Brevet FR2298852A1 — publié le 19760820

La présente invention se rapporte au nettoyage des bandes d'enregistrement en feuille métallique et concerne- plus particulièrement un appareil de nettoyage électrochimique de oxydation et autre contamination d'une bande métallique d'en- registrement. Dans des applications spéciare d'enregistrement, - la bande d'enregistrement doit tire capable' de résister à des chocs brusques et à des températures élevées sans qu'elle ne se rompe ou que les informations enregistrées ne soient per- dues. Un exemple particulier du cas où une bande est. soumise un choc et une chaleur extrêmes se rencontre dans so uté- lisation dans des enregistreurs de vol d'aéronefs, cette @@@- de devant Qtre capable de résister au choc drun écrasement au ~~ n-- sol et à la chaleur très élevée qui peut se produire apres- l'écrasement, s'il en résulte un incendie. Une bande métallique d'enregistrement magnétique, par exemple une bande faite en alliage de vanadium, de cobalt et de ier, diffusée sous la marque "VICALLOY" par Ârnol#.%n- gineering, s'est avérée résister de façon satisfaisante,auK conditions de choc et de température Il s'est avéré qu'au cours de leur fabrication, la surface des bandes métalliques d'enregistrement est non seulement recouverte dtoxyde, rosis également d'huile et autres lubrifiants, ainsi que de petites ébarbures ou poussières mé galliques qui adhèrent sur cette surface.Des tentatives ont déjà été faites pour nettoyer des bandes ou des feuilles me- galliques par traitement anodique dans une solution d'acide chlorhydrique, suivi par un second traitement anodique dans une solution d'acide phosphorique ou d'acides phosphorique et chlorhydrique. Dtautres tentatives faites pour nettoyer des bandes métalliques mettent en oeuvre une action#électrolyti- que dans des# bains alcalins avec dbs traitements par pulvérisation pendant ou après l'action électrolytique.Ces trai- tements électrolytiques2 #ainsi que d'autres, des feuilles ou bandes métalliques sont inapplicables au problème actuel de nettoyage des bandes denregistresent-en minces feuilles mé tactiques, sont trop motteux, ou visent à résoudre un problème différent et ne s'appliquent pas au présent problème. L'invention concerne donc un appareil de nettoyage de l'oxydation, de la poussière, des bavures et autres impuretés sur une bande d'enregistrement en feuille métallique, qui résout les problèmes de la technique antérieure et qui permet d'obtenir une bande métallique propre et débarrassée de tou#tes impuretés. Selon ltinvention, une charge positive est appliquée à la bande métallique et incidemment cette charge échauffe la bande. Un courant d'air de refroidissement ou un acide pulvérisé est dirigé sur la bande pour la refroidir et, dans le cas d'une pulvérisation d'acide, pour la préparer. La bande est tirée à travers une solution acide chargée négativement de manière à nettoyer ltoxydation, les ébarbures, la poussière et autres impuretés.La bande est ensuite rincée et sa surface est neutralisée en la faisant passer dans un bain d'eau équipé de gicleurs et dans un bain d'alcool déshydratant. Lorsqu'elle quitte chaque bain, la bande est débarrassée de la solution. Une bobine réceptrice reçoit la bande nettoyée exempte d'impuretés. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une vue de face d'un appareil selon l'invention et montre le mécanisme d'entraSnement de la bande métallique dans une position sortie des bains de nettoyage et de rinçage la figure 2 est une représentation schématique des parties essentielles de l'appareil de nettoyage de la figure i,#le mécanisme de nettoyage étant représenté en trait plein en position de fonctionnement et en traits interrompus dans la position relevée au-dessus des bains la figure 3 est une vue en perspective du bain dtal- cool déshydratant et des pièces associées la figure 4 est une vue de face du bain de rinçage à lteau équipé de gicleurs et les pièces associées sorties du bain d'eau la figure 5 est une vue en perspective du bain de contact à mercure, du tube de refroidissement et de l'électrode du bain acide ; et la figure 6 est une vue de face d'une variante du dispositif de refroidissement de la bande lorsqu'elle quitte le bain de contact. L'appareil qui est illustré et qui sera décrit ciaprès convient particulièrement pour le nettoyage et l'élimi- nation des impuretés de la surface d'une bande magnétique utilisée dans les enregistreurs de