Brevet FR2448227A1 — publié le 19800829

La présente invention concerne la fabrication des accumulateurs, et plus particulièrement, un dispositif pour l'enduisage avec une pâte des ébauches en forme de bande destinées à la fabrication d'électrodes métallocéramiques pour accumulateurs alcalins. Le dispositif suivant l'invention peut etre utilisé dans la fabrication de la plupart des accumulateurs au nickel-cadmium en assurant un accroissement de ltefficacité du processus d'enduisage et une amélioration de la qualité des électrodes métallocéramiques. Le problème de la mécanisation du processus d'enduisage avec une pâte des ébauches destinées à la fabrication des électrodes métallocéramiques pour les accumulateurs alcalins réside dans le fait que ltépaisseur des bandes enduites est choisie dans des limites comprises entre 0,4 et 0,7 mm, ce qui rend difficile l'application industrielle des dispositifs connus. De telles bandes sont destinées à la fabrication d'accumulateurs dont la capacité spécifique d'absorption d'énergie est élevée, et qui sont utilisés pour les batteries employées dans l'aviation, dans les véhicules à propulsion électrique,etc. Les machines connues utilisées pour l'enduisage des électrodes des accumulateurs acides comportent une trémie contenant de la psste et disposée au-dessus d'un transporteur qui déplace les ébauches servant à la fabrication des électrodes, ces ébauches étant amenées au transporteur à partir d'un alimentateur. La pâte provenant de la trémie est déposée sur l'ébauche passant sous la trémie sur le transporteur; ensuite cette pâte est étalée sur la grille de l'ébauche, à l'aide de spatules disposées sous un certain angle par rapport au plan de déplacement des ébauches. Ces machines fonctionnent bien lorsque l'épaisseur des électrodes n'est pas inférieure à 1 mm. Les électrodes dont l'épaisseur est inférieure à 1 mm sont enduites manuellement sur des tables lisses au moyen de spatules. On contact également un dispositif d'enduisage avec une pâte d'une bande-support pour des ébauches destinées à la fabrication d'électrodes métallocéramiques pour accumulateurs alcalins, ledit dispositif comportant une trémie qui est remplie de pâte et dans la partie inférieure de laquelle est monté un rouleau sur lequel passe la bande-support que l'on enduit, cette bande se déplaçant à travers la trémie verticalement vers le haut. #u-dessus de la trémie est disposée une filière de calibrage à travers la fente de laquelle se déplace la bande-support qui entrain avec elle la pâte provenant de la trémie. Lors du passage à travers la filière, l'excès de pâte est enlevé de la bande-support par les bords de calibrage de la filière. Des saillies tournées l'une vers l'autre sont disposées du côté intérieur de la fente de la filière à des intervalles égaux. Ces saillies sont orientées suivant le sens de déplacement de la bande-support subissant l'enduisage et le jeu prévu entre elles est égal à l'épaisseur de la bande-support à enduire et destiné à centrer celleci à l'intérieur de la fente de calibrage de la filière. On sait par ailleurs que dans les usines de la société française "SAUT" qui est une société pilote pour la fabrication des accumulateurs dans lesquels sont utilisées des électrodes frittées enduites, l'enduisage des ébauches avec de la pâte est effectué à l'aide de dispositifs analogues qui comportent des trémies remplies de pâte et à travers lesquelles est tirée une bande-support, des filières de calibrage (règles de calibrage) servant à conférer à l'ébauche lté- paisseur requise. l'es dispositifs précités présentent les inconvénients suivants. Lors de l'opération d'enduisage à l'aide des dispositifs susmentionnés, la bande-support passe à travers la pate de bas en haut en entratnant avec elle la patte, grâce à sa viscosité, ce qui ne garantit pas le remplissage des perforations réalisées dans l'ébauche et, par conséquent, l'obtention d'une couche déposée de bonne qualité sur l'ébauche. Dans ce dispositif, l'ébauche est enduite sur toute la largeur de la bande-support, et après le découpage des électrodes à partir de cette ébauche, on effectue manuellement le nettoyage des endroits de connexion des conducteurs de courant, cette opération visant à