La présente invention concerne un projecteur rotatif de produit de revêtement, ainsi qu'une installation de projection de produit de revêtement comprenant au moins un tel projecteur.

La pulvérisation conventionnelle au moyen de projecteurs rotatifs est utilisée pour appliquer sur des objets à revêtir, tels que des carrosseries de véhicules automobiles, un apprêt, une couche de base et/ou un vernis. Un projecteur rotatif de projection de produit de revêtement comporte un organe de pulvérisation tournant à haute vitesse sous l'effet de moyens d'entraînement en rotation, tels qu'une turbine à air comprimé.

Un tel organe de pulvérisation présente généralement la forme d'un bol à symétrie de révolution et il comporte au moins une arête de pulvérisation apte à former un jet de produit de revêtement. Le projecteur rotatif comporte également un corps fixe logeant les moyens d'entraînement en rotation ainsi que des moyens d'alimentation de l'organe de pulvérisation en produit de revêtement.

Le jet de produit de revêtement pulvérisé par l'arête de l'organe tournant présente une forme globalement conique qui dépend de paramètres tels que la vitesse de rotation du bol et le débit de produit de revêtement. Pour contrôler la forme de ce jet de produit, les projecteurs rotatifs de l'art antérieur sont généralement équipés de plusieurs orifices primaires formés dans le corps du projecteur et disposés sur un cercle centré sur l'axe de symétrie du bol. Les orifices primaires sont destinés à émettre des jets d'air primaire formant ensemble un air de conformation du jet de produit, cet air de conformation étant parfois dénommé air de jupe.

JP-A-8 071 455 décrit un projecteur rotatif muni d'orifices primaires destinés à émettre des jets d'air primaire pour conformer le jet de produit. Chaque jet d'air primaire est incliné par rapport à l'axe de rotation du bol selon une direction primaire présentant une composante axiale et une composante orthoradiale. Les jets d'air primaire génèrent ainsi un flux d'air tourbillonnant autour de l'axe de rotation du bol et du jet de produit de revêtement. Ce flux d'air tourbillonnant, parfois qualifié de « vortex », permet, notamment par le réglage de son débit, de conformer le jet de produit pulvérisé par l'arête en fonction de l'application recherchée.

Le corps du projecteur rotatif illustré à la figure 6 de JP-A-8 071 455 est pourvu de plusieurs orifices secondaires disposés sur le même cercle que les orifices primaires et de façon décalée par rapport à ces derniers. Chaque jet d'air secondaire issu de l'un de ces orifices secondaires est incliné par rapport à l'axe de rotation selon une direction secondaire présentant une composante axiale et une composante radiale. Ces composantes sont déterminées de manière à injecter des flux d'air devant la face aval du bol, afin de réduire la dépression causée par la rotation du bol à haute vitesse.

Ainsi, les jets d'air secondaire sont destinés à obtenir un film de peinture déposé uniforme. Dans ce but, il est nécessaire que les jets d'air secondaire parviennent directement dans la zone de dépression située face au bol et en aval de celui-ci. La direction de chaque jet d'air secondaire est donc déterminée de manière à éviter que ce jet d'air secondaire ne vienne frapper la surface arrière du bol.

Toutefois, de tels flux d'air secondaire requièrent des réglages délicats pour éviter de détériorer la forme du jet de produit de revêtement. De plus, des jets d'air secondaire ainsi inclinés ne permettent pas de régler la forme du jet de produit ni, par conséquent, la surface d'impact des gouttelettes pulvérisées sur l'objet à revêtir.

La présente invention vise notamment à remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif rotatif de projection de produit de revêtement offrant une grande latitude de réglage de la forme du jet de produit.

