Brevet FR2422262A1 — publié le 19791102

L'invention concerne la liaison d'une connexion et d'un conducteur. Elle s'applique notamment à la réalisation de générateurs électrochimiques et de batteries de générateurs électrochimiques, et plus particulièrement de piles électriques et de batteries de piles électriques. Des connexions de forme allongée et de section sensiblement constante, telles que des fils ou des lames métalliques, sont couramment utilisées pour relier deux à deux les bornes des piles d'une batterie de piles cylindriques, ou pour relier une borne d'une pile à une borne de sortie de la batterie. La liaison entre ces connexions et les bornes des piles est généralement réalisée par soudage, ce qui est une opération relativement coûteuse. De plus il arrive qu'une soudure se rompe, mettant la batterie hors d'usage. Le but de l'invention est de fournir un procédé économique et fiable pour réaliser la liaison d'une connexion et d'une borne de générateur électrochimique, applicable à une borne présentant au voisinage de son extrémité une surface convexe sensiblement cylindrique, telle que la borne positive des piles cylindriques conformes aux recommandations de la Commission Electrotechnique Internationale (C.E.I). L'invention a également pour but de fournir un procédé économique et fiable pour réaliser la liaison entre le collecteur de courant d'une électrode de générateur électrochimique et la borne correspondante du générateur. L'invention a pour objet un procédé de liaison d'une connexion de forme allongée et de section transversale sensiblement constante, et d'un conducteur appartenant à un générateur électrochimique et présentant au voisinage de son extrémité une surface convexe sensiblement cylindrique, caractérisé par le fait qu'il consiste à coiffer ledit conducteur au moyen d'un élément de maintien entourant ladite surface et s'appuyant élastiquement sur celle-ci, une portion de ladite connexion, orientée sensiblement selon la génératrice du cylindre, étant emprisonnée entre ladite surface et ledit élément de maintien. L'invention a également pour objet un générateur électrochimique obtenu selon ce procédé et une batterie de générateurs électrochimiques obtenue selon ce procédé. Dans une telle batterie la connexion ainsi liée à la borne du générateur peut relier celle-ci- soit à une borne d'un autre générateur de la batterie, soit à une borne de sortie de la batterie. Le procédé selon l'invention s'applique notamment lorsque la connexion est un fil ou une lame métallique. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, l'élément de maintien est un capot en tôle métallique. Un ou plusieurs éléments de maintien de ce type peuvent être fixés sur une plaque isolante. Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, l'élément de maintien est en matériau isolant et peut présenter notamment la forme diurne bague ou d'un bouchon. Un ou plusieurs éléments de maintien isolants peuvent être solidaires d'une plaque isolante. Une plaque isolante porteuse d'éléments de maintien métalliques ou isolants peut en outre constituer une paroi extérieure du boîtier duçne- rateur ou de la batterie réalisé selon l'invention. L'invention sera mieux comprise grâce aux exemples de realisati-on décrits ci-après à titre illustratif et non limitatif, en regard du dessin annexé dans lequel La figure 1 est une vue partiellement en coupe d'une pile sylindrlque selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe d'une batterie de piles selen l'ln- vention, en cours de montage. La figure 3 est une vue en coupe d'une autre batterie de piles conforme à l'invention. La figure 4 est une vue partielle agrandie de la batterie de la figure 3 La figure 5 est une vue analogue à la figure 4 relative à xne variante~ La figure 6 est une vue partielle en coupe d'une autre batterie de piles selon l'invention. La figure 7 est une vue en perspective d'une plaque isolante Eortant quatre éléments de maintien venus de matière. La figure 8 est une vue partielle en coupe d'une plaque isolante sur laquelle sont fixés des éléments de maintien métalliques. La pile représentée à la figure 1 est contenue dans un boîtier en matière plastique formé d'un bac t et d'un couvercle 2. Sur le fond du bac 1 repose l'électrode positive constituée par une masse dépolarisante 3 à base de bioxyde de manganèse, entourant une tige collectrice cylindrique 4 en carbone qui occupe l'axe de la pile. Contre la surface latérale intérieure du bac 1 est disposée une feuille 5 de zinc constituant l'électrode négative. L'espace entre les électrodes est garni par un électrolyte gélifié 6. Une rondelle de carton 7 surmontée d'une couche de cire 8 est disposée transversalement entre la tige 4 et la paroi latérale du bac 1, au-dessus des composants actifs. Le couvercle 2 est traversé par une borne positive 9 et une borne négative 10. La borne négative 10 est reliée à l'électrode négative 5 par deux lames métalliques : une lame 11 en contact avec