Brevet FR2027560A1 — publié le 19701002

La présente invention est relative de manière générale à des "batteries d'accumulateurs en matière plastique et, plus particulièrement, à une structure de paroi terminale conçue à leur effet. 5 De manière typique, les bacs de "batteries ont été consti tués jusqu'à présent de matériaux tels que du "bois, de l'ébonite, plus récemment, des matières plastiques telles que le polypropy-lène. Bien qu'il soit souhaitable d'assembler ces "batteries de matière plastique par scellage à chaud du couvercle de matière 10 plastique sur le "bac également de matière plastique, il est également difficile d'aligner les "bords du couvercle des bacs au cours du processus de scellage à chaud. De manière caractéristique, les batteries de matière plastique sont constituées de sections rigides relativement minces d'une manière telle que le po-15 lypropylène mentionné ci-dessus. Le bac est sensiblement rectangulaire et comprend une paire de parois terminales, une paire de parois latérales et un fond. A l'intérieur du bac sont disposées une série de cloisons séparatrices, parallèles et verticales susceptibles de retenir les éléments individuels de la batterie d'ac 20 cumulateur. Les parois et le fond sont formés au cours d'une opération de moulage unique de manière à créer un bac étanche aux fluides. De manière similaire, le couvercle de la batterie est moulé à partir du même matériau que le bac lui-même. Une fois que le bac et les cloisons qui séparent les élé-25 ments sont formés, les plaques et les bornes nécessaires sont introduites dans le bac et le couvercle est scellé à chaud à la partie supérieure des parois latérales, des parois terminales et des cloisons séparatrices du bac. Une série d'éléments de guidage situés sur le couvercle guide la partie supérieure des parois du 30 bac dans une série de rainures prévues dans le couvercle. Lorsque les bacs sont moulés en une pièce, les parois terminales ne restent pas toujours verticales après le processus de moulage, mais s'incurvent ou se bombent au hasard vers l'intérieur ou vers l'extérieur. Comme les parois latérales sont renforcées 35 par les cloisons séparatrices, elles n'ont pas tendance à.s'incurver, mais restent verticales vis-à-vis du fond. Pour minimiser la déformation des parois terminales, il est prévu dans celles-ci n-nA série de nervures qui jouent le rôle de renfort pour les parois terminales minces. Cependant, les nervures, si elles jouent 40 le rôle de renforts, n'empêchent pas la paroi terminale de 69 40710 2 2027560 s'incurver ou se "bomber au hasard vers l'intérieur ou vers l'ex-térieuro On prévoit également dans des couvercles de batteries de matière plastique de ce type des ressauts ou éléments de guidage obliques pour guider le bord du lac dans les rainures du couver-5 cle. Il est prévu le long de la surface intérieure du couvercle de la batterie un seul élément de guidage mais, sur la surface ex terne du couvercle, il n'y a pas d'élément de guidage, car on désire que la surface extérieure du bac et du couvercle de la batterie reste lisse, tandis que, pour les cloisons qui séparent les 10 éléments, il est prévu deux éléments de guidage pour guider les cloisons dans les rainures du couvercle, car il n'est pas nécessaire que ces cloisons soient lisses» De même, du fait que l'industrie a établi des calibres extérieurs normalisés pour divers groupes de batteries, il est souhaitable que l'extérieur de la 15 batterie se conforme à ces dimensions sans présenter de rebords ou épaulements inutiles pour des éléments de guidage, qui allongeraient la batterie au delà des dimensions du groupe particulier. Avec des bacs de matière plastique de ce type, un léger bom bernent vers l'extérieur de la paroi du bac permet difficilement 20 de guider les bords du 3>ac dans les rainures de son couvercle. De nombreux procédés de la technique antérieure ont tenté de résoudre ce problème. Un procédé de la technique antérieure consiste à fabriquer le bac de la batterie en une matière différente qui est plus ri-25 gide et ne produit pas le bombement qui se développe au hasard dans les parois. Un autre procédé consiste à introduire des éléments d'acier dans la paroi de manière à la renforcer pour s'assurer qu'elle reste