WO1994005833A1 - Procede de fabrication d'une plaque electriquement conductrice, moyens en vue de la mise en ×uvre de ce procede et plaque conductrice ainsi obtenue - Google Patents

Procede de fabrication d'une plaque electriquement conductrice, moyens en vue de la mise en ×uvre de ce procede et plaque conductrice ainsi obtenue Download PDF

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WO1994005833A1
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Pierre Berthe
Yves Duthoit
Martial Legardez
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BATISS PLASTIQUES SA
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BATISS PLASTIQUES SA
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/02—Electrodes; Connections thereof

Definitions

  • the means relates to a method of manufacturing an electrically conductive plate, provided with a protection device, which plate finds particular application as a cathode for the refining of metals.
  • an electrolytic cell containing the material in the form of an ionic solution, at least one conductive plate is immersed which is polarized and on which plate is formed a deposit obtained by migration of certain ions on the plate.
  • a conductive plate has at its upper part means for suspending it in the electrolytic bath, means for allowing its manipulation and means for electrical connection to a current line.
  • the plate After a determined electrolysis time, the plate is covered on both sides with a layer of electrolysed material.
  • the layers of material are recovered by detaching these layers.
  • the device for protecting the plate comprises at least one of the protective elements which are, on the one hand, a protective element, hereinafter called a strip made of an electrically insulating material, possibly split in several sections lining at least the side edges of the plate and which prevents the deposition of material on the edges and, therefore, the connection by a material bridge of the layers of material deposited on both sides and, on the other hand , at least one other protective element below called insert made of an insulating material, housed in the thickness of the plate, in a predetermined area of this plate which generally is located in the upper part of this plate and will be partially covered by the layer of material to allow priming peeling off said layer of material using a generally wedge-shaped tool.
  • a protective element hereinafter called a strip made of an electrically insulating material, possibly split in several sections lining at least the side edges of the plate and which prevents the deposition of material on the edges and, therefore, the connection by a material bridge of the layers of material deposited on both sides and, on the other hand
  • this second protective element called insert facilitates the insertion of the tool behind the layer of material and prevents the said tool from damaging or scratching the conductive plate which would then be unusable.
  • This connection must, on the one hand, be watertight to prevent the formation of material deposits between the plate and the protective element and, on the other hand, be sufficiently resistant mechanically to guarantee good impact resistance in particular during the initiation of detachment.
  • the conductive plate is pierced with a plurality of holes and the battens are fixed with plastic rivets.
  • Conductive plates having anchors are also known from documents DE-A-3219300 and US-A-
  • the insert fixing operations must be carried out by a separate process.
  • a zone is determined for each protection element which, when the corresponding element is fixed on the plate, will be covered with said protection element, - in each of the zones thus determined, at least one orifice is pierced through the conductive plate and , then, each protective element is fixed to the conductive plate so that the two parts each adjoining one of the two faces of the plate are interconnected by bridges of material passing through the aforementioned holes and for this,
  • two main half-molds are constituted, each comprising at least indirectly means for positioning the plate as well as at least in a predetermined location to correspond on the plate to the areas which will be covered by the protective element at least one molding half-shell and,
  • the said protective element is molded onto the plate, which is why:. the two half-molds are moved aside, the conductive plate is positioned between the half-molds,
  • One of the results which the invention aims to obtain is a method of manufacturing a conductive plate of the aforementioned type which overcomes in particular the problems mentioned above.
  • FIG. 1 a front view of a conductive plate
  • FIG. 2 a section along II-II of FIG. 1,
  • - Figure 4 a simplified view of the means for implementing the method
  • - Figure 5 a view of a detail of the unfinished plate.
  • the conductive plate 1 used for refining a material such as zinc, has, conventionally, the shape of a rectangular parallelepiped and has in its upper part means 2 for its suspension in an electrolytic cell, its manipulation and its electrical connection in order to polarize it.
  • This conductive plate is provided with a protection device.