ltélec- trode, et une lame 12 traversée par la borne. La borne positive 9 est reliée à la tige 4 par une lame métallique 13 traversée par la borne.Selon l1inven- tion la liaison entre la lame 13 et la tige 4 est obtenue en coiffant la tige au moyen d'un élément de maintien 14, venu de moulage avec le couvercle 2, entourant la surface cylindrique de la tige et s'appuyant élastiquement sur celle-ci, une portion 15 de lame 13, orientée parallèlement à la génératrice de la tige 4, étant emprisonnée entre la surface cylindrique de la tige et l'élément 14. La liaison entre la tige 4 et la lame 13 est réalisée d'une façon très simple, puisqu'elle s'établit par la mise en place du couvercle 2, l'élément 14 muni de la lame 13 venant coiffer élastiquement la tige 4. Cette liaison est par ailleurs très fiable puisque insensible à toute action mécanique. La figure 2 montre une batterie de piles selon l'invention, en cours de montage. On y voit deux piles cylindriques 21 et 22 placées côte à côte dans un bac plastique 23 et séparées l'une de l'autre par une paroi isolante 24. La borne positive 25 de la pile 21 et la borne négative de la pile 22, constituée par son godet, sont reliées par un fil métallique 26. La liaison entre le fil 26 et la pile 22 est réalisée de façon connue par une soudure. La liaison entre ce fil et la borne 25 est obtenue, selon l'invention, grâce à un élément de maintien 27 présentant la forme d'un bouchon en matière plastique, qui s'appuie élastiquement sur la surface cylindrique convexe de la borne 25 en emprisonnant le fil 26 à son contact et notamment deux portions 28 et 29 du fil 26, orientées selon la génératrice de la surface cylindrique de la borne 25. Cette liaison s'établit par la simple mise en place de l'élément 27 sur la borne 25, le fil 26 étant en contact avec la surface cylindrique de celle-ci.Il est à noter que l'élément 27 pourrait être modifié, sans que sa fonction en soit affectée, en supprimant sa paroi supérieure de façon à lui donner la forme d'une bague. La figure 3 représente une batterie de trois piles cylindriques telle qu'une batterie du type 3R12 (référence C.E.I.). Ces trois piles 30, 31, et 32 sont placées dans un boîtier en matière plastique formé d'un bac 33 et d'un couvercle 34. Des fils métalliques 35 et 36 relient respectivement les bornes positives des piles 30 et 31 aux bornes négatives des piles 31 et 32, de la même façon qu'à la figure 2. Les éléments de maintien 37 et 38 assurant la liaison entre les fils 35 et 36 et les bornes positives viennent de moulage avec le couvercle 34. Les bornes de sortie de la batterie sont constituées par deux lames métalliques 39 et 40 soudées respectivement à la borne négative de la pile 30 et à la borne positive de la pile 32. Il serait parfaitement possible de remplacer la soudure de la lame 40 par une liaison réalisée selon l'invention au moyen d'un élément de maintien également venu de moulage avec le couvercle. Comme on le voit en détail sur la figure 4, la borne positive des piles de la batterie, par exemple de la pile 31, sur laquelle le fil 36 est maintenu par l'élément 38, est constituée par la région terminale de la tige de carbone 41 servant de collecteur de courant pour l'électrode positive de la pile. Selon une variante montrée à la figure 5, cette borne peut etre constituée par un capot métallique 42 recouvrant la région terminale 41. Dans la batterie représentée partiellement à la figure 6, on retrouve comme à la figure 3 un fil de connexion 62 soudé à la borne négative d'une pile 61 et lié à la borne positive d'une autre pile 60 au moyen d'un élément de maintien 63 intégré à une plaque 64 en matière plastique constituant une paroi extérieure du boiter de la batterie, par exemple un couvercle. Un autre élément de maintien 65 également intégré à la paroi 64 assure le contact entre la borne positive de la pile 61 et un fil de connexion 66 reliant cette dernière borne à une borne de sortie 67 de la batterie, traversant la paroi 64. La figure 7 représente une plaque 70 en matière plastique portant quatre éléments de maintien tubulaires 71 à 74 obtenus par thermoformage. Une telle plaque peut être utilisée par exemple à l'intérieur d'une batterie du type 4R25 (référence C.E.I.). La figure 8 montre deux éléments de maintien 81 et 82 constitués par des capots en tôle métallique, fixés par des rivets 83 et 84 sur une plaque isolante 85. Les quelques exemples qui viennent d'être décrits donnent une idée des diverses formes que peuvent présenter les éléments de maintien selon l'invention, et des différentes façons dont ils peuvent être utilisés. Dans les piles et batteries décrites, les éléments de maintien en matière plastique peuvent être remplacés par des éléments de maintien métalliques, indépendants ou fixés sur des plaques isolantes. Dans ce dernier cas la fixation peut être obtenue par des rivets, comme montré à la figure 8, ou par tout autre moyen. De même les éléments de maintien plastiques des figures 1 et 3 à 