A cet effet, l'invention concerne un projecteur rotatif de produit de revêtement comportant :

• un organe de pulvérisation du produit présentant au moins une arête de pulvérisation apte à former un jet de produit,
• des moyens d'entraînement dudit organe en rotation et
• un corps fixe présentant des orifices primaires disposés sur un contour primaire entourant l'axe de rotation dudit organe ainsi que des orifices secondaires disposés sur un contour secondaire entourant l'axe de rotation dudit organe de façon décalée par rapport aux orifices primaires, les orifices primaires et secondaires étant destinés à émettre respectivement des jets d'air primaire et des jets d'air secondaire, chaque jet d'air primaire étant incliné par rapport à l'axe de rotation selon une direction primaire présentant au moins une composante axiale et une composante orthoradiale telles que ledit jet d'air primaire franchit librement la région où se trouve l'arête, chaque jet d'air secondaire étant incliné par rapport à l'axe de rotation selon une direction secondaire présentant au moins une composante axiale et une composante radiale, les contours primaire et secondaire étant confondus en un cercle centré sur l'axe de rotation.

Selon l'invention, les composantes de chaque jet d'air secondaire sont telles que ledit jet d'air secondaire frappe une surface externe de l'organe de pulvérisation.

Grâce à l'invention, les jets d'air secondaire éclatent sur l'organe de pulvérisation, ce qui permet un réglage fin et uniforme du jet de produit pulvérisé.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais facultatives de l'invention, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement possible :

• le corps présente, en outre, des orifices tertiaires disposés sur un contour tertiaire entourant l'axe de rotation et destinés à émettre des jets d'air tertiaire, chaque jet d'air tertiaire étant incliné par rapport à l'axe de rotation selon une direction tertiaire présentant des composantes axiale, radiale et orthoradiale telles que ledit jet d'air tertiaire franchit librement la région où se trouve l'arête ;
• au moins un des contours présente une forme régulière et non circulaire, par exemple elliptique ou rectangulaire ;
• les orifices disposés sur chaque contour sont associés en sous-groupes d'orifices juxtaposés de proche en proche, chacun des sous-groupes étant relié à une source indépendante d'alimentation en air comprimé par l'intermédiaire d'une vanne, les vannes étant pilotables indépendamment les unes des autres ;

• la direction secondaire présente une composante orthoradiale nulle ;
• le corps présente des canaux primaires et secondaires débouchant respectivement sur les orifices primaires et secondaires, les canaux primaires et secondaires étant inclinés par rapport à l'axe de rotation respectivement selon les directions primaires et secondaires ;
• les canaux primaires et secondaires sont réalisés par perçage à travers une chemise externe et/ou constitués par des interstices formés entre la chemise externe et une chemise interne, les chemises étant disposées autour des moyens d'entraînement de l'organe en rotation et d'une partie arrière de l'organe ;
• les canaux primaires et secondaires sont reliés respectivement à une chambre commune primaire et à une chambre commune secondaire, ces chambres étant définies dans le corps et constituant deux sources indépendantes d'alimentation en air comprimé ;
• les orifices primaires sont agencés sur le cercle en alternance avec les orifices secondaires ;
• les composantes des jets d'air primaire sont déterminées de sorte que les jets d'air primaire s'écoulent à une distance radiale de l'arête comprise entre 0 mm et 25 mm et, de préférence, égale à 1,5 mm ;
• les composantes des jets d'air secondaire sont déterminées de sorte que les jets d'air secondaire frappent l'organe à une distance axiale de l'arête comprise entre 0 mm et 10 mm et, de préférence, égale à 2,8 mm ;
• le cercle sur lequel sont disposés les orifices primaires et secondaires a un diamètre compris entre 58 mm et 80 mm et, de préférence, égal à 68 mm pour un bol de diamètre égal à 55 mm.

D'autre part, l'invention concerne une installation de projection de produit de revêtement, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un projecteur rotatif tel qu'exposé ci-dessus.

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 dispositif rotatif et d'une installation conformes à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :

• la figure 1 est une vue en perspective tronquée d'un projecteur conforme à l'invention ;
• la figure 2 est une vue partielle de côté du projecteur de la figure 1 ;
• la figure 3 est une vue de face du projecteur de la figure 1 ;
• la figure 4 est une vue en perspective, à plus petite échelle et avec arraché, du projecteur de la figure 1 ;
• la figure 5 est une vue de face d'un projecteur conforme à un autre mode de réalisation de l'invention.