  • This protective device consists of at least one of the protective elements (4, 5) that are on the one hand, a protective element (4), hereinafter called a strip made of an electrically insulating material, possibly split in several sections lining at least the side edges of the plate and which prevents the deposition of material on the edges and, therefore, the connection by a material bridge of the layers of material deposited on both sides and, on the other hand , at least one other protective element (5) hereinafter called an insert consisting of an insulating material, housed in the thickness of the plate, in a predetermined area of this plate which generally is located in the upper part of this plate and will be partially covered by the layer of material to allow to initiate the detachment of said layer of material using a generally wedge-shaped tool.
  • the insert is housed in the plate so that the visible faces 6 of this insert are coplanar with the two faces 7 of the plate.
  • a zone 8, 9, 10 is determined for each protection element which, when the corresponding protection element is fixed to the plate, will be covered with said protection element, which zones are called lateral 8 , 9 for the battens and upper 10 for the insert,
  • Each protective element 4, 5 is fixed on the conductive plate 1 so that the parts of the protective element adjoining the faces of the plate are interconnected by members 4a, 5a fitting into the aforementioned holes.
  • the material constituting the batten is different from that used for the insert but, in all cases, the material used for the manufacture of the protective elements is electrically insulating and chemically resistant to the ionic solution.
  • the conductive plate is made of aluminum but its composition may be different, in particular in the case of any other type of metal production by electrolytic deposition.
  • the conductive plate is made of aluminum but its composition may be different, in particular in the case of any other type of metal production by electrolytic deposition.
  • two main half-molds 11, 12 are constituted, each comprising at least indirectly means for positioning the plate as well as at least at a predetermined location to correspond on the plate to the zones which will be covered by the protective element at least one half-shell 13, 14 of molding and, - said protective element is molded on the plate, which is why:
  • thermoplastic material is injected,. the thermoplastic material is at least partially cooled,
  • the insert and / or the battens are therefore produced by the injection molding technique. According to the invention:
  • thermoplastic material specific to the corresponding protective element is injected into each half-shell by controlling for each injection point at least the injection speed, the pressure and the temperature of the injected material.
  • the closing pressure is adapted for each group of half-shells.
  • the material intended for producing the insert is injected at low speed and under low pressure to avoid, on the one hand, the deformation of the core and, on the other hand, the appearance of grooming at the periphery.
  • the material intended for the insert is injected into the center of the corresponding half-shell and, in order to tend towards an equal distribution of the material over the entire surface of the insert, the holes drilled in the core are distributed according to a size going decreasing towards the outside.
  • a central hole 17a is produced in the core and around it, distributed over at least one circle, a series of peripheral holes 17b of smaller diameters than the central hole 17a.
  • edges of the counterbore in which the insert is housed are chamfered.
  • the means for implementing the method include: - two half-molds 11, 12, each comprising means for positioning the plate and as many half-shells 13, 14 as there are protective elements 4, 5 to realize, means 19 for controlling the closing pressure of each group of half-shells.
  • the means further comprise at least two independent injection groups with their means for controlling the injection speed, pressure and temperature.
  • each injection nozzle of each injection group is connected to each injection point of the half-shells by a thermoregulated hot channel 21.
  • At least the half-shells for the overmolding of the battens have a lip 30 which extends slightly outside the volume which will be filled with the molding material, which lips under the effect of the closing pressure penetrate slightly. in the conductive plate and thus avoid, on the one hand, having to rectify the plate before molding and, on the other hand, the cloth of the material.
  • the conductive plate thus obtained is remarkable in that the protective elements are molded onto the plate which, in the covered areas, has holes for anchoring the material.
  • the insert it is further characterized in that it is provided in a predetermined area with two counterbores 15 each accommodating a fraction of the insert and the depth of which preserves a core 16 whose thickness is sufficient to provide mechanical rigidity to the mechanical stresses usually exerted by a wedge-shaped tool.
  • the core is traversed by a central hole 17a and comprises a plurality of other holes 17b which, distributed over the entire section, are of decreasing size going towards the outside .
  • the edges of the counterbore housing the insert has a chamfer 24.
  • this chamfer increases the seal at the insert when the material is removed during cooling.
  • the orifices of the core are distributed at a predetermined angular pitch and, for example, are distributed in two concentric circles at an angular pitch of 45 °, the orifices of a circle being angularly offset about 22 ° 5 compared to those of the other circle.
  • the area of material preserved from the core is greater than the sum of the areas of the cutouts.