poste de pilotage d'aéronef. Des règlements officiels imposent que la plupart des aéronefs soient équipés dtun enregistreur à pistes multiples destiné à enregistrer différents paramètres, et imposent en outre que le support d'enregistrement résiste à des conditions sévères, comme la température élevée dtun incendie dans le cas d'un écrasement au sol. Un alliage de vanadium, de cobalt et de fer, diffusé sous la marque "VlCALLOYn par Arnold Engineering, s'est avéré convenir. Une bande magnétique réalisée en "YlCÂLIkY" a une largeur de 6,35 mm et une épaisseur de 0,0127 mat. La feuille est généralement laminée sous forme deun ruban d'une largeur de quelques centimètres et d'une longueur-de quelques centaines de mètres.Ce ruban est ensuite découpé en bandes plus étroites d'une largeur de 6,35 mm. Cette opération de découpage laisse le long des bords de la bande des bavures qui, bien que leurs dimensions soient généralement microscopiques, sont suffisamment grandes pour écarter la bande de la surface de la texte magnétique et se détachent souvent, en contaminant la tette ainsi que la surface de contact entre la bande et la tete. Ceci nuit à la qualité de ltenregistrement et résulte en un enregistrement de données imprécises. La demande de brevet des Etats-Unis dtAmérique no 544 486 déposée le 27 janvier 1975 aux noms de Merlin E. Lough, Gene E. Mertz, Harold L. Springer et Lavrence H. Visite, décrit un appareil et un procédé d'ébarbage et de lissage des bords de la bande. Lorsqutelle arrive de chez le fabricant, la bande porte sur ses surfaces une couche d'oxyde résultant de ltopé- ration de laminage exécutée pendant sa fabrication. Au cours de l'opération d'ébarbage et de lissage des bords, des paillettes ou ébarburesdétachées peuvent entre attirées vers la surface de la bande et y adhérer. L'appareil selon l'inven- tion permet éliminer la calamine, ltoxydation, les ébarbures ou fragments ainsi que les impuretés habituelles des surfaces de la bande d'enregistrement magnétique. Les figures 1 et 2 représentent l'appareil de nettoyage des surfaces d'une bande d'enregistrement magnétique, désigné globalement par la référence 10, et qui est supporté par une base 11 comportant un châssis 12 mobile verticalement. Une bobine d'alimentation 14 ou bobine débitrice est montée sur le ch ssis 12 et une longueur de bande 16 dtenre- gistrement magnétique est enroulée sur cette bobine.Le chas- sis 12 est mobile verticalement par rapport à la base 11 sur des colonnes j3 de manière que ce chassies, avec ses éléments associés, puisse mètre soulevé pour sortir ses éléments des réservoirs de la base, comme cela apparaîtra plus clairement par la suite.La bande 16 est entratnée de la bobine 14, sur un guide ou poulie 18 en passant dans un bain 20 de nettoyage préalable, dans un bain 22 de contact à mercure, en descendant dans un tube de refroidissement 24, en passant dans un bain électrochimique 26 ou d'acide de polissage électrolytique, dans un bain dleau 28, dans un bain déshydratant 30, puis en passant sur un guide ou poulie 32 jusqu'# la bobine réceptrice 34. La bande 16 arrive sur le guide 18, soit depuis la bobine débitrice 14, comme le montre la figure, soit directement d'un appareil destiné à ébarber et à polir les bords, tel que l'appareil décrit dans la demande de brevet des Etats Unis d'Amérique n 544 486 précitée.Quand la bande a été nettoyée et débarrassée des impuretés, elle peut passer directement sur la bobine réceptrice 34, comme le montre la figure, ou directement dans un appareil à brouillard d'huile dans lequel une mince couche de lubrifiant est appliquée à la bande. Un appareil à brouillard d'huile est décrit dans la demande de brevet des Stats-Unis d'Amérique no 544 487 déposée le 27 janvier 1975 aux noms de James Richard Vite, George Herbert Dodge et Jack Rose. La partie gauche des figures 1 et 2 ainsi que la figure 5 montrent que le bain 20 de nettoyage préalable est monté sur le chassies 12 et qu'il comporte trois guides ou poulies 36, 37 et 38 destinés à guider la bande 16 à partir du guide 18 pour qu'elle passe sur la poulie 36, dans un réservoir 40 contenant une solution 42 de nettoyage préalable, du Preon TF ou produit équivalent, puis autour du guide ou de la poulie 37, et qu'elle sorte du réservoir 40 pour passer sur le guide ou la poulie 38. La solution de nettoyage préalable a pour but de dissoudre certaines des impuretés, par exemple certaines huiles, et de détacher