en éliminer la pate frittée. lies saillies de centrage de la filière orientées suivant le sens de mouvement de la bande-support lors de l'opération d'enduisage laissent des traces nettes dans la couche enduite, ce qui provoque la formation de fissures après le frittage. En outre, en cas d'enduisage d'une bande-support comportant une perforation des deux côtés présentant des bavures disposées par rangées et orientées de deux c8tés de la bande-support, les saillies de centrage dirigées dans le sens du mouvement de la bande en cours d'enduisage n'assurent pas la précision requise de la dispositiôù de la bande-support au milieu de la couche déposée, puisque les saillies s'engagent dans certains endroits entre les rangées de bavures en formant ainsi des irrdgulari tés locales de la couche enduite, ce qui, au cours de frittage, provoque également des déformations et l'apparition de fiasures dans les électrodes finies. La présente invention vise à éliminer ces inconvénients. L'invention a donc pour but de fournir un dispositif d'enduisage avec de la pâte d'ébauches en forme de bandes très minces destinées à la fabrication d'électrodes métallocéramiques pour accumulateurs alcalins, permettant d'accrottre l'efficacité du processus d'enduisage et d'améliorer la qualité des électrodes métallocéramique découpées à partir des ébauches enduites et frittées, ce qui devient possible grâce à une modification de la construction de la trémie et de la filière de centrage. L'invention a donc pour objet un dispositif d'enduisage avec de la pâte d'ébauches destinées à la fabrication d'électrodes pour accumulateurs alcalins comportant une trémie remplie de pâte et à travers laquelle est tirée une bande-support perforée à l'aide d'un dispositif de commande, et une filière présentant des saillies de centrage, ladite filière servant à conférer l'épaisseur requise de l'ébauche après l'enduisage, ce dispositif étant caractérisé en ce que la trémie est réalisée sous la forme de deux réservoirs distincts, dans la partie inférieure desquels dans leurs côtés latéraux sont pratiquées des ouvertures à travers lesquelles sort la pâte, lesdites ouvertures étant en regard l'une de l'autre lors de la traction de la bande à travers la trémie, et en ce que la filière est formée par les bords supérieurs des ouvertures prévues dans les-deu2 réservoirs à leur jonction près de la bande. Il est avantageux que sur les bords latéraux des ouvertures pratiquées dans chaque réservoir soient montés des volets sollicités par des ressorts appliquant leur extrémité contre l'ébauche pour limiter la largeur de la partie à enduire de ladite ébauche, et que le bord inférieur de chaque ouverture soit rendu étanche à l'aide d'une pellicule élastique dont l'extrémité libre doit être engagée avec la bande-support dans la trémie et serrée contre la bande, ce qui est possible grâce à la pression exercée par la pâte. Il est également avantageux de disposer sur le bord supérieur de l'ouverture pratiquée dans chaque réservoir des peignes inclinés comportant les dents en forme de lamelle servant à centrer par leurs extrémités actives la band#-support et de prévoir des plaques de ca librage reliées aux peignes par l'intermédiaire de vis destinées à régler l'épaisseur de la couche à appliquer sur la bande. I1 est également avantageux que les extrémités actives des dents en forme de lamelle de chaque peigne se trouvant dans le plan d'en- duisage soient disposées sous un certain angle par rapport à l'axe vertical de la filière, tandis que les plaques de calibrage peuvent avoir des chanfreins pratiqués sur la face inférieure pour la formation d'une cavité remplie de pâte et assurant le remplissage des tra- ces laissées par les dents du peigne dans la couche déposée sur la bande. Le dispositif d'enduisage selon l'invention, rend plus efficace le processus d'enduisage grâce au fait que l'enduisage de l'ébauche s'effectue à partir des couches inférieures de la pâte appliquées contre ladite ébauche grâce à la pression hydrostatique de la colonne de pâte contenue dans les réservoirs, ce qui donne la possibilité d'éviter le contact de la couche déposée avec les couches supérieures de la pâte qui sont plus liquides dans le réservoir, et ce qui