d'un objet non représenté. Cette installation I comprend un pulvérisateur ou pistolet 1 de revêtement électrostatique alimenté en produit de revêtement liquide à partir d'un réservoir 30 de produit de revêtement, par un tuyau 31. Le pistolet 1 est également relié à une source d'air sous pression 40 par un tuyau 41. L'air provenant de la source 40 est utilisé pour pulvériser le produit de revêtement en l'entrainant à partir du pistolet 1 en direction de l'objet à revêtir. On note 2 un logement situé dans un canon 11 du pistolet 1 dans lequel une aiguille 62 coulisse. L'aiguille est destinée à être portée à une haute tension afin de charger électriquement le produit de revêtement. On note 4 un conduit de circulation de produit de revêtement à l'intérieur du pistolet 1. Ce conduit 4 de circulation du produit de revêtement est raccordé au tuyau 31 par l'intermédiaire d'un connecteur 32, situé à la base d'une poignée 16 du pulvérisateur 1. Le conduit 4 débouche à proximité d'une sortie S de pulvérisation du produit de revêtement au niveau d'une extrémité 63 de l'aiguille 62 qui forme une pointe triangulaire. A la figure 1, l'extrémité 63, est en appui contre un siège 64 de forme correspondante et vient boucher le conduit 4. Ainsi, l'ensemble formé par l'aiguille 62 et le siège 64 correspond à une vanne 6 de contrôle de l'écoulement du produit de revêtement. On note 5 un conduit de circulation d'air à l'intérieur du pistolet 1. Ce conduit 5 comprend deux tronçons 5a, 5b entre lesquels se trouve une vanne 7 de contrôle de l'écoulement de l'air. Le deuxième tronçon 5b du conduit 5 débouche à la sortie S de pulvérisation du produit de revêtement. Le conduit de circulation d'air 5 est raccordé au tuyau 41 par l'intermédiaire d'un connecteur 42, situé à l'arrière d'un corps 21 du pistolet 1. La vanne 7 de contrôle de l'écoulement d'air comprend un clapet 72, de forme adaptée pour venir en appui contre un siège 74, de forme correspondante, sous l'effet d'un effort de rappel R exercé par un ressort 22 maintenu en position par un bouchon 23 formant un point fixe d'appui pour ce ressort 22. De manière analogue, l'extrémité 63 de l'aiguille 62 est de forme adaptée pour venir en appui contre le siège 64, de forme correspondante, sous l'effet de l'effort de rappel R. Le pistolet 1 est aussi relié à un générateur 8 par un câble électrique 9 qui permet d'alimenter en courant une unité haute tension 10, disposée dans le canon 11 du pistolet 1. Le générateur 8 est lui-même alimenté en courant à partir du secteur, au moyen d'un câble 82. On note 12 un module de contrôle du courant d'alimentation délivré à l'unité haute tension 10 par le générateur 8. Ce module de contrôle 12 est compris dans le générateur 8. Lorsqu'elle est alimentée par le générateur 8, l'unité haute tension 10 génère une haute tension continue appliquée à l'extrémité 63 de l'aiguille 62 qui charge électriquement par ionisation le produit de revêtement pulvérisé au niveau de la sortie S. Une gâchette 15 est articulée sur le corps 21 du pistolet 1 autour d'un axe X2 globalement perpendiculaire à un axe longitudinal du canon Y2 et permet l'ouverture et la fermeture de la vanne d'air et le mouvement de l'aiguille 62 selon une direction parallèle à l'axe Y2. Plus précisément, la gâchette 15 comprend une extension 152 en appui contre le clapet 72, ce qui permet d'exercer sur le clapet 72 un effort opposé à l'effort de rappel R pour décaler axialement, le long de l'axe Y2, le clapet 72 par rapport à son siège 74. De la même manière, l'aiguille 62 est rattachée à l'extension 152, ce qui permet d'exercer sur l'aiguille 62 un effort opposé à l'effort de rappel R pour décaler axialement, le long de l'axe Y2, l'aiguille 62 et plus précisément son extrémité 63 par rapport à son siège 64.Lorsqu'on relâche la poignée 15, le ressort 22 repousse l'aiguille 62 et le clapet 72 vers la position