Brevet FR2373887A1 — publié le 19780707

Ltinvention apporte un perfectionnement aux piles électrochimiques étanches, plus particulièrement à la fermeture étanche de l'extrêmité anodique de la pile. Avec le développement constant des utilisations des piles sèches, les producteurs de ces articles travaillent sans cesse à l'amélioration des piles fabriquées ; ils cherchent entre autres à perfectionner l'étanchéité de l'anode, tout en assurant à celle-ci le meilleur contact électrique possible avec ltextérieur. Ce point présente, en effet, une grande importance, car il est nécessaire d'éviter tout suintement d'électrolyte vers l'extérieur de la pile. L'élément Leclanché est de beaucoup le plus employé, mais sa surface anodique, formée par la paroi d'un godet en zinc, est vulnérable ; elle doit - par conséquent - être convenablement protégée l'étanchéité de la pile doit être assurée en toutes conditions atmosphériques, indépendamment des éventuels chocs ou vibrationsextérieurs et des phénomènes chimiques et électrochimiques se produisant à l'intérieur de la pile. Le problème est particulièrement délicat à la surface externe du fond du godet de zinc qui sert de prise de courant anodique : là, il faut avoir en permanence un bon contact entre le zinc et une pièce métallique, non altérable, extérieure, formant ltélectrode sur laquelle vient presser un conducteur du circuit d'utilisation.Tout suintement dtélectroly-te sur cette pièce doit être soigneusement évité. Diverses solutions ont été proposées dans le passé pour assurer les conditions susindiquées, mais, malgré les progrès accomplis, le problème d'une bonne étanchéité, jointe à un bon contact électrique, réaïisableséconomiquement dans une production in dustrielle, reste toujours actuel. Depuis une quarantaine d'années, le principe, appliqué généralement à la confection de la région anodique, ctest-à-dire la partie de la pile correspondant au fond du godet en zinc, consiste à coiffer ce fond avec une coupelle de contact, en métal inaltérable à ltair, et à assurer, au moyen de la matière plastique, une jonction étanche entre cette coupelle et le corps de la pile. Un progrès marqué fut réalisé par R.L. GLOVER (brevet US NO 2 396 693 du 19.3.1946) qui améliorait la fixation de la coupelle en question sur la partie inférieure du godet par un rétreint, le tout étant pris dans une enveloppe ou gaine élastique.A diverses variantes près, ce principe est encore appliqué à ltheure actuelle ; certains fabricants renforcent le serrage de la gaine plastique, extérieure, sur la paroi latérale de la coupelle, au moyen d'une bague métallique, comme décrit dans les BF 1 242 313 et 1 451 975. Quelle que soit la variante de ce système, connu jusqu'à présent, une seule coupelle métallique coiffe le fond du godet de zinc et les bords de cette coupelle sont enserrés par la gaine plastique entourant la paroi du godet ; dans certaines piles, lt étanchéité sur la face elle-même du fond est obtenue par scellement avec de la matière plastique fondue ; cette dernière provient des bords de la gaine, d'un apport de matière plastique supplémentaire, ou des deux. La présente invention apporte un nouveau perfectionnement au système de fermeture du fond des piles, décrit plus haut, en ce qu'elle augmente la sécurité de l'étanchéité par l'amélioration du serrage de la coupelle de contact, sans en rien compliquer la fa b rication. La nouvelle disposition de la partie anodique de la pile est caractérisée en ce quelle comprend, en plus de la coupelle métallique de contact, coiffant le fond du godet de zinc, une seconde coupelle à fond ouvert, emboitée sur la première, de façon à serrer la paroi cylindrique, latérale, de celle-ci, contre la paroi correspondante du godet. Un joint dtétanchéité est enserré entre les parties planes des deux coupelles. De préférence, le serrage de la paroi cylindrique de la première coupelle, au moyen de celle de la seconde, est réalisé par rétreint sur le godet en zinc, selon la méthode de GLOVER, mentionnée plus haut. Suivant une autre caractéristique préférée, l'étanchéité procurée par le joint sus-mentionné > est complétée par ltinjection de matière plastique dans la région comprise entre la partie en relief de la première coupelle, la paroi externe de la seconde coupelle et la gaine plastique qui entoure le godet ;cette injection peut être réalisée avec de la matière plastique supplémentaire, ou bien avec le prolongement de la gaine elle-meme. Ltinvention est illustrée à l'aide des dessins annexés, montrant une forme d'exécution non limitative de la nouvelle disposition de la région anodique des piles sèches. Toutes les pièces sont représentées sur ces dessins en coupe axiale. Fig. 1 est une vue d'une coupelle métallique de contact destinée à coiffer le fond du godet en zinc Fig. 2 représente la seconde coupelle suivant ltinvention Fig. 3 est la rondelle en plastique d'interposition entre les deux coupelles Les fig. 4 à 8 représentent une partie inférieure du godet de zinc dans les 4 positions successives pendant la fixation des coupelles sur le fond en zinc. Sur la fig. 1, on voit une coupelle 1, de type classique dont la paroi cylindrique, latérale, la, est prévue pour enserrer la paroi correspondante près du fond du godet de zinc de la pile la paroi plane lb constitue l'anode de la pile, tandis que la partie plane lc, en forme drepaulement, est destinée à s?appuyer sur le fond du godet par sa face intérieure et à servir de siège à la rondelle en plastique 5 par sa face extérieure. Le dessin montre une