Brevet FR2340626A1 — publié le 19770902

La présente invention concerne les piles électriques comprenant un godet métallique formé d'un fond et d'une paroi latérale, fermé par un couvercle plastique solidaire d'une gaine plastique recouvrant la paroi latérale du godet. Le brevet 1 451 975 du 4 Août 1964 enseigne la façon de réaliser l'étanchéi- té dtune telle pile, entre la base du godet, c'est-a-dire le fond et la région adjacente de la paroi latérale, et l'extrémité de la gaine. Mais il peut être souhaitable de mettre en oeuvre des moyens d'étanchéité au niveau de la partie haute du godet et de la gaine. De tels moyens arrêteraient plus tôt les fuites éventuelles d'électrolyte, évitant le suintement et l'accunulatipn d'électrolyte entre le godet et la gaine. Ils permettraient également de se dispenser des moyens du brevet précité, pour réaliser des piles particulierement bon marché, L'étanchéité entre le haut du godet et la gaine peut être obtenue, entre autres résultats, grâce au brevet 71 02 375 du 25 Janvier 1971, publié sous le ne 2 123 618.Ce brevet prévoit notamment de mettre en place et de rétreinre une bague en L sur la périphérie du couvercle. Le but de l'invention est de réaliser I1 étanchéité entre le haut du godet et la gaine, sans utiliser de pièce supplémentaire. L'invention a pour objet une pile électrique cylindrique comprenant un godet métallique formé d'un fond et d'une paroi latérale, fermé par un couvercle plastique solidaire d'une gaine plastique recouvrant la paroi latérale du godet, caractérisée par le fait que ladite gaine présente une zone annulaire adjacente au couvercle plus épaisse que la partie restante, et séparée de celle-ci par un épaulement sur la face intérieure de la gaine, et que ladite zone est en contact intime avec la paroi latérale du godet tandis que la partie restante recouvre avec jeu ladite paroi. Le jeu prévu entre le godet et la partie restante de la gaine permet la mise en place facile de la gaine lors du montage de la pile. Ce n'est que lorsque la majeure partie de la hauteur du godet a été introduite dans la gaine que le bord du godet rencontre l'épaulement. Il faut alors mettre en place a force la zone plus épaisse de la gaine sur la région supérieure du godet, ass#urant ainsi une fermeture étanche de celui-ci. Dans le cas où la paroi latérale du godet a un diamètre uniforme, il suffit pour obtenir un contact intime entre la zone épaissie de la gaine et le godet que la différence d'épaisseur entre cette zone et la partie restante soit au moins égale au jeu entre cette partie restante et le godet. L'épaisseur normale de la gaine est généralement de l'ordre de 0,3 mm, le jeu ne dépasse guère 0,1 mm en rayon, de sorte que le contact sera obtenu pour une épaisseur ne dépassant pas 0,4 mm. Une couronne d'une telle épaisseur, dans les matières plastiques habituellement utilisées, par exemple le polyéthylène, risque de se déformer facilement et de ne pas assurer de façon durable le serrage nécessaire a l'étanchéité.Il est donc avantageux de prévoir une épaisseur plus forte de cette zone, par exemple de 0,8 a I m. Si on veut conserver la pile terminée un diamètre extérieur sensiblement uniforme, sans surépaisseur, on est alors conduit à réduire en conséquence le diamètre du godet en regard de la zone épaissie de la gaine. L'ensemble constitué par le couvercle et par la gaine peut être réalisé de différentes façons, notamment par moulage en une seule pièce, ou par surmoulage d'une masse plastique sur l'extrémité d'une ébauche tubulaire d'épaisseur sensiblement uniforme, ou par soudage d'une pièce formant couvercle à d'une ébauche tubulaire, par exemple par friction. Lorsque l'ensemble est obtenu par moulage ou par surmoulage, il peut en résulter un retrait au niveau de la zone épaissie de la gaine, son diamètre extérieur étant alors plus faible que celui de la partie restante. Dans ce cas, le diamètre de la région correspondante du godet est avantageusement choisi de façon à dilater la zone épaissie de la gaine et à mettre sa surface extérieure en alignement avec celle de la partie restante.Cette dilatation procure en outre le serrage de la gaine sur le godet nécessaire à l'étanchéité. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, donné titre illustratif et non limitatif, en regard du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue partielle en coupe d'une pile cylindrique selon 1 t invention - la figure 2 est une vue homologue de la figure 1 montrant ltensemble couvercle-gaine de la pile avant le montage de celle-ci. La pile représentée à la figure 1 comprend un godet de zinc dont la paroi latérale est désignée par la référence 1, qui sert de récipient et d'électrode négative, et qui contient une masse active positive 2, par exemple à base de bioxyde de manganèse, séparée de la paroi 1 par une couche d'électrolyte immobilisé 3. Le godet est fermé par un couvercle plastique 4 solidaire d'une gaine plastique 5 recouvrant la paroi latérale 1. Le couvercle 4 est muni d'une cheminée axiale 6 entourant une tige de carbone 7 qui plonge dans la masse 2 et constitue un collecteur de courant pour ltelectrode positive, son extrémité étant coiffée par un capot métallique 8 servant de borne Le couvercle est en outre renforcé par des nervures radiales 9. Selon l'invention, la gaine 5 présente une zone annulaire 10 adjacente au couvercle 4, plus épaisse que la partie restante 11, séparée de celle-ci