FR3044567A1 - Applicateur selectif de vernis pour carrosserie automobile - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un dispositif d'application (2) de deux vernis pour un bras robotisé d'une installation de vernissage à la chaîne de carrosseries de véhicule automobile. Le dispositif (2) comprend une première alimentation (4) d'un vernis texturé (5) avec des billes, une deuxième alimentation (6) d'un vernis lisse (7), une troisième alimentation (8) en durcisseur (9). Il comporte en outre deux mélangeurs (16 ; 18), communiquant chacun avec l'alimentation (8) en durcisseur et avec l'une des alimentations de vernis (4 ; 6), puis un pulvérisateur (24) projetant sélectivement les mélanges issus des mélangeurs. Cette architecture réduit la partie empruntée par les deux mélanges, ce qui simplifie le nettoyage du dispositif lors d'un changement de vernis. L'invention propose également un procédé de changement de vernis dans un dispositif (2) d'application de vernis, où le nettoyage n'est effectué que dans le pulvérisateur (24).

Description

APPLICATEUR SELECTIF DE VERNIS POUR CARROSSERIE

AUTOMOBILE L’invention se rapporte au domaine de l’application de vernis. Plus précisément, l’invention concerne l’application de vernis sur une carrosserie automobile en atelier peinture dans un processus série. L’invention traite également d’un procédé de changement de vernis dans un dispositif d’application de vernis.

Les finitions vernies de carrosseries de véhicules automobiles incluent un aspect lisse ou un aspect granuleux. L’intégration de ces deux finitions dans une même ligne de production automatisée génère des complications. En effet, cette même installation doit permettre de changer de vernis sans ralentir la production, ce qui est un aspect crucial dans le contexte de la production en grande série. De plus, chaque changement de vernis impose un nettoyage du dispositif d’application de vernis pour ne pas polluer le vernis suivant.

Le document FR1242480A divulgue un pistolet pour pulvériser simultanément plusieurs liquides de natures différentes. Le pistolet comprend un corps montrant un canal d’alimentation en air comprimé, un tube d’alimentation en catalyseur, et un tube d’alimentation en vernis. Le pistolet comporte en outre un mélangeur du catalyseur et du vernis de sorte à former un mélange, ainsi qu’un pulvérisateur dudit mélange. Or, lors d’un changement de vernis, il est nécessaire d’effectuer un long et minutieux nettoyage de chaque recoin du pistolet. Ce nettoyage nécessite une quantité importante de détergeant nocif et polluant. L’invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif de simplifier le changement de vernis dans un dispositif d’application de vernis. Par ailleurs, l’invention vise une solution simple, économique, réduisant les pertes tout en préservant la qualité. L’invention a pour objet un dispositif d’application de vernis, notamment pour installation de vernissage de carrosserie de véhicule automobile, le dispositif comprenant : au moins trois alimentations de fluides formant deux ensembles différents d’alimentations, dont un premier ensemble et un deuxième ensemble, chacun avec deux alimentations; un premier mélangeur en communication avec les alimentations du premier ensemble de sorte à réaliser un premier mélange à partir des fluides fournis via les alimentations du premier ensemble ; et un pulvérisateur ; remarquable en ce qu’il comprend en outre un deuxième mélangeur des fluides fournis via les alimentations du deuxième groupe de sorte à réaliser un deuxième mélange, le pulvérisateur communiquant avec les mélangeurs afin de pulvériser leurs mélanges.

