Brevet FR2026648A1 — publié le 19700918

la présente invention est relative à des batteries d'accumu- lateur dans lesquelles des groupes d'éléments sont interconnectés à travers un trou ménagé dans une cloison qui sépare les éléments respectifs placés dans un bac de batterie. L'invention se rapporte en particulier à un procédé perfectionné de fusion électrique et de formation de tels connections utilisant une technique d'extrusion et de fusion par résistance. Le procédé perfectionné présente un degré élevé de fiabilité et convient particulièrement bien aux chaînes de fabrication en grande série. L'invention fournit un procédé perfectionné de formation d'une connexion traversant la cloison d'une batterie par une technique d'extrusion et de fusion qui simplifie l'opération de formation des connexions et produit des connexions extrêmement sûres dans les conditions de fabrication en grande série. D'autres caracteristiques et avantages de l'invention appa rairont au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels la Fig. 1 est une vue en élévation frontale en partie en coupe d'une batterie fabriquée selon l'invention ; la Fig. 2 est une vue en coupe d'une cloison de séparation de batterie comportant des barrettes qui sont-pressées contre elle de part et d'autre d'un trou, dans un premier stade du procédé de l'invention ;; la Fig. 3 est une vue similaire à celle de la Fig. 1 mais représenté un second stade du procédé au cours duquel des parties des barrettes sont extrudées dans le trou et s'y rejoignent la Fig. 4 représente une vue similaire à celle de la Fig. 2 et représente un troisième stade du procédé dans lequel les parties extrudées sont réunies par fusion et sont extrudées à nouveau pour remplir le trou les Fig. 5 et 6 sont des vues en coupe représentant d'autres modes de réalisation de connexions qui peuvent tre réalisées selon l'invention. Selon l'invention, on emploie une technique d'extrusion et de fusion pour réaliser une connexion traversant lacloison et soudée par résistance, dans des batteries d'accumulateurs éleetri- ques, en particulier dans des batteries dtaccumuîateurs à l'acide et au plomb. Le procédé met en Jeu les stades fondamentaux de pressage, d'extrusion, de fusion et d'extrusion, de maintien et et de libération. Les barrettes en plomb ou en alliage à base de plomb des plaques de batterie sont munies de pattes verticales qui sont disposées en alignement de part et d'autre d'un trou de la cloison de séparation des éléments d'accumulateur de la batterie. Deux manchons de maintien en regard ensèrrent les pattes en contact étanche avec la partie de la cloison qui entoure le trou.Deux électrodes extrudées coulissent axialement à l'intrieur des manchons et, sous l'effet d'une pression, extrudent des parties de chaque patte l'une vers l'autre jusqu'à ce qu'elles se rejoignent dans le trou et l'extrusion cesse alors. On fait circuler un courant entre les électrodes et les parties extrudées.La chaleur engendrée provoque la fusion de l'interface entre les deux parties extrudées et le ramdlissement du métal qui les entoure. -Au moment du ramollissement du métal et sous l'effet de ladite pression, une nouvelle extrusion du métal a lieu jusqu a ce que les parties extrudées remplissent le trou, soient en contact étanche au liquide avec la paroi définissant le trou#et- soient réunies par fusion; Il suffit qu'une seule patte comporte une partie extrudée, mais il s'est avéré que si les deux pattes comportent des parties extrudées, on obtient des connexions plus- saines, Le courant est finalement coupé et on laisse refroidir la connexion. Dans les dessins annexés, on emploie les mêmes numéros pour désigner des parties analogues. La Fig. 1 représente une batterie comportant un certain nombre d'éléments accumulateur 2. Les éléments d'accumulateur 2 sont interconnectés en série au moyen de la connexion traversant la cloison 3 qui raccorde les plaqies positives d'un groupe d'éléments d'accumulateurs aux plaques négatives du groupe adjacent suivant. Au cours du procédé de fa brlcation de la batterie 1, les plaques individuelles et les separateurs sont empilés en groupe d'éléments d'accumulateurs 2 et des barrettes leur sont fixées de façon classique de telle sorte que chaque groupe d'éléments d'accumulateur puisse être manipulé ensuite effectivement sous la forme d'un ensemble unitaire.Le groupe d'éléments d'accumulateur est placé dans un compartiment de la batterie 1 et la formation de la connexion traversant la cloison commence. Les Fig. 2, 3 et 4 représentent d'une manière générale les trois stades fondamentaux du procédé de formation des connexions. La Fig. 2 représente le premier stade du procédé qui comrp~enc;e 'aprbs que les groupes d'éléments d'accumulateur 2 ont été placés dans leur compartiment respectif. Une cloison 4 sépare un compartiment suivant et comporte un trou 14. Des barrettes 8 destinées aux groupes respectifs d'éléments d'accumulateur ont déjà été fixées aux pattes positives et négatives 10 et 12 respectivement des groupes d'éléments d'accumulateur. Les barrettes 8 comportent des parties formant pattes verticales 6 qui sont positionnées en regard de part et d'autre du trou 14 lorsque les groupes 2 sont placés dans la batterie. Pour commencer le procédé de formation de la connexion à travers la cloison, deux manchons de maintien 16 en regard sont en contact avec les pattes verti cales 6 et on les presse l'un contre l'autre en contact étanche avec la cloison 4.Pendant qu'ils sont pressés en contact étan che avec la cloison 4 et comme représenté à la Fig. 3, des élec trodes d'extrusion 18 opposées glissent sous l'effet d'une pres sion constante exercée coaxialement dans les manchons 16 et extrudent des parties 