coupelle 1, de forme très simple, mais il est bien entendu que celle-ci peut être plus élaborée . en particulier, la face lb ou/et la face lc peuvent être conformées avec des saillies, nervures ou autres éléments susceptibles dtaméliorer le contact électrique et la résistance mécanique. La seconde coupelle 2 de la fig. 2 constitue l'élément nouveau suivant ltinvention. Sa paroi cylindrique, Iatérale,2a > est prévue pour venir stemboiter, en la serrant, sur la paroi la, de la coupelle 1. La paroi plane de la coupelle 2 présente une découpe 2b pour le passage de la partie renflée lb de la première coupelle. La rondelle 5 en plastique, représentée sur la fig.3, a is dimensions appropriées pour se loger à ltintérieur de la coupelle 2 , de preférence, le corps du plastique 5 dépasse quelque peu la paroi plane autour de l'ouverture 2k. Sur la fig. 4, on voit la première phase du montage de la pile, suivant l'invention : la coupelle 1 coiffe le fond 4a d'un godet en zinc 4 , sa paroi latérale la est rétreinte sur la paroi latérale, cylindrique, 4,du dugodet en zinc, au voisinage du fond 4a de celui-ci. Sur la fig. 5, on voit la phase suivante de ltopération où la rondelle en plastique 5 est posée sur la coupelle 1. La fig. 6 montre la caractéristique nouvelle de ltinven- tion, qui consiste à emboiter la seconde coupelle 2 sur la paroi latérale de la coupelle classique 1, déjà rétreinte sur la paroi du godet 4. Cette pose de la coupelle 2 est de préférence réalisée par une seconde rétreinte qui améliore considérablement tant le contact entre 1 et 4 que le maintien en place de la coupelle 1. La Fig. 6 montre comment le joint 5 améliore l'étanchéité du fond de la pile. Le revêtement classique du corps de la pile, au moyen dune gaine plastique 3, est montré sur la fig. 7, qui représente la quatrième phase des opérations, suivant l'invention. On peut se rendre compte des avantages du système suivant l'invention sur l'art connu, dans lequel la coupelle 1 est serrée au moyen dtune bague métallique rétreinte sur la gaine plastique 3 : il apparait clairement sur la fig. 7 que la gaine 3 protège ici les deux coupelles 1 et 2, le serrage de la coupelle 1 par la paroi latérale de la coupelle 2 étant bien meilleur que la compression à travers la gaine, selon l'art antérieur.En effet, dans la disposition la par la paroi suivant ltinvention, la compression de la paroi/2a n'est plus su- jette aux variations et inconvénients que peuvent causer les dilatations, contractions, glissements ou autres altérations de la gaine plastique 3. La fig. 8 représente le côté anodique d'une pile suivant l'invention, terminée : toute la région annulaire renfermant les parois lc, 2 et le joint 5 est remplie d'une masse plastique in jectée 6. On retrouve ainsi la disposition habituelle des piles connues, mais avec - en plus - la coupelle 2 et le joint plastique 5 pris entre la paroi lc de la coupelle habituelle 1 et le scellement plastique 6. Cela procure une étanchéité améliorée. Comme déjà mentionné plus haut, le scellement 6 peut éventuellement être obtenu sans apport de matière plastique supplementaire, à partir de lamatière d'une partie débordante de la gaine 3, ce qui est d'ailleurs connu en soi. Dans ce qui précède, on a décrit et représenté seulement l'extrémité anodique de la pile, parce que l'invention s'applique à cette partie seule, quel que soit le système de fermeture du côté cathodique de la pile. D'autre part, la description se rapporte à des éléments du type Leclanché, dont l'anode est constituée par un godet en zinc, mais il est bien entendu que ltinvention reste valable pour tout autre type dtélément. REVENDICATIONS 1. Pile électrochimique étanche, dont l'extrémité anodique est constituée par une coupelle de contact (1) en métal inaltérable à l'air, qui coiffe le fond (4a) du godet en zinc (4) formant l'anode de la piler cette extrémité étant rendue étanche par de la matière plastique (6) liée à une gaine plastique (3) avec laquelle est revêtu le godet, une seconde coupelle métallique (2) à fond ouvert (2b) étant emboitée sur le fond du godet, caractérisée en ce que la paroi latérale, cylindrique (2a), de cette seconde coupelle (2) est en contact direct avec la paroi latérale, cylindrique (la), de la première coupelle (1), de façon à serrer celle-ci directement, sans interposition de joint, contre la partie cylindrique, latérale, du bas du godet (4). 2. Pile suivant la revendication 1, dans laquelle un joint en ma tière plastique est interposé entre les deux coupelles (1, 2), caractérisée en ce que ce joint d'étanchéité (5) est placé en dehors des régions cylindriques de ces coupelles, notamment en tre des parties sensiblement planes de celles-ci. 3. Pile suivant la revendication l ou 2, caractérisée en ce que les deux coupelles sont rétreintes sur la paroi du godet (4). 4 Pile, dont la région anodique est rendue étanche par scellement avec de la matière plastique dans l'espace compris entre la coupelle de contact (1) et la gaine plastique (3) qui entoure le godet (4), caractérisée en ce que ce scellement (6) recouvre également une seconde coupelle (2) qui enserre la paroi cylin drique de la coupelle de contact (1) et celle du godet, suivant une des revendications 1 à 3. 5. Pile suivant la revendication 4, dans laquelle ledit scellement (6) est réalisé à l'aide de la matière plastique qui forme un prolongement de la gaine (3) entourant le godet. 6. Pile suivant la revendication 4, dans laquelle le scellement (6) est réalisé à l'aide de la matière plastique supplémentaire injectée.