Brevet FR2533758A1 — publié le 19840330

La présente invention se rapporte à une machine de moulage en continu de grilles de batteries ou d'accumu- lateurs et, plus particulièrement, à un tambour de moulage équipant une telle machine. Jusqu'à présent, il a été proposé de mouler en con- tinu des grilles d'accumulateurs en dirigeant un alliage de plomb fondu vers un tambour rotatif présentant, dans sa surface circonférentielle externe, plusieurs gorges correspondant au modèle considéré des grilles d'accumula- teurs Cet alliage en fusion est dirigé vers le tambour par l'intermédiaire d'une fente pratiquée dans un patin métallique qui est ajusté intimement avec une zone curvili- gne limitée de la surface circonférentielle du tambour. Un agencement de ce type est illustré dans le brevet US-4 349 067 délivré le 14 septembre 1982, et cédé à la Demanderesse L'un dés problèmes rencontrés dans des machines de moulage de grilles d'accumulateurs du type décrit réside dans le fait que, sauf si les surfaces complémentaires du patin et du tambour sont toujours parfaitement-en prise mutuelle par glissement autour du périmètre intégral de l'orifice, du plomb fondu aura tendance à jaillir entre ces éléments et à produire par conséquent des grilles inac- ceptables L'ajustement intime entre le tambour et le patin peut être maintenu seulement si la surface dudit tambour est empêchée de se déformer axialement Du fait que de l'alliage en fusion est dirigé vers la périphérie du tambour, il en résulte que ce tambour se dilatera radialement -lorsque sa température s'élève Cependant, si les zones extrêmes opposées de ce tambour sont empêchées de se dilater, ou bien se dilatent à une vitesse plus grande que la zone centrale axiale dudit tambour, il en résulte que la surface circonférentielle de ce tambour présentera une silhouette lécjèrement: arquée dans le sens axial et n'épousera pas parfaitement la forme de la surface concave complémentaire du patin. L'invention a en tout premier lieu pour objet d'éli- miner des déformations nuisibles de la circonférence externe du tambour dans Le sens axial. Plus spécialement, l'invention a pour objet de pro- poser un tambour équipant une machine de moulage de grilles d'accumulateurs, dans lequel le périmètre externe dudit tambour consiste en une enveloppe cylindrique de section circulaire qui est montée sur une paire de plaques latérales d'une manière permettant à l'ensemble de cette enveloppe de se dilater radialement ou circonférentiellement de façon uniforme par rapport aux plaques latérales. Un autre objet de l'invention consiste à proposer des moyens pour maintenir la température de la surface circonférentielle du tambour à une valeur souhaitée sensi- blement constante. L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une élévation latérale d'une machine de moulage de grilles de batteries ou d'accumulateurs équipée d'un tambour conformément à la présente invention la figure 2 est une élévation latérale avec arrache- ment de la machine de moulage représentée sur la figure 1 la figure 3 est une vue fragmentaire en élévation et à échelle agrandie dudit tambour la figure 4 est une coupe selon la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une vue fragmentaire en plan dudit tambour, représentant le motif de grille qui y est façonné; la figure 6 est une vue en bout d'une cale tubulaire utilisée pour monter l'enveloppe sur les plaques latérales du tambour; la figure 7 est une coupe d'une variante de réalisa- tion de l'enveloppe; la figure 8 est une vue fragmentaire en bout de l'enveloppe de la figure 7; la figure 9 est une coupe d'une autre variante de Péalisation de ladite enveloppe; et la figure 10 est une vue fragmentaire de l'enveloppe de la figure 9. On se référera tout d'abord aux figures 1 et 2. La machine conformément à la présente invention, destinée au moulage de grilles de batteries ou d'accumulateurs, présente un bâti 10 sur-lequel un tambour 12 de moulage des grilles est monté en rotation dans des paliers à chapeau 14 Ce tambour 12 est mis en rotation par l'intermédiaire