La figure 1 montre un projecteur rotatif pour la projection de produit de revêtement comportant un organe de pulvérisation 1, ci-après dénommé bol, logé partiellement au sein d'un corps 2. Le bol 1 est représenté dans une position de pulvérisation où il est entraîné en rotation à haute vitesse autour d'un axe X₁ par des moyens d'entraînement non représentés. Le corps 2 est fixe, c'est-à-dire qu'il ne tourne pas autour de l'axe X₁, et il peut être monté sur un support non représenté tel qu'un bras de robot multi-axes.

Un distributeur 3 est solidarisé à la partie amont du bol 1 pour canaliser et répartir le produit de revêtement. La vitesse de rotation du bol 1 en charge, c'est-à-dire lorsqu'il pulvérise du produit, peut être comprise entre 30.000 tours/min et 70.000 tours/min.

Le bol 1 présente une symétrie de révolution autour de l'axe X₁. Le bol 1 comporte une surface de répartition 11 sur laquelle le produit de revêtement s'étale, sous l'effet de la force centrifuge, jusqu'à une arête de pulvérisation 12 où il est micronisé en fines gouttelettes. L'ensemble des gouttelettes forme un jet J₁ de produit quittant le bol 1 et se dirigeant vers un objet à revêtir non représenté sur lequel il produit une surface d'impact. La surface arrière externe 13 du bol 1, c'est-à-dire la surface qui n'est pas tournée vers son axe de symétrie X₁, est tournée vers le corps 2.

Le corps 2 présente des orifices primaires 4 et des orifices secondaires 6 disposés sur un même cercle C centré sur l'axe de symétrie X₁ du bol 1. Les orifices primaires 4 et secondaires 6 sont destinés à émettre respectivement des jets d'air primaire et des jets d'air secondaire qui sont représentés sur les figures par leurs directions respectives J₄ et J₆.

L'arête 12 se trouve à une distance axiale L₁ du cercle C qui vaut ici 10 mm. La distance L₁ représente donc le dépassement du bol 1 hors du corps 2.

Les directions primaire J₄ et secondaire J₆ sont ici déterminées respectivement par les inclinaisons de canaux primaires 40 et de canaux secondaires 60 définis dans le corps 2. Dans l'exemple des figures, les canaux 40 et 60 sont rectilignes et débouchent respectivement sur les orifices primaires 4 et secondaires 6. En amont, les canaux 40 et 60 sont reliés à deux sources indépendantes d'alimentation en air comprimé décrites ci-après pour former les jets J₄ et J₆.

Comme le montrent les figures 1 à 3, chaque jet d'air primaire est incliné par rapport à l'axe de rotation X₁ selon une direction primaire J₄, laquelle présente une composante axiale A₄ et une composante orthoradiale O₄. Les composantes A₄ et O₄ sont telles qu'un jet d'air primaire J₄ peut franchir librement la région où se trouve l'arête 12.

En d'autres termes, les jets primaires J₄ ne frappent pas la surface arrière 13 du bol 1. Une direction primaire J₄ est donc oblique par rapport à l'axe X₁ qu'elle n'intersecte pas. Les jets primaires J₄ génèrent ensemble un flux d'air tourbillonnant, ou air de vortex, apte à influencer la forme du jet de produit de revêtement. Les composantes A₄ et O₄ d'un jet d'air primaire J4 sont déterminées de sorte que ce jet s'écoule à une distance radiale ℓ₄ de l'arête 12 valant 1,5 mm. En pratique, la distance ℓ₄ peut être comprise entre 0 mm et 25 mm. La distance ℓ₄ dépend notamment de la distance axiale L₁. Ainsi, lorsque la distance L₁ vaut 50 mm, la distance ℓ₄ peut être comprise entre 0 et 50 mm.

