Brevet FR2492172A1 — publié le 19820416

1. La présente invention concerne un procédé de fabri- cation de plaques pour batteries d'accumulateurs au plomb.Il existe généralement deux types de plaques dans des batteries d'accumulateurs au plomb, à savoir les plaques du type empâ- té et les plaques du type cuirassé. Les plaques du type empâté sont disposées entre des jeux contigus de voiles en fibre de verre et un séparateur isolé, une légère pression étant appliquée à un groupe de plaques. Bien qu'une telle plaque soit d'une fabrication fa- cile et peu coûteuse, elle a l'inconvénient d'avoir une cour- te durée-de vie car la matière active d'une plaque positive s'échappe de la grille de plaque au cours des charges et dé- charges, et se dépose au fond, provoquant un court-circuit électrique entre plaques contiguës. D'autre part, une plaque du type cuirassé, a une durée de vie plus longue, mais les étapes de sa fabrication, par exemple la réalisation des tu- bes cuirassés et le remplissage des tubes avec la matière active, sont compliquées de sorte que s-on coût de production est plus élevé. Récemment, on a proposé une plaque pour batteries d'accumulateurs au plomb présentant en même temps les avan- tages des plaques du type empâté et des plaques du type cui- rassé (voir le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4.055.711). 2. 2492172 Cette plaque comprend une grille en plomb ou en alliage de plomb empâtée avec la matière active, et une paire de sup- ports en matériau isolant poreux placés sur les deux côtés de la grille. La paire de supports poreux comporte une plurali- té de nervures longitudinales qui butent les unes contre les autres ou sont liées à des éléments longitudinaux de la gril- le. Ainsi, on notera qu'il y a lieu de procéder aux opéra- tions incommodes de liaison des nervures longitudinales aux supports et de leur mise en butée les unes contre les autres, ou de leur liaison à la grille de plaque, ce qui provoque une moins grande efficacité des opérations et en empêche l'au- tomatisation. La présente invention a par conséquent pour objet principal un procédé de fabrication de plaques pour batteries d'accumulateurs au plomb dans lequel les étapes compliquées sont éliminées. Un autre objet de la présente invention est un pro- cédé de fabrication de plaques pour batteries d'accumulateurs au plomb dans lequel les plaques obtenues ont une durée de vie plus grande. Un autre objet de la présente invention est un pro- cédé de fabrication de plaques pour batteries d'accumulateurs au plomb dans lequel les plaques peuvent être produites auto- matiquement. Un autre objet de la présente invention est une pla- que pour batteries d'accumulateurs au plomb pouvant être fa- briquée automatiquement et ayant une durée de vie plus gran- de. Le procédé de fabrication de plaques pour batteries d'accumulateurs au plomb de la présente invention comprend les étapes suivantes: le coulage d'une grille de plaque en ma- tériau plombeux; le moulage d'un cadre en matériau plastique résistant à l'acide qui entourera la grille de plaque; le placement de la grille de plaque dans le cadre de façon à for- mer un substrat de plaque; la préparation d'une pâte d'oxyde de plomb qui constituera la matière active; le r emplissage des côtés du substrat de plaque avec la pâte; le séchage par- 3 2492172 tiel de la pâte remplissant le substrat de plaque; le place- ment d'un voile en fibres résitant à l'acide sur le substrat de plaque de façon que ce substrat rempli de pâte soit recou- vert d'un voile en fibres, et le collage par effet thermi- que du voile en fibres sur le cadre du substrat de plaque,ce qui termine les étapes de fabrication dlune plaque. Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit une plaque pour batteries d'accumulateurs au plomb constituée d'un substrat comprenant une grille en matériau plombeux at d'un cadre en matériau plastique résistant à l'acide qui entoure la grille de plaque, cette grille étant remplie de matière active, et d'un voile en fibres résistant à l'acide avec lequel le substrat est recouvert et qui est collé thermiquement au cadre du substrat de plaque. