Brevet FR2098166A1 — publié le 19720310

Cette invention a pour objet une machine pour la coulée continue de bandes de métal à détails d'exécution fins telles que des grilles de batteries, cette machine étant utilisable de façon plus générale pour la coulée en continu de divers objets métalliques en métaux ou alliages convenablement choisis0 Cette machine telle que la prévoit l'invention comporte un tambour rotatif muni d'un dessin de grille continu inscrit dans sa circonférence et un sabot ou patin avec une surface qui est complémentaire à une partie de la circonférence de ce tambour, afin de délimiter avec lui une cavité de coulée. Be métal fondu est versé dans une gorge prévue au sommet de 1' espace de coulée et se solidifie au moment où la cavité reflplie tourne par rapport au sabot ou patin, avec le mouvement de rotation du tambour; il émerge de la cavité sous la forme d'une bande coulée continue. Des machines de coulée de ce type général ont déjà été imaginées dans le passé, mais elles se sont révélées comme peu pratiques et ont dû ainsi être abandonnées. C'est ainsi, par exemple, que dans le brevet des états Unis dtAmérique N 1.651.678 au nom de Davis est décrite une machine de ce type général qui pourralt apparattre comme capable d'offrir les mêmes avantages que la machine, objet de l'invention, mais qui est en réalité déficiente au moins au point de vue dlune caracteristique essentielle, de sorue que l'application de cette machine antérieure s'est révélée peu pratique.Le sabot ou organe conformateur qui coopère avec le tambour doit être établi, en effet, en une matière possédant un très faible coefficient de dilatation, afin d'éviter des fuites à partir de l'espace de coulée entre le patin et le tambour dans les conditions de température qui se rencontrent au cours de la mise en oeuvre du processus. Dans ce brevet Davis et dans les macnines analogues servant à la coulée continue d'une grille en plomb, le patin ne possédait pas cette caractéristique, de sorte que cette machine antérieure au nom de Davis ou les machines analogies ne pouvaient fonctionner convenablement et ont donc dû être abandonnées comme il a été dit.Alors que les macrines du type Davis ont été laissées de côté, les recherches en vue de la mise an point d'une machine de coulée en continu capable de faire le travail en question n > ont pas été abandonnées. Parmi les autres machines qui ont été imaginées se trouve la machine Webster décrite dans le brevet des états Unis d'Amérique N 2.206.930. Dans cette machine, espace de coulée est délimité entre un tambour à dessin et une courroie en mouvement. Ceci évite le problème de la tolérance et de la friction qui se pose dans la machine du type Davis, mais présente un autre inconvénient qui est le fait d'une complication excessive, En d'autres termes, ce type de machine est t-rop complexe pour l'exécution de la simple opération qui doit être effectuée ici en vue d'assurer son succès. Ainsi, l'état de la technique antérieure a été que diverses propositionsnDn couronnées de succès et ne donnant pas lieu à des machines capables de fonctionner de façon satisfaisante ont porté sur un type de moulage ou de coulée en continu à patin. Des tentatives effectuées pour obvier au défaut de ces machines antérieures ont conduit à la mise au point de machines utilisant non plus un patin ou sabot, mais une courroie mobile. Ce dernier type de machine n' est malheureusement pas pratique pour la coulée de bandes de métal à section mince. En revanche, la présente invention vise un type de machine à patin et obvie aux difficultés des machines à patin du type antérieur en prévoyant un patin ou sabot en graphite. Cette matière possède, en effet, un coefficient de dilatation très faible et il n'y a pas de difficulté pour l'obtention d'un joint d'étanchéité satisfaisant avec le tambour pour tous les régimes de température. La machine possède également des caractéristiques intéressantes au point de vue de ses qualités de lubrification, ce qui est précieux au point de vue de la rotation entre le tambour et le patin. Cette machine à couler du type comportant un tambour rotatif avec une grille à dessin continu inscrite dans a circonférence est caractérisée en premier lieu en ce qu'un sabot ou patin à surface lisse est complémentaire du contour d'une partie de la surface de la circonférence du tambour et en relation de butée avec elle, de façon a délimiter un espace de coulée affectant la forme d'un dessin de grille, des organes étant prévus pour l'admission continu du métal fondu dans cet espace de coulée, la machine étant caractérisée en second lieu en ce que le patin ou-sabot en question est établi en graphite. L'invention sera plus complètement comprise à la lecture de la suite de cette description qui se lit en regard des dessins schématiques annexés dans lesquels en est représenté, simplement à titre d'exemple d'ailleurs, un mode de réalisation intéressant. La fig. 1 est une vue en élévation latérale de la machine perfectionnée telle que la prévoit l'invention utilisable en vue de la coulée en continu de grilles en métal pour batteries et d'objets ou produits industriels analogues, La fig. 2 est une vue en perspective du patin ou sabot en graphite représenté en coupe. La fig. 3 est une vue en coupe partielle du