d'autres impuretés telles que la calamine formée au cours de ltopération de laminage. En provenant de la poulie 38, la bande 16 pénètre dans le bain 22 de contact à mercure monté sur le châssis 12 et qui consiste en un réservoir 44 contenant du mercure 46. La bande passe autour du guide ou de la poulie 48, pénètre dans le mercure et en sort en passant sur le guide ou la poulie 50. Le mercure est connecté électriquement en 51 à la borne positive d'une source 52 d'alimentation électrochimique montée sur la base 11, et il établit un contact électrique effectif avec la bande. Toute source 52 de courant pour le traitement électrochimique ou de polissage électrolytique susceptible de délivrer un courant continu, par exemple de 3 ampères sous 40 volts, peut convenir. Le mercure 46 chargé électriquement délivre un courant positif à la bande métallique 16 pendant qu'elle passe dans le bain de mercure. En raison de la résistance électrique relativement élevée de la bande métallique, celle-ci s'échauffe lorsqu'elle quitte le bain. Le tube de refroidissement 24 est aligné avec la sortie de la poulie 50 et il est fixé sur le bain 22 de coutact à mercure sur le cassis 12. Le tube 24 est incliné de manière à guider la bande jusque dans le réservoir 54 de bain électrochimique ou de polissage électrolytique 26. Une conduite 'sir 56 est branchée sur le tube 24 dans lequel elle amène ou force un courant d'air de refroidissement afin de refroidir la bande échauffée et d'éviter l'oxydation de sa surface pendant qu'elle transmet le courant électrique au bain électrochimique ou de polissage électrolytique. Le bain acide électrochimique ou de polissage électrolytique 26 est constitué par le grand réservoir 54 monté sur la base 11, et il contient une solution 60 d'acide phos phonique. Une solution qui convient est une solution à 75 ffi facilement disponible dans le commerce et appelée généralement de qualité technique. Une plaque 62 est montée sur le châssis 12 et elle est dirigée vers le bas de manière à supporter une poulie 64 autour de laquelle passe la bande 16.Deux électrodes 66 espacées, en-forme de Y, sont fixées sur la plaque 62 de manière qu'en quittant le tube 24, la bande 16 passe entre ces électrodes, autour de la poulie 64 à la pointe du V et se dirige ensuite vers le haut, jusqutà la poulie de guidage 74 montée sur le chassies. Quand le chassies 12 est en position basse, la solution 60 d'acide phosphorique recouvre les électrodes 66, la poulie 64 et la bande 16 pendant son passage entre ces électrodes. La borne négative de la source d1alimen- tation 52 est connectée par un conducteur 58 aux électrodes 66 afin de leur appliquer un courant négatif. L'effet combiné des électrodes 66 chargées négativement, de la solution 60 d'acide phosphorique et de la bande 16 chargée positivement, produit le nettoyage électrochimique ou le polissage électrolytique de la surface de la bande 16 qui est ainsi débarrassée de la calamine, des oxydes, des ébarbures et autres impuretés. Les principes de la réaction électrochimique ou polissage électrolytique sont bien connus, et mettent en oeuvre la concentration du courant sur les aspérités de la matière ce qui provoque une érosion de ces aspérités produisant des surfaces régulières. Quand la bande 16 quitte le bain acide 26, elle monte dans une gouttière inclinée 70 en traversant un jet ou#lame d'air 72, sur le châssis 12, et passe autour de la poulie 74. La lame d'air est un dispositif disponible dans le commerce, constitué par deux tubes à air, 72a et 72b, comportant chacun une extrémité extérieure fermée et une fente longitudinale qui dirige de l'air sous pression en arrière, dans la direction de la bande. La lame d'air est agencée de manière à souffler de l'air sur la surface de la bande (à la température ambiante par exemple) afin d'en éliminer la solution d'acide phos#iori que et de réduire au minimum l'entraînement de cette solution. La solution enlevée de la bande par la lame ou jet dtair 72 est ramenée dans le réservoir 54 par la gouttière 70. Le bain 28 de rinçage à l'eau monté sur la base Il comporte un grand réservoir 76 qui contient de l'eau 78. Cette eau peut titre de liteau de ville, de l'eau distillée ou de l'eau désionisée. Le ch ssis 12 supporte un support 80 dirigé vers le bas et, comme le montre la figure 4, l'extrémité inférieure de ce support porte une poulie 82 sur laquelle la bande 16 provenant de la poulie 74 passe dans