d'un mécanisme d'entraînement approprié 16 à courroie ou à chaîne, à partir d'un moteur 18 à vitesse variable Comme représenté sur la figure 5, la surface du pourtour externe du tambour 12 comporte plusieurs gorges circonférentielles et transversales 20 qui y sont élaborées et qui délimitent la configuration souhaitée de la grille de batterie devant être moulée Du plomb en fusion provenant d'un creuset à plomb 22 est introduit dans un patin 28 au moyen d'une pompe 24 entraînée par un moteur, en parcourant un conduit 26 Le patin 28 possède une face concave 30 qui épouse la forme de la surface circonférentielle du tambour 12. Des vis 32 de serrage appropriées sont utilisées pour main- tenir un contact souhaité par pression entre le patin 28 et la surface circonférentielle externe du tambour 12. Une fente (non illustrée) pratiquée dans le patin 28 est ouverte sur la face 30 en travers du motif de grille façonné sur le tambour Cette fente comprend une entrée communiquant avec le conduit 26 et une sortie communiquant avec un conduit 34 Cet agencement général est illustré et décrit dans le brevet précité. Dans le dispositif décrit ci-avant, du plomb fondu soumis à une pression supérieure à la pression atmosphérique part du creuset 22, emprunte le conduit 26 et pénètre dans la fente du patin 28 Comme le tambour 12 tourne, le plomb en fusion emplit les gorges 20 pour former ainsi en continu la grille d'accumulateur désirée, la quantité excédentaire de plomb en fusion étant dirigée de nouveau vers le creuset 22 en parcourant le conduit 34 La grille moulée en continu, se présentant sous la forme d'une bande 36, est déroulée de la surface périphérique du tambour 12 et, après avoir été soumise au traitement souhaité, elle est débitée en plusieurs grilles d'accumulateurs individuelles Le patin 28 est muni de dispositifs 38 de chauffage appropriés sur sa face postérieure et il comporte également des canaux appropriés 40 de passage d'un fluide de Drefroi- dissement, en vue de réduire à un minimum la déformation du patin et de maintenir différentes zones de ce patin à des températures souhaitées La circonférence du tambour 12 est maintenue à la température uniforme voulue grâce au système de circulation d'un liquide qui sera décrit ci-après et, de préférence aussi, par l'intermédiaire de plusieurs buses 42 de projection d'eau qui,-commandées par des thermocouples, sont contiguës à la périphérie du tambour et espacées circonférentiellement du patin 28. Il s'est avéré dans la pratique que, en présence d'un tambour ayant une largeur d'environ 13 cm à environ 18 cm, trois zones de refroidissement espacées axialement et équipées chacune de buses 42 sont adéquates pour maintenir axialement une température sensiblement uniforme sur la circonférence du tambour La surface circonférentielle de ce tambour doit être maintenue à une température uni- forme en deçà de la température de fusion du plomb, en vue de solidifier rapidement ce plomb en fusion avant que le motif de grille empli de plomb ne soit pas éloigné du patin 28 par rotation. On se réf ère plus particulièrement aux figures 3 et 4 Un arbre 44, qui tourillonne dans des paliers à chapeau, présente deux disques circulaires 46 en acier qui lui sont assujettis>par exemple par soudage,en étant espacés axialement Le tambour proprement dit consiste en une enveloppe cylindrique 48 de section circulaire, fabriquée de préférence en fonte et pourvue à chacune de ses extrémités d'une paire de plaques latérales 50 en acier Ces plaques latérales 50 sont montées amovible- ment sur les faces externes des disques 46 au moyen de vis 52 Des joints toriques 54 assurent une liaison hermé- tique entre les disques 46 et les plaques latérales 50. Les faces extrêmes opposées de l'enveloppe 48 pré- sentent des perçages 56 qui s'étendent axialement et qui, lorsque le tambour est assemblé, sont alignés avec (JOS P Or a C Jn S 58 de même dimension espacés autour des zones marginales circonférentielles des deux plaques latérales 50 L'enve- loppe 48 est montée sur ces plaques 50 à l'aide de cales élastiques