tambour de la machine. La fig. 4 est une vue de détail du col de l'espace de coulée. La fig. 5 est une vue d'une partie du produit coulé que permet d'obtenir cette machine. Comme représenté dans la fig. 1, les deux éléments principaux de la machine, objet de l'invention, sont constitués par un tambour 10 et un sabot ou patin en graphite 12. lie tambour 10 est creux et monté en vue de sa rotation sur un arbre horizontal tubulaire 14 qui est supporté à son tour par des montants 16 se dressant audessus d'une table 18. La circonférence du tambour 10 est usinée pour former le dessin continu représentant une grille de batterie. Ce dessin résulte de la présence de rainures entrecroisées 20 et 22 (voir les fig. 3 et 4) qui permettent d'obtenir la section de la grille coulée 24 que montre la fig. 5O lie patin ou sabot 12 est établi en graphite. mes recnerches qui ont conduit à l'invention ont permis, en effet, de constater que cette matière présente les avantages comoinés dus à des qualités de lubrification et de faible coefficient de dilatation, e qui permet d'obtenir des pièces coulées précises outil tétait pas possible de fabriquer avec les machines connues fondées sur le principe de la rotation d'un patin ou sabot contre un tambour. Le patin ou sabot 12 comporte un réservoir 26 de plomb fondu ménagé dans sa partie su-- -érieure et une cnambre 28 servant de loge- ment à un brûleur à gaz 30 qui, au cours du fonctionnement, maintient le plomb contenu dans le réservoir 26 à l'état fondu, Un rouleau ou galet 32 monté excentriquement est supporté à rotation dans le flanc du patin ou sabot 12 et est entraîné continuellement en rotation par une poulie 35 et une poulie 34 qui est supportée par un des coussinets sur lequel est monté le tambour 10. Tandis que celui-ci tourne continuellement, le rouleau ou galet 32 tourne de même continuellement, afin de faire passer le plomb qui se trouve dans le réservoir 26 par-dessus un déversoir 36 jusque dans la partie 38 formant col de l'appareil.La référence 40 désigne un trou à travers lequel le plomb en excès contenu dans la partie 38 formant col peut revenir au réservoir 26. Ce plomb fondu y parvient en passant par un conduit adducteur 420 Le patin ou sabot en graphite 12 comporte une surface lisse qui est complémentaire du contour d'une portion de la surface de la circonférence du tambour 100 Ce patin ou sabot 12 est monté sur la table 18, de sorte que cette surface lisse est en relation de butée avec la circonférence du tambour 10 afin de définir entre lui et ce patin ou sabot un espace de coulée affectant la forme d'un dessin de grille de batterie0 On conçoit que le plomb fondu pénètre dans cet espace de coulée à partir du col 38 et est entraîné par le tambour 10 dans le sens anti-horaire et éventuellement séparé de celui-ci, Pendant le laps de temps où il se trouve dans l'espace de coulée, le plomb est refroidi et se fige de sorte que quand il s'échappe de l'espace de coulée, qui est délimité comme indiqué ci-avant par la surface du patin ou sabot et le tambour, il se présente sous la forme d'une grille dont une partie estindiquée par le chiffre 24 dans la fig.5. Un équipement est prévu pour régler la température de coulée du plomb dans l'espace de coulée afin de figer le métal. il est prévu à cet effet un tube de refroidissement 44 qui s'étend sans interruption vers l'avant et vers l'arrière en travers du patin ou sabot 12 à proximité de la surface courbe qui bute contre le tambour. Au cours du fonctionnement, ce tube 44 achemine une veine continue de liquide de refroidissement telle que de l'eau destinée à évacuer la chaleur du métal qui se trouve dans 11 espace de coulée pour lui permettre de se figer. Des moyens sont également prévus pour évacuer la chaleur provenant du métal à l'intérieur du tambour. A cet effet, de l'eau circule à travers le tambour0 Cette eau entre par un conduit 46 et tombe goutte à goutte à l'intérieur du tambour sous la forme liquide comme figuré en 48. La chaleur du métal fondu transmise à travers la paroi du tambour oblige cette eau à se vaporiser. La vapeur s'élève et s'échappe hors du tambour en passant par des orifices 50; elle s'échappe ensuite en passant à travers l'arbre 14 et par un orifice 52 où elle peut être recueillie, condensée et remise en circulation en passant à travers le conduit 46. A titre de variante, l'évacuation de la chaleur pourrait être assurée à 11 aide d'un liquide qui ne se vaporiserait pas aux tempé ratures de fonctionnement. En pareil cas, on évacuerait le liquide chauffé depuis l'intérieur du tambour, on le conduirait à travers un échangeur de chaleur pour le débarrasser de sa chaleur et on le ramènerait à l'emplacement désiré à l'intérieur du tambour. Un liquide convenable pourrait être un liquide à base de glycol. Les liquides de ce genre ne se vaporisent pas, en effet, au-dessous de 2600C; ils peuvent être évacués du tambour à des températures de cet ordre, refroidis et ensuite ramenés au tambour à la température ambiante pour assurer un refroidissement convenable. On conçoit que comme l'arbre 14 est monté rigidement dans les montants 16 et que le tambour 10 est pourvu de paliers 54 et 56 qui tournent autour de cet arbre 14, des poulies 34 et 58 sont montées rigidement sur les paliers 54. L'énergie nécessaire à la