Brevet FR2448228A1 — publié le 19800829

Procédé de remplissage de plaques tubulaires pour accumulateurs au plomb et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé L'invention concerne un procédé de remplissage de plaques tubulaires pour accumulateurs au plomb, où la matière active contenue dans les tubes est tassée par des forces d'inertie au cours de plusieurs périodes de vibration ; l'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Il est connu de disposer les plaques tubulaires dans un cadre appelé cassette de remplissage, d'amener de la poudre de plomb par le haut et de soumettre alors la cassette de remplissage à des vibrations. De cette man#ière la poudre de plomb est introduite et tassée dans la plaque tubulaire. Le mouvement vibratoire de la cassette de remplissage est obtenu par des vibreurs à balourd ou magnétiques, par des cylindres hydrauliques oscillants ou par des entratnements excentriques. A cause du couplage mécanique relativement peu rigide entre la cassette de remplissage et la plaque tubulaire, il s'établit des oscillations et accélérations qui ne permettent pas de tassement et de remplissage précis. Cela est surtout vrai en cas de remplissage simultané de plusieurs plaques tubulaires dans une cassette de remplissage.Il en résulte un tassement relativement faible de la poudre de plomb et, en pratique, il faut prolonger les durées de remplissage si l'on veut obtenir un tassement suffisant. Il est en outre extrêmement difficile, dans le cas des dispositifs connus, de déterminer les valeurs de réglage optimum du balourd, de la fréquence et de l'amplitude du mouvement vibratoire,parce que le poids des plaques de la poudre de plomb et la densité après tassement changent continuellement pour des types de plaques différents. En outre, compte tenu des sollicitations mécaniques qu'elles subissent, les cassettes de remplissage doivent être extraordinairement robustes, ce qui augmente la masse à faire vibrer et par conséquent la puissance d1entratnement. Le but de l'invention est de mettre en oeuvre un procédé à fonctionnement périodique pour le remplissage de plaques tubulaires qui permet d'obtenir, grâce à des accélérations et des décélérations prédéterminées, un remplissage ou un tassement optimum de la poudre de plomb dans un temps bref.L'invention vise en outre à maintenir les besoins en énergie et le bruit au niveau le plus faible possible La présente invention a pour objet un procédé de remplissage de plaques tubulaires pour accumulateurs au plomb où la matière active introduite dans les tubes est tassée par des forces d'inertie au cours de plusieurs périodes de vibration, caractérisé par le fait - que pendant une première phase (T1) les plaques tubulaires subissent une accélération ascensionnelle, - qu'on exerce dans une deuxième phase (T2) une accélération dirigée vers le bas, cette dernière étant plus faible que l'accélération vers le haut, - qu'après avoir subi l'accélération vers le bas les plaques tubulaires sont, pendant un bref laps de temps, freinées avec une décélération beaucoup plus élevée qu'à la première période (T1) et - que les plaques restent ensuite immobiles pendant une courte durée (T3). Dans un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la plaque tubulaire est fixée avec un entonnoir de remplissage de manière à pouvoir se déplacer verticalement, sa position pouvant être modifiée par la rotation d'une came. Le diamètre de la came augmente dans un premier secteur selon une fonction carrée. Dans un second secteur plus grand que le premier le diamètre diminue selon une fonction carrée. Dans un troisième secteur le diamètre de la came est constant. Ci-après L'objet de l'invention sera décrit plus en détail en se référant aux figures 1 à 3. Les figures la, lb et lc montrent respectivement l'allure de l'accélération b, de la vitesse V et du parcours S de la plaque tubulaire en fonction du temps t. Les figures 2a et 2b représentent respectivement une vue frontale et une vue latérale d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé. La figure 3 montre une came utilisée pour obtenir la commande du mouvement vibratoire des plaques tubulaires. Comme le montre le diagramme de l'accélération b dans la figure la, la plaque tubulaire subit au cours d'une première phase T1 une accélération constante vers le haut de 10 g. De ce fait la vitesse V de la plaque croit linéairement jusqu'à l'instant ta comme le montre la figure lb. Selon la figure lc le parcours S que la plaque a couvert pendant ta correspond à une partie d'une parabole ouverte vers le haut dont le sommet se situe à l'origine des coordonnées. A l'instant ta commence la phase T2 qui va jusqu'à l'instant tc. a c Pendant T2 la plaque tubulaire subit une accélération dirigée vers le bas qui réduit la vitesse V jusqu'à zéro à l'instant tb Cette force d'accélération