Installation de traitement de surfaces par cataphorèse de pièces métalliques, notamment de carrosseries de véhicules automobiles

Abstract

 Installation de traitement de surfaces par cataphorèse de pièces métalliques (5), notamment de carrosseries de véhicules automobiles, alimentée par courant continu, qui comprend une cuve (1) dont les bords portent des anodes (2), un convoyeur aérien qui amène les pièces (5) à traiter espacées d'un pas régulier λ, et qui porte des mobiles d'amenée (4) de courant au contact d'au moins un rail (11) conducteur de courant monté sur au moins un support et localisé au dessus de la cuve (1), et dans laquelle les pièces (5) à traiter constituent les cathodes, caractérisée par le fait que le rail (11) est fractionné régulièrement à intervalle sensiblement égal à λ/2 en portions (111) séparées par un matériau isolant et reliées aux bornes négatives (31) de redresseurs (3) du courant d'alimentation de l'installation.

Description

[0001] L'invention concerne une installation de traitement de surfaces par cataphorèse de pièces métalliques, notamment de carrosseries de véhicules automobiles.

[0002] L'invention concerne plus particulièrement une installation de traitement de surfaces par cataphorèse, alimentée par courant continu, qui comprend une cuve dont les bords portent des anodes, un convoyeur aérien qui amène les pièces à traiter espacées d'un pas régulier λ, et qui porte des mobiles d'amenée de courant au contact d'au moins un rail conducteur de courant monté sur au moins un support et localisé au dessus de la cuve, et dans laquelle les pièces à traiter constituent les cathodes.

[0003] Il est connu de réaliser une installation de traitement de surfaces par cataphorèse dans laquelle un rail est fractionné régulièrement à intervalle λ en portions séparées par un matériau isolant.

[0004] Il est également connu de réaliser une installation du même type dans laquelle deux rails parallèles sont fractionnés en portions séparées par un matériau isolant de sorte que les zones de fractionnement soient en correspondance d'un rail à l'autre, chaque portion de rail étant alimentée par un redresseur différent.

[0005] Dans ces deux cas de figure lors du contact des mobiles d'amenée du courant avec les zones de fractionnement, on commande l'extinction des redresseurs de toute l'installation dans le but d'éviter des court-circuits entre redresseurs.
La pièce métallique n'est alors plus alimentée en courant, ce qui peut entraîner des défauts de revêtement de la pièce par sédimentation lors de ces coupures de courant.

[0006] Par ailleurs cette opération diminue le temps effectif de trempe de la pièce dans la cuve entraînant une obligation d'allonger la cuve pour obtenir le temps de trempe nécessaire au traitement de la pièce, ou d'utiliser une cadence très faible.

[0007] L'invention a pour objet une installation de traitement de surfaces de pièces métalliques comprenant indifféremment un ou plusieurs rails conducteurs de courant, qui permet de particulariser le traitement à chacune des pièces sans que ces dernières ne subissent de coupure de courant afin de maîtriser les problèmes d'aspect des pièces traitées.

[0008] L'invention a également pour objet une installation de traitement de surfaces par cataphorèse adaptable à toute cadence sans nécessité d'allongement de l'installation.

[0009] L'invention a encore pour objet de permettre un contrôle de la tension et du courant reçus à chaque instant par les pièces à traiter et une connaissance précise des valeurs de tension et de courant.

[0010] L'invention a encore pour objet une installation de traitement de surface dans laquelle le nombre de redresseurs nécessaires est égal au nombre de pièces simultanément dans la cuve.

[0011] Selon une première variante de réalisation de l'invention, le rail est fractionné régulièrement à intervalle sensiblement égal à λ/2 en portions séparées par un matériau isolant et reliées aux bornes négatives de redresseurs du courant d'alimentation de l'installation.

[0012] Selon une seconde variante de réalisation de l'invention, l'installation comprend deux rails conducteurs parallèles et est caractérisée par le fait que les deux rails sont fractionnés de manière connue en soi régulièrement en portions séparées par un matériau isolant et reliées aux bornes négatives de redresseurs du courant d'alimentation de l'installation et que les zones de fractionnement sont décalées les unes par rapport aux autres entre les deux rails.

[0013] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un exemple de réalisation d'une installation de peinture par cataphorèse de carrosseries de véhicules automobiles, en référence au dessin dans lequel :

• la figure 1 est une représentation schématique partielle d'une telle installation selon une première variante de réalisation,
• la figure 2 est une représentation schématique partielle d'une telle installation selon une seconde variante de réalisation.

[0014] On désignera dans la suite de la description par les mêmes références les organes communs aux différentes figures.

[0015] Selon les figures 1 et 2, l'installation comprend une cuve 1 de peinture dont les bords portent des anodes 2 reliées aux bornes positives 32 de redresseurs 3 du courant continu d'alimentation de l'installation.