rend plus rapide le remplissage des perforations et permet d'augmenter la vitesse de déplacement de l'ébauche et, par conséquent, d'augmenter le rendement du dispositif. La réalisation de la trémie sous forme de deux réservoirs distincts permet un remplacement facile de ceux-ci par des réservoirs ayant des ouvertures dont les dimensions sont différentes (suivant la largeur de la partie à enduire) sans qu'il soit nécessaire d'arrd- ter le dispositif et sans rupture de la bande-support. On peut ainsi utiliser avec succès le dispositif proposé pour la fabrication de petites séries. En outre, une telle construction de la trémie permet de réduire au minimum la résistance au déplacement de l'ébauche entre les réservoirs, ce qui donne la possibilité d'effectuer l'enduisage d'ébauches très minces, l'épaisseur de la bande-support étant comprise entre 20 et 50 microns. La disposition sur les bords latéraux des ouvertures prévues dans chaque réservoir d'un volet sollicité par un ressort qui applique le volet par son extrémité contre la bande-support permet d'obtenir une limite nette entre la couche déposée et des rubans non recouverts pour la connexion de conducteurs de courant après le dés ou page des électrodes à partir de l'ébauche. Dans ce cas, les réser voirs peuvent être réalisés de manière qu'il soit possible d'effectuer l'enduisage des bandes avec des rubans non enduits se trouvant aussi bien aux bords de l'ébauche que dans la partie médiane de celle ci, les ouvertures prévues dans les réservoirs étant alors divisées à l'aide de cloisons constituées par les volets.En outre, les réservoirs montés par l'intermédiaire de crochets sur des tiges parallèles peuvent être déplacés dans le plan de la bande perpendiculairement à la direction du mouvement de celle-ci, ce qui peut être réalisé automatiquement, par exemple, à l'aide d'un système connu de régulation automatique, tout en assurant la position précise de la couche déposée par rapport à la limite de la perforation malgré lté- cart inévitable de la bande sur les rouleaux, surtout s'il s'agit d'ébauches fines. Les peignes et leurs dents en forme de lamelle disposés d'une manière inclinée sur le bord supérieur de l t ouverture pratiquée dans chaque réservoir et les plaques de calibrage, rendent plus précise le réglage de l'épaisseur de la couche à déposer. Par exemple, lorsque la plaque de calibrage est inclinée sous un angle de 300 par rapport à la verticale, un déplacement de 1 mm au cours du réglage modifie la largeur de la fente de 0,5;mm. Sa disposition des extrémités actives des dents en forme de lamelle des peignes sous un certain angle par rapport à la direction de mouvement de la bande-support et la réalisation d'un chanfrein sur la face inférieure de la plaque de calibrage assurent un centrage précis de la bande-support dans la couche déposée et le remplissage des traces laissées par les dents du peigne sur l'ébauche, ce qui permet d'exclure la déformation de l'ébauche au cours du frittage et la formation de fissures. Ainsi on peut améliorer la qualité des électrodes frittées enduites utilisées dans les accumulateurs alcalins. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la Fig. 1 représente schématiquement une vue d'ensemble d'un dispositif d'enduisage avec une pâte d'ébauches destinées à la fabrication d'électrodes métallocéramiques pour accumulateurs alcalins; la Fig. 2 est une vue en coupe d'un réservoir faisant partie du dispositif de la Fig. 1; la Fig. 3 représente ce réservoir vu à partir de la bandesupport; la Fig. 4 est une vue en coupe de la filière; la Fig. 5 représente la filière vue à partir de la bande-support. Le dispositif d'enduisage avec une pate d'ébauches servant à la fabrication d'électrodes métallocéramiques utilisées dans les accumulateurs alcalins comprend, selon l'invention, une trémie réalisée sous la forme de deux réservoirs distincts 1 (Fig. 1,2) suspendus à des tiges parallèles 2 par l'intermédiaire de crochets 3 fixés dans la partie supérieure des réservoirs 1. Dans leur partie inférieure, les réservoirs 1 sont appliqués contre les faces respectives d'une bande-support 5 par des ressorts 4. Cette bande est engagée entre les réservoirs 1 lors de l'enduisage. La bande-support 5 