Chaque jet d'air secondaire est incliné par rapport à l'axe de rotation X₁ selon une direction secondaire J₆ présentant une composante axiale A₆ et une composante radiale R₆. De plus, les composantes A₆ et R₆ sont déterminées de sorte qu'un jet d'air secondaire J₆ vienne frapper la surface arrière 13 du bol 1, comme cela ressort clairement de la figure 2.

En d'autres termes, la direction secondaire J₆ est transversale à l'axe de rotation X₁. De plus, la direction secondaire J₆ présente ici une composante orthoradiale nulle, si bien qu'elle peut être assimilée à une génératrice d'un cône dont le sommet appartient à l'axe X₁.

Le jet d'air secondaire J₆ illustré par la figure 2 frappe la surface arrière 13 au niveau d'une zone 136, puis s'étale sur la partie de la surface 13 située en aval de la zone 136 jusqu'à l'arête 12 et au-delà selon la direction axiale X₁. Cela permet de générer un flux d'air secondaire en forme de nappe relativement uniforme et apte à régler la forme du jet de produit, donc à en modifier la surface d'impact sur l'objet à revêtir. La zone 136 est située en amont de l'arête 12 à une distance axiale L₁₃₆ valant ici 28 mm. En pratique, la distance L₁₃₆ peut être comprise entre 0 mm et 10 mm.

Le diamètre D du cercle C, qui dépend notamment du diamètre de l'arête 12, vaut ici 68 mm pour un bol 1 de diamètre égal à 55 mm. En pratique, il peut être compris entre 58 mm et 80 mm pour un tel bol.

Sur le cercle C, les orifices primaires 4 sont agencés en alternance avec les orifices secondaires 6. Comme le montre la figure 3, les orifices primaires 4 et secondaires 6 sont répartis uniformément sur le cercle C, si bien que deux orifices primaires 4 successifs ou deux orifices secondaires 6 successifs sont écartés d'un même angle β valant 12°. En pratique, cet angle β peut être compris entre 6° et 24°. De plus, un orifice primaire 4 et un orifice secondaire 6 voisins sont écartés d'un angle α valant 6°, c'est-à-dire la moitié de l'angle β séparant par exemple deux orifices primaires 4 successifs. En pratique, l'écart angulaire α entre un orifice primaire 4 et un orifice secondaire 6 peut être compris entre 3° et 12°.

Le nombre et la répartition des orifices primaires 4 et secondaires 6 est déterminé en fonction de la précision recherchée pour le contrôle de la forme du jet de produit et de la régularité souhaitée pour la surface d'impact. Ainsi, plus les orifices 4 et 6 sont nombreux, plus la surface d'impact est régulière. En variante, on peut prévoir des orifices primaires et des orifices secondaires en nombres différents.

Les orifices primaires 4 et secondaires 6 ont des diamètres respectifs d₄ et d₆ valant 0,8 mm et 0,8 mm. De telles dimensions permettent d'émettre des jets d'air primaire et secondaires avec des débits valant respectivement 700 L/min et 500 L/min, lorsqu'ils sont alimentés sous des pressions respectives de 6 bars et de 6 bars. En pratique, les diamètres d₄ et d₆ des orifices primaires 4 et secondaires 6 peuvent être respectivement compris entre 0,5 mm et 1,5 mm et entre 0,5 mm et 1,5 mm. En particulier, les diamètres d₄ et d₆ peuvent être différents l'un de l'autre.

Comme le montre la figure 4, les canaux primaires 40 et secondaires 60 s'étendent de façon rectiligne à travers une chemise externe 22 qui prolonge un capot 20 définissant l'enveloppe externe du corps 2. Les canaux 40 et 60 sont réalisés au moyen d'opérations de perçage selon les angles appropriés. Les canaux primaires 40 sont reliés en amont, à une chambre primaire 23 qui leur est commune et qui est elle-même reliée à une source d'air comprimé non représentée. De même, les canaux secondaires 60 sont reliés à une chambre secondaire 25 qui leur est commune et qui est reliée à une source d'air comprimé non représentée et indépendante de la source alimentant les canaux primaires 40.