rotation du tambour 10 et du galet ou rouleau 72 est empruntée à un moteur dlactionnement 60 par l'intermédiaire d'une boîte de transmission 62.Une poulie 64 montée à la sortie de cette boîte de trans'ission 62 est reliée à la poulie 58 pour faire tourner le tambour 10. L'é- nergie nécessaire à la rotation du galet ou rouleau 72 est empruntée à la poulie 34O Un jet d'air de refroidissement est dirigé de bas en haut contre la bande de métal coulé au moment où elle s'échappe de l'espace de coulée par une série d'ajutages 70 s'étendant transversalement. Au cours du fonctio l'es- pace de coulée. Tandis que le tambour de coulée 10 tourne dans le sens anti-horaire re (comme le montre la fig0 1), il franchit le col et les rainures 20 et 22 du dessin 24 de bande continue se trouvent remplies de plomb, Celui-ci est entraîné vers le bas dans l'espace de coulée qui est délimité par le patin ou sabot et la surface du tambour 10.Tandis Q 'il descend, il est refroidi par suite de l'effet de refroidissement de l'eau passant à travers les serpentins 46, et l'effet de refroidissement de l'eau qui se vaporise à llin- térieur du ambour 10, Au moment où il atteint la base du sabot ou patin à l'extrémité de sortie de ltes ace de coulée, il est suffisamment solide pour former une bande de métal auto-supportée 72 et est continuellement entraîné à 11 écart de l'appareil. Comme indiqué dans ce qui précède, la bande de métal coulé est utilisable comme plaque ou grille de batterie et est découpée à cet effet en tronçons de longueur convenable. La fig0 5 représente un tronçon de la bande de métal telle quelle a été coulée en continu comme il a été indiqué dans la machine représentée. Dans la pratique commune de la fabrication des grilles de batteries par coulée, de l'antimoine est incorporé comme élément d'alliage au plomb pour lui donner les caractéristiques d'écoulement désirables au cours de la coulée. L'antimoine est également désirable d'ailleurs dans certains cas d'un point de vue électrochimique pour le fonctionnement de la plaque iae batterie dont la grille fait partie. Toutefois, la quantité de plomb qu'il est nécessaire de prévoir dans la coulée pour une mise en pratique normale est supérieure à la quantité qui est nécessaire pour des raisons électrochimiques. Grâce à l'invention, il faut prévoir moins d'antimoine dans la coulée du plomb, de sorte que les exigences électrochimiques règlent la quantité d'antimoine requise. On peut réduire la quantité d'antimoine de 4% & 6% à environ 2% dans nombre de cas. il y a même des cas où aucune quantité d'antimoine n'est nécessaire pour des raisons électrochimiques. En pareil cas, il est possible d'opérer la coulée avec la machine, objet de l'invention, aveo peu ou pas du tout d'antimoine. En fait, l'antimoine est un élément coûteux et des économies au point de vue de son utilisation constituent un avantage notable de l'invention. Un autre avantage de l'invention, c'est qu'on peut couler des grilles telles que des plaques de batterie sous une forme sensiblement plus mince. On sait qutune plaque de batterie classique comporte une épaisseur de bâti d'environ 1,4 mm. Grâce à l'invention, il nty a plus de di ficulté pour la coulee d'un bâti de l'ordre de 1 mm avec une section de bande centrale de 0,65 mm. Ceci représente une économie de plomb et permet de réduire également le prix de revient total de la batterie0 Une machine telle que décrite dans ce qui précède a été construite et a fonctionné avec succès avec un tambour 12 mesurant environ 300 mm, et une largeur représentant environ 375 mm. Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. REVENDICATIONS 1.- Machine pour la coulée en continu de rilles de batteries comportant un tambour rotatif avec dessin de grille continu inscrit dans sa circonférence et un sabot ou patin coopérant avec ce tambour et présentant une surface lisse complémentaire du tambour en une partie de la surface de sa circonférence et en relation de butée avec lui afin de délimiter un espace de coulée représentant le dessin de la grille, des organes étant prévus pour l'admission continue de métal coulé à cet espace de coulée, caractérisée en ce que ce patin ou sabot est établi en graphite. 2.- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de réglage de la température de l'est pace de coulée afin de régler la solidification du métal fondu lorsque ce métal est transporté par le tambour de long de l'étendue de l'espace de coulée, 3.- I;.acnirle suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif pour faire circuler continuellement un liquide ae refroidissement à l'intérieur du tambour, l'espace de coulée étant délimité par une partie de la surface de son tambour qui est adjacente à son extrémité inférieure, afin que la chaleur puisse s'écouler depuis cet espace e: :e coulée jusqu'au liquide contenu ctans la partie inférieure du ambour. 4.- Machine suivant l'une quelconque des revendications prece- aentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un serpentin de refroidissement s'étendant à travers le patin ou sabot à proximité de sa surface lisse et complémentaire de la surface du tambour, ce serpentin étant étudié en vue du passage continu agun flux de liquide de refroidissement et étant en relation de transfert thermique avec l'espace ae coulée.