tubulaires 60 engagées axialement dans les perçages alignés 56 et 58 Comme le montre la figure 6, les cales tubulaires 60 sont de type classique et consistent en une plaquette de matière élastique enroulée sur elle- même selon une configuration cylindrique et comportant des arêtes opposées légèrement espacées, par exemple, d'un intervalle 61, afin d'autoriser une dilatation et une con- traction circonférentielles des cales cylindriques Lorsque le tambour est initialement assemblé à la température ambiante, les cales cylindriques 60 sont ajustées très intimement et de manière étanche dans les perçages alignés 56 et 58 La largeur de l'enveloppe 48 est dimfensionnée avec précision de manière qu'il existe un ajustement intime entre les plaques de montage 50 lorsque ces dernières sont assujetties aux disques 46 La jonction entre chaque plaque latérale et l'enveloppe est isolée hermétiquement par des joints toriques 62 La zone marginale externe de chaque plaque latérale 50 est également munie de plusieurs vis de déblocage 63,qui peuvent être amenées en contact par butée avec les faces extrêmes de l'enveloppe 48 afin de dégager les plaques latérales 50 de cette enveloppe 48 après l'enlèvement des vis 52 assurant le montage desdites plaques latérales 50 sur les disques 46. L'arbre 44 est percé d'un alésage d'admission 64 destiné à être raccordé à un réservoir (non représenté) de liquide tel que de l'huile pouvant être chauffée, par exemple, jusqu'à une température d'environ 121 'C A l'inté- rieur de l'arbre 44 logé dans le tambour, l'alésage d'admission 64 s'achève par plusieurs canaux radiaux 66 dans lesquels sont vissés des tubes 68 s'étendant radialement. Quatre tubes de ce type sont représentés, mais leur nombre pourrait aussi être supérieur L'extrémité externe de chaque tube 68 est en communication avec un tube 70 s'étendant axialement et occupant une position radialement adjacente à la surface circonférentielle interne de l'enveloppe 48 Chaque tube 70 est percé de plusieurs orifices 72 qui sont dirigés radialement vers l'extérieur et qui, lorsque du liquide sous pression est introduit dans l'alésage d'admission 64, provoquent une pulvérisation du liquide (sans impact localisé cependant) contre la surface circonférentielle interne de l'enveloppe 48 Les axes de ces orifices 72 sont inclinés angulairement par rapport à la surface interne de l'enveloppe 48 afin d'engendrer une turbulence de l'huile et, par conséquent, de favoriser un transfert de chaleur efficace et uniforme entre l'huile et le tambour Etant donné que l'huile et l'enveloppe sont de masse et de substance différentes, l'huile a tendance à demeurer quelque peu stationnaire alors que le tambour tourne Les tubes s'étendant radiale- ment et axialement agissent comme des agitateurs en vue de disperser et de mélanger l'huile plus fratche à l'huile plus chaude, de façon à améliorer les mécanismes de trans- fert de chaleur L'extrémité opposée de l'arbre 44 est percée d'un alésage central de sortie 76 qui communique avec l'espace interne du tambour 12 par l'intermédiaire de quatre canaux 78 orientés radialement L'extrémité externe de l'alésage 76 est reliée, par l'intermédiaire d'un conduit de sortie (non représenté), au réservoir de liquide chauffé Au départ, le tambour 12 est destiné à être empli de liquide chauffé quund on obt:ure l'alésage de sortie 76 et que l'on dirige le liquide dan; le tambour par l'alésage d'admission 64, en ouvrant concomitamment une valve de décharge 80 installée dans l'une des plaques latérales 50 du tambour Lorsque ce dernier est initiale- ment empli de liquide, une rotation lui est imprimée jusqu'à une position dans laquelle la valve 80 se trouvera au voisinage du sommet dudit tambour. Au début de la mise en marche de la machine, le tambour 12 est empli d'huile chauffée à une température d'environ 121 'C Après un courtlaps de temps, la tempéra- ture du tambour augmente de la température ambiante jusqu'à la température de l'huile qui circule par ledit tambour. Le patin 28 est également chauffé, à l'aide des-dispositifs de chauffage 