Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
1 ~7~2~
L'invention se rapporte à un procédé de peinture électro-
sta$ique de pièces de faible~ dimensions étendues suivant un
axe principal, où l'on fait passer les pièces, en rotation au-
tour de leur axe sur un transporteur avec une boucle presque
fermée, un projecteur à bol tournant étant situ~ sensiblement
sur l'axe de la boucle pour distribuer la peinture sur les piè-
ces,
Les projecteurs électrostatiques dits à bols tournants
émette~t, à partir d'une arête d'un organe tournant à grande
vitesse, sur la surface duquel de la peinture est déposée 9 une
lame mince de peinture pulvérisée, comprise entre deux cônes
d'angle au sommet très voisins. La dista~ce qui sépare le pro-
jecteur des pièces à peindre es$ de l'ordre de quelques déci-
mètres.
Lorsqu'il s'agit de revêtir de peinture des pièces de pe-
tites dimensi~ns, c'est-à-dire de dimensions inférieures à la
distance des plèces au projecteur, il est clair que la renta-
bilité de l'opération suppose que les pièces soient présentées
en défilant en sorte d'intercepter une fraction substantie]le
de la lame de peinture pulvérisée. Par ailleurs il est préféra-
ble, si les pièces sont etendues sui~ant un axe principal, de
faire tourner les pièces autour de cet axe pour obtenir une
épaisseur régulière sur la périphérie, et de presenter cet axe
principal sensiblement perpendiculairement à la lame de peintu
re pour dégager les organes de préhension des pièces~ La solu-
tion retenue généralement consiste à utiliser un transporteur
qui décrit une boucle presque fermée d'axe horizontal, et sur
lequel les pièces sont montées, avec leur axe principal paral-
lèle à celui de la boucle et de fa~on à décrire plusieurs tours
sur elles-~êmes, tandi~ qu'elles parcourent la bouole. Le
1~70120
projecteur est disposé avec son bol sur l'axe de la boucle,
afin que la distance aux pièces soit constante. Finalement les
pièces décrivent autour du projecteur la périphérie d'un tron-
çon de cylindre, limité par deux cercles coaxiaux à la boucle,
décrits par les deux extrémités de~ axes principaux des pièces.
Mais l'axe de rotation du bol de projecteur fait un angle avec
l'axe de la boucle, tel que la zone d1intersection du cylindre
décrit par l'axe des pièces et de la lame de peinture pulvéri~
sée vienne tangenter les deux cercles limites du tronçon dé-
crit par les pièces. Ainsi, au cours de leur passage sur laboucle les pièces peu~ent atre enduites de pein*ure sur toute
leur longueur. La rotation des pièces autour de leur axe, et
conjointement les forces électrostatiques résultant de l'action
qur les particules de peinture électriquement chargées du champ
électrostatique créé par la différence de potentiel entre bol
tournant et pièces viennent assurer une régularité du dépôt de
peinture suivant la périphérie des pièces (vue de l'axe)O Par
contre la disposition inclinée de l'axe de rotation du bol se
tradui* par des surépaisseur~ aux e~trémités des pièces, étan$
~0 do~né que la vitesse avec laquelle la zone d'intersection défi-
le le long de la pièce s'annule aux extré~ités, là où la zone
tangente le cercle limite, et est maximale au centre.
Ceci n'est pratiquement pas modifié lorsque le projecteur
est équipé d'une buse annulaire en arrière du bol, alimentée
en gaz sous pression et dirigée de telle sorte que le~ jets de
gaz viennent affecter la lame de peinture à son origine. La
lame prend alors u~e forme générale conique, et s'épaissit
quelque peu sous l'effet de turbulences. Cette disposition,
dite "douche" parfois, permet de reculer le projecteur par
rapport au centre du troncon de cylindre. Mais les inégalités
1 ~012~
d'épaisseur de peinture en repartition longitudinale ne sont
pas diminuées pour autant, car outre des surépai33eurs aux
extrémi*és vient s'ajouter une dissymétrie par rapport au cen-
tre de la pièce.
Par ailleurs certaines pièces peuvent avoir des formes
~elles qu'une variation de quantité de peinture déposée suivant
la longueur de la pièce peut être souhaitable, mais il est
malheureusement rare que la variation souhaitée corresponde à
la variation effectivement créée par l'obliquité de l'axe de
rotation.
