Brevet FR2053337A1 — publié le 19710416

La présente invention concerne les accumulateurs électriques et leurs dispositifs d*étanchéité. Un accumulateur éta La présente invention a pour objet un dispositif d'étanchéi- 20 té pour accumulateur, comprenant un organe de fermeture, destiné à fermer l'étui d'un accumulateur de manière étanche au gaz, peroé d'un trou situé en contrebas par rapport à sa surface et qui d ' forme un siège d'obturation concave,un organe étanchéité suscep -tible de céder, présentant une partie convexe, destinée à porter 2 5 contre ledit siège et à fermer ledit trou, et un organe de retenue de l'organe d'étanchéité, fixé à l'organe de fermeture et qui presse la partie convexe de l'organe d'étanchéité contre ledit siège sous pression telle que le matériau constitutif de cet organe cède pour laisser du gaz s'échapper quand la pression de gaz 30 régnant dans l'accumulateur dépasse une valeur donnée. De préférence, la partie convexe de l'organe d'étanchéité est tronconique et présente une extrémité arrondie. Envariante, l'organe-d'étanchéité est un boulet dont une partie de la surface forme ladite partie convexe, et de préférence un boulet moulé d' 35 un seul tenant avec une collerette longeant le joint du moule. On choisit de préférence la forme, les dimensions et la nature de l'or.jane d'étanchéité de manière à ce que ce dernier soit compressible et susceptible de céder sous pression pour ménager un trajet d'échappement de gaz de nature à se refermer her-40 métiquement aussitôt après décompression. 70 28126 2 2053337 L'organe de retenue peut être réuni de manière non hermétique à l'organe de fermeture, par exemple lui être fixé par soudure par points et/ou présenter un trou d'échappement de gaz. L'invention vise encore un accumulateur électrique compre-p nant un étui lui présente un rebord annulaire à une extrémité et est feri.x _ l'autre extrémité, des plaques ou éléments positifs et négatifs logés dans cet étui et un dispositif d1étanchéité tel que décrit ci-dessus, l'organe de fermeture de ce dispositif formant le couvercle de l'accumulateur et étant scellé à l'étui de 10 manière étanche au gaz au-dessous du rebord annulaire. L'organe de retenue du dispositif d'étanchéité peut être relié aux plaques positives logées dans l'étui et former ainsi l'électrode positive de l'accumulateur, les plaques négatives étant reliées à l'étui, qui forme ainsi l'électrode négative de 15 l'accumulateur. On va maintenant décrire à titre d'exemple deux modes de réalisation suivant l'invention, en se référant au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue en élévation avec coupe transver-20 sale partielle d'un accumulateur au nickel-cadmium, dont elle montre le dispositif d'étanchéité, et, - la figure 2 montre un dispositif d'étanchéité suivant une variante. Gur la figure 1, on voit un accumulateur au nickel-cadmium 25 comportant des plaques positives et négatives, désignées par la référence générale 10, enfermées dans un récipient étanche formé par un étui 11 en acier nickelé et par un couvercle supérieur 12 en. acier, fixé sur l'étui 11, de manière étanche au gaz, au moyen d'un joint classique 13. le couvercle 12 est relié par une 30 barrette conductrice 17 aux plaques positives et forme l'électrode positive èe l'élément et l'étui 11 est relié aux plaques négatives par une seconde barrette conductrice (non représentée) et forme l'électrode négative de l'élément. Le joint 13 est en isolant électrique, par exemple "Nylon", 35 et forme l'isolateur qui sépare les électrodes positive et négative de l'élément. Le joint entoure étroitement le bord du couvercle 12 et est comprimé entre ce bord et un rebord déformé de l'étui 11, qui comporte un bourrelet 14 et une lèvre annulaire 15 rabattue vers 1»intérieur autour du sommet de l'étui, que l'on 40 sertit contre le joint 13 après mise en place du couvercle. 