20a et 20b des pattes 6 dans le trou 14. Ces parties- extrudées 20a et 20b se rejoignent à l'intérieur du trou et l'extrusion cesse alors. On fait ensuite circuler un courant électrique entre les électrodes 18 et dans les parties extrudées 20a et 20b, ce qui provoque d'abord une fusion et une réunion des parties extrudées 20a et 20b à leur point de contact.Comme représenté à la Fig. 4, la ehaleur engendrée ramollit les parties extrudées 20a et 20b et a pour effet que les électrodes d'extru sion 18 qui sont encore sous l'effet de la même pression cons tante extrudent encore du métal dans le trou 14. Ce métal supplémentaire fond et la connexion 20 est ainsi formée sous sa forme préférée, chacune des électrodes d'extrusion 18 comporte des butées mécaniques (non représentée) pour assurer qu'elles ntextru- dent pas une trop grande partie de la matière ramollie, extrudée 20a et 20b et empêcher que du matériau fondu provenant des pattes ne soit refoulé hors du trou 14. Toutefois, -en utilisant uniquement la pression hydraulique établie dans le trou, on peut mettre en oeuvre le procédé sans employer les butées. Lorsque les butées ont été atteintes et lorsque le tro#u 14 est rempli, le courant est coupé et on laisse refroidir la connexion 20 pendant un mo ment pendant qu'il est encore sous l'effet de la pression appliquée aux électrodes d'extrusion 18 et aux manchons de maintien 16. Lorsqu'un refroidissement suffisant a été obtenu pour assurer la connexion possède une bonne résistance, on enlève les électrodes d'extrusion 18 et les manchons 16 et la batterie e t transfOrSe au poste suivant pour y subir un nouveau traitement. La Fig. 5 représente un autre mode de mise en oeuvre du procédé dé l'invention. Dans ce mode de mise en oeuvre, la barrette et la patte sont supprimées et un certain nombre de pattes- - de grille individuelles 10 et 12 sont liées les unes aux autres, extrudées dans le trou et réunies par fusion de la manière déc#i- te ci-dessus. La-Fig. 6 représente un autre mode de réalisation de l'invention. Dans-celui-ci la patte 6 est munie d'une bague dtdtan- chéité supplémentaire 22. Un siège 24 destiné à la bague est prévu dans la. cloison 4. La-bague d'étanchéité 22 et le siège 24 peuvent être formés simultanément pendant le stade d'extrusion au moyen d'un out-il de forme appropriée (ctest-à-dire ltélec- trode d'extrusion ou le manchon de maintien). Selon une variante le siège 24 peut être formé initialement dans la cloison lorsque le trou y est perforé.La bague d'étanchéité 22 peut être ensuite préformée dans la patte 6 au moment de la coulée ou de l'extru- sion dans le siège préformé au moment de la formation de la connexion traversant la cloison, ce dernier type de formation étant préféré du fait qu'il nécessite des moules de barrettes plus simples et supprime les problèmes d'alignement qui tendent à se poser lorsque les pattes comportent des saillies. Dans une application particulière de l'invention, la cloison 4 est réalisée en un homopolymère, en polypropylène, ou de prd- férence en un copolymère de propylène et d'éthylène qui possède une meilleure résistance aux chocs. La cloison a une épaisseur d'environ 1,9 mm. Le trou a un diamètre d'environ 11 mm et traverse la cloison, les pattes 6 ont une épaisseur de 7,37 mm et sont en un alliage constitué par 96,5 % de plomb, 0,5 % d'ar senic et 3 ffi d'antimoine. Les manchons de maintien 16 ont des diamètres internes de 10,32 mm et exerce sur les pattes situées contre la cloison une pression d'environ 113,5 kg. Les électrodes d'extrusion 18 ont un diamètre externe de 8,33 mm et extrudent les pattes sous une pression de 544,8 kg. A cette pression, le stade initial d'extrusion nécessite une durée d'environ 2 secondes. Pendant que les parties extrudées sont encorisous pression, on fait circuler un courant de 5.500 à 6.000 A environ dans les parties extrudées pendant 1/6 seconde environ et à une tension comprise entre 8 et 9 V. L raque les parties extrudées se tou chant sont réunies par fusion, on maintient ltensemble pendant une demi-seconde environ pour solidifier la connexion de façon suffisante pour assurer le maintien de la connexion électrique et étanche ainsi formée. REVENDICATIONS 1/ Procédé de formation d'une connexion électrique étanche aux liquides à travers au moins un trou d'une paroi d'un bas de batterie d'accumulateurs, dans lequel deux éléments électriquement conducteurs sont situés en face l'un de l'autre, de part et d'autre du trou et le recouvrant, caractérisé en ce qu'il consiste à serrer les éléments (6) et la paroi (4) fortement l'un contre l'autre, à extruder initialement une première partie t20a) d'au moins un des éléments dans le trou jusqu a ce qu'il vienne en contact avec une seconde partie (20b) de 11 autre élément, à faire passer un courant électrique dans lesdites parties, pour les réunir par fusion à leur point de contact, à extruder à nouveau la première partie et à réunir par fusion la première et la seconde parties jusqu'à ce que la première partie remplisse le trou (14) et soit en contact étanche avec le trou, à interrompre la circulation de courant électrique dans lesdites parties et à laisser refroidir lesdites parties pour maintenir ladite partie en contact étanche avec le trou. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en: ce qu'il est prévu un siège annulaire d'étanchéité de part et d'autre de la cloison et entourant le trou, et on forme une bague d'étanchéité sur la patte, et on fait reposer la bague sur le siège avant d'extruder une partie de chacune des pattes dans trou. 3/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague d'étanchéité et son siège sont formés simultanément sur chacune des pattes et. dans la cloison respectivement.