D'autre part, en raison des petites dimensions des piaces,
la durée d'enduction est limitée. Si l'on voulait ~oduler les
quantités de peinture émise par déplacement asservi du projec-
teur, comme cela est pratiqué pour 1'enduction de certaines
pièces de srande dimension, il serai* nécessaire que la pério-
de de déplacement soit petite devant la durée d'enduction,
pour affester uniformément toutes les pièces. Les com~andes
correspondantes seraient complexes, lourdes et difficiles à
régler.
L'invention a pour objet un procédé de peinture électro-
statique de p~èces de petites dimensions où la répartition
longitudinals de peinture est égalisée.
L'invention a également pour objet un procédé de peinture
électrostatique de pièces de petites dimensions où la réparti-
tion longitudinale de peinture peut être modulée de fa~on
relativement simple.
A ces effets l'in~e~tion propQse un procédé de peinture
électrostatique de pièces, étendues suivant un axe principal
et de faibles dimensions, suivant lequel les pièces sont dispo-
sées sur des supports individuel3 rotatifs d'un transporteur
1170120
comportant une boucle circulaire presque fermée d'axe parallè-
le aux axes de rotation de support en sorte que les pièces,
tout en tournant autol~ de leur axe décrivent la surface laté-
rale d'un troncon de cylindre limité par deux cercles coaxiaux
à la boucle, et un pro~ecteur de peinture à bol tournant à
grande vite~se et porté à une haute tension par rapport au
transporteur émet une lame mince de peinture pulvérisée, lame
sensiblement de révolution autour de l'axe de rotation du bol,
ce bol étant placé sensiblement sur l'axe de la boucle avéc
son axe de rotation orienté en sorte que la zone d'i~tersec-
tion de la lame de peinture pulvérisée et du cylindre décrit
par les axes des pièces soit contenueentre les cercles limites
du tronçon de cylindre mais atteigne ce~ limites, procéde où
le projecteur est m~li d'une buse annulaire connectée à une
source de saz sous pression et disposée en arrière du bol en
sorte qu'un jet annulaire de gaz affecte l'origine de la lame
mince de peinture pul~érisée, caractérisé en ce qu'on module
périodiquement la pression d'alimentation en sorte que la zone
d'intersection atteigne périodiquement et alternativement l'un
et l'autre desdits cercles }imites.
La modulation de pression d'alimentation se traduit par
une modulation du c8ne au sommet de la lame de peinture, qui
réagit avec une inertie réduite. Tout se passet sur la péri-
phérie du tronçon de cylindre, comme si le projecteur était
animé d'u~ mou~ement alternatif axial~ On remarquera qu'outre
le déplacement de la zone d'intersection du tron~on de cylin-
dre par la lame de peinture pul~érisée, l'action du jet d'air
soufflé par la buse sur la lame de peint~re crée des turbulen-
ces qui élargissent la lame~
De préférence on module la pression d'alimentation en
~:~7~12~
connectant périodiquement la buse à une source de pression.
On obtient une modulation par tout ou rien, de façon remarqua-
blement simple.
En variante, la buse peut ~tre connec-te~ en permanence ~ une
source de pression, et pel~iodiquolllellt à uno sourco ~ pre~sion
supcrieuro. On ohticnt alors une l~odul~tion par tout ou peu,
ce qui, d'une part autorise de reculer le projecteur, et d~au-
tre part donne à tout moment une lame de peinture élargie par
turbulence.
I1 est égalernent possible de diviser la buse en fractionq
sectorielles, et d'ali~en-ter ces fractions à des pressions
distinctes. Chaque fraction sectorielle définit une zone d'in-
tersection fractionnaire où le régime de balayage est indépen-
dant du régime des autres zones. Ceci permet notamment de re-
couvrir de façon préférentielle certaines parties des pièces.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressorti-
ront d~ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exem-
ple, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 est un schéma en perspective d'une disposition
utiIisable pour la mise en oeuvre de l'in~ention ;
la fisure 2 est un schéma en bout d'un transporteur à
boucle en oméga ;
la figure 3 est une vue plus détaillée d'un pro3ecteur à
bol tournant ;
la figure 4 est w~ schéma en vue latérale d'u*ilisation
selon l'état de la technique de la dispositlon de la figure 1 ;
la figure 5 est un schéma en vue latérale d'utilisation
selon l'invention de la disposition de la figure 1 ;
la figure 6 est un schéma de dispo~ition pour l'alimenta-
tion en gaz sous pression d'une buse de projecteur, en modula-
~17012V
tion tout ou peu ;
la figure 7 est un diagram~e de répartition de peinturesur une pièce, avec une pression de soufflage en tout ou peu ;
la figure 8 est un diagramme analogue à celui de la figu-
rs 7, mais qui correspond à une buse à deux secteurs.