dirigée vers le bas est représentée dans la figure la par une accélération négative de 5 g, alors que l'accélération de 10 g agissant pendant T1 est représentée comme accélération positive. Pendant T2 la vitesse de la plaque est ramenée d'environ 50 cm/s (à l'instant ta) à zéro (à l'instant tb) pour croître à nouveau dans un mouvement vers le bas avec une accélération constante de 5 g jusqu'à l'instant t c où elle atteint environ 60 cm/s. Selon la figure 1c le parcours suivi par la plaque pendant T2 est une parabole ouverte vers le bas qui commence à 11 instant ta et qui atteint son maximum à 11 instant tb .Les valeurs du parcours S couvert par la plaque sont à l'instant ta environ 1,3 mm et à l'instant tb environ 4 mm. a L'accélération de 5 g apparaissant lors du mouvement vers le bas n'entrain généralement pas de relâchement de la poudre de plomb grâce à son adhérence. Mais en cas d'influences défavorables il est également possible d'éviter un relâchement de la poudre en réduisant l'accélération à 3 g par exemple. A l'instant tc la plaque atteint sa vitesse maximum. Après l'accélération vers le bas la plaque est, à l'instant tc, décélérée et arrêtée en très peu de temps, la valeur de décélération dépassant largement la valeur de l'accélération de la première phase T1. Grâce à ce freinage brusque on obtient un tassement très élevé de la poudre de plomb. La décélération utilisée pour le freinage est limitée par la solidité des éléments mécaniques en jeu. Elle est plusieurs fois plus élevée que l'accélération agissant lors de la première phase T1. Au cours de la phase T3 qui commence à l'instant tc, la plaque tubulaire reste au repos en sa position inférieure avant d'être éventuellement à nouveau accélérée vers le haut dans une nouvelle période de mouvement T à partir de l'instant zéro. Une période T dure par exemple 32 ms. Les instants tas tb et tc se situent respectivement à environ 5 ms, 15 ms et 27 ms. La phase T2 est quatre à cinq-fois plus longue que la phase T1. Selon la figure 2a la plaque tubulaire 1 à remplir comprend une queue de plaque 2 avec une barrette d'où partent des épines en plomb. Les épines en plomb disposées verticalement sur la barrette de la plaque sont entourées de gaines tubulaires 4. La queue de plaque 2 est rendue solidaire d'un support 5 grâce à un dispositif de serrage 6. La gaine 4 est guidée de manière non rigide au niveau de son extrémité supérieure dans un support 7 adapté à la forme du profil des tubes, et elle peut se déplacer librement dans la direction des épines de plomb 3. Un entonnoir de remplissage 8 est solidaire du support 7 de la base de la plaque. L'entonnoir 8 reçoit de la poudre de plomb à partir du haut. Le système rigide composé du support 7 et de l'entonnoir 8 est suspendu à des ressorts oscillants 9 reliés à des montants 10. L'entonnoir 8 est muni de un ou deux vibreurs 11 à balourd qui décollent la poudre de plomb dans l'entonnoir. Afin de rendre le dessin plus clair les vibreurs n'ont pas été représentés dans la figure 2a. Par contre ils sont montrés en profil dans la figure 2b. Le moteur d'entratnement 12 nécessaire pour produire le mouvement vibratoire de la plaque tubulaire est disposé avec un mécanisme de transmission sur un châssis 13. Il entratne un arbre 14 qui porte deux cames 15 identiques. Deux tiges-poussoirs 16 logées dans un guide 17 sont disposées au-dessus de ces cames. Les mouvements des deux tiges-poussoirs 16 s'effectuent en parallèle. Le support 5 de la queue de plaque muni de ressorts de bandage 18 serre les tiges-poussoirs sur les cames 15. La force de serrage est choisie de façon telle que les tiges-poussoirs et le support de la queue de plaque sont obligés de suivre la courbe décrite par la rotation de la came sans jamais s'en détacher. La figure 2b est une vue de profil du dispositif avec une plaque tubulaire enserrée. On voit la came 15 montée sur l'arbre 14 qui provoque, grâce à l'écart variable existant entre son pourtour et l'axe de rotation, un mouvement vertical de la tige-poussoir 16 en contact avec elle. L'entonnoir de remplissage 8 est pourvu de un ou deux vibreurs à balourd 11 qui décollent la poudre de plomb et la rendent fluide dans l'entonnoir pour assurer une alimentation des tubes sans pertur bation lors de leur remplissage. Les vibreurs il peuvent être supprimés si le support 5 de la queue de plaque est relié de manière rigide par deux entretoises au support 7. On reconnait en outre un support de gaine 19 relié au support 5 de la queue de plaque ; ce support 19 est destiné à éviter que la gaine 4 de la plaque 1 ne glisse sur les cônes de centrage 20 des tubes. Le support 19 de la gaine comprend un élément qui peut se déplacer perpendiculairement à la direction du mouvement de la plaque 1 et qui, grâce à l'effet d'un ressort, appuie la gaine de la plaque contre les