70 28126 3 2053337 Pour assurer une bonne étanchéité au gaz entre l'étui 11 et le couvercle 12, on peut revêtir avant assemblage le joint 13 d'une matière de scellement telle que bitume. Comme noté plus haut, dans un accumulateur au nickel-cadmium, 5 de l'oxygène se dégage au niveau des plaques positives pendant la charge de l'accumulateur. Celui-ci présente donc un évent assurant une décompression chaque fois que la pression dépasse une valeur donnée, et un dispositif d'étanchéité associé qui referme hermétiquement l'accumulateiu: pour éviter toute perte ultérieure 10 d'électrolyte sous pression et toute pénétration de gaz carbonique atmosphérique dans l'élement. L'évent est un trou 20 percé dans le couvercle 12. Ce trou 20 débouche dans une dépression concave 19» ménagée dans la face supérieure du couvercle, qui joue le rôle de siège vis-à-vis de 15 la partie convexe 25 d'un organe d'étanchéité 23, susceptible de céder, qui s'applique contre le siège dù couvercle et referme le trou. Un capuchon de retenue 21 est emboîté, sur l'organe d'étanchéité 23 et fixé par soudure par points au couvercle 12. Cet élément de retenue 21 présente aussi, du moins dans l'exemple choisi, 20 un trou 22. L'organe de retenue à la hauteur voulue pour appliquer hermétiquement la partie convexe 25 de l'organe d'étanchéité contre son siège et pour empêcher l'organe d'étanchéité de se dilater. La pression d'application de l'organe d'étanchéité 23 contre son siège est telle que lorsqu'un excès de pression déterminé 25 apparaît dans l'élément, l'organe d'étanchéité cède sous l'effet de la pression pour établir un trajet de fuite de gaz qui se referme hermétiquement dès que le gaz s'est échappé, sans que l'ensemble de l'élément d'étanchéité se soulève de son siège. On constate que, par ce mode d'action, l'organe d'étanchéité referme 30 hermétiquement l'accumulateur pour interrompre en temps voulu la décompression et interdit l'entrée de gaz carbonique atmosphérique. Le gaz de fuite passe d'abord dans le capuchon 21, puis entre ce dernier et le couvercle 12 et s'échappe p?.r le trou 22 dans l'atmosphère. On peut éventuellement relier hermétiquement le capu-35 chon 21 au couvercle 12. 2n variante, on peut s'abstenir de percer le trou 22 dans le capuchon 21. Sur la .figure 1, l'organe d'étanchéité 23 présente un sommet plat qui porte contre le capuchon 21 et un tronçon cylindrique 26 qui surmonte un tronçon tronconique 27 à base arrondie 28, le 40 tronçon tronconique 27 et sa base arrondie 28 formant la partie 70 28126 4- 2053337 convexe 25 de l'organe d'étanchéité, qui s'applique contre le siège formé par la dépression 19 du couvercle 12. La figure 2 représente un organe d'étanchéité modifié, formé par un boulet moulé 23a, pressé entre le capuchon 21 et la dépression 19 de la face supérieure du couvercle 12 et solidaire 5 d'une collerette 24, longeant le joint du Eioule de formation du boulet et destinée à éviter que le boulet ne pivote au point que le joint de moule ne pénètre dans la dépression 19. Dans ce cas, la partie convexe 25 assurant 1'étanchéité est formée par la partie de surface du boulet 23a située au-dessous de la colleret-10 te 24. Pour choisir le matériau le plus propre à constituer l'élément d'étanchéité 23 ou 23a, on détermine la pression de gaz pour laquelle il faut assurer la décompression de l'accumulateur et l'on choisit un matériau doté de caractéristiques telle qu'-15 un organe d'étanchéité ayant la forme et les dimensions choisies présente sous cette pression le degré de compression et l'aptitude à céder désirés. Le matériau choisit présente, du moins dans l'exemple considéré, une aptitude à céder à la pression telle que l'élément d1étanchéité ménage un trajet d'échappement 20 de gaz qui se referme immédiatement après tout écoulement de gaz. Le matériau choisi est aussi de nature à résister aux alcalis pour ne pas être endommagé par l'élec'trolyte. Les "Néoprènes" sont particulièrement indiqués. Un "Néoprène"-préféré est un "ITéoprène" exempt de soufre, 25 combiné avec divers additifs pour présenter les caractéristiques suivantes : indice dureté "I.H.H. : 52 résistance à la traction : 170 kg/cm2 module à 300 0/o d'allongement : 63 kg/cm2 30 allongement à la rupture : 650 yj pourcentage de déformation par compression à 70°C : 17,4$ module de torsion à -20°C Rapport : 1,95 module de torsion à +20°C 35 Parmi les additifs figurent des anti-oxydants, plastifiants, lubrifiants et durcisseurs. A partir de tels matériaux, on peut mouler les organes d'étanchéité 23 et 23a décrits ci-dessus par application de chaleur et de pression pendant un temps prescrit. Parmi d'autres matériaux propres à former 1'organe d'étan-40 chéité figurent d'autres types de "Néoprènes", le caoutchouc 70 28126 5 2053337 d!