Selon les dispositions de l'état de la technique repré-
sentées sur les figures 1 à 4, un projecteur électrostatique 1
dans son ensemble, à bol tournant 12, est disposé sensiblement
sur l'axe d'une boucle 20 d'un transporteur 2 dans son ensem-
ble. Le projecteur 1 est porté à un potentiel élevé par rapportà la masse d~ transporteur 2, par un générateur de haute ten-
sion 11, et comporte une turbi~e enfermée dans le corps 10
pour mettre en rotation rapide le bol 12 (jusqu'à 60 000 tours
par ~inute). De la peinture injectée sur la surface interne du
bol 12, sensiblement tronconique est entrainée vers l'arête
12a du bol, d'où elle est projetée tangentielle~ent sous forme
d'une lame de peinture pulvérisée 14. A la base du bol 12,
entre celui-ci et le corps de turbine 10, est disposée une buse
annulaire 13, alimentée en air sous pression, et comportant
des orifices de sortie qui diri$ent des jets d'air sur la sur-
face externe du bol 12. Ces jets d'air, prévus à I'origine
surtout pour éviter des retours de pein*ure pulvérisée vers le
corps de projecteur 10, provoquent une déformation de la lame
14 de peinture pulvérisée, qui passe d'une forme plane a une
for~e de c8ne à angle au som~et très ouvert. Sur la fisure 4,
on a représenté la lame 14, vue par la tranche, en forme plane.
Le transporteur 2 comporte une boucle circulaire 20 pres
que fermée, et qui affecte la forme dlun omé~a majuscule. Des
~ galets 21 et 21' assurent le renvoi du transporteur d'une tra-
jectoire horizontale à la boucle 20, et définissent ainsi les
' ~:17~20
extrémités d'entrée et de sor*ie de la boucle 20 Le transpo,--
teur comporte des supports de pièces, montés en porte-à-faux
parallèle à l'axe de la boucle 20. Ces supports de pièces,
comme représenté figure 2, présentent à l'arrière des molettes
25 qui viennent prendre appui sur ~m rail 26 concentrique à la
boucle 20, en sorte que le-~ pièces, dans leur trajet le long
de la boucle, soient animées d'un mouvement de rotation autour
de l'axe de support~ La disposition représentée s'utilise pour
la mise en peinture de pièces de faibles dimensions par rapport
à la distance normale à ~aquelle sont disposées les pièces du
bol 12~ cet*e distance corrsspondant pratiquement au rayon de
la boucle 20 ; en outre les pièces 30nt étendues suivant un
axe principal, qui colncidera avec l'axe des supports, cet axe
principal étant entendu comme la direction de la plus grande
dimension de la pièce, tandis que les dimensions suivant des
directions orthogonales entre elles et avec l'axe pri~ipal
sont nettement plus faibles que la grande dimension.
Les axes de support définissent donc un cylindre coaxial
à la boucle 20, qui en constitue directrice, e~ les axes prin-
cipaux des pièces décriront un tronçon 22 de ce cylindre, li-
mité par deux cercles 22a et 22b coaxiaux à la boucle 20.