provenant d'une bobine (non représentée) passe sur un rouleau 6 disposé audessous de la trémie et servant à diriger la bande-support 5 verticalement vers le haut dans un four pour le séchage et le frittage de l'ébauche enduite.La bande parvient ensuite sur une bobine réceptrice pourvue d'un dispositif d'entratnement destiné à déplacer l'ébau- che à travers l'ensemble de l'installation. Dans la partie inférieure de chaque réservoir 1 (Fig. 2,3) est pratiquée une ouverture 7 de forme rectangulaire. Ces ouvertures sont ménagées dans les faces latérales en regard des réservoirs 1. lies ouvertures sont destinées à laisser passer la pâte sur la bande-support 5 lorsque celle-ci est déplacée entre les réservoirs 1. Les bords supérieurs des ouvertures 7 (Fig. 2) pratiquées dans chaque réservoir 1 constituent à l'endroit où ils entrent en contact avec la bande-support 5 une filière présentant des saillies de centrage 8. Dans des rainures ménagées dans les bords latéraux des ouvertures 7 de chaque réservoir 1 sont montés des volets 9 (Fig. 3) sollicités par des ressorts 10 qui tendent à les faire sortir des rainures et à les appliquer par leur extrémité contre la bande-support 5 au cours de l'opération d'enduisage. Les volets 9 et les ressorts 10 sont engagés respectivement sur les extrémités d'une barre Il fixée dans des plaquettes 12 et disposée le long du bord inférieur de chaque réservoir 1. Une pellicule enroulée élastique 13 est prévue dans la partie médiane de la barre 11. lie bord libre de cette pellicule est engagé dans la zone de l'ouverture 7 de chaque réservoir 1 et elle sert à rendre étanche la fente inférieure existant entre les réservoirs 1, ce qui est indispensable au cours de 1'en- duisage. Des peignes inclinés 14 sont disposés sur le bord supérieur de l'ouverture 7 de chaque réservoir 1 (Fig. 2,3,4). Ces peignes présentent des dents en forme de lamelle dont les extrémités actives sont destinées à servir de saillies de centrage 8. Un peigne 14 est monté sur le bord supérieur de chaque ouverture 7 sous un certain angle par rapport au plan de celle-ci et il comporte des plaques de calibrage 15 reliées au peigne 14 par l'intermédiaire de vis 16 (Fig. 2,3) et d'un ressort 17 destinés à régler l'épaisseur de la couche de pate avec laquelle la bande doit être enduite. Lorsque les extrémités actives 18 (Fig. 2,4 et 5) des dents en forme de lamelle du peigne 14 sont adjacentes au plan de la bandesupport 5, ce qui a lieu au cours de l'opération d'enduisage, elles sont disposées sous un angle compris entre 30 et 400 par rapport à l'axe vertical de la filière, cet axe coincidant avec la direction du mouvement de la bande-support 5 durant l'opération d'enduisage. Be peigne 14 est également muni de pattes d'appui 19 (Fig.2,3) disposées dans le même plan que les extrémités actives 18 des dents en forme de lamelle du peigne 14. L'angle d'inclinaison des extrémités actives 18 est choisi de manière à éviter qu'elles s'engagent entre les rangées voisines des bavures (ou dans les perforations pratiquées dans la bande-support 5). Le pas entre les dents est choisi en fonction du degré de rigidité de la bande-support 5 et il est compris entre 10 et 15 mm. Dans ce cas, les pattes d'appui 19, les extrémités actives 18 et une face de calibrage 20 de la plaque 15 sont usinées à l'état assemblé, les vis 16 étant vissées au maximum. Chaque plaque 15 (Fig. 4) présente à son bord inférieur, audessous de la face de calibrage 20, un chanfrein 21 formant une cavité A, lors de la jonction de deux réservoirs 1 sur la bande-support 5. Lors de déplacement simultané de la bande-support 5 et d'une pâte 22 et lors du calibrage de l'épaisseur de la couche, obtenu à l'aide des faces de calibrage 20, il se forme dans la cavité A un excédent de pâte qui est utilisé pour remplir les traces laissées par les extrémités actives 18 dans la couche apportée sur la bande de support 5. La hauteur des aces de calibrage 20 est choisie en fonction de la viscosité de la pâte utilisée de manière telle que lorsque la bande-support 5 est immobile, et le réservoir 1 rempli jusqu'à son niveau supérieur, la på.te ne s'écoule pas à travers les fentes entre les faces de calibrage 20 et la bande-support 5. La dimension