Selon des modes particuliers de réalisation, le dispositif peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : - L'une des alimentations est en communication avec les deux mélangeurs ; ou le dispositif comprend une quatrième alimentation de fluide qui appartient au deuxième ensemble. - Le pulvérisateur comprend un corps avec un canal collecteur en communication avec chacun des mélangeurs. - Le pulvérisateur comprend une vanne à au moins trois voies permettant la pulvérisation sélective du premier mélange ou du deuxième mélange. - Le dispositif comprend un bras de robot, le pulvérisateur étant monté à une extrémité dudit bras ; le dispositif comprenant préférentiellement une pompe en amont du bras, au moins deux alimentations comprenant chacune une pompe portée par le bras. - Le pulvérisateur comprend une coupelle de pulvérisation et des moyens d’entrainement en rotation de la coupelle sur elle-même. - Le pulvérisateur comprend un canal de pulvérisation avec un orifice de pulvérisation et un orifice de purge avec un obturateur amovible, et/ou le dispositif comprend une vanne en amont d’au moins un ou de chaque mélangeur. - La troisième alimentation appartient au premier ensemble dont la quatrième alimentation est exclue. - Les fluides comprennent au moins un ou au moins deux vernis. - Chaque mélangeur est en aval et/ou à distance du pulvérisateur. - La vanne à au moins trois voies est une vanne à quatre voies. - La vanne à au moins trois voies est apte à couper sélectivement l’écoulement depuis le premier mélangeur et depuis le deuxième mélangeur. - L’orifice de purge est disposé au niveau de, préférentiellement à la jonction entre le canal de pulvérisation et le canal collecteur. - Au moins une ou chaque alimentation comprend une pompe, préférentiellement en amont du canal transversal. - Au moins un ou chaque mélangeur comprend une chambre avec une entrée et une sortie. - L’installation comprend une cabine de vernissage et/ou un convoyeur apte à déplacer plusieurs carrosseries de véhicules simultanément. L’invention a également pour objet un procédé de changement de vernis dans un dispositif d’application de vernis, notamment pour installation de vernissage à la chaîne de carrosseries de véhicules automobiles, le procédé comprenant les étapes suivantes : (a) application d’un premier vernis par le dispositif ; puis (b) nettoyage d’une partie du dispositif; puis (c) application d’un deuxième vernis par le dispositif ; remarquable en ce que le dispositif est conforme à l’invention, et en ce que lors de l’étape (b) nettoyage, la partie du dispositif qui est nettoyée est à distance du premier mélangeur et du deuxième mélangeur ; préférentiellement le procédé est un procédé itératif.

Selon des modes particuliers de réalisation, le dispositif peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : - La viscosité du premier vernis est supérieure à la viscosité du deuxième vernis, le premier vernis étant préférentiellement un vernis texturé, notamment avec des billes de polyamide. - Les au moins trois alimentations comprennent une première alimentation pour le premier verni, une deuxième alimentation pour le deuxième vernis, et une troisième alimentation pour un durcisseur qui est éventuellement mélangé dans chaque mélangeur. - Après l’étape (c) application du deuxième vernis, le procédé effectue à nouveau une étape (b) nettoyage, puis à nouveau une étape (a) application du premier vernis. - Le procédé effectue en boucle l’enchaînement des étapes (a) application du premier vernis ; puis (b) nettoyage ; puis (c) application du deuxième vernis; puis (b) nettoyage. - Le procédé comprend une alternance d’étapes d’application de vernis et d’étapes de nettoyage. - Les étapes d’application et l’étape de nettoyage sont effectuées par et dans un même pulvérisateur, notamment par et dans un même canal de pulvérisation respectivement.

De manière générale, les modes particuliers de chaque objet de l’invention sont également applicables aux autres objets de l’invention. Dans la mesure du possible, chaque objet de l’invention est combinable aux autres objets. L’invention est économique puisqu’elle ne nécessite que de légères adaptations d’éléments usuels dans le domaine de l’application de vernis à la chaîne. De plus, elle réduit le linéaire de canal devant être nettoyé lors d’un changement de vernis. En effet, le tronçon commun aux deux mélanges devient confiné dans le pulvérisateur. Dès lors, la quantité de détergeant employée diminue, tout comme l’impact écologique. Les mélangeurs sortent de la zone commune puisqu’ils sont dédoublés.