verticale en développant une bonne étanchéité vis-à-vis du couvercle. Un autre procédé consiste à donner aux 30 parois terminales une épaisseur considérablement plus importante que celle des parois latérales en sorte qu'elles restent rigides sous l'effet de leur propre épaisseur. Un autre procédé consiste à disposer un accessoire au voisinage du bac de la batterie de ma tière plastique pour maintenir les parois verticales en sorte que 35 le bac puisse être glissé dans les rainures du couvercle. Oes procédés de la technique antérieure, présentent tous des inconvénients en ce sens qu'ils se révèlent trop chers pour être compétitifs ou qu'ils nécessitent des accessoires supplémentaires qu'il est difficile d'incorporer à l'appareillage complexe de scellage 40 à chaud. En outre, même si les parois terminales sont verticales 69 40710 3 2027560 avant l'assemblage, une fois que le couvercle et le bac. sont assemblés et remplis, la force développée par l'électrolyte liquide at les plaques qui constituent les électrodes dans l8élément s. tendance à bomber les parois terminales vers Ie extérieur. Les 5 parois terminales bombées vers 18extérieur doraient au bac un as*-pect ballonné peu agréable. 2e manière générale, les articles présentant un aspect ballonné sont stigmatisés. Par exemple„ si la partie supérieure d'une boîte de conserve alimentaire présente un bombement vers l'extérieur, cela indique que les marchandises que 10 renferme la boîte sont abîmées et, si une pile sèche présente elle aussi un bombement vers l'extérieur, cela indique quselle est détériorée. Aussi, ce stigmate a une influence directe sur le consommateur, qui associe généralement un récipient présentant un bombement à un article défectueux ou abîmé. 15 Par suite, il est nécessaire d'éliminer le bombement de la paroi terminale dans le bac assemblé en.assurant en même temps le scellage à chaud convenable du couvercle et du bac» On a découvert: qu'en faisant en sorte que les parois terminales s'incurvent vers l'intérieur avant l'assemblage, on éliminait le bombement après 20 l'assemblage, car l'électrolyte liquide et les plaques pressent les parois terminales en position verticale. Aussi, la présente invention résout un double problème en éliminant l'aspect ballonné du bac tout en permettant d'obtenir un bac de faible prix qui convient à des techniques d'assemblage à l'échelle industrielle. 25 La présente invention prévoit dans les parois terminales du bac de la batterie la formation préalable d'un bombement développé vers l'intérieur* On a découvert que les nervure prévue s sur les parois terminales, ou l'épaississement de ces dernières, ou encore éventuellement les deux, coopéraient pour produire un bac comportant 30 des parois terminales qui présentent un bombement vers l'intérieur préféré. Pour obtenir les parois terminales bombée^ers l'intérieur, les éléments terminaux du bac de la batterie sont prévus légèremënt plus grands que le restant des éléments, en sorte que l'élément terminal puisse recevoir des nervures de renfort légè-35 rement plus grandes et présenter une épaisseur de sa paroi terminale légèrement plus importante, avec un nombre de plaques identiques à celui utilisé dans les éléments internes. En donnant à la batterie des parois terminales plus épaisses et en prévoyant des nervures le long de la surface intérieure de ces parois termi 40 nales pour développer dans ces dernières un bombement vers l'in 69 40710 4 2027560 térieur, il est certain que les parois terminales du "bac suivront uniformément l'unique élément de guidage du "bac qui les introduira dans les rainures prévues sur les bords du couvercle0 Manifestement, si l'une des parois terminales s'incurvait vers l'exté-5 rieur au cours du processus de scellage et d'assemblage à chaud, la partie supérieure de la paroi terminale du "bac se coincerait sur le couvercle, ce qui aurait pour effet de détruire ce dernier et le bac lui-même. En bref, la présente invention consiste à former un bac de 10 batterie d'accumulateur présentant des cloisons qui retiennent les éléments, terminaux surcalibrées, des sections de parois terminales plus épaisses et des nervures de manière à créer des parois terminales bombées vers 1'intérieur0 L'invention sera mieux comprise en se