Dans ces conditions les pièces recevront la peinture pul-
véri.sée essentiellement dans la zone 15 constituée par l'inter-
section du tronçon de cylindre 22 par la lame 14. Comme le re-
présentent la figure 1 et surtout la figure ~, la zone 15
vient tangenter d'un c8té le cercle limite 22_ et de l'autre
le cercle limite 22b, afin que les pièces reçoivent de la pein-
ture Yur toute leur longueur, tandis que leur rotation autour
de l'axe principal assure le recouvrement périphérique~
Pour obtenir que la zone 15 soit tansente aux cercles
~ 170 120
limites 22a et 22b, l'axe de rotation du bol 12 est incliné
sur 1'axe de la boucle 20, comme le montre clairement la figu-
re 4. On précise que, en développé, la zone 15 a une forme
sinusoldale avec des amplitude~ tangentes aux droites dévelop-
pée~ des cercles limites 22a et 22b. Par ailleurs la forme de
la zone 15 sera peu affectée par une déformation en cône ou-
vert de la lame 14 sous l'effet d'un soufflage d'air par la
buse 13, dans la mesure où, bien entendu, 18 bol 12 aura été
reculé sur l'axe de la boucle 20 pour ~aintenir la zone 15
entre les cercles limites 22a et 22b.
Etant donné que le transporteur défile à vitesse constan-
te, le developpé géométrique de la zone 15 correspond au dia-
gramme temporel de balayage de chacune des pièces par la lame
de peinture pulvérisée, la longueur de développé correspondant
au temps total d'exposition de la pièce à la peinture. Comme la
forme de développé est sinusoldale~ au moins approximativement,
la vitesse de balayage s'annulera aux extrémités de la pièce,
pour être ma~imale au centre. Malgré les corrections apportées
tant par l'épaisseur de la lame 14, que par les retours d~s au
champ électrostatique, la peinture déposée sur les pièces
présente des qurépaisseurs aux extrémités.
La figure 5 illustre le processus suivant lequel l'inven-
tion pallie le défau précédent. Sur cette figure 5 on retrou-
ve, schématisés7 le corps de projecteur 10, le bol tournant 12
et la buse annulaire 13, la boucle 20 de transporteur et le
cronçon de cylindre 22, décrit par les axes principaux des
pièces, et compris entre les cercles limites 22a et 22b. Toute-
fois on a diminué l'angle que font les axes de boucle 20 et de
bol 'cournant 12 en sorte que la zone d'intersection de la lame
de peinture et du tronçon de cylindre 22 n'occupe qu'à peu près
1 ~01 2~
la d~mi-lon~ueur de tronçon de cylindre suivant l'axe~ En ou-
tre on a déterminé une première pression de soufflage à la bu-
se 13, talle que la zone 15 d'intersection de la lame 14 avec
le tronçon de cylindre 2Z soit tangente au cercle limite 22a,
puis une seconde pression de soufflage à la buse 13, telle que
la ~one d'intersection 17 de la lame 16 avec le tronçon 22
soit tangente au cercle limite 22b. Bien entendu la seconde
pression est inférieure à la première, en sorte que l'angle au
sommet de la lame conique 16 est plus faible que celui de la
lame conique 14.
Pour revêtir de peinture les pièces, on alimente la buse
13 en pression alternative~ent égale à la première et à la se-
conde pressionsdéterminées co~ne il a été expliqué ci-dessus,
la période de succession étant courte devant la durée de pas-
sage d'une pièce sur la boucle 20. Le diagramme de pression
est représenté figure 7 à la ligne 409 les niveaux 41 et 42
représentant respectivement les valeurs de première et seconde
pressions.La bande 122 représente le développé du tronçon 22,
les lignes 122a et 122b etant les développés respectifs des
cercles limites 22a et ~2b. La zone 115 est le développé de la
zone d'intersection, alternativement 15 et 17, telle qu'elle
est vue par une pièce défilant sur la boucle 20. La zone 115
résulte de la superposition de deux mouvements harmoniques,
l'un à la périodicité de défilement d'une pièce, et l'autre a
la périodicité de succession alternée des première et seconde
pressions.On voit clairement, même sans analyse approfondie de
la répartition, que les surépaisseurs d'extrémités sont a*té-
nuées, et que la répartition suivant la longueur de la pièce
est sensiblement régulière.
Pour préciser des ordres de grandeur, le diamètre de la
~1~012~
boucle 20 e~t d'environ 0,5 m et la vitesse linéaire du con-
voyeur 2 est de 10 mètres par minute, de sorte qu'une pièce
déerit la boucle en 9 secondes environ ; en outre la pièce
subit neuf à dix rotations lors de son passage sur la boucle,
soit 1 tour par seconde. Le diamètre du bol 12 est d'environ
70 mm, et la haute tention fournie par le générateur 11 avoi-
sine 90 kV.