l'eau, pour se diriger vers la poulie 84 sur le châssis 12. Deux gicleurs 86, 87 de rinçage à l'eau à haute pression espacés l'un de l'autre sont montés aux extrémités opposées d'un tube 88 fixé sur le support 80.Chaque gicleur 86, 87 comporte deux pièces 90 en forme de disque, montées côte à ette et espacées d'une distance suffisante pour laisser passer la bande 16. Chaque pièce 90 porte une buse 92 faisant un angle avec la longueur de bande qui passe entre ces pièces. Un couvercle 94 enferme chaque paire de disques, et il comporte des ouvertures destinées à laisser passer la bande et à évacuer l'eau provenant des gi cleurs. De lteau à a'haute pression est chassée des buses 92 dans les gicleurs 86, 87 qui sont dirigés dans le réservoir 76 quand le châssis 12 est abaissé et que le support 80, avec la bande passant sur la poulie 82, est plongé dans l'eau de rinçage.Dans le cas du gicleur 86, l'eau provenant des buses 92 frappe chaque coté de la bande, non seulement en des points alignés entre eus, mais également en faisant un angle avec la bande de manière à en laver la surface dans la direction de son déplacement (vers l'aval). De même, le gicleur 87 délivre de'eau qui frappe la bande sous un angle, mais dans la direction opposée à son mouvement (vers l1aaont). Le lavage de la bande par les jets d'eau combinés vers ltaval et vers lfa- mont élimine effectivement la calamine qui adhère faiblement, les oxydes, l'acide phosphorique, le jarticules de mercure ou autres impuretés de la surface de la bande. L'eau 78 élimine en outre les impuretés de la bande pendant qu'elle la traverse.Le support 80 porte un couverclé 93 comportant des ouvertures qui permettent le passage de la bande. Quand le chtssis 12 est abaissé, le couvercle 93 ferme le réservoir 76. Â partir du gicleur 87, la bande passe par la gout tière 95 en traversant un jet d'air 96 et passe ensuite sur la poulie 84. Le jet d'air 96 peut #tre semblable au jet d'air 72 et il chasse l'eau et les particules détachées de la bande. Le bain de déshydratation 30 comporte un réservoir 98 monté sur la base 11. Une solution de déshydratation 100, de llaleool par exemple, est utilisée dans le réservoir 98. Depuis la poulie 84, la bande 16 passe autour d'une poulie 102 montée à la partie inférieure d'un support 104 fixé sur le chassis 12. Quand le chassies 12 est abaissé, la partie inférieure du support 104 et la partie 102 sont plongées dans l'alcool. Â partir de la poulie 102, la bande sort de la solution déshydratante 100 pour passer sur une poulie 106, et elle traverse un jet d'air chaud 108 monté sur le châssis. Quand la bande passe dans l'alcool, ce dernier enlève l'eau de sa surface et l'absorbe de sorte que, quand cette bande chargée d'alcool traverse le jet d'air chaud, ce dernier (à 32oC par exemple) chasse l'alcool et l'évapore en laissant propre et sèche la surface de la bande. La bande passe ensuite sur la poulie de guidage 32 et s'enroule sur la bobine réceptrice 34, toutes deux montées sur le châssis 12. Un couvercle 107 est fixé sur le support 104 et il comporte des ouvertures permettant le passage de la bande à son entrée dans la solution déshydratante et à sa sortie. Ce couvercle recouvre le réservoir 98 quand le chassies 12 est abaissé. La bande est entratuée dans l'appareil de nettoyage sous lteffet de ltentraSnement positif de la bobine réceptrice 34. Il s'est avéré que si la bande est tirée dans l'appareil à une vitesse de 6 m/mn, sous une pression de l'ordre de 280 à 420 g, l'appareil délivre une bande propre, prote pour un long usage sans défaillance. Comme le montrent les figures 1 et 2, le châssis 12 peut dtre relevé au-dessus de la base 11 pour enfiler initialement la bande 16 autour des poulies appropriées et dans les ouvertures voulues ; le chassies peut ensuite être abaissé de manière que les électrodes 66 et les poulies 64, 82 et 102 soient plongées dans les solutions appropriées et que la bande soit submergée pour entre nettoyée lorsqu'elle passe entre les électrodes 66 et autour des poulies 64, 82 et 102. Dans une variante de l'appareil, représentée sur la figure 6, le tube d'air de refroidissement, à la sortie du bain 22 de contact à mercure, est supprimé et il est remplacé par une buse i20Aupportée par le châssis 12 et dirigée vers la bande 16. La buse 120 est reliée à une pompe 122 qui aspire la solution acide du bain 26. La buse 120 pulvérise la solution acide sur la bande 16 lorsqu'elle quitte le