transversale du chanfrein 21 est choisie en fonction de la hauteur de la face de calibrage 20 dans un rapport de 1 à 2 ou de 1 à 3. Le dispositif selon l'invention fonctionne de la façon suivante. Avant l'opération d'enduisage, la bande-support 5 (Fig. 1) provenant de la bobine débitrice (non représentée) est engagée par le rouleau 6 dans un four dans lequel s'effectue le séchage et le frittage de l'ébauche enduite et ensuite, elle est engagée sur une bobine réceptrice pourvue d'un dispositif d'entratnement (non représenté) servant à tirer ladite bande-support 5 à travers l'ensemble de l'installation. Afin d'effectuer l'engagement initial, on fait appel à une bande auxiliaire réalisée à partir du même matériau que la bandesupport 5, et fixée à l'extrémité de cette dernière. Cette opération étant terminée, on porte le four à la température requise et on le remplit de gaz de protection. On règle l'épaisseur de la couche à enduire de chaque c8té de la bande-support 5, et à cet effet on monte une règle courbe sur les pattes d'appui 19 (Fig. 2,3) et en dévissant les vis 16 on règle la fente requise entre la règle et la face de calibrage 20 (Fig. 2,4) en vérifiant sa dimension à l'aide d'une jauge, par exemple. Après avoir réglé la dimension appropriée de la fente de chaque réservoir 1 (Fig. 1) on suspend les réservoirs par l'intermédiaire des crochets 3 aux tiges 2 et on les rapproche de la bande-support 5; tout en vérifiant la position correcte des volets 9 et du bord libre de la pellicule 13 (Fig. 1 et 2) on solidarise les réservoirs 1 à l'aide des ressorts 4 en réglant la tension de ceux-ci de manière que les extrémités actives 18 (Fig.4) des saillies de centrage 8 soient étroitement appliquées contre la bande-support 5 sur toute sa largeur et qu'elles assurent le déplacement de la bande-support 5 à travers la fente de la filière, l'effort de ce déplacement devant être minimal. On remplit les réservoirs 1 (Fig. 1) de pâte et on met en action le dispositif d'entraînement de la bande-support 5. La pâte 22 (Fig. 4) est appliquée contre les deux faces de la bande-support 5 grâce à la pression hydrostatique de la colonne de pâte contenue dans chaque réservoir 1, elle est entraînée par la bande et arrive en passant à travers le peigne 14 à la filière de calibrage qui est formée par les faces 20 (Fig. 4). L'excédent de pâte est partiellement enlevé par la surface opposée du peigne incliné 14, alors que le reste est enlevé à l'aide de la filière en créant ainsi un courant inverse de pâte, ce qui rend possible le remplissage des traces laissées par les extrémités. actives 18 du peigne 14 dans la couche apportée sur la bande 5. Après frittage d'une bande enduite dans le four, on obtient une base poreuse servant à la fabrication d'une ébauche pour les électrodes utilisées dans les accumulateurs alcalins. L'ébauche obtenue est ensuite soumise à un traitement ultérieur conformément à la technologie. lie dispositif selon l'invention permet d'enduire avec de la pate des ébauches servant à la fabrication d'électrodes métallocéramiques utilisées dans les accumulateurs alcalins, ces électrodes étant de faible épaisseur et peu robustes, et ce dispositif permet également d'augmenter la vitesse de déplacement de la bande et d'améliorer la qualité de la couche apportée sur la bande-support.Ceci est dA au fait que la trémie est réalisée sous la forme de deux réservoirs distincts 1 (Fig. 1) pourvus dans leur partie inférieure d'ouvertures latérales 7 pour la sortie de la pâte, ces ouvertures permettent à leur tour d'enduire avec les couches inférieures de la pâte qui sont plus denses et qui sont appliquées contre la bande par la pression hydrostatique exercée par la colonne de pâte renfermée dans la trémie Grâce à la-disposition sur les bords latéraux des ouvertures 7 (Fig. 3) des volets 9 serrés par leurs extrémités contre la bandesupport 5 sous l'effet des ressorts 10, la bande-support 5 est enduite tout en présentant un ruban non enduit se trouvant aux bords ou dans la partie médiane de l'ébauche, ce qui rend plus simple la technologie de réalisation des conducteurs de courant après le découpage des électrodes à partir de l'ébauche en forme de bande frittée et travaillée. ; Le fait de disposer