7, au lieu de venir de moulage avec la plaque qui les porte ou d'être obtenus par thermoformage, pourraient être fixés sur la plaque par collage, soudage ou autre moyen.Les éléments de maintien, qu'ils soient métalliques ou isolants, n'entourent pas nécessairement la surface cylindrique du conducteur sur tout son pourtour. En particulier ils peuvent être fendus longitudinalement pour augmenter leur élasticité. La surface du conducteur en contact avec l'élément de maintien n'est pas nécessairement rigoureusement cylindrique. Elle peut être légèrement conique ou présenter une portion en retrait pour réaliser un encliquetage avec l'élément de maintien. De même la surface intérieure de celui-ci peut être aménagée pour favoriser un accrochage ou une adhérence sur le conducteur ou sur la connexion Cette dernière, qu'elle présente la forme d'un fil ou d'une lame, peut constituer elle-même une borne de sortie d'une batterie, comme la lame 40 de la figure 3, ou une borne d'un générateur électrochimique. Lorsqu'une connexion relie deux bornes de générateurs dans une batterie, la seconde liaison, au lieu d'être réalisée par soudure, peut l'être également par le procédé selon l'invention, si la forme de la borne s'y prête, ou par un autre moyen. REVENDICATIONS 1/ Procédé de liaison d'une connexion de forme allongée et de section transversale sensiblement constante, et drun conducteur appartenant à un générateur électrochimique et présentant au voisinage de son extrémité une surface convexe sensiblement cylindrique, caractérisé par le fait qu'il consiste à coiffer ledit conducteur au moyen d'un élément de maintien entourant ladite surface et s'appuyant élastiquement sur celle-ci, une portion de ladite connexion, orientée sensiblement selon la génératrice du cylindre, étant emprisonnée entre ladite surface et ledit élément de maintien. 2/ Générateur électrochimique comprenant un collecteur de courant présentant au voisinage de son extrémité une surface convexe sensiblement cylindrique, lié à une connexion de forme allongée et de section transversale sensiblement constante, caractérisé par le fait que la liaison entre ladite connexion et ledit collecteur est obtenue par le procédé selon la revendication 1. 3/ Batterie comprenant au moins un générateur électrochimique muni d'une borne présentant au voisinage de son extrémité une surface convexe sensiblement cylindrique, liée à une connexion de forme allongée et de section transversale sensiblement constante, caraetérisépar le fait que la liaison entre ladite connexion et ladite borne est obtenuepar le procédé selon la revendication 1. 4/ Batterie selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ladite connexion relie ladite borne à une borne d'un autre générateur de la batterie. 5/ Batterie selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ladite connexion relie ladite borne à une borne de sortie de la batterie, ou constitue elle-même une borne de sortie de la batterie. 6/ Batterie selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée par le fait que ladite borne est constituée par la région terminale d'une tige collectrice de courant de l'électrode correspondante du générateur. 7/ Batterie selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée par le fait que ladite borne est un capot métallique couvrant la région terminale d'une tige collectrice de courant de l'électrode correspondante du générateur. 8/ Batterie selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée par le fait que ladite tige est en carbone. 9/ Générateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit collecteur de courant est une tige de carbone. 10/ Générateur ou batterie selon l'une des revendications 2 à 9, caractérIsés par le fait que ladite connexion est un fil métallique. 11/ Générateur ou batterie selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisés par le fait que ladite connexion est une lame métallique. 12/ Générateur ou batterie selon l'une des revendications 2 à 11, caractérisés par le fait que ledit élément de maintien est un capot en tôle métallique. 13/ Générateur ou batterie selon l'une des revendications 2 à 11, caractérisés par le fait que ledit élément de maintien est en matériau isolant. 14/ Générateur ou batterie selon la revendication 13, caractérisés par le fait que ledit élément de maintien est une bague. 15/ Générateur ou batterie selon la revendication 13, caractérisés par le fait que ledit élément de maintien est un bouchon. 16/ Générateur ou batterie selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisés par le fait que ledit élément de maintien est fixé sur une plaque isolante. 17/ Générateur ou batterie selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisés par le fait que ledit élément de maintien est intégré à une plaque isolante. 18/ Générateur ou batterie selon l'une des revendications 16 et 17, caractérisés par le fait que ladite plaque constitue une paroi extérieure du boîtier du générateur ou de la batterie.