De plus, la géométrie du canal concerné est simple puisque le canal pulvérisateur peut essentiellement être droit. Par-là, le nettoyage devient plus sûr car certains recoins ne sont plus à nettoyer. Le risque de retrouver des résidus de vernis texturé dans un vernis lisse est réduit, ce qui est particulièrement bénéfique car un tel scénario crée des irrégularités visibles devant être corrigées. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description donnée à titre d’exemple et en référence aux dessins parmi lesquels :

La figure 1 présente un dispositif d’application de deux vernis selon un premier mode de réalisation de l’invention.

La figure 2 illustre un dispositif d’application de deux vernis selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.

La figure 3 montre un diagramme d’un procédé de changement de vernis dans un dispositif d’application de deux vernis selon l’invention.

Dans la direction qui va suivre, le sens de pulvérisation correspond au sens principal de sortie de vernis, respectivement de mélange, hors du pulvérisateur. L’amont et l’aval sont en référence au sens général d’écoulement de vernis au travers du dispositif d’application.

La figure 1 illustre un dispositif d’application 2 de vernis selon un premier mode de réalisation. Le dispositif 2 permet d’appliquer tour à tour deux vernis différents. Ses alimentations (4 ; 6 ; 8) forment une « antenne ».

Le dispositif 2 peut comprendre au moins trois alimentations (4 ; 6 ; 8) permettant un approvisionnement en différents produits de vernissage. Ces alimentations (4 ; 6 ; 8) peuvent comprendre des conduits, des tuyaux. Elles sont reliées à différents barils (non représentés) de contenance d’au moins 10L, préférentiellement d’au moins 50L, éventuellement d’au moins 300L. Ces alimentations peuvent également être branchées sur un réseau matière, également appelé « circulating » en anglais.

Une première alimentation 4 peut acheminer un premier vernis 5, une deuxième alimentation 6 peut acheminer un deuxième vernis 7, et une troisième alimentation 8 peut acheminer un durcisseur 9. L’association d’un des vernis (5 ; 7) et du durcisseur 9 permet de réaliser un mélange d’un vernis bi-composant ; étant entendu qu’il est possible de réaliser des mélanges avec davantage de produits. Chacun de ces produits peut être alimenté sous forme liquide. Chaque alimentation (4 ; 6 ; 8) peut comprendre une pompe 10, par exemple une pompe volumétrique permettant un dosage fin des liquides (5 ; 7 ; 9).

Les au moins trois alimentations (4 ; 6 ; 8) forment deux ensembles d’alimentations (4 ; 6 ; 8), chaque ensemble comprend deux alimentations. On peut alors discerner un premier ensemble 12 d’alimentations (4 ; 8) ou première paire, et un deuxième ensemble 14 d’alimentations (6 ; 8) ou deuxième paire. Chaque ensemble (12 ; 14) comporte une combinaison différente d’alimentations. Les ensembles (12 ; 14) se recoupent, mais ils comprennent chacun au moins une alimentation (4 ; 6) qui n’appartient pas à l’autre ensemble.

Le dispositif 2 comporte également deux mélangeurs (16 ; 18), dont un premier mélangeur 16 en communication avec les alimentations (4; 8) du premier ensemble 12, et un deuxième mélangeur 18 en communication avec les alimentations (6 ; 8) du deuxième ensemble 14. Ces mélangeurs (16 ; 18) permettent de préparer un premier mélange à partir du premier fluide 5 et du troisième fluide 9 ; et un deuxième mélange à partir du deuxième fluide 7 et du troisième fluide 9 ; respectivement. Les mélangeurs améliorent l’homogénéité. Il est remarquable que la troisième alimentation 8 communique avec chaque mélangeur (16; 18). Un canal transversal 20 peut d’ailleurs relier les trois alimentations (4 ; 6 ; 8) précédemment énumérées aux deux mélangeurs. Chaque mélangeur (16 ; 18) peut être doté de vanne(s) 22 en amont et/ou en aval pour y couper la circulation, et/ou pour isoler le mélangeur (16; 18) correspondant. Chaque mélangeur peut former une chambre généralement close. Le canal 20 peut comprendre un ensemble de vannes et une adduction en solvant pour assurer le pilotage des produits, les phases de nettoyage, et les phases d’amorçage.