Les chambres primaire 23 et secondaire 25 sont ici formées entre la chemise externe 22 et une chemise interne 24, et elles sont séparées par un joint torique d'étanchéité 26. L'adjectif interne désigne ici un objet proche de l'axe de rotation X₁, tandis que l'adjectif externe désigne un objet qui en est plus éloigné. Les chemises 22 et 24 présentent globalement une symétrie de révolution autour de l'axe X₁.

Alternativement, les canaux primaires 40 et/ou secondaires 60 peuvent être définis par des interstices formés entre les chemises externe 22 et interne 24. Ces interstices peuvent dans ce cas être réalisés par usinage de crantages sur l'une et/ou l'autre des surfaces en regard des chemises interne 24 et externe 22.

La figure 5 illustre une variante du projecteur rotatif des figures 1 à 4 dans laquelle les références numériques sont incrémentées de 100 pour désigner des objets semblables à ceux des figures 1 à 4.

Ce projecteur rotatif pour la projection de produit de revêtement comporte un bol 101 analogue au bol 1 et logé partiellement au sein d'un corps 102 fixe. Le bol 101 peut être entraîné en rotation à haute vitesse autour d'un axe X₁₀₁ et il est alimenté en produit via un distributeur 103.

Le bol 101 comporte une surface de répartition 111 sur laquelle le produit de revêtement s'étale jusqu'à une arête de pulvérisation 112 où il est micronisé en fines gouttelettes.

Le corps 102 présente des orifices primaires 104, secondaires 106 et tertiaires 108 disposés respectivement sur des contours primaire C₁₀₄, secondaire C₁₀₆ et tertiaire C₁₀₈. Les contours C₁₀₄, C₁₀₆ et C₁₀₈ sont plans et respectivement elliptique, circulaire et rectangulaire. Les orifices 104, 106 et 108 sont destinés à émettre respectivement des jets d'air primaire, secondaire et tertiaire qui sont représentés sur la figure 5 par leurs directions respectives J₁₀₄, J₁₀₆ et J₁₀₈.

Les contours primaire C₁₀₄ et tertiaire C₁₀₈ sont centrés sur l'axe de rotation X₁₀₁ et ils présentent des formes, respectivement elliptique et rectangulaire aux coins arrondis, qui sont allongées selon la même direction principale. Ainsi, les jets d'air primaire J₁₀₄ et tertiaire J₁₀₈ permettent de conformer le jet de produit pulvérisé en l'aplatissant. Cela permet d'optimiser le recouvrement des impacts sur l'objet à revêtir et, par conséquent, l'uniformité de l'épaisseur déposée.

De plus, pour chaque contour C₁₀₄, C₁₀₆ ou C₁₀₈, les orifices 104, 106 ou 108 sont associés en quatre sous-groupes d'orifices de façon à former quatre quadrants I, II, III et IV. Les orifices d'un même sous-groupe délimité par un quadrant sont juxtaposés de proche en proche, c'est-à-dire qu'ils forment une séquence ininterrompue.

Chaque sous-groupe est relié à une source indépendante d'alimentation en air comprimé par l'intermédiaire d'une vanne non représentée. Les quatre vannes des quatre sous-groupes d'un même contour sont indépendantes les unes des autres, si bien que l'on peut moduler la forme des jets d'air primaire, secondaire et tertiaire. Pour cela, on peut alimenter en air comprimé les orifices de certains quadrants sans alimenter ceux des quadrants restants.

Si besoin, la division des sous-groupes peut être réalisée autrement que par quadrants.

Par ailleurs, dans les modes de réalisation des figures 1 à 4 et 5, les directions J₆ ou J₁₀₆ des jets d'air secondaire peuvent être plus ou moins inclinées selon la direction radiale, de façon à frapper le bol à une distance L₁₃₆ de l'arête variable d'un orifice à l'autre.

Les caractéristiques des modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent être combinées. Par exemple, le contrôle des jets d'air du projecteur des figures 1 à 4 peut être réalisé par quadrant.