I,a première pression de soufflage est d'environ 3 bars,
et la seconde de 1 bar, les impulsions de première pression
durant 0,25 seconde et se succédant toutes les demi-secondes.
Pour obtenir des successions de pression telles que re-
présentées sur le diagramme 40 de la figure 7, on peut utili
ser le montage représenté figure 6. Une source d'air sous
pression est reliée à la canalisation d'entrée 30. Un premier
réservoir 31 est alimenté à partir de la canalisation 30, à
travers un premier détendeur 31a (régle à la première pression).
A partir du réservoir 31, un second réservoir analogue 32 est
alimenté à travers un second détende~r 32a (réglé à la seconde
pression). Le s~cond réser~oir 32 est relié ~ une canalisation
de sortie 36, à laquelle sera connectée la buse 13, à travers
u~e valve anti-retour 35. Le premier réservoir 31 est relié à
la canalisation de sortie 36 a travers une électroYanne 33,
dont le bobinase de commande 33a re~oit un signal approprié
par une ligne 3~. On précise tout de suite que la vanne 33
peut également atre à commande pneumatique. On aura compris
que, lorsque la vanne 33 est fermée, la canalisation 36 est à
la pression du réservoir 32, tandis que lorsque la vanne 33
est ouverte, la pression dans la canalisation 36 est celle du
réservoir 31 ; alors la valve 35 s~oppose à ce que llair 50US
la première pression pénètre dans le réservoir 320
11~0~2~
On remarquera que 1'on obtiendrait un résultat sensible-
ment équivalent si la seconde pression était la pression atmos-
phérique, autrement di-t ai l'on envoyait à la buse 13 une suc-
cession d'impulsions de pression séparées par des intervalles
o~ la pression relative est nulle, à condition bien entendu
d'avancer le projecteur à bol tournant 12, Toutefois la partie
arrière de zone d'intersecti.on serait moins lar~e.
Le processus que l'on vient de décrire et de com~enter
permet de régulariser la répartition de peinture suivant l'axe
principal des pièces. Dans certains cas, certaines régions de
la pièce doivent recevoir une quantité supérieure de peinture,
par exe~ple une région où le diamètre moyen de la pièce est
plus important. Pour résoudre ce problème, on peut appliquer
des impulsions de pression à niveaux différents avec des suc-
cessions choisies. On peut également, d'une façon qui facilite
les réglages, utiliser une buse divisée en secteurs couvrant
un certain angle autour de l'axe du bol 12, et appliquer à
chaque secteur une modnlation de pression distincte. Les dia-
grammes de la figure o se rapportent à une buse à deux secteurs
20 113a et 113b, disposés de part et d'autre d'un plan vertical
passant par l'axe du bol tournant. Sur le seoteur 113a sont
appliquées des impulsions de pression évoluant entre les ni-
veaux 52 et 53, tandis que sur le secteur 113b les impulsions
évoluent en~re les niveaux 51 et 53.
Le développé de la zone d'intersection, dans la bande 222
entre les développés 222a et 222b des cercles limites, tel
qu'il apparait pour une pièce qui défile, se présente comme
la superposition, à un déplacement harmonique à périodicité
correspondant au défilement le lon~ de la boucle, de deux dé-
placements harmoniques, à périodicité d'impulsions, successifs
1~7012~
et d'amplitudes distinctes. Selon la représentation la quanti-
té de peinture déposée dans la région voisine de la limite 222a
est sensiblement inférieure a la quantité de peinture distri-
buée sur le reste de la pièce.
On conçoit que, tout en conservant des formes d~impulsions
rectangulaires, correspondant à des commandes de pression à
"tout ou peu" ou "tout ou rieN", l'on peut faire varier les
niveaux de pression et les cycles de *ravail des impul~ions,
afin d'adapter la répartition de peinture le long des pièces
à la configuration de ces pièces. Conjointemen* l~obliquité
de l'axe de rotation du bol par rapport à l'axe de boucle
fournit un paramètre de reglage supplémentaire. On concoit
aisément que l'expérience et des essais de routine permettront
de mettre en oeuvre au mieux les processuc de l'in~ention.
Un avantage industriel important du procédé demeure l'éco-
nomie de tout moyen mécanique de balayage.
12