En aval, le dispositif 2 présente un pulvérisateur 24 connecté aux mélangeurs (16 ; 18). Il permet de pulvériser le premier mélange issu du premier mélangeur 16 et le deuxième mélange provenant du deuxième mélangeur 18. Une coupelle 26, également appelée cloche, est associée à la sortie du pulvérisateur 24. La coupelle 26 est entraînée en rotation à l’aide d’un moteur (non représenté) lui permettant de tourner sur elle-même. Cette rotation permet de former un brouillard de fines gouttelettes, en vue d’appliquer une fine pellicule de vernis.

Le pulvérisateur 24 présente un corps, éventuellement un corps plein, ou bloc, dans lequel est formé un canal collecteur 28. Celui-ci est placé en aval des mélangeurs (16 ; 18) et permet d’acheminer séparément les mélanges vers le canal de pulvérisation 30. La réunion des canaux et des mélangeurs forme une boucle fermée. Une vanne à trois voies 32 permet de commander sélectivement le flux de mélange pouvant traverser le pulvérisateur 24. La vanne 32 peut être une vanne à quatre voies.

Le canal de pulvérisation 30 présente en aval un orifice de pulvérisation formant sa sortie. Celle-ci débouche dans la coupelle 26. A l’opposé de l’orifice de pulvérisation, selon la direction de pulvérisation, le canal de pulvérisation 30 montre un orifice de purge en amont. Ce dernier est équipé d’un obturateur mobile. Il peut s’agir d’un bouchon amovible qui est enlevé à chaque nettoyage pour y faire circuler du détergeant de nettoyage de vernis et/ou de mélange. Après nettoyage, l’obturateur est replacé en configuration de pulvérisation, c’est-à-dire que orifice de purge est obturé. Dans le cas où la vanne est à quatre voies, l’obturateur mobile peut être celui de la vanne.

Le dispositif 2 peut être monté sur, ou comprendre un bras robotisé (non représenté), ou bras articulé motorisé. Ce bras permet de déplacer et d’orienter le pulvérisateur 24 qui est monté à son extrémité libre. Ainsi, le pulvérisateur 24 peut balayer toute une portion de carrosserie de véhicule, éventuellement en gardant la direction de pulvérisation perpendiculaire à la surface vernie. Le bras peut comprendre une ou plusieurs branches pivotant les unes par rapport aux autres, et éventuellement un poignet à une extrémité pour articuler le pulvérisateur. Chaque bras peut être monté sur une embase fixe ou coulissante sur des rails parallèles. Dans l’éventualité où les vernis seraient particulièrement visqueux, les pompes 10 propres à la première 4 et à la deuxième 6 alimentations sont montées à même le bras. La pompe 10 de la troisième alimentation 8 sera à distance du bras dans un souci de compacité.

Le dispositif 2 peut être intégré dans une installation de vernissage (non représentée) à la chaîne de carrosseries de véhicules, par exemple automobiles où l’aspect visuel reste primordial. Une telle installation est bien connue de l’homme du métier, elle peut généralement ressembler à celle décrite dans le document EP1702686B1. L’installation peut comprendre un convoyeur sur lequel avancent plusieurs carrosseries afin d’être vernies dans une cabine de vernissage de l’installation. Elle peut comprendre un ou plusieurs bras robotisés permettant d’appliquer du vernis sur toute une caisse en un seul temps. Au moins un ou chaque bras peut être muni d’un dispositif applicateur 2 de vernis tel que précédemment décrit. Lors d’un changement de vernis, les dispositifs 2 sont nettoyés en même temps. Toutefois aucun outillage n’a besoin d’être changé.

La figure 2 illustre un dispositif d’application 102 de vernis selon un deuxième mode de réalisation. Le dispositif 102 permet d’appliquer alternativement deux vernis distincts. Cette figure 2 reprend la numérotation de la figure précédente pour les éléments identiques ou similaires, la numération étant toutefois incrémentée de 100. Des numéros spécifiques sont utilisés pour les éléments spécifiques à ce mode de réalisation.