d'interruption des conduits 4 et 5 représentée à la figure 1. La gâchette 15 permet ainsi de contrôler la circulation de produit de revêtement et d'air sous pression dans les conduits 4, 5. Un capteur 17 est positionné dans le corps 21 à proximité de l'aiguille 62 et détecte le mouvement de l'aiguille 62 lorsque la gâchette 15 est actionnée. Ce capteur 17 peut être de tout type adapté à sa fonction et, notamment, un capteur Reed. En variante, il s'agit d'un capteur capacitif ou inductif ou d'un capteur à effet Hall, ou d'un détecteur de champ magnétique. Lorsque l'opérateur agit sur la gâchette 15 et exerce un effort représenté par la flèche F15, l'extrémité 63 de l'aiguille 62 est décollée du siège 64 et un écoulement de produit de revêtement se produit à travers le conduit 4. Dans le même temps, le clapet 72 de la vanne 7 d'air est décollé du siège 74 et un écoulement d'air se produit à travers le conduit 5 de circulation d'air. Ainsi un écoulement d'air et de produit de revêtement se produit en direction de la sortie S. Le capteur 17 est relié au module de contrôle 12 par l'intermédiaire d'un câble 13. En outre, un second capteur 18 est positionné à proximité d'un interrupteur 19 positionné sur le corps 21 du pistolet 1. L'opérateur peut changer manuellement la position de l'interrupteur 19 sachant que le capteur 18 est apte à détecter la position de l'interrupteur 19. Le capteur 18 peut être du même type que le capteur 17 ou d'un autre type. Le câble 13 comprend un premier tronçon 13a qui s'étend entre le module de contrôle 12 et le capteur 17, un deuxième tronçon 13b qui s'étend entre les capteurs 17 et 18 et un troisième tronçon 13c qui s'étend entre le capteur 18 et le module de contrôle 12. Ainsi, les capteurs 17 et 18 sont reliés en série au module de contrôle 12, à travers le câble 13. L'interrupteur 19 est destiné à être manipulé par l'opérateur pour passer d'une première configuration « électrostatique » du pistolet où la haute tension est appliquée à l'extrémité 63 de l'aiguille 62 à une deuxième configuration « purement pneumatique » où l'unité 10 n'est pas alimentée. Cette deuxième configuration est utile pour revêtir certains objets creux ou de forme complexe. Par ailleurs, le ressort 22 est en matériau amagnétique il ne perturbe donc pas la détection de mouvement effectué par les capteurs 18, 17 dans le cas où les capteurs 17, 18 sont des capteurs Reed et, plus généralement, des capteurs de type magnétique. La liaison série entre le capteur 17, le capteur 18 et le module de contrôle 12 permet d'adresser au module de contrôle 12 un signal S1 représentatif du mouvement de l'aiguille 62 et de la position de l'interrupteur 19. Le module de contrôle 12 contrôle l'alimentation en courant de l'unité haute tension 10 en fonction de la valeur du signal S1 reçu. Les capteurs 17 et 18 sont positionnés dans une zone A du corps 21 qui est étanche afin qu'aucune impureté ne vienne perturber leur fonctionnement. En configuration d'utilisation du pistolet 1 représentée à la figure 1, la zone A est située au dessus de la vanne 7 et de l'aiguille 62, en partie supérieure du corps 21, ce qui facilite l'accès à l'interrupteur 19. Afin de commander l'unité haute tension 10, l'installation de projection électrostatique détecte un mouvement de l'aiguille 62 et tient compte d'un éventuel changement de position de l'interrupteur 19. Dans le cas où les capteurs 17 et 18 sont des capteurs Reed, ils sont disposés dans la partie A du corps 21 pour être fermés lorsque l'aiguille 62 est décalée du siège 64 et lorsque l'interrupteur 19 est dans une première position ON correspondant à la configuration « électrostatique » du pistolet 1. Ainsi, lorsque l'opérateur actionne la gâchette 15 alors que l'interrupteur 19 est dans sa première position, le câble 13 forme une boucle électrique ininterrompue, ce qui peut être détecté par le module de