éthylène-propylène, le caoutchouc de butyle, le "Thiokol" et le polyuréthane, combinés avec des additifs convenables. Les deux types d'organe d ' >-*ta ' chéité décrits ci-dessus sont simples, peu coûteux et f:\ciles b poser. outre, ils referment 5 hermétiquement 1 ' accumulateur eprès d .compression , de sorte que celui-ci peut fonctionner normalement pendant ur. temps prolongé. 70 28126 6 2053337 REVENDICATIONS 1)Dispositif d'étanchéité pour accumulateur caractérisé en ce qu'il comprend un organe de fermeture, destine à fermer un étui d'accumulateur de manière étanche au gaz, percé d'un trou 5 situé en contrebas par rapport à sa surface et qui forme un siège d'obturation concave, un organe d'étanchéité susceptible de céder, présentant une partie convexe, destinée à porter contre ledit siège et à fermer ledit trou, et un organe de retenue de l'organe d'étanchéité, fixé à l'organe de fermeture et qui presse la par-10 tie convexe de l'organe d'étanchéixé contre ledit siège sous pression telle que le matériau constitutif de cet organe cède pour laisser du gaz s'échapper quand la pression de gaz régnant dans l'accumulateur dépasse une valeur donnée. 2)Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caracté-15 risé en ce que la partie convexe de l'organe d'étanchéité est un tronçon tronconique à extrémité arrondie. 3)Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'étanchéité est un boulet, une partie de la surface du boulet formant ladite partie convexe de cet organe. 20 4)Dispositif d'étanôhéité selon la revendication 3, caracté risé en ce que l'organe d'étanchéité est un boulet moulé solidaire d'une collerette qui entoure la ligne de joint du moule. 5)Dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'.on choisit la forme, 25 les dimensions et'la nature de l'organe d'étanchéité de manière à ce que ce dernier soit compressible et susceptible de céder sous pression pour ménager un trajet d'échappement de gaz qui se referme hermétiquement sitôt après décompression. 6)Dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des revendi-30 cations précédentes, caractérisé en ce que le matériau choisi pour former l'élément d'étanchéité résiste aux alcalis. 7)Dispositif d'étanchéité selon la revendication 6,caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité est en "ïîéoprène". 8)Dispositif d'étanchéité selon la revendication 7,caractéri-35 sé en ce que le "Néoprène" est un "Néoprène" modifié exempt de soufre, combiné avec des additifs comportant des anti-oxydants, plastifiants, lubrifiants et durcisseurs. 9)Dispositif d'étanchéité selon la revendication 6, caractérisé en ce que organe d'étanchéité est/un matériau choisi parmi 40 le caoutchouc d'éthylène-propylène, le caoutchouc de butyle, le 28126 7 2053337 "Thiokol" et le polyuréthane, le matériau choisi étant convenablement combiné. 10)Dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de retenue est fixé de manière non hermétique sur l'organe de fer meture. 11)Dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de re tenue présente un trou d'échappement de gaz. 12)Accumulateur d'éléctricité rechargeable comprenant un étui qui présente un rebord annulaire à une extrémité et est fermé à l'autre extrémité, et des plaques ou élément positif et négatif logées dans cet étui, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications précédentes, l'organe de fermeture de ce dispositif formant le couvercle de l'accumulateur et étant fixé sur l'étui, de manière étanche au gaz, au-dessous du rebord annulaire. 13)Accumulateur d'électricité rechargeable selon la reven dication 12, caractérisé en ce que l'organe de retenue du dispositif d'étanchéité est relié aux plaques positives logées dans l'étui et forme ainsi l'électrode positive de l'élément, les plaques négatives étant reliées à l'étui, qui forme ainsi l'électrode négative de l'élément.