[0016] L'installation comprend également un convoyeur aérien non représenté qui amène les carrosseries 5 à traiter espacées d'un pas régulier λ et qui porte des mobiles d'amenée du courant constitués par des chariots 4 équipés de deux patins 41 et 42 de contact montés sur deux rails 11 et 12 conducteurs parallèles montés sur au moins un support non représenté et localisés au dessus de la cuve 1.

[0017] Cette installation est décrite à titre d'exemple non limitatif. En effet en particulier pour la première variante de réalisation de l'invention représentée à la figure 1, l'installation aurait pu être envisagée avec un seul rail 11 où les mobiles d'amenée du courant auraient été constitués :

• soit par des chariots 4 équipés d'au moins un patin 41 de contact monté sur le rail 11, et portés par des balancelles qui supportent les carrosseries 5,
• soit par une navette au contact d'une série de patins fixes qui constituent un conducteur équivalent au rail et dont les portions correspondent alors à un ensemble de patins fixes.

[0018] Les rails 11 et 12 sont fractionnés en portions séparées par un matériau isolant et reliées aux bornes négatives 31 de redresseurs 3 du courant d'alimentation de l'installation.

[0019] Le nombre de redresseurs 3 utilisés est égal au nombre de carrosseries 1 simultanément présentes dans la cuve 1. Il est cependant possible de prévoir un redresseur de secours 3' tel que représenté sur les figures 1 et 2.

[0020] Les bornes négatives des redresseurs 3 sont respectivement raccordées à des diodes 16 dont les anodes 161 sont reliées à la masse 17 de la cuve 1 de sorte que la diode reliée au redresseur de plus fort potentiel devient passante évitant ainsi des problèmes de corrosion de la cuve 1.

[0021] Selon la première variante de réalisation représentée à la figure 1, les rails 11 et 12 sont fractionnés régulièrement à intervalle sensiblement égal à λ/2 en portions respectivement 111 et 121.

[0022] Les zones de fractionnement 15 ainsi obtenues, réalisées en matériau isolant, respectivement 151 et 152 pour les rails 11 et 12, sont en vis à vis et ont une longueur inférieure à celle des patins 41 et 42 dans le but d'éviter une interruption de l'alimentation des carrosseries 5.

[0023] Les portions 111 et 121 des rails 11 et 12 en vis à vis sont reliées par des pontages 14 de sorte que les deux patins d'un même chariot 4 sont toujours soumis à la même alimentation.

[0024] On décrira donc dans la suite l'alimentation électrique du rail 11.

[0025] Ce dernier est constitué par des portions 111 et 111', une portion 111' étant juxtaposée à une portion 111.

[0026] Les portions 111 sont alimentées directement par un redresseur 3 alors que les portions 111' sont alimentées par l'intermédiaire de deux thyristors 22 et 23 en opposition, chacun d'eux étant relié à un redresseur 3 différent. Ainsi deux portions juxtaposées possèdent un mode d'alimentation différent.

[0027] Les deux thyristors 22 et 23 d'alimentation d'une portion 111' sont situés chacun à une des extrémités de ladite portion c'est à dire que les connexions sont réalisées dans les zones d'extrémités de la portion.
Pour deux portions 111' adjacentes à une même portion 111, le thyristor 22 d'une des portions 111' situé à proximité de la portion 111 et le thyristor 23 de l'autre portion 111' également situé à proximité de la portion 111, sont reliés au redresseur 3 qui alimente directement cette portion 111.

[0028] Le rail 12 est donc également constitué par des portions 121 et 121', les pontages 14 entre les deux rails 11 et 12 étant réalisés par chaque câble d'alimentation directe ou indirecte à travers un thyristor 22, 23.

[0029] Il est aisé de déduire de cette description une installation conforme à l'invention qui comporterait des chariots 4 porteurs d'un seul patin 41 de contact montés sur un rail 11 tel que décrit précédemment, le dispositif d'alimentation ne différant du précédent que par l'absence des pontages 14.

[0030] On décrira un exemple de fonctionnement d'une telle installation lors du passage d'un chariot d'une portion 111 jusqu'à la portion 111 suivante dans le sens de la flèche représentée sur la figure 1.

[0031] Un chariot 4 traversant une portion 111 est alimenté directement par un redresseur 3. Lorsque le chariot 4 atteint une zone de fractionnement 151, on augmente la tension du redresseur 3 de sorte qu'elle soit supérieure à celle du redresseur relié au thyristor 22 de la portion 111' suivante.

[0032] Cette commande permet de rendre passant le thyristor 23 de cette portion 111' et de bloquer son thyristor 22 de sorte que de part et d'autre de la zone de fractionnement 151 le rail 11 soit alimenté par le même redresseur 3.