contrôle 12 qui injecte un signal sur ce câble et qui le récupère sous la forme du signal S1. Dans ce cas, le module de contrôle 12 pilote le générateur 8 pour alimenter l'unité 10. Dans le cas où l'un des capteurs 17, 18 est ouvert, c'est-à-dire si l'aiguille 62 et plus particulièrement son extrémité 63 est en appui sur le siège 64 ou si l'interrupteur 19 est dans une seconde position OFF correspondant à la configuration « purement pneumatique » du pistolet, la boucle formée par le câble 13 est interrompue et le signal S1 récupéré est nul. Dans ce cas, le module de contrôle 12 pilote le générateur 8 pour ne pas alimenter l'unité 10. D'autres façons de transmettre le signal S1 au module de contrôle 12 sont envisageables, notamment en fonction du type des capteurs 17 et 18. Dans tous les cas, un signal S1 correspondant au mouvement de la vanne 6 de produit de revêtement, et plus précisément de l'aiguille 62, et à la position de l'interrupteur 19 est transmis au module de contrôle 12 par l'intermédiaire du câble 13 adapté au type de capteur utilisé. Le module de contrôle 12 enclenche ou coupe l'alimentation en courant de l'unité haute tension 10 en fonction du signal S1 reçu. Lorsque l'interrupteur 19 est en position OFF le signal S1 envoyé par le capteur 18 au module de contrôle 12 déclenche la coupure de l'alimentation de l'unité haute tension 10 par le générateur 8. Cette coupure est maintenue jusqu'à ce que l'interrupteur 19 soit en position ON, elle permet par exemple à l'opérateur de revêtir plus facilement des corps creux en évitant des phénomènes de contre émission ou de cage de Faraday. Lorsque l'interrupteur 19 est en position ON la coupure ou l'enclenchement de l'alimentation de l'unité haute tension 10 par le générateur 8 dépend de la position de l'aiguille 62 de la vanne 6 de produit de revêtement. Si le déplacement détecté correspond à une course supérieure à une valeur de référence, alors le signal S1 envoyé par le capteur 17 au module de contrôle 12 induit l'enclenchement de l'alimentation de l'unité haute tension et, dans le cas contraire, le signal S1 envoyé par le capteur 17 induit la coupure ou le non-enclenchement de l'alimentation de l'unité haute tension. En variante, le capteur 17 détecte un mouvement du clapet 72 de la vanne 7 d'air et non un mouvement de l'aiguille 62 de la vanne 6. Le fonctionnement reste identique à celui présenté précédemment. Selon une autre variante, le pulvérisateur peut comprendre uniquement un capteur 17 et pas de capteur 18 ni d'interrupteur 19. Dans ce cas, l'enclenchement de la haute tension ne peut pas être coupé manuellement par l'opérateur et dépend uniquement du mouvement de la vanne 7 ou de la vanne 6. L'installation représentée à la figure 1 présente un pulvérisateur manuel. L'invention est cependant applicable à un pulvérisateur automatique, auquel cas les vannes sont commandées à distance. Selon une autre variante, le produit de revêtement pulvérisé est pulvérulent, auquel cas, il suffit d'un seul conduit de circulation de produit de revêtement à travers lequel le produit de revêtement pulvérulent est transporté pneumatiquement. On n'a pas besoin d'un conduit de circulation d'air et une seule vanne est utilisée. Selon une variante, la liaison entre les capteurs 17, 18 et le module de contrôle 12 est une liaison sans fil. Les capteurs 17, 18 peuvent transmettre le signal S1 au module de contrôle 12 à l'aide d'ondes radioélectriques. Selon une autre variante, le générateur 8 et alimenté au moyen d'une source autonome. Selon une autre variante, le conduit 5 de circulation d'air comprend deux deuxièmes tronçons qui sont positionnés le long du logement de l'aiguille et débouche à la sortie S de part et d'autre de l'aiguille 62. Les caractéristiques techniques du mode de réalisation et des variantes envisagées ci-dessus peuvent être combinées entre elles pour générer d'autres modes de réalisation. REVENDICATIONS1.