par un épaulement 12 sur la surface intérieure de la gaine. La zone 10 est en contact intime avec la paroi 1, tandis que la partie 11 la recouvre avec jeu. Appelons e1 l'épaisseur de la partie 11, e2 celle de la zone 10 et e3 le jeu radial entre le godet et la partie 11. Pour que la gaine présente un diamètre extérieur uniforme dl, il faut que la différence entre les diamètres intérieurs d2 de la partie Il et d3 de la zone 10 soit d2 - d3 = 2 (e2 - e1). Pour que la zone 10 assure un serrage efficace du godet, il faut que son épaisseur e2 ait une valeur suffisante, de préférence supérieure à el + e3. On a alors d2 - d 3 > 2e3. Si on appelle d4 le diamètre extérieur du godet en regard de la partie 11, on a d4 = d2 - 2 e3 d'où d4 > d3 ; d3 étant égaleflent le diamètre extérieur du godet en contact avec la zone In, on voit que le godet présente un rétreint à sa partie supérieure, d'une valeur d4 - d3 = 2 (e2 - el - e3). A titre d'exemple, on peut avoir pour une pile du fornat R 14 : el = 0, 3 mm e2 = 0,9 mm e3 = 0, 1 mi d1 = 25,4 mn d2 = 24,8 mm d3 = 23,6 mi d4 = 24,6 mm La figure 2 représente L'ensemble couvercIe#aine de la pile de la figure 1, avant montage.Cet ensemble est obtenu par surnoulage d'une masse plastique sur une ébauche tubulaire, de diamètre uniforme au départ, dont le contour est figuré en trait interrompu. Ce surmoulage conduit 7 un retrait au niveau de la zone 10' de la gaine, dont le dianetre extérieur prend-une valeur d' inférieure au diamètre extérieur d1 de l'ébauche, qu'on retrouve au niveau de la partie 11 non affectée par le surmoulage. Le diamètre intérieur de la zone 10 est d'3 = d'1 - 2 e2 Lors de la mise en place de l'ensemble de la figure 2 sur le godet 1 pendant le montage de la pile de la figure 1, la partie 11 de la gaine glisse d'abord facilement sur le godet, grâce au jeu e3. Lorsque le haut du godet rencontre l'épaulement 12, il faut fournir un effort pour achever l'introduction du godet en dilatant la zone 10 de sorte que son diamètre intérieur prenne la valeur d3 et son diamètre extérieur la valeur di Cette dilatation assure le serrage de la zone 10 sur le godet, donc l'étanchéité de la fermeture. Dans l'exemple numérique précédent, on peut avoir d' = 25,05 mi et d1 = 23,25 tin, soit un retrait au moulage et un serrage au montage de 0,35 tnm sur le diamètre, Dans ce Oui précède, on a supposé implicitement que l'épaisseur el et le diamètre intérieur d2 de la partie 11 de la gaine étaient constants, ainsi que le jeu e3, ce qui est normalement le cas lorsquton part d'une ébauche tubulaire. Dans d'autres cas, notamment lorsque 11 ensemble couvercle-gaine est réalisé par injection en une seule pièce, ces grandeurs peuvent être variables sur la hauteur de la gaine. La description ci-dessus reste valable dans un tel cas. Lorsque l'ensemble couvercle-gaine est obtenu par un procéda ne donnant pas lieu à un retrait, par exemple par soudage, ou si le retrait est inférieur au serrage souhaité pour réaliser 11 étanchéité, celui-ci peut être obtenu en dilatant la zone épaisse de la gaine au moment du montage de telle sorte que son diamètre extérieur excède légèrement celui de la partie restante, sans incidence notable sur l'aspect de la pile, le serrage nécessaire étant de l'ordre de 0,3 à 0,4 mm pour une pile R 14. Dans ce cas le retreinttdu haut du godet peut être diminue ou même supprimé si la différence des diamètres extérieurs est suffisante. D'une façon genetale, si on reprend les symboles de la figure 1 et qu'on y ajoute d"1 pour représenter le diamètre extérieur final de la zone 10 de la gaine, on peut écrire d''1 = d3 + 2 e2 dl i d4 + 2(e1 + e3), d'où (d"1 1 d1) + (d4 - d3) 2 (e2 - e1 - e3) Si d"1 - dl augmente, d4 -d3 diminue et devient nul lorsque d"1 - d1 = 2 (e2 -e1 - e3). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés. On pourra, sans sortir du cadre de l'invention remplacer tout moyen par un moyen équivalent. REVENDICATIONS 1/ Pile électrique cylindrique comprenant un godet métallique formé d'un-fond et d'une paroi latérale, fermé par un couvercle plastique solidaire d'une gaine plastique recouvrant la paroi latérale du godet, caractérisée par le fait que ladite gaine présente une zone annulaire adjacente au couvercle plus épaisse que la partie restante, et séparée de celle-ci par un épaulement sur la face intérieure de la gaine, et que ladite zone est en contact intime avec la paroi latérale du godet tandis que la partie restante recouvre avec jeu ladite paroi. 2/ Pile selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite zone est en contact avec une région annulaire de la parow laterale du godet d'un diamètre plus petit que le diamètre maximal de cette paroi. 3/ Procédé de fabrication d'une pile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite zone annulaire plus épaisse est obtenue lors du moulage en une seule pièce dudit couvercle et de ladite gaine plastique. 4/ Procédé de fabrication d'une pile selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ladite zone annulaire plus épaisse est obtenue lors du surmoulage d'une masse plastique formant ledit couvercle sur l'extrémité d'une ébauche tubulaire formant ladite gaine. 5/ Procédé de fabrication d'une pile selon l'une des revendications 1et 2, caractérisé par le fait que ladite zone annulaire plus épaisse est obtenue lors du soudage d'une pièce formant ledit couvercle sur 11 extrémité d'une ébauche tubulaire formant ladite gaine.