[0033] Les thyristors 22 et 23 reçoivent en permanence des impulsions pour être amorcés. Cette disposition permet lors d'un éventuel faux contact dans le circuit d'alimentation ou entre un patin 41 (42) et une portion de rail 111' (121') provoquant l'extinction du thyristor concerné, que ce dernier se rallume immédiatement.

[0034] Lorsque le chariot 4 est entré dans la portion 111', une augmentation de la tension du redresseur 3 relié au thyristor 22 de cette portion par rapport à la tension du redresseur précédemment utilisé, permet de rendre le thyristor 22 passant. La portion 111' est alors alimentée par le redresseur 3 relié au thyristor 22.

[0035] Le passage par la zone de fractionnement 151 suivante se fait sans changement d'état des thyristors, puisque la portion 111 suivante est déjà reliée directement au même redresseur 3.

[0036] Selon la seconde variante de réalisation de l'invention représentée à la figure 2, les rails 11 et 12 sont fractionnés régulièrement en portions respectivement 111 et 121 de sorte que les zones de fractionnement 151, 152 soient espacées sur chacun des rails 11, 12 du pas λ.

[0037] Ainsi les zones de fractionnement 151 sont décalées linéairement par rapport aux zones de fractionnement 152, ce décalage est égal à λ/2.

[0038] L'alimentation de chaque portion 111, 121 des rails 11 et 12 est réalisée par l'intermédiaire d'un ensemble 20 de thyristors 21 dont chacun est relié par sa cathode à la borne négative d'un redresseur 3 différent de sorte qu'il est possible de sélectionner grâce à ces thyristors 21 n'importe lequel des redresseurs 3 pour alimenter une portion déterminée.

[0039] Les zones de fractionnement 151 (152) ont une longueur :

• supérieure à celle d'un patin 41 (42) au contact d'un des rails 11 (12) de sorte à provoquer une extinction totale des thyristors connectés à ce rail 11 (12) au passage de ses zones de fractionnement 151 (152),
• et inférieure à λ/4 dans le but lors du passage des zones de fractionnement 151 (152) de modifier la commutation des thyristors 21 de chaque ensemble 20 relié au rail 11 (12), en déterminant ainsi le thyristor passant de chaque ensemble 20 avant que le chariot n'entre dans une nouvelle portion.

[0040] Les thyristors 21 d'un même ensemble 20 sont regroupés et situés à proximité des rails 11 et 12 afin de minimiser l'étincelle qui se produit lors de l'extinction des thyristors par entrée des chariots 4 dans les zones de fractionnement 151 et 152.
En effet cette étincelle est due à l'énergie emmagasinée dans la portion de câble contenant le thyristor qui était en fonctionnement et est donc proportionnelle à l'inductance du câble où circulait le courant, elle-même fonction de la longueur de ce dernier.

[0041] On décrira un exemple de fonctionnement de l'alimentation de l'installation lors de l'évolution des carrosseries de véhicules dans la cuve, la flèche I représentant le sens de circulation des carrosseries 5.

[0042] On alimente par le même redresseur 3 les deux portions 111 et 121 en contact avec les patins 41 et 42 d'un même chariot 4.

[0043] Lors du passage des chariots 4 dans les zones de fractionnement 151 d'un des rails 11, on éteint tous les thyristors 21 reliés à ce rail 11.
Les patins 42 en liaison avec les portions 121 restent alimentés, chacun d'eux étant relié par l'intermédiaire d'un ensemble 20 à un redresseur 3.

[0044] Pendant cette extinction une commande automatique ou manuelle permet de sélectionner les thyristors 21 des ensembles 20 du rail 11 de sorte que les patins 41 en contact avec les portions 111 en sortie des zones de fractionnement 151 soient alimentés par le même redresseur que les patins 42.

[0045] Les thyristors 21 sont à nouveau amorçés lorsque les chariots 4 quittent les zones de fractionnement 151.
Cet amorçage est réalisé par un train d'impulsions afin de pallier d'éventuels faux contacts comme décrit précédemment pour les thyristors 22 et 23 de la première variante de réalisation.

[0046] Il en est de même pour le passage des patins 42 dans les zones de fractionnement 152 du rail 12.

[0047] Ainsi tout se passe comme si chaque redresseur 3 était lié à une carrosserie 5 particulière et l'accompagnait lors de son évolution dans la cuve 1.

[0048] Quelle que soit la variante de réalisation, il est possible à tout moment de modifier la tension de chaque redresseur afin de moduler la polarisation de la carrosserie en fonction de son avancement dans la cuve.