les peignes 14 (Fig. 4) comportant les saillies de centrage 8, et les plaques de calibrage 15 sur la bande-support 5 de manière inclinée par rapport au plan des ouvertures 7 suivant leurs bords supérieurs, permet de rendre plus précise le réglage de l'épaisseur de la couche à déposer et rend plus favorables les conditions de malaxage de la pâte dans la zone d'enduisage de la bande-support 5. Le fait de disposer les extrémités actives 18 (Fig. 2) des dents en forme de lamelle du peigne 13 sous un angle par rapport à la direction du mouvement de la bande-support 5 subissant l'enduisage et également le fait de réaliser le chanfrein sur la plaque de calibrage 15 suivant sa face inférieure pour former une cavité au-dessus des saillies de centrage 8, rend plus str le centrage de la bande-support 5 à l'intérieur de la fente de travail de la filière et permet d'éliminer les traces laissées par les extrémités actives des dents en forme de lamelle du peigne 14 et d'éviter la déformation de l'ébauche et l'apparition de fissures dans la couche enduite. Par ailleurs grâce à la fixation des réservoirs 1 (Fig. 1) par leurs crochets 3 aux tiges parallèles 2 de part et d'autre de la bande-support 5 donne la possibilité de remplacer les réservoirs 1 durant le fonctionnement de l'installation par d'autres réservoirs afin de pouvoir effectuer l'enduisage d'ébauches d'autres dimensions, ce qui rend possible l'utilisation du dispositif proposé pour la fabrication de petites séries. Cela permet également de faire intervenir un asservissement automatique de la position du bord de la couche apportée sur la bande par rapport à la limite des perforations en déplaçant automatiquement les réservoirs 1 sur les tiges 2 en cas d'un écart éventuel de la bande-support 5. Revendications 1 - Dispositif d'enduisage avec une pâte d'ébauches en forme de bandes destinées à la fabrication d'électrodes métallocéramiques pour accumulateurs alcalins comprenant une trémie qui est remplie de pâte et à travers laquelle est tirée une bande-support à l'aide d'un dispositif d'entratnement et une filière pourvue de saillies de centrage assurant l'épaisseur requise de la couche à appliquer, caractérisé en ce que la trémie est réalisée sous la forme de deux réservoirs distincts dans la partie inférieure desquels, dans leurs côtés latéraux respectifs, sont réalisées des ouvertures destinées à assurer la sortie de la pâte et en regard l'une de l'autre lors de traction de la bande-support à travers la trémie, et en ce que la filière est formée par les bords supérieurs des ouvertures prévues dans les deux réservoirs à la jonction desdits réservoirs près de la bande-suppQrt. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur les bords latéraux des ouvertures prévues dans chaque réservoir sont montés des volets sollicités par des ressorts destinés à les appliquer par leur extrémité contre ladite bande-support pour limiter la largeur de la partie enduite de la bande-support, et en ce que le bord inférieur de chaque ouverture est rendu étanche par l'inter médiaire d'une pellicule élastique dont l'extrémité libre est engagée avec la bande-support dans la fente prévue entre les réservoirs, et serrée contre la bande-support par la pression exercée par la pâte. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des peignes sont montés le long du bord supérieur de l'ouverture pratiquée dans chaque réservoir, ces peignes étant inclinés et pourvus de dents en forme de lamelle destinées à centrer la bande-support par leurs extrémités actives, des plaques de calibrage étant également montées le long du bord supérieur de l'ouverture et reliées aux peignes par l'intermédiaire de vis servant à assurer le réglage de l'épaisseur de la couche avec laquelle ladite bande doit être enduite. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les extrémités actives des dants en forme de lamelle du peigne sont disposées dans le plan d'enduisage sous un angle compris entre 30 et 400 par rapport à l'axe vertical de la filière, et en ce que les pla ques de calibrage présentent un chanfrein réalisé sur la face inférieure et formant une cavité pour le remplissage des traces laissées par les dents du peigne dans la couche appliquée sur la bande.