  • the depth of the counterbore is two millimeters
  • - the thickness of the core is three millimeters
  • the central hole is twenty millimeters in diameter
  • thermoplastic used for the insert is preferably polypropylene loaded with 30% glass fiber.
  • thermoplastic used for the battens is, for example, an unfilled polypropylene.
  • the use of a bi-injection machine allows the complete covering of a cathode to be carried out in a single operation
  • the use of a dimensioned hydraulic closing machine makes it possible to use the cathode as an insert and to ensure an adjustable and constant locking force in order to respond to variations in thickness and small surface irregularities of the cathode as well as to control any creep of the aluminum plate used as an insert
  • thermoplastic injection process makes it possible to apply the material very intimately on the aluminum plate in order to avoid infiltration of zinc during electrolysis which have the effect of tearing off the battens and the protective insert over time; moreover, the molding operation makes it possible to follow all the surface irregularities and to drown the hanging holes by making them integral with the batten,
  • the injection process does not require precise machining in the bores determining the protective insert as well as for the perforated holes ensuring the good behavior of the battens
  • the injection process also makes it possible to choose different thermoplastics of low density, charged or uncharged, colored or non-colored, - the injection process gives a lifetime of the thermoplastic equipment close to that of the cathode with as benefits :

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Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une plaque électriquement conductrice (1), pourvue d'un dispositif de protection comprenant au moins un des éléments de protection que sont un élément dit liteau et un élément dit insert, ce procédé étant caractérisé en ce que: on réalise en une seule opération, la fabrication et la fixation à la fois des liteaux et de l'insert et ce, quelle que soit la spécificité de la matière isolante utilisée pour les éléments de protection de chaque type et, pour cela, on injecte, dans chaque demi-coquille (11, 12), un matériau thermoplastique spécifique à l'élément de protection correspondant en contrôlant pour chaque point d'injection au moins la vitesse d'injection, la pression et la température du matériau injecté.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE PLAQUE ELECTRIQUEMENT CONDUCTRICE. MOYENS EN VUE DE LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE ET PLAQUE CONDUCTRICE AINSI OBTENUE L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une plaque électriquement conductrice, pourvue d'un dispositif de protection, laquelle plaque trouve notamment application comme cathode pour l'affinage des métaux.
Elle se rapporte également aux moyens en vue de la mise en oeuvre de ce procédé et à la plaque conductrice ainsi obtenue.
Pour l'affinage des métaux, tel la production de zinc, il est connu d'utiliser un procédé d'électrolyse.
A cet effet, dans une cellule électrolytique contenant le matériau sous forme de solution ionique, on plonge au moins une plaque conductrice qui est polarisée et sur laquelle plaque, se forme un dépôt obtenu par migration de certains ions sur la plaque.
Classiquement, une plaque conductrice comporte à sa partie supérieure des moyens pour la suspendre dans le bain électrolytique, des moyens pour en permettre la manipulation et des moyens de connexion électrique à une ligne de courant.
Après un temps d'électrolyse déterminé, la plaque est recouverte sur ses deux faces d'une couche de matériau électrolysé.
La récupération des couches de matériau se fait par décollement de ces couches.
Pour faciliter ce décollement, le dispositif de protection de la plaque comprend au moins l'un des éléments de protection que sont, d'une part, un élément de protection, ci-aprés appelé liteau constitué d'une matière électriquement isolante, éventuellement scindé en plusieurs tronçons garnissant au moins les chants latéraux de la plaque et qui empêche le dépôt de matériau sur les chants et, de ce fait, la liaison par un pont de matériau des couches de matériau déposées sur les deux faces et, d'autre part, au moins un autre élément de protection ci-aprés appelé insert constitué d'une matière isolante, logé dans l'épaisseur de la plaque, dans une zone prédéterminée de cette plaque qui généralement se situe en partie supérieure de cette plaque et sera partiellement recouverte par la couche de matériau pour permettre d'y amorcer le décollement de ladite couche de matériau à l'aide d'un outil généralement cunéiforme.
Précisément, ce second élément de protection dit insert facilite l'insertion de l'outil derrière la couche de matériau et évite que le dit outil abime ou raye la plaque conductrice qui serait alors inutilisable.