38, à une température sensiblement plus élevée, comprise entre environ 204 'C'et environ 26000, par exemple. Après que la température des différents composants s'est stabilisée, le plomb en fusion sous pression présentant, par exemple, une température d'environ 426 e C à environ 4820 C, est mis en circulation entre le creuset et la fente élaborée dans le patin 28 Lorsqu'une rotation est imprimée au tambour 12 et que du plomb est dirigé dans les cavités de la grille formées par les gorges 20, la température de l'enveloppe, au moins localement à proximité de la fente, est augmentée jusqu'à dépasser environ 121 'C Il en résulte par conséquent que, lorsque la machine est en service, la température du tambour est sensiblement supérieure à la température ambiante De la même manière, l'enveloppe 48, les plaques latérales 50 et les disques 46 sont chauffés à des températures différentes et variant fréquemment. Cependant, les cales cylindriques 60 permettent à l'enveloppe de se dilater et de se contracter indépendamment des plaques latérales 50 Lorsque l'enveloppe 48 se dilate et se contracte par rapport à ces plaques 50, les cales cylin- driques 60 se contractent et se dilatent en formant ainsi, entre ladite enveloppe et lesdites plaques latérales, une liaison élastique dans le sens radial Cela permet à l'enveloppe 48 de conserver sa forme cylindrique, donc de rester intimement en contact par complémentarité avec la surface curviligne 30 du patin 28 dans une plage de températures relativement grande. Etant donné que des grilles de batteries ou d'accu- mulateurs sont destinées à augmenter le rendement des batteries, le plomb est réparti-de façon à réduire la résistance de la grille Ce type de conception ne répartit pas le plomb uniformément d'un bout à l'autre de la grille et il peut même créer des zones de masse concentrée ou de masse élevée Ces zones de grande concentration peuvent produire des points d'échauffement lors du moulage, ou bien une dilatation inégale dans certaines régions de l'enveloppe Afin de surmonter cette difficulté, une série de cavités est façonnée dans la face interne de l'enveloppe afin d'augmenter la surface de contact dans la zone de ces points d'échauffement localisés Les figures 7 à 10 illustrent deux manières, parmi de nombreuses solutions, pour augmenter l'aptitude à dissiper la chaleur dans des zones localisées. L'enveloppe illustrée sur les figures 7 et 8 pré- sente, dans sa circonférence interne, une série de quatre gorges 82 s'étendant circonférentiellement de chaque côté. Ces gorges 82 sont de profondeur augmentant progressivement dans le sens axial vers l'extérieur Une configuration comportant descavités du type illustré sur les figures 7 et 8 pourrait être utilisée lorsque les extrémités opposées des grilles moulées sur le tambour ont une masse progressivement plus grande que celle de la région centrale desdites grilles. Dans l'enveloppe illustrée sur les figures 9 et , la configuration des cavités dans la face interne du tambour consiste en des groupes,espacés circonférentielle- ment, de quatre trous borgnes 84 Un tel agencement de cavités pourrait être utilisé pour mouler des grilles ayant une grande masse dans l'une de leurs zones d'angle. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au tambour de moulage décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Tambour équipant une machine de moulage en conti- nu de grilles de batteries ou d'accumulateurs, cette machine étant du type comportant un tambour rotatif dont la surface circonférentielle externe présente une cavité qui délimite le motif de la grille d'accumulateur, ainsi qu'un patin à travers lequel du plomb en fusion est dirigé, ce patin possédant une surface curviligne en prise par complémentarité avec une -zone curviligne de la surface circonf- érentielle externe dudit tambour, et étant également percé dans cette surface d'une fente permettant de diriger le plomb en fusion dans ledit motif de grille à cavités, tambour caractérisé par le fait qu'il ( 12) présente une enveloppe métallique cylindrique ( 48) de