bain de mercure. Cette solution refroidit la bande qui a été échauffée par sa résistance électrique lorsque la source d'alimentation 52 lui applique un courant électrique positif. La solution acide pulvérisée revient dans le réservoir correspondant. Ltacide pulvérisé sur la bande échauffée prépare la surface de cette dernière pour son nettoyage électrochimique ou son polissage électrolytique. Il faut également noter que le bain 28 de rinçage à l'eau peut consister en deux bains, l'un contenant de l'eau de la ville et l'autre de l'eau désionisée. Dans ce mode de réalisation, des lames ou jets d'air 'air doivent être prévus à la sortie de chaque bain de rinçage afin d'éliminer de la bande lteau et les autres impuretés à faible adhérence, telles que le mercure, l'acide phosphorique, les oxydes ou autres. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent Etre apportées à l'appareil décrit et illustré sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de nettoyage d'une mince bande métallique pendant qu'elle se déplace dans sa direction longitudinale entre un dispositif débiteur et un dispositif récepteur, appareil caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif destiné à appliquer un courant positif à ladite bande entre le dispositif débiteur et le dispositif récepteur, un dispositif destiné à refroidir la bande après qu'elle a reçu sa charge positive, un réservoir qui contient une solution acide, un dispositif destiné à appliquer une charge négative à la solution contenue dans le réservoir, un dispositif destiné à guider la bande de manière qu'elle passe dans le bain acide chargé négativement après avoir reçu sa charge positive de manière qu'elle subisse un polissage électrolytique, un dispositif destiné à guider la bande hors du réservoir après son polissage électrolytique, un dispositif destiné à laver la bande, un dispositif destiné à guider la bande dans le dispositif de lavage après que l'acide a été éliminé de la bande, et un dis positif destiné à guider la bande hors du dispositif de lavage, ainsi qu'un dispositif destiné à sécher la bande à sa sortie du dispositif de lavage. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une bobine débitrice montée à une extrémité de l'appareil, près dudit dispositif destiné à appliquer un courant positif à ladite bande, et sur lequel est enroulée une longueur de bande s-ouillée, une bobine réceptrice étant montée à l'autre extrémité de l'appareil, près dudit disposi tirée séchage, et un dispositif étant prévu pour entraîner ladite bobine réceptrice afin qu'elle tire la bande dans l'ap- pareil. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir contenant un bain de rinçage à l'eau monté près dudit réservoir qui contient ladite solution acide, et dans lequel passe ladite bande après qu'elle a quitté ledit réservoir contenant ladite solution acide de manière à éliminer de ladite bande la solution acide et toutes autres impuretés adhérant à sa surface 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir contenant une solution déshydratante monté près dudit réservoir qui contient ledit bain de rinçage à l'eau et dans une position par rapport audit réservoir qui contient de l'eau qui lui permet de recevoir ladite bande après son passage dans le réservoir contenant de l'eau, de manière que la bande soit séchée par ledit bain déshydratant 5.Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite solution déshydratante se compose d'un alcool. 6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte entre ledit réservoir qui contient ledit bain acide et ladite bobine réceptrice, un dispositif destiné å nettoyer la surface de ladite bande de manière à en éliminer les traces d'acide et dtimpuretés. 7. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une lame d'air montée à la sortie de chacun des trois réservoirs alignés dans le but de chasser de la bande le liquide adhérant provenant de chacun desdits réservoirs, la surface de la bande étant neutralisée en passant dans un bain d'eau équipé de gicleurs et dans un bain d'alcool déshydratant et les lames d'air ayant pour effet de débarrasser la bande des impuretés faiblement adhérentes. 8. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des gicleurs dans ledit bain de rinçage, destinés à pulvériser un fluide à haute pression sur ladite bande, sous un certain angle, de manière à chasser ladite solution acide et autres impuretés de la surface de ladite bande.