Les problèmes principaux dans la confection de ces plaques conductrices se situent au niveau des qualités de la liaison entre chaque élément de protection et la plaque conductrice.
Cette liaison doit, d'une part, être étanche pour éviter que se forment, entre la plaque et l'élément de protection, des dépôts de matériau et, d'autre part, être suffisamment résistante mécaniquement pour garantir une bonne tenue aux chocs notamment lors de l'amorce de décollement.
Ces problèmes de qualité de la liaison sont communs aux deux types d'éléments de protection c'est à dire aux liteaux et à l'insert mais à des niveaux différents car ces deux types d'éléments de protection ne subissent pas les mêmes contraintes.
On notera également que, pour les mêmes raisons, il est préférable d'utiliser des matériaux différents pour la fabrication de l'insert et des liteaux. Dans l'art antérieur, pour assurer cette liaison, il est connu de fixer les liteaux à l'aide de colle mais, si l'étanchéité est relativement bonne, la résistance mécanique est excessivement faible.
Selon un autre procédé connu, on perce la plaque conductrice d'une pluralité de trous et on fixe les liteaux à l'aide de rivets en matière synthétique.
Malheureusement, si la liaison est mécaniquement bonne, l'étanchéité est mauvaise. On connait également (US-A-4.207.147) un procédé de fabrication d'une plaque conductrice qui, pour la fixation de chaque liteau, comprend les étapes suivantes :
- au long des chants de la plaque qui sont à garnir, perçage d'une pluralité de trous débouchant sur les deux faces de la plaque,
- pose d'un liteau préformé en forme de U de manière à coiffer le chant de la plaque puis,
- en concommitance, chauffage du liteau et pression de part et d'autre des branches du U du liteau de manière à, d'une part, ramollir la matière constituant le liteau et, d'autre part, la faire fluer dans les trous pour, après refroidissement, former ainsi un ancrage assurant la liaison mécanique. Si ce type de procédé permet d'obtenir de bons résultats, il s'avère coûteux.
Des plaques conductrices présentant des ancrages sont également connues des documents DE-A-3219300 et US-A-
4357225 mais le mode de réalisation ne tient pas compte des spécificités particulières de l'insert ou du liteau car précisément le liteau et l'insert sont d'une seule pièce
(US-A-4357225) .
Si le dispositif de protection de la plaque comprend à la fois les deux types d'éléments de protection, indépendamment des opérations de fixation du liteau, il faut réaliser les opérations de fixation de l'insert par un procédé distinct.
Ainsi, classiquement, pour réaliser une plaque conductrice pourvue d'un dispositif de protection constitué d'au moins un élément de protection, quelqu'en soit le type
- on détermine pour chaque élément de protection une zone qui, lorsque l'élément correspondant sera fixé sur la plaque, sera recouverte du dit élément de protection, - dans chacune des zones ainsi déterminées, on perce au moins un orifice traversant la plaque conductrice et, ensuite, - on fixe chaque élément de protection sur la plaque conductrice de manière que les deux parties jouxtant chacune l'une des deux faces de la plaque soient reliées entre elles par des ponts de matière passant au travers des trous précités et pour cela,
- pour une plaque conductrice de dimensions et de forme déterminées, on constitue deux demi-moules principaux comportant chacun au moins indirectement des moyens de positionnement de la plaque ainsi qu'au moins en un emplacement prédéterminé pour correspondre sur la plaque aux zones qui seront recouvertes par l'élément de protection au moins une demi-coquille de moulage et,
- on surmoule le dit élément de protection sur la plaque, ce pourquoi : . on écarte les deux demi-moules, on positionne entre les demi-moules la plaque conductrice,
. on ferme les demi-moules et . on injecte un matériau thermoplastique, . on écarte ensuite les demi-moules et, . on retire la plaque.
Un des résultats que l'invention vise à obtenir est un procédé de fabrication d'une plaque conductrice du type précité qui remédie notamment aux problèmes évoqués ci- dessus.