section circulaire, sur la surface circonférentielle externe de laquelle est formé ledit motif de grille à cavités, deux plaques circu- laires latérales de support ( 50) situées chacune à chaque extrémité de l'enveloppe ( 48), ainsi que des moyens destinés à monter ladite enveloppe sur lesdites plaques latérales et consistant en des organes reliant entre elles, herméti- quement et à coulissement radial, les extrémités opposées de ladite enveloppe et les zones circonférentielles desdites- plaques latérales ( 50), en permettant à l'ensemble de ladite enveloppe ( 48) de se dilater circonférentiellement-par rapport aux zones desdites plaques latérales ( 50) qui leur sont reliées. 2 Tambour selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de montage consistent en plusieurs perçages ( 56,58) s'étendant axialement et espacés circonférentiellement dans les extrémités opposées du tam- bour ( 12) et autour des zones marginales périphériques des plaques latérales ( 50), les perçages ( 56) dans le tambour étant alignés axialement avec les perçages ( 58) dans lesdites plaques latérales, ainsi qu'en des organes ( 60) logés dans lesdits perçages pour relier entre eux dans une relation d'entraînement en rotation lesdites plaques latérales ( 50) et ledit tambour ( 12), ces organes de liaison ( 60) étant élastiques dans le sens radial du tambour de façon à permettre aux zones extrêmes opposées de ce tambour de se dilater et de se contracter circonfé- rentiellement par rapport aux zones marginales externes desdites plaques ( 50) en réaction à une variation de la température dudit tambour ( 12). 3 Tambour selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les organes de liaison ( 60) sont compressi- bles élastiquement dans le sens radial du tambour ( 12). 4 Tambour selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des organes ( 46, 52) pour solidariser rigidement les plaques latérales ( 50) avec un espacement mutuel dans le sens axial, de manière à interdire leur déplacement axial par rapport à l'enveloppe ( 48). 5 Tambour selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il ( 12) comprend une entrée ( 64) et une sortie ( 76) situées sensiblement sur son axe de rotation, pour permettre la circulation d'un liquide dans ledit tambour afin de maintenir ce dernier à une température sensiblement uniforme. 6 Tambour selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les organes de liaison consistent en des cales cylindriques ( 60) engagées dans les perçages ( 56) de l'enveloppe ( 48) en traversant les perçages ( 58) des plaques latérales ( 50), ces cales cylindriques étant élasti- quement compressibles et dilatables dans le sens radial. 7 Tambour selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un arbre central ( 44) s'étendant axialement, une paire de disques ( 46) espacés axialement et fixés sur ledit arbre, ainsi que des organes ( 52) assu- rant le montage rigide des plaques latérales ( 50) sur les faces externes desdits disques. 8 Tambour selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il comporte des garnitures annulaires d'étanchement ( 54 62) s'étendant circonférentiellement entre les disques ( 46) et les plaques latérales ( 50), ainsi qu'entre lesdites plaques latérales ( 50) et les faces extrêmes-opposées de l'enveloppe ( 48). 9 Tambour selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il comporte des vis de déblocage ( 63) qui/, entourant les zones marginales périphériques des plaques latérales ( 50), sont conçues pour être amenées en prise avec les faces extrêmes de l'enveloppe ( 48), de manière à permettre une séparation, dans le sens axial, desdites plaques latérales ( 50) d'avec ladite enveloppe ( 48) lorsque ces plaques latérales sont démontées des disques ( 46). 10 Tambour selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'enveloppe ( 48) présente dans sa surface interne un motif de cavités dans des zones localisées sélectionnées, afin de faire varier la quantité de chaleur transférée par rapport à la cavité de la grille sur la surface externe du tambour ( 12).