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec-les dessins ci- joints dans lesquels: La figure 1 représente schématiquement un ensemble de dispositifs permettant d'exécuter le procédé de fabrication de la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe d'une machine de coulage de grilles de plaque utilisée dans le procédé de la présente invention; La figure 3 est une vue en coupe d'une machine d'em- pâtage de plaques utilisée dans le procédé de la présente invention; La figure 4 est une vue de côté d'une machine d'alimentation en voiles utilisée dans le procédé de la pré- sente invention; La figure 5A est une vue schématique de côté d'une machine de collage de voiles; La figure 5B est une vue avant schématique d'une autre partie de la machine de collage de voiles; et Les figures 6A à 6H sont des vues en perspective de la suite des différentes étapes de fabrication d'une pla- que selon le procédé de la présente invention, LE figure 1 représente un ensemble de dispositifs 4 2-492172 permettant d'exécuter le procédé de la présente invention, qui comprend une machine d'alimentation en substrats 12, une machine de malaxage de pâte 14 et une machine d'empâtage 16. La machine 12 sert à fournir, lun après l'autre, des substrats de plaque 22 (représentés en figure 6C), à la ma- chine d'empâtage 16, substrats qui sont formés par combinai- son de grilles de plaque 18 en plomb ou en alliage de plomb (représentées en figure 6A) avec des cadres 20 en matériau plastique résistant à l'acide (représentés en figure 6B), res- pectivement. Comme représenté en figure 2, les grilles de pla- que 18 en plomb ou en alliage de plomb peuvent être fabri- quées avec une machine de coulage 24 du type à injection sous pression. Dans la machine 24, pendant la fourniture par un ori- fice sous pression 28a d'un gaz sous pression, tel qu'un gaz inerte, au bain 28 contenant un métal fondu 26 en plomb ou alliage de plomb, le métal 26 à llétat fondu est injecté par une conduite 30 dans un moule de coulage 32 de façon à former les grilles 18. Comme les grilles 18 ainsi formées ne compar- tent aucun oxyde de plomb et que de plus elles sont formées sous pression, elles ont une structure fine et ont par consé- quent une meilleure résistance à la corrosion. Dans le mode de réalisation représenté, chaque grille comporte des fentes 18a s'étendant longitudinalement, qui sont distantes les unes des autres dans le sens de la largeur. La grille 18 comprend une queue 19 qui sera reliée à une borne de batterie d'accu- mulateurs au plomb. Les cadres en plastique 20 peuvent être fabriqués par une machine de moulage par injection. Chaque cadre 20 com- prend une paroi 20a qui doit entourer la périphérie de la grille 18 et des éléments longitudinaux 20b qui correspondent aux fentes 18a de la grille 18. Comme représenté en figure 6C, les éléments longitudinaux 20b ont à leurs deux extrémi- tés une épaisseur réduite de façon à former des rainures 20c dans lesquelles entreront les nervures 18b de la grille 18. Comme représenté en figure 6C, la grille 18 est pla- cée dans le cadre 20 par un moyen approprié (non représenté) de façon à former le substrat de plaque 22. Le placement de la -. 2492172 -grille 18 dans le cadre 20 peut être exécuté pendant l'achemine- ment du cadre par un convoyeur (non représenté). Le cadre 20 comprend une queue inférieure 21 dans laquelle entrera la queue 19 de la grille 18. Après entrée de la queue 19 de la grille 18 dans la queue 21 du cadre 20, une pièce 21a main- tient la queue 19 dans la queue 21 du cadre 20. L'extrémité avant de la queue 19 est en saillie sur l'extrémité 21 du ca- dre 20. Comme représenté en figure 1, le malaxeur de pâte 14 produit une pâte par malaxage de poudre de plomb et d'une solution telle qu'une solution d'lacide sulfurique et d'eau. La poudre de plomb peut provenir d'une source 24 d'o elle est acheminée jusqu'au malaxeur par un système de convoyage 26 alors que la solution provient de cuves 28 et 28'. La pâte ainsi obtenue est fournie à deux trémies 30 et 30' de la ma- chine d'empâtage 16. Le substrat de plaque 22 fourni par la machine 12 à la machine d'empâtage 16 est monté sur un convoyeur à ban- de 32 de la machine 16, comme représenté en figure 3. Une pâ- te 31A contenue par la trémie 30 peut être façonnée en