Le dispositif 102 selon le deuxième mode de réalisation est sensiblement identique à celui du premier mode de réalisation, il diffère essentiellement en ce qu’il comprend en outre une quatrième alimentation 134, et en ce que le canal transversal 120 est scindé. La quatrième alimentation 134 est avantageusement employée pour procurer du durcisseur. Elle est associée à la deuxième alimentation 106 pour former le deuxième ensemble 114. Chaque ensemble (112; 114) comprend des alimentations (104; 106; 108; 134) distinctes de celles de l’autre ensemble. La réunion des ensembles forme un ensemble vide.

Le canal transversal 120 est scindé en deux tronçons 136 distants l’un de l’autre. Chaque tronçon transversal 136 relie l’un des mélangeurs (116 ; 118) à la première alimentation 104 et à la troisième alimentation 108 ; ou à la deuxième alimentation 106 et à la quatrième alimentation 134. Les canaux du dispositif forment une boucle ouverte.

Le dispositif 102 selon le deuxième mode réalisation peut être incorporé dans une installation de vernissage de carrosserie de véhicule telle que précédemment décrite ; et/ou comprendre un bras robotisé tel que précédemment détaillé.

La figure 3 présente un procédé de changement de vernis au sein d’un dispositif d’application de vernis. Le dispositif peut être conforme au premier ou au deuxième mode de réalisation de l’invention.

Le procédé peut être un procédé itératif et comprendre la répétition en boucle des étapes suivantes, préférentiellement réalisées dans l’ordre qui suit : (a) application d’un premier vernis 200 sur une surface de carrosserie de véhicule ; (b) nettoyage du dispositif 202 ; (c) application d’un deuxième vernis sur autre une surface de carrosserie de véhicule 204 ; (b) nettoyage du dispositif 202.

Le premier vernis peut être un vernis texturé. À cet effet, il peut comporter des billes de polyamide qui sont présentes dans le vernis dans la première alimentation. Le deuxième vernis peut être un vernis essentiellement lisse. La viscosité du premier vernis est supérieure à la viscosité du deuxième vernis. Ceci peut être une conséquence de la présence d’ajouts, telles les billes. Dans les étapes d’applications de vernis présentées ci-dessus, chaque vernis peut être entendu comme un mélange de vernis, c’est-à-dire l’association d’un durcisseur et d’un vernis ; texturé ou non. Il peut s’agir d’un vernis bi-composant.

Chaque étape (b) nettoyage 202 comprend le nettoyage d’une partie confinée dans le pulvérisateur. Ce nettoyage peut se limiter au nettoyage du conduit de pulvérisation. Il peut être réalisé automatiquement ou manuellement, par circulation d’un détergeant dans le canal de pulvérisation. Un nettoyage mécanique du canal de pulvérisation, par exemple avec une brosse, devient plus simple car ce dernier peut être généralement rectiligne.

Lors de l’étape (a) application du premier vernis 200 et/ou de l’étape (c) application du deuxième vernis 204, les pressions des alimentations peuvent être comprises entre 4 bars et 5 bars. Il peut en être de même pour les mélanges en sortie de pulvérisateur. Pendant ces étapes, la coupelle peut tourner à une vitesse de rotation comprise entre 15000 tr/min et 25000 tr/min, ce qui permet d’affiner les gouttelettes de mélange. Ainsi, il est permis d’appliquer une couche de vernis homogène dont l’épaisseur est de l’ordre de 35 à 40 pm dans le cadre d’une application monocouche.