- Installation (I) de projection électrostatique de produit de revêtement comprenant : - un pulvérisateur (1) pourvu d'un premier conduit (4) et d'un deuxième conduit (5) , respectivement de circulation de produit de revêtement et d'air, dans lesquels la circulation de produit de revêtement et d'air est contrôlée par au moins une vanne (6, 7), ce pulvérisateur comprenant également des moyens (15) de commande de l'ouverture/fermeture de la vanne et une unité haute tension (10), - un générateur (8) d'alimentation en courant de l'unité haute tension (10), ce générateur comprenant un module de contrôle (12) du courant d'alimentation délivré à l'unité haute tension, caractérisé en ce que, le pulvérisateur (1) comprend au moins un premier capteur (17) apte à détecter la position d'un clapet (62, 72) de la vanne (6, 7) par rapport à un siège (64, 74) et à délivrer un signal (51) exploitable par le module de contrôle (12) pour contrôler l'alimentation en courant de l'unité haute tension (10). 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pulvérisateur comprend une première vanne (6) de contrôle de l'écoulement de produit de revêtement dans le premier conduit (4) et une deuxième vanne (7) de contrôle de l'écoulement d'air entre deux tronçons (5a, 5b) du deuxième conduit (5) et en ce que le premier capteur (17) est apte à détecter la position d'un clapet (62) de la première vanne (6). 3.- Installation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pulvérisateur comprend une première vanne (6) de contrôle de l'écoulement de produit de revêtement dans le premier conduit (4) et une deuxième vanne (7) de contrôle de l'écoulement d'air entre deux tronçons (5a, 5b) du deuxième conduit (5) et en ce que le premier capteur (17) est apte à détecter la position d'un clapet (72) de la deuxième vanne (7). 4.- Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pulvérisateur comprend un second capteur (18) apte à détecter la position d'un interrupteur (19) positionné sur le pistolet (1) et à délivrer un signal (51) exploitable par le module de contrôle (12) pour contrôler l'alimentation en courant (8) de l'unité haute tension (10). 5.- Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les premier et second capteurs (17, 18) sont montés en série sur un câble (13) de liaison de ces capteurs au module de contrôle (12). 6.- Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pulvérisateur (1) comprend un ressort (22) en matériau amagnétique qui exerce un effort de rappel (R) sur le clapet (62, 72) de la vanne (6, 7). 7.- Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier capteur (17) est un capteur Reed ou un capteur à effet Hall. 8.- Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pulvérisateur comprend une zone (A) étanche au sein de laquelle sont positionnés le ou les capteurs (17, 18). 9.- Procédé de commande d'un générateur (8) d'alimentation en courant d'une unité haute tension (10) comprise dans un pulvérisateur (1) électrostatique de produit de revêtement, caractérisé en ce que, il comprend des étapes consistant à : - a) détecter la position d'un clapet (62, 72) d'une vanne (6, 7), comprise dans le pulvérisateur et mise en mouvement à l'aide de moyens (15) d'ouverture/fermeture de celle-ci, - b) transmettre un signal (S1) correspondant à la position de la vanne (6, 7) à un module de contrôle (12) du générateur (8) par l'intermédiaire d'une liaison (2) adaptée au type de capteur utilisé, - c) contrôler la coupure ou l'enclenchement du générateur (8), en fonction du signal (S1) reçu et à l'aide du module de contrôle (12). 10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que : - lors de l'étape a) le changement de position d'un interrupteur (19) fixé sur le pistolet est détecté. - lors de l'étape b) la valeur du signal (S1) correspond aussi à la position de l'interrupteur (19). 25