rapportant à la des-15 cription suivante, avec référence aux dessins ci-annexés dans les quels :- la figure 1 est une vue latérale en coupe d'une batterie assemblée montrant de quelle manière les parois terminales bomDées vers l'intérieur se redressent après 1*assemblage ; 20 la figure 2 est une vue de dessus du bac de la batterie, montrant les parois terminales bombées vers l'intérieur avant l'assemblage; et la figure 3 représente une partie de la paroi terminale de la batterie au cours de l'assemblage du couvercle et du bac. 25 Description de la forme de réalisation préférée . Les figures 1 et 2 représentent un bac 10 de batterie d'accumulateur en forme de boîte classique, qui est utilisée, par exemple, dans le domaine automobile, ce bac comportant une borne négative et une borne positive, toutes deux désignées par la no-30 tation de référence 11, qui s'étendent à travers un couverclà 15* Le bac 10 comprend des parois terminales 10a, des parois latérales 10b et un fond 10c, ainsi qu'un groupe de cloisons verticales et parallèles 12 qui séparent les éléments. Les parties du bac sont toutes formées au cours d'une opération de moulage unique de ma-35 nière à obtenir un bac étanchs venu de matière. (Le procédé de moulage du bac ne fait pas partie de la présente invention, aussi ne sera-t-il pas décrit dans le présent mémoire). Dans la partie supérieure du bac 10 est prévu un épaulement 10e susceptible de venir en contact avec le bord inférieur du couvercle 15* Dans la partie inférieure du bac sont disposées des arêtes de support 13 ) 69 40710 5 2027560 et également des nervures 14- pour renforcer et armer les parois 10a, 10b et 12. Les bords inférieurs des séparateurs (non représentés) des plaques négatives et des plaaues iiositives reposent sur la partie supérieure des arêtes 13„ En formant des arêtes de 5 support 13 venues de matière avec le fond 10c sans aucune liaison avec les cloisons séparatrices 12, on peut donner à ces dernières une épaisseur moindre pour accroître le volume utile de la bafcte-rie à l'intérieur du bac sans que la batterie perde sa solidité. Le couvercle 15 d-u bac de la batterie est constitué du même 10 polypropylène que le bac 1C, mais il est moulé séparément de manière à pouvoir mouler et assembler les parties intérieures de la batterie avec rlus de facilité. Le couvercle 1." est joint aux parois externes 10a et 10b du c-ic le long de rainures 16 situées sur le périmètre du couvercle '15 et en travers de sa partie inté- i 15 rieure. Les rainures intérieures 16 du. couvercle 15 sont formées par des arêtes 17 aui s'étendent en travers du couvercle, parallèlement aux cloisons séparatrices, de manière à contribuer solidairement à une séparation étanciie aux liquides des éléments voisins. Les parois terminales 10a et les cloisons séparatrices 12 cornpor-20 tent des nervures de support à section décroissante 14 qui confèrent une solidité supplémentaire. En outre, les parois terminales 10a sont légèrement amincies sur la partie irtérieure en sorte que leur dimension en coupe transversale augmente de la partie supérieure du bac à sa partie inférieure» L'épaisseur des parois 25 terminales du bac est désignée par la notation de référence et line épaisseur typique est de '"1,78 mm» L'épaisseur des cloisons séparatrices est désignée par la notation de référence Tg et une épaisseur typique est de l'ordre de 1,52 mm. Ces dimensions sont données à titre illustratif, sans vouloir en aucune façon les li-30 miter à ces valeurs. Pour s'assurer que les bcrds supérieurs des parois s'appuient convenablement à l'intérieur de leurs rainures respectives, il est prévu des éléments de guidage 20 sur le dessous du couvercle 15 àe la batterie» Les éléments de guidage 20 font partie intégrante du couvercle et sont espacés le long des 35 rainures 16 selon des intervalles choisis» Les éléments de guidage 20 s'étendent vers le bas et s'évasent vers l'extérieur à partir des nervures 17. Les éléments de guidage peuvent se présenter sous une diversité de formes et de calibres; par exemple, cela peut être des pattes.ou des tiges qui s'étendent vers le bas et 4-0 sont découpées en diagonale. Les nervures 1" peuvent également 69 40710 6 2027560 avoir la forme d'un V ou mie forme analogue pour guider