Claims (10)

1. Revendications

   1- Dispositif d’application (2; 102) de vernis (5; 7), notamment pour installation de vernissage de carrosserie de véhicule automobile, le dispositif (2 ; 102) comprenant : - au moins trois alimentations (4; 6; 8; 104; 106; 108; 134) de fluides (5; 7; 9) formant deux ensembles (12; 14; 112; 114) différents d’alimentations, dont un premier ensemble (12 ; 112) et un deuxième ensemble (14 ; 114), chacun avec deux alimentations; - un premier mélangeur (16; 116) en communication avec les alimentations (4; 8; 104; 108) du premier ensemble de sorte à réaliser un premier mélange à partir des fluides (5 ; 9) fournis via les alimentations du premier ensemble (12 ; 112); et - un pulvérisateur (24) ; caractérisé en ce qu’il comprend en outre un deuxième mélangeur (18 ; 118) des fluides (7 ; 9) fournis via les alimentations (6 ; 8 ; 106 ; 134) du deuxième groupe (14 ; 114) de sorte à réaliser un deuxième mélange, le pulvérisateur (24) communiquant avec les mélangeurs (16; 18; 116; 118) afin de pulvériser leurs mélanges.
2. 2- Dispositif (2 ; 102) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des alimentations (8) est en communication avec les deux mélangeurs (16 ; 18) ; ou le dispositif (102) comprend une quatrième alimentation (134) de fluide qui appartient au deuxième ensemble (114).
3. 3- Dispositif (2 ; 102) selon l’une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le pulvérisateur (24) comprend un corps avec un canal collecteur (28) en communication avec chacun des mélangeurs (16; 18; 116; 118).
4. 4- Dispositif (2 ; 102) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le pulvérisateur (24) comprend une vanne à au moins trois voies (32) permettant la pulvérisation sélective du premier mélange ou du deuxième mélange.
5. 5- Dispositif (2 ; 102) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif (2 ; 102) comprend un bras de robot, le pulvérisateur (24) étant monté à une extrémité dudit bras; le dispositif (2; 102) comprenant préférentiellement une pompe en amont du bras, au moins deux alimentations (4 ; 6 ; 8 ; 104 ; 106 ; 108 ; 134) comprenant chacune une pompe (10) portée par le bras.
6. 6- Dispositif (2 ; 102) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le pulvérisateur (24) comprend une coupelle de pulvérisation (26) et des moyens d’entrainement en rotation de la coupelle (26) sur elle-même.
7. 7- Dispositif (2 ; 102) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le pulvérisateur (24) comprend un canal de pulvérisation (30) avec un orifice de pulvérisation et un orifice de purge avec un obturateur amovible, et/ou le dispositif (2 ; 102) comprend une vanne (22) en amont d’au moins un ou de chaque mélangeur (16 ; 18 ; 116 ; 118).
8. 8- Procédé de changement de vernis dans un dispositif d’application (2 ; 102) de vernis (5 ; 7), notamment pour installation de vernissage à la chaîne de carrosseries de véhicules automobiles, le procédé comprenant les étapes suivantes : (a) application d’un premier vernis (200) par le dispositif ; puis (b) nettoyage (202) d’une partie du dispositif (2 ; 102) ; puis (c) application d’un deuxième vernis (204) par le dispositif ; caractérisé en ce que le dispositif (2 ; 102) est conforme à l’une des revendications 1 à 7, et en ce que lors de l’étape (b) nettoyage (202), la partie du dispositif (2 ; 102) qui est nettoyée est à distance du premier mélangeur (16 ; 116) et du deuxième mélangeur (18 ; 118); préférentiellement le procédé est un procédé itératif.
9. 9- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la viscosité du premier vernis (5) est supérieure à la viscosité du deuxième vernis (7), le premier vernis (5) étant préférentiellement un vernis texturé, notamment avec des billes de polyamide.
10. 10-Procédé selon l’une des revendications 8 à 9, caractérisé en ce que les au moins trois alimentations (4; 6; 8; 104; 106; 108; 134) comprennent une première alimentation (4 ; 104) pour le premier vernis (5), une deuxième alimentation (6 ; 106) pour le deuxième vernis (7), et une troisième alimentation (8; 108) pour un durcisseur (9) qui est éventuellement mélangé dans chaque mélangeur (16 ; 18 ; 116 ; 118).