feuille 31a sur le convoyeur 32 et le substrat de plaque 22 peut être placé sur la feuille 31a de pâte. Des rouleaux de guidage 34 appuient sur le substrat 22 de sorte que la feuille 31a est amenée à s'introduire dans la partie inférieure du substrat 22 alors qu'elle est avancée par le convoyeur 32 jusqu'à la trémie suivante 30'. Une pâte 31B contenue dans la-trémie 30' est introduite sous forme d'une feuille 31b dans la partie supérieure du substrat 22. La figure 6D représente le subs- trat 22 après qu'il ait été rempli de pâte 31 de la manière venant d'être décrite. A la sortie de la machine d"empâtage 16 se trou- vent des rouleaux de pression 36 qui donnent à la pâte 31 du substrat 22 la même épaisseur que celle du cadre 20 en maté- riau plastique. En aval des rouleaux 36 se trouve un disposi- tif d'aspersion 38 qui pulvérise une solution d'acide sulfu- rique dilué de façon à former du sulfate de plomb sur la sur- face de la matière active. 6. 2492172 Le substrat 22 ainsi empâté est introduit dans un séchoir 40. Si la pâte du substrat de plaque est totalement séchée par le séchoir 40, le cadre 20 a tendance à se défor- mer et la matière active à se fendiller. De façon à empêcher ces deux phénomènes, la pâte est partiellement séchée, de préférence jusqu'à une teneur en eau d'environ 50 % . Bien que non représenté, un râcleur peut être prévu en aval du séchoir de façon à râcler la pâte sur les faces supérieure et in- férieure du cadre 20. Le substrat de plaque 22 comportant la pâte ainsi séchée est alors introduit dans une machine 42 d'application de voile. Comme représenté en figure 4, une bande de voile 44a est introduite à partir d'un rouleau 44 de matériau de voile, par l'intermédiaire de rouleaux de guidage 46, dans la machine 42, puis est repliée autour du substrat 22 de façon que celui-ci soit recouvert de la bande 44a, laquelle est en- suite coupée par un couteau (non représenté). La figure 6E re- présente un substrat 22 recouvert d'un voile 45. Le substrat 22 recouvert de son voile 45 est alors introduit dans une machine de fixation de voile 48. Comme re- présenté dans les figures 5A et 6F, dans la machine 48, alors que le substrat 22 passe entre des paires de rouleaux de chauffage supérieurs et inférieurs 50 et 50' distants les uns des autres dans le sens de déplacement du substrat 22, le voi- le 45 est collé thermiquement au cadre 20 sur ses bords laté- raux et aussi sur ses éléments longitudinaux 20b. Comme re- présenté dans les figures 5B et 6G, le substrat 22 est placé entre une paire de matrices de chauffage supérieure et infé- rieure 52 et 52' de façon que le voile 45 soit collé thermi- quement sur le cadre 20 le long de ses bords supérieurs et inférieurs. La figure 6H représente une plaque 54 ainsi fa- briquée. Dans cette figure, la référence 54a représente des parties longitudinales collées thermiquement, alors que la référence 54b représente des parties transversales collées thermiquement. Les parties 54a et 65b sont obtenues dans une section 48a de collage longitudinal et une section 48B de col- lage transversal de la machine de collage de voile 48. L'espa- 7- 2492172 ce entre rouleaux de chauffage supérieurs et inférieurs 50 et ' peut être de préférence plus petit vers la sortie de la machine de collage de voile, car -le collage obtenu sera meil- leur. Les rouleaux de chauffage peuvent être alternative- ment placés sur le côté supérieur et sur le côté inférieur et des rouleaux de refroidissement en caoutchouc être disposés sur les côtés opposés. La plaque 54 ainsi produite est introduite dans un dispositif de chargement 56 o un plancher est abaissé sui- vant la distance correspondant à l'épaisseur de plaque lors de chaque introduction des plaques de façon à placer une pluralité de plaques 54 sur le dispositif. Comme représenté en figure 1, étant donné que de nombreux substrats de plaque 22 sont introduits à la suite par les convoyeurs dans le séchoir 40,la machine dFalimenta- tion-en voile 42 et la machine de collage de voile 48, un grand nombre de plaques 54 peuvent être fabriquées en conti- nu. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d lêtre décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art, a. 2492172 REVENDICATIONS 1 - Procédé de fabrication d'une plaque pour batteries d'accumulateurs au plomb, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: coulage d'une grille de plaque en ma- tériau plombeux; moulage d'un cadre en matériau plastique résistant à l'acide qui est destiné à entourer la grille de plaque; placement de la grille de plaque dans le cadre de fa- çon à former un substrat de plaque; préparation d'une pâte d'oxyde de plomb qui est destinée à constituer la matière ac- 1' tive; remplissage des deux côtés du substrat de plaque avec la pâte; séchage partiel de la pâte remplissant le substrat de plaque; placement d'un voile en fibres résistant à l'aci- de sur le substrat de plaque de façon à recouvrir celui-ci avec le voile; et collage thermique du voile en fibres au ca- die du substrat de plaque, ce qui termine la fabrication de la plaque. 2 - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grille de plaque comporte une plura- lité de fentes longitudinales distantes les unes des autres dans le sens de la largeur, alors que le cadre en matériau plastique comporte une pluralité d'éléments longitudinaux correspondant aux fentes longitudinales de la grille, ces éléments longitudinaux s'étendant dans les fentes longitudi- nales du cadre en matériau plastique pendant le- placement de la grille dans le cadre. 3 - Procédé de fabrication selon la revendication 2, caractérisé en ce que le voile en fibres résistant à l'acide est aussi collé thermiquement aux éléments longitudinaux du cadre pour le rendre solidaire de ceux-ci. 4 - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que leremplissage du substrat de plaque avec la pâte est effectué en introduisant de force la face inférieure du substrat dans une pâte ayant la forme d'une feuille qui est façonnée par extension de la pâte sur un con- voyeur et en obligeant la pâte sous forme de feuille d'en- trer dans la f.ace supérieure du substrat de plaque. - Procédé de fabrication selon la revendication 1, 9 2 4 2492172 caractérisé en ce que le collage thermique du voile résistant à l'acide sur le cadre en matériau plastique est exécuté par une pluralité de rouleaux chauffants distants les uns des au- tres dans le sens de déplacement du substrat de plaque et aus- si par une matrice de chauffage qui vient en contact avec les bords supérieurs et inférieurs du voile résistant à l'acide. 6 - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé ence que le voile résistant à l'acide est cons- titué de fibres tissées. 7 - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le voile résistant à l'acide est constitué de fibres non tissées. 8 - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le voile résistant à l'acide est constitué de fibres de verre. 9 - Plaque pour batteries d'accumulateurs au plomb, caractérisée en ce qu'elle comprend un substrat de plaque comprenant une grille de plaque en matériau plombeux et un cadre en matériau plastique résistant à l'acide qui entoure la grille de plaque, cette grille de plaque étant remplie d'une matière active, et un voile en fibres résistant à l'acide recouvrant le substrat de plaque qui est collé thermi- quement au cadre du substrat de plaque. - Plaque selon la revendication 9, caractérisée en ce que la grille comporte une pluralité de fentes longitu- dinales distantes les unes des autres dans le sens de la lar- geur alors que le cadre en matériau plastique comporte une pluralité d'éléments longitudinaux qui correspondent aux fen- tes longitudinales de la grille, ces éléments longitudinaux du cadre s'étendant dans les fentes longitudinales de la gril- le de plaque. 11 - Plaque selon la revendication 10, caractéri- sée en ce que le voile résistant à l'acide est aussi collé thermiquement aux éléments longitudinaux du cadre en matériau plastique pour le rendre solidaire de ceux-ci. 12 - Plaque selon la revendication 9, caractéri- sée en ce que le voile résistant à l'acide est constitué de 10. 2492172 fibres tissées. 13 - Plaque selon la revendication 9, caractérisée en ce que le voile résistant à l'acide est constitué de fi- bres non tissées. 14 - Plaque selon la revendication 9, caractérisée en ce que le voile résistant à l'acide est constitué de fi- bres de verre.