A cet effet, elle a pour objet un tel procédé notamment caractérisé en ce que :
- on réalise en une seule opération, la fabrication et la fixation à la fois des liteaux et de l'insert et ce, quelle que soit la spécificité de la matière isolante utilisée pour les éléments de protection de chaque type et, pour cela,
- on injecte, dans chaque demi-coquille, un matériau thermoplastique spécifique à l'élément de protection correspondant en contrôlant pour chaque point d'injection au moins la vitesse d'injection, la pression et la température du matériau injecté. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-aprés faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement : - figure 1 : une vue de face d'une plaque conductrice,
- figure 2 : une coupe selon II-II de la figure 1,
- figure 3 : une coupe selon III-III de la figure 1,
- figure 4 : une vue simplifiée des moyens en vue de la mise en oeuvre du procédé, - figure 5 : une vue d'un détail de la plaque non terminée.
En se reportant au dessin, on voit que la plaque conductrice 1, utilisée pour l'affinage d'un matériau tel le zinc, a, classiquement, la forme d'un parallélépipède rectangle et présente dans sa partie supérieure des moyens 2 pour sa suspension dans une cellule électrolytique, sa manipulation et sa connexion électrique afin de la polariser.
Cette plaque conductrice est pourvue d'un dispositif de protection.
Ce dispositif de protection est constitué d'au moins un des éléments de protection (4, 5) que sont d'une part, un élément de protection (4) , ci-aprés appelé liteau constitué d'une matière électriquement isolante, éventuellement scindé en plusieurs tronçons garnissant au moins les chants latéraux de la plaque et qui empêche le dépôt de matériau sur les chants et, de ce fait, la liaison par un pont de matériau des couches de matériau déposées sur les deux faces et, d'autre part, au moins un autre élément de protection (5) ci-aprés appelé insert constitué d'une matière isolante, logé dans l'épaisseur de la plaque, dans une zone prédéterminée de cette plaque qui généralement se situe en partie supérieure de cette plaque et sera partiellement recouverte par la couche de matériau pour permettre d'y amorcer le décollement de ladite couche de matériau à l'aide d'un outil généralement cunéiforme. L'insert est logé dans la plaque de sorte que les faces 6 apparentes de cet insert soient coplanaires aux deux faces 7 de la plaque.
Classiquement, pour sa réalisation : - on détermine pour chaque élément de protection une zone 8, 9, 10 qui, lorque l'élément de protection correspondant est fixé sur la plaque, sera recouverte du dit élément de protection, lesquelles zones sont appelées latérales 8, 9 pour les liteaux et supérieure 10 pour l'insert,
- dans chacune des zones ainsi déterminées, on perce au moins un trou traversant la plaque conductrice et,
- on fixe chaque élément 4, 5 de protection sur la plaque 1 conductrice de manière que les parties de l'élément de protection jouxtant les faces de la plaque soient reliées entre elles par des organes 4a, 5a s'insérant dans les trous précités.
De préférence, la matière constituant le liteau est différente de celle utilisée pour l'insert mais, dans tous les cas, la matière utilisée pour la fabrication des éléments de protection est isolante électriquement et résistante chimiquement à la solution ionique.
Par exemple, pour l'affinage du zinc, la plaque conductrice est en aluminium mais sa composition peut être différente notamment dans le cas d'un tout autre type de production de métal par dépôt électrolytique. Classiquement :
- pour une plaque conductrice de dimensions et de forme déterminées, on constitue deux demi-moules 11, 12 principaux comportant chacun au moins indirectement des moyens de positionnement de la plaque ainsi qu'au moins en un emplacement prédéterminé pour correspondre sur la plaque aux zones qui seront recouvertes par l'élément de protection au moins une demi-coquille 13, 14 de moulage et, - on surmoule le dit élément de protection sur la plaque, ce pourquoi :
. on écarte les deux demi-moules 11, 12, . on positionne entre les demi-moules la plaque 1 conductrice,
. on ferme les demi-moules et . on injecte un matériau thermoplastique, . on refroidit au moins partiellement le matériau thermoplastique,
. on écarte ensuite les demi-moules et, . on retire la plaque.
On réalise donc l'insert et/ou les liteaux par la technique du moulage par injection. Selon l'invention :
- on réalise en une seule opération, la fabrication et la fixation à la fois des liteaux et de l'insert et ce, quelle que soit la spécificité de la matière isolante utilisée pour les éléments de protection de chaque type et, pour cela,
- on injecte, dans chaque demi-coquille, un matériau thermoplastique spécifique à l'élément de protection correspondant en contrôlant pour chaque point d'injection au moins la vitesse d'injection, la pression et la température du matériau injecté.