[0049] Le pilotage de ces différentes consignes peut être réalisé par un système de gestion performant auquel il faudrait fournir les caractéristiques des pièces à peindre telles que la taille en utilisant par exemple un suivi de carrosserie tel que des cellules photo-électriques ou des détecteurs.

[0050] Cet exemple de réalisation de l'installation n'est pas limitatif, la réalisation d'une telle installation pouvant être envisagée pour tout traitement de surface de pièces métalliques par cataphorèse.

Revendications

1) Installation de traitement de surfaces par cataphorèse de pièces métalliques (5), notamment de carrosseries de véhicules automobiles, alimentée par courant continu, qui comprend une cuve (1) dont les bords portent des anodes (2), un convoyeur aérien qui amène les pièces (5) à traiter espacées d'un pas régulier λ, et qui porte des mobiles d'amenée (4) de courant au contact d'au moins un rail (11) conducteur de courant monté sur au moins un support et localisé au dessus de la cuve (1), et dans laquelle les pièces (5) à traiter constituent les cathodes, caractérisée par le fait que le rail (11) est fractionné régulièrement à intervalle sensiblement égal à λ/2 en portions (111) séparées par un matériau isolant et reliées aux bornes négatives (31) de redresseurs (3) du courant d'alimentation de l'installation.

2) Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que des portions (111) de rail (11) sont alimentées directement par un redresseur (3) et que d'autres portions (111') sont alimentées par l'intermédiaire de deux thyristors (22, 23) en opposition, chacun d'eux étant relié à un redresseur (3) différent de sorte que deux portions (111, 111') juxtaposées possèdent un mode d'alimentation différent.

3) Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les thyristors (22, 23) de chaque portion (111', 121') sont situés respectivement à ses extrémités, et que les thyristors (22) de deux portions (111', 121') adjacentes à une même portion (111, 121) directement alimentée par un redresseur (3), situés à proximité de ladite portion (111, 121), sont reliés au redresseur (3) qui alimente directement cette portion (111, 121).

4) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les mobiles sont constitués de manière connue en soi par des chariots (4) équipés d'au moins un patin (41) de contact monté sur le rail (11) et portés par des balancelles qui supportent les pièces (5) à traiter, et que les zones de fractionnement (151) ont une longueur inférieure à celle d'un patin (41).

5) Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les chariots (4) comportent deux patins (41, 42) de contact montés sur deux rails (11, 12) conducteurs parallèles localisés au dessus de la cuve (1), et que les zones de fractionnement (151, 152) des deux rails sont en vis à vis.

6) Installation selon la revendication 5, caractérisée par le fait que chaque câble d'alimentation directe par un redresseur (3) ou indirecte à travers un thyristor (22, 23) réalise un pontage (14) entre les deux rails (11, 12).

7) Installation de traitement de surfaces par cataphorèse de pièces métalliques (5), notamment de carrosseries de véhicules automobiles, alimentée par courant continu, qui comprend une cuve (1) dont les bords portent des anodes (2), un convoyeur aérien qui amène les pièces (5) à traiter dans des balancelles espacées d'un pas régulier λ, chacune d'elles comportant un chariot (4) équipé de deux patins (41, 42) de contact montés sur deux rails conducteurs (11, 12) parallèles localisés au dessus de la cuve (1), et dans laquelle les pièces (5) à traiter constituent les cathodes, caractérisée par le fait que les deux rails (11, 12) sont fractionnés de manière connue en soi régulièrement en portions (111, 121) séparées par un matériau isolant et reliées aux bornes négatives (31) de redresseurs (3) du courant d'alimentation de l'installation et que les zones de fractionnement (151, 152) sont décalées les unes par rapport aux autres entre les deux rails (11, 12).

8) Installation selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les zones de fractionnement (151 , 152) d'un même rail (11, 12) sont espacées du pas λ et que le décalage linéaire entre les zones de fractionnement (151, 152) localisées sur les deux rails (11, 12) est égal à λ/2.

9) Installation selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisée par le fait que les zones de fractionnement (151, 152) ont une longueur supérieure à celle d'un patin (41, 42) et inférieure à λ/4.

10) Installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée par le fait que chaque portion (111, 121) de rail (11, 12) est reliée à un ensemble (20) de thyristors (21) dont chacun est relié à la borne négative (31) d'un redresseur (3).

11) Installation selon la revendication 10, caractérisée par le fait que les thyristors (21) d'un même ensemble (20) sont regroupés et situés à proximité des rails (11, 12).

12) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait que les bornes négatives (31) des redresseurs (3) sont respectivement raccordées à des diodes (16) dont les anodes (161) sont reliées à la masse de la cuve (1).

13) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait que le nombre de redresseurs (3) est égal au nombre de pièces (5) simultanément présentes dans la cuve (1).

Dessins