les bords du "bac dans les rainures du couvercle. Pour assurer une étanchéi-té aux liquides entre les parois et le couvercle, il est nécessaire que les "bords supérieurs des parois s'appuient positivement 5 dans leurs rainures respectives, non seulement pour empêcher l'électrolyte de se déverser du bac de la batterie, mais également peur empêcher l'électrolyte de s'échapper entre des éléments voisins de la batterie. Pour sceller à chaud le couvercle sur le bac, on préchauffe 10 les bords supérieurs des parois du bac et les rainures correspondantes du dessous du couvercle, puis on les joint rapidement sous pression. Il est important que ces zones préchauffées soient amenées l'une sur l'autre rapidement pour minimiser les pertes de chaleur afin de constituer un joint étanche entre le couvercle et 15 le bac. Les éléments de guidage 20 favorisent le guidage rapide en place des bords supérieurs du bac. Manifestement, si le couvercle doit être rapidement disposé sur le bac, les éléments de guidage doivent guider tous les bords du bac dans les rainures du couvercle » Dans les bacs des batteries de matière plastique de la 20 technique antérieure, les parois terminales se bombent ou s'incur vent au hasard vers l'intérieur ou vers l'extérieur. Comme il n'y a qu'une seule série d'éléments de guidage sur la surface externe du couvercle de la batterie, il est apparent que, si les parois terminales s'incurvent vers l'extérieur, elles se coinceront con-25 tre le couvercle lorsque ce dernier est abaissé .sur le bac. Cela a manifestement pour effet de détériorer la batterie. Comme mentionné précédemment, pour prévoir un élément de guidage sur l'ex térieur du bac de la batterie, il faudrait allonger cette dernière au delà des calibres normalisés de l'industrie ou réduire la 30 dimension interne de la batterie."L'allongement de la batterie n'est pas souhaitable, du fait que ces batteries sont généralemerfc constituées selon des calibres de groupes de batteries établie par l'industrie de manière à s'ajuster dans divers types de machines. De même, prévoir un élément de guidage sur l'extérieur de 35 la batterie nécessiterait une jupe volumineuse le long du couvercle ou quelque chose de nature similaire susceptible de jouer le rôle d'un élément de guidage, qui serait également peu souhaitable. Pour assurer un contact approprié du couvercle et du bac à l'aide d'un seul élément de guidage, il est nécessaire que les pa-40 rois terminales soient verticales ou s'incurvent légèrement vers 69 40710 7 2027560 1'intérieur en sorte qu'elles glissent dans les rainures du couvercle. Ce problème est particulier aux parois terminales, car les parois latérales ne peuvent se bomber vers l'extérieur du fait que les cloisons séparatrices s'étendent en travers de la batte-5 rie. Cependant, les parois terminales n'ont pas de support similaire. Le demandeur a découvert qu'en donnant aux parois terminales une épaisseur légèrement plus importante que celle des cloisons séparatrices et celle des parois latérales et en prévoyant des nervures 14 sur l'intérieur de la paroi 10a du bac, il intro-10 duisait logiquement un bombement vers l'intérieur dans les parois terminales du bac. On ne sait pas encore tout à fait actuellement si le bombement vers l'intérieur est produit sous l'effet de l'é-paississement des parois, du fait de la présence des nervures, ou encore par la coopération de ces deux éléments. 15 On se réfère à présent à la figure 2; la distance sur la quelle le bombement vers l'intérieur maximum se produit dans la partie supérieure du bac est désignée par la notation de référence b. On a constaté qu'une distance de bombement vers l'intérieur maximale b d'environ 2,03 mm était souhaitable pour assurer un gui-20 dage approprié et également pour compenser la dilatation de l'élé ment lorsque l'électrolyte et les groupes de plaques électrodes sont introduits. La figure 1 représente la batterie assemblée, révélant l'aspect vertical ou droit des parois terminales qui produisent un aspect agréable. A l'opposé, si les parois terminales 25 minces étaient verticales avant l'assemblage, elles se bomberaieifc vers l'extérieur, produisant ainsi un ballonnement peu avantageux. Pour utiliser une paroi terminale plus épaisse afin d'obtenir