Dans le cas de l'insert, sur chacune des faces de la plaque, sur toute la section occupée par l'insert et sur une profondeur déterminée de manière à préserver une âme suffisamment épaisse pour assurer une résistance suffisante aux sollicitations d'un outil cunéiforme, on réalise un lamage et on perce la dite âme d'une pluralité de trous traversant 17a, 17b dont les tailles et la disposition dans l'espace sont déterminées de manière à tendre vers une répartition égale de la matière sur toute la surface de l'insert et à assurer une parfaite solidarité avec la plaque.
Avantageusement, on adapte la pression de fermeture pour chaque groupe de demi-coquilles. On injecte à faible vitesse et sous une faible pression la matière destinée à la réalisation de l'insert pour éviter, d'une part, la déformation de l'âme et, d'autre part, l'apparition de toilage en périphérie. Egalement, on injecte la matière destinée à l'insert au centre de la demi-coquille correspondante et, afin de tendre vers une répartition égale de la matière sur toute la surface de l'insert, on répartit les trous forés dans l'âme selon une taille allant décroissante vers l'extérieur.
Pour cette répartition, de préférence, on réalise dans l'âme un trou central 17a et autour de celui-ci, répartie sur au moins un cercle une série de trous périphériques 17b de diamètres plus faibles que le trou central 17a.
Avantageusement, on chanfreine les bords du lamage dans lequel se loge l'insert.
Les moyens en vue de la mise en oeuvre du procédé comprennent: - deux demi-moules 11, 12, chacun comportant des moyens de positionnement de la plaque et autant de demi- coquilles 13, 14 que d'éléments 4, 5 de protection à réaliser, des moyens 19 de contrôle de la pression de fermeture de chaque groupe de demi-coquilles.
Dans le cas de plaques pourvues d'éléments de protection de deux types différents, les moyens comprennent en outre au moins deux groupes 20 d'injection indépendants avec leurs moyens de contrôle de la vitesse, la pression et la température d'injection.
Avantageusement, chaque buse d'injection de chaque groupe d'injection est relié à chaque point d'injection des demi-coquilles par un canal 21 chaud thermorégulé.
Avantageusement, au moins les demi-coquilles pour le surmoulage des liteaux présentent une lèvre 30 qui s'étend légèrement à l'extérieur du volume qui sera rempli par la matière du moulage, lesquelles lèvres sous l'effet de la pression de fermeture pénètrent légèrement dans la plaque conductrice et évitent ainsi, d'une part, de devoir rectifier la plaque avant moulage et, d'autre part, le toilage de la matière.
La plaque conductrice ainsi obtenue est remarquable en ce que les éléments de protection sont surmoulés sur la plaque qui, dans les zones recouvertes, présente des trous d'ancrage du matériau.
Dans le cas de l'insert, elle est en outre caractérisée en ce qu'elle est pourvue dans une zone prédéterminée de deux lamages 15 logeant chacun une fraction de l'insert et dont la profondeur préserve une âme 16 dont l'épaisseur est suffisante pour assurer une rigidité mécanique aux sollicitations mécaniques qu'exerce habituellement un outil cunéiforme. Selon l'invention, au niveau de l'insert, l'âme est traversée d'un trou central 17a et comporte une pluralité d'autres trous 17b qui, répartis sur toute la section, sont de taille décroissante en allant vers l'extérieur.
Selon l'invention, les bords du - lamage logeant l'insert présente un chanfrein 24.
Avantageusement, ce chanfrein augmente l'étanchéité au niveau de l'insert au moment du retrait de la matière lors du refroidissement.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les orifices de l'âme sont répartis selon un pas angulaire prédéterminé et, par exemple, sont répartis suivant deux cercles concentriques selon un pas angulaire de 45°, les orifices d'un cercle étant décalés angulairement d'environ 22°5 par rapport à ceux de l'autre cercle. La surface de matière préservée de l'âme est supérieure à la somme des surfaces des découpes.