cônes de centrage des tubes 20. Les épines de plomb entourées des enveloppes tubulaires se trouvent au-dessus des cônes de centrage 20. Dans les figures 2a et 2b on n'a représenté qu'une seule plaque tubulaire. Mais il est également possible de remplir simultanément plusieurs plaques tubulaires. La figure 3 montre une vue de face d'une came. Le diamètre de la came change de telle manière que le diagramme parcours/durée représenté dans la figure 1c est obtenu par la rotation de la came et par l'intermédiaire de sa tige-poussoir. La durée T1 correspond ici au sectéur compris entre Oa et A, au cours duquel la plaque tubulaire est accélérée de 10 g par l'augmentation du rayon de la came selon une fonction quadratique. Le sommet de la parabole correspondant à la fonction quadratique se trouve à 0 ; le rayon r1 à 00 est de l'ordre de 25 mm. Le secteur situé entre A et C correspond à la durée T2 pendant laquelle la plaque tubulaire est accélérée vers le bas de 5 g. Au point B le rayon r qui est passé à 22 mm environ ne change pas si bien que la vitesse de la tige-poussoir devient nulle à l'instant tb. Entre le point C et 3600 le rayon est constant si bien que la tigepoussoir ne bouge pas. Le rayon r1 est alors 25 mm. Ce point correspond à la position inférieure de repos de la tige-poussoir. Le secteur compris entre O et A correspond à un angle de 40 à 700, de préférence 580. Le secteur compris entre 0 et B de la came correspond à un angle compris entre 150 et 3000, de préférence 1740. Le secteur compris entre 0 et C correspond à un angle compris entre 300 et 3200, de préférence 3150. Les accélérations représentées dans la figure la sont obtenues pour un nombre de tours de 1935 par minute. Mais il est également possible de prévoir un dispositif à nombre de tours réglable entre 1800 et 2200 par minute pour obtenir un tassement optimum. Un avantage essentiel de l'invention réside dans le fait que les cames peuvent être interchangées. Il est ainsi possible d'obtenir des amplitudes et des accélérations de la plaque tubulaire telles qu'un relâchement de la poudre de plomb soit empêché en réalisant des cames adéquates, par exemple en modifiant le rayon de manière appropriée. On atteint ainsi des durées de remplissage brèves de 15 secondes pour des plaques tubulaires présentant un tassement homogène de la poudre de plomb. Etant donné qu'une cassette de remplissage n'est pas nécessaire, la masse en vibration peut être maintenue à un niveau faible, ce qui a pour conséquence une réduction de la consommation d'énergie, de l'usure et de la chaleur. REVENDICATIONS 1/ Procédé de remplissage de plaques tubulaires pour accumulateurs au plomb où la matière active introduite dans les tubes est tassée par des forces d'inertie au cours de plusieurs périodes de vibration, caractérisé par le fait - que pendant une première phase (T1) les plaques tubulaires subissent une accélération ascensionnelle, - qu'on exerce dans une deuxième phase (T2) une accélération dirigée vers le bas, cette dernière étant plus faible que l'accélération vers le haut, - qu'après avoir subi l'accélération vers le bas les plaques tubulaires sont, pendant un bref laps de temps, freinées avec une décélération beaucoup plus élevée qu'à la première période (T1) et - que les plaques restent ensuite immobiles pendant une courte durée (T3). 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse V de déplacement de la plaque varie de façon linéaire au cours de la première phase (T1) et de la seconde phase (T2). 3/ Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait - qu'une plaque tubulaire avec un entonnoir de remplissage est fixée avec la possibilité d'un déplacement vertical - que la position de ladite plaque tubulaire peut être modifiée par la rotation d'une came, - que le rayon r de ladite came augmente dans un premier secteur (00 à A) selon une fonction carrée) - que ce rayon augmente dans un deuxième secteur (A à C) selon une parabole de sommet B et diminue ensuite dans la zone B à C - et que dans un troisième secteur (C à 3600) le rayon de la came reste constant. 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait - que le premier secteur de la came (00 à A) correspond à un angle compris entre 400 et 700 - que le secteur (00 à B) correspond à un angle compris entre 1500 et 3000 et - que le secteur (0 à C) correspond à un angle compris entre 3000 et 3200. 5/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait - que la plaque tubulaire est en liaison mécanique rigide avec un support de la queue de plaque à l'aide d'un dispositif de serrage et - que le support de la queue de plaque est appuyé par un ressort de bandage et une tige-poussoir à déplacement vertical contre la circonférence de la came. 6/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la vitesse de la came est comprise entre 1800 et 2200 t/mn.