le bombement nécessaire, le demandeur a également légèrement modifié le calibre des éléments terminaux» De manière caractéris-30 tique, l'élément terminal a une largeur désignée par la notation de référence L égale à 3,787 cm et les éléments intérieurs ont une largeur d'une paroi à l'autre, désignée par la notation de référence D, égale à 3>627 cnu On utilise des éléments terminaux de plus grandes dimensions afin que les nervures de leurs parois puis 35 sent être prévues légèrement pfas grosses et que les parois terminales elle-mêmes puissent être également légèrement épaissies, en recevant malgré tout le même nombre de plaques dans la batterie. On se réfère à présent à la figure 2, où les parois terminales 10a de la batterie sont représentées avant l'assemblage. Il 40 est à noter que les parois terminales s'incurvent vers l'intérieur 40710 8 2027560 à partir d'un plan vertical sur une distance, maximum désignée par "b. Cette distance maximum est mesurée dans la partie supérieure et centrale de l'élément et diminue graduellement "vers les bords ét les cotés de la paroi terminale» Avec des parois terminales bombées vers laintérieur comme montré dans la figure 2S 19 assemblage du couvercle et du bac peut Itre fait de manière uniforme. On se réfère à présent à la figure 3» où est représenté en coupe transversale partielle un coin du couvercle et du bac. Cette figure représente le bord supérieur de la paroi terminale 10a du couvercle glissant sur l'élément de guidage 20» Le prolongement du déplacement vers le bas du couvercle 16 amène la paroi terminale 10a dans la position de scellage représentée dans la figure 1. Dans la position de scellage et d'assemblage, les parois terminales 10 ont un aspect vertical lisse0 69 40710 9 2027560 REVENDICATIONS 1. Bac pour batteries d'accumulateurs en. matière plastique, susceptible d'êtz^e scellé à un couvercle de matière plastique et comportant un fond, une paire de parois latérales espacées et pa-5 rallèles s'étendant depuis le fond de manière étanche aux fluides, ces parois latérales ayant une épaisseur ; une paire de parois terminales s'étendant depuis le fond et depuis les parois latérales précitées de manière étanche aux fluides afin de former un bac pour un électrolyte, les parois terminales ayant une épais-10 seur Tg supérieure à l'épaisseur des parois latérales; une série de nervures situées le long du côté intérieur des parois terminales, fixées à ces dernières, l'épaississement des parois terminales et celui des nervures contribuant ensemble à produire des parois terminales bombées vers l'intérieur. 15 2. Bac pour batteries d'accumulateurs selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance maximale sur laquelle les parois terminales se bombent vers l'intérieur à partir d'un plan vertical s'étendant vers le haut à partir du fond précité, ne dépasse pas 2,03 mm. 20 3* Bac pour batteries d'accumulateurs selon la revendica tion 1, caractérisé en ce qu'on prévoit dans le bac une série de cloisons terminales et de cloisons internes qui ont toutes pour rôle de retenir des éléments de la batterie, les cloisons terminales ayant line largeur désignée par I et les cloisons internes 25 ayant une largeur désignée par D, la largeur L étant supérieure à la largeur D. 4. Bac pour batterie d'accumulateurs selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un couvercle est prévu pour le bac, ce couvercle présentant une série de rainures et une série d'élé- 33 ments de guidage susceptibles de glisser sur les parois terminales du bac pour les diriger dans les rainures du couvercle. 5. Procédé de fabrication d'une batterie de matière plastique, caractérisé en ce qu'il consiste s a) à former ion bac présentant-des parois terminales bombées 35 vers l'intérieur ; b) à former un couvercle présentant une série d'éléments de guidage et de rainures susceptibles de coopérer avec les parois du bac ; et c) à sceller le couvercle sur le bac. 40 6. Procédé selon la revendication 5» consistant en outre à 69 40710 10 2027560 former des parois latérales d'une épaisseur et des parois ter minales d'une épaisseur Tg, l'épaisseur étant supérieure à 1* passeur 7. Procédé selon la revendication 6, consistant en outre à 5 former des nervures sur la paroi terminale.