Dans un exemple de réalisation, pour une plaque conductrice en aluminium de sept millimètres d'épaisseur :
- la profondeur des lamages est de deux millimètres, - l'épaisseur de l'âme de trois millimètres, le trou central est de vingt millimètres de diamètre,
- la première série de trous est de huit millimètres de diamètre et, - la seconde série de trous de six millimètres de diamètre. Le thermoplastique utilisé pour l'insert est de préférence un polypropylène chargé de 30 % de fibre de verre.
Le thermoplastique utilisé pour les liteaux est, par exemple, un polypropylène non chargé.
Le procédé développé pour l'équipement en liteaux et inserts de protection apporte les avantages suivants :
- l'utilisation d'une machine bi-injection permet de réaliser l'habillage complet d'une cathode en une seule opération, l'usage d'une machine à fermeture hydraulique dimensionnée permet d'utiliser la cathode comme insert et d'assurer une force de verrouillage réglable et constante afin de répondre aux variations d'épaisseur et petites irrégularités de surface de la cathode ainsi qu'à maîtriser un quelconque fluage de la plaque d'aluminium utilisée comme insert,
- la conception du moule permettra le moulage des deux liteaux ainsi que l'insert de protection, - le procédé de l'injection thermoplastique permet d'appliquer de façon très intime le matériau sur la plaque d'aluminium afin d'éviter les infiltrations de zinc lors de l'électrolyse qui ont pour effet d'arracher au cours du temps les liteaux et l'insert de protection ; de plus, l'opération de moulage permet de suivre toutes les irrégularités de surface et de noyer les trous d'accrochage en les rendant solidaires du liteau,
- le procédé d'injection ne demande pas d'usinages précis au niveau des alésages déterminant l'insert de protection ainsi que pour les trous perforés assurant la bonne tenue des liteaux,
- le procédé d'injection permet aussi de choisir des matières thermoplastiques différentes de faible densité, chargées ou non chargées, colorées ou non colorées, - le procédé d'injection donne une durée de vie aux équipements thermoplastiques voisine de celle de la cathode avec comme avantages :
. fiabilité du procédé, . coût économique de montage, . coût d'entretien extrêmement réduit, . amélioration de la productivité, . recyclage des cathodes en cas d'incidents, . augmentation de la surface active des cathodes par diminution de la largeur des liteaux.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une plaque électriquement conductrice, pourvue d'un dispositif de protection, lequel dispositif de protection est constitué d'au moins un des éléments de protection (4, 5) que sont d'une part, un élément de protection, ci-après appelé liteau constitué d'une matière électriquement isolante, éventuellement scindé en plusieurs tronçons garnissant au moins les chants latéraux de la plaque et qui empêche le dépôt de matériau sur les chants et, de ce fait, la liaison par un pont de matériau des couches de matériau déposées sur les deux faces et, d'autre part, au moins un élément de protection (5) ci-après appelé insert constitué d'une matière isolante, logé dans l'épaisseur de la plaque, dans une zone prédéterminée de cette plaque qui généralement se situe en partie supérieure de cette plaque et sera partiellement recouverte par la couche de matériau pour permettre d'y amorcer le décollement de ladite couche de matériau à l'aide d'un outil généralement cunéiforme, dans lequel procédé :
- on détermine pour chaque élément de protection une zone (8, 9, 10) qui, lorque l'élément de protection correspondant est fixé sur la plaque, sera recouverte du dit élément de protection, lesquelles zones sont appelées latérales (8, 9) pour les liteaux et supérieure (10) pour l'insert,
- dans chacune des zones ainsi déterminées, on perce au moins un trou traversant la plaque conductrice et,
- on fixe chaque élément (4, 5) de protection sur la plaque (1) conductrice de manière que les parties de l'élément de protection jouxtant les faces de la plaque soient reliées entre elles par des organes (4a, 5a) s'insérant dans les trous précités, et dans lequel procédé : - pour une plaque conductrice de dimensions et de forme déterminées, on constitue deux demi-moules (11, 12) principaux comportant au moins indirectement chacun des moyens de positionnement de la plaque ainsi qu'au moins en un emplacement prédéterminé pour correspondre sur la plaque aux zones qui seront recouvertes par l'élément de protection au moins une demi-coquille (13, 14) de moulage et, - on surmoule le dit élément de protection sur la plaque, ce pourquoi :
. on écarte les deux demi-moules (11, 12) , . on positionne entre les demi-moules la plaque (1) conductrice, . on ferme les demi-moules et
. on injecte un matériau thermoplastique, on refroidit au moins partiellement le matériau thermoplastique,
. on écarte ensuite les demi-moules et, . on retire la plaque, ce procédé étant CARACTERISE en ce que :
- on réalise en une seule opération, la fabrication et la fixation à la fois des liteaux et de l'insert et ce, quelle que soit la spécificité de la matière isolante utilisée pour les éléments de protection de chaque type et, pour cela,
- on injecte, dans chaque demi-coquille, un matériau thermoplastique spécifique à l'élément de protection correspondant en contrôlant pour chaque point d'injection au moins la vitesse d'injection, la pression et la température du matériau injecté.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on adapte la pression de fermeture pour chaque groupe de demi-coquilles.
3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, dans le cas de l'insert, sur chacune des faces de la plaque, sur toute la section occupée par l'insert et sur une profondeur déterminée de manière à préserver une âme suffisamment épaisse pour assurer une résistance suffisante aux sollicitations d'un outil cunéiforme, on réalise un lamage et on perce la dite âme d'une pluralité de trous traversant (17a, 17b) dont les tailles et la disposition dans l'espace sont déterminées de manière à tendre vers une répartition égale de la matière sur toute la surface de l'insert et à assurer une parfaite solidarité avec la plaque.
4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on injecte à faible vitesse et sous une faible pression la matière destinée à la réalisation de l'insert pour éviter, d'une part, la déformation de l'âme et, d'autre part, l'apparition de toilage en périphérie.
5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'on injecte la matière destinée à l'insert au centre de la demi-coquille correspondante et, afin de tendre vers une répartition égale de la matière sur toute la surface de l'insert, on répartit les trous forés dans l'âme selon une taille allant décroissante vers l'extérieur.
6. Moyens pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 comprenant une plaque conductrice (1) pourvue, d'une part, sur au moins deux de ses chants (3) d'un élément (4) de protection en forme de U dit liteau (4) dont les branches (4b, 4c) coiffent les dits chants et, d'autre part, dans une zone prédéterminée d'un autre élément (5) de protection dit insert, en deux parties, logées chacune dans une fraction de l'épaisseur de la plaque de manière que les faces (6) apparentes de cet insert (5) soient coplanaires aux deux faces (7) de la plaque, ces moyens étant caractérisés en ce qu'ils comprennent en outre :
- deux demi-moules (11, 12) , chacun comportant des moyens de positionnement de la plaque et autant de demi- coquilles (13, 14) que d'éléments (4, 5) de protection à réaliser,
- des moyens (19) de contrôle de la pression de fermeture de chaque groupe de demi-coquilles.
7. Plaque électriquement conductrice pourvue, d'une part, sur au moins deux de ses chants (3) d'un élément (4) de protection en forme de U dit liteau (4) dont les branches (4b, 4c) coiffent les dits chants et, d'autre part, dans une zone prédéterminée d'un autre élément (5) de protection dit insert, en deux parties, logées chacune dans une fraction de l'épaisseur de la plaque de manière que les faces (6) apparentes de cet insert (5) soient coplanaires aux deux faces (7) de la plaque, caractérisée en ce qu'elle est obtenue avec le procédé selon la revendication 1.
8. Plaque électriquement conductrice selon la revendication 7 caractérisée en ce que, dans le cas de l'insert, elle est pourvue dans une zone prédéterminée de deux lamages (15) logeant chacun une fraction de l'insert et dont la profondeur préserve une âme 16 dont l'épaisseur est suffisante pour assurer une rigidité mécanique aux sollicitations mécaniques qu'exerce habituellement un outil cunéiforme.
9. Plaque électriquement conductrice selon la revendication 8 caractérisée en ce qu'au niveau de l'insert, l'âme est traversée d'un trou central (17a) et comporte une pluralité d'autres trous (17b) qui, répartis sur toute la section, sont de taille décroissante en allant vers l'extérieur.
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