Brevet FR2454187A1 — publié le 19801107

L'invention concerne les accumulateurs alcalins. l'invention peut avantageusement être appliquée aux accumulateurs alcalins utilisés en tant que sources d'alimentation de moteurs électriques de traction dans des locomotives électriques de mines, des chariots tracteurs et élévateurs électriques, des véhicules à propulsion électrique, des lanternes portatives, des lampes de mines, des démarreurs pour moteurs diesels de locomotives, etc. On connaît des accumulateurs alcalins dont le bac est constitué en matière plastique ou en acier. Pour assurer une exploitation sare et sans accidents des accumulateurs alcalins à bacs d'acier, il est nécessaire que leur isolation électrique soit suffisamment fiable. Cette précaution est surtout importante en cas d'exploitation de moyens de transport ou de sources de lumière munis de tels accumulateurs alcalins et utilisés dans des lieux de production où il existe un risque élevé d'incendie ou d'explosion, par exemple, dans des mines où il y a un risque d'accumulation de gaz facilement inflammables. Une isolation électrique peu fiable d'accumulateurs alcalins à bacs d'acier peut être la cause d'incendies et d'explosions dans les lieux susmentionnés. On connaît différents moyens pour assurer l'isolation électrique d'accumulateurs alcalins à bacs d'acier. C'est ainsi que l'on connaît des accumulateurs alcalins qui sont isolés par gommage de leurs bacs d'acier, c'est-à-dire par application, sur la surface externe des bacs d'acier, de caoutchouc ou d'ébonite. les revêtements gommés de tels accumulateurs alcalins rendent leur exploitation fiable. Cependant, le procédé de gommage des bacs d'accumulateurs en acier exige beaucoup de travail et ne peut pas être mécanisé. C'est pourquoi les accumulateurs alcalins à bacs à revêtement gommé sont assez peu répandus. Il est également à noter que les revêtements gommés des bacs d'accumulateurs en acier sont inflammables, ce qui augmente le risque d'incendie dans les équipements. Par ailleurs, les accumulateurs alcalins ainsi traités risquent de donner lieu à des surchauffes car les revêtements gommés ne permettent pas une bonne activité calorifique des accumulateurs alcalins. La surchauffe des accumulateurs alcalins altère considérablement leurs caractéristiques électriques et réduit leur durée de vie. On connaît aussi un accumulateur alcalin (voir le certificat d'auteur URSS no 208782) comprenant un bac d'acier qui se compose d'un corps et d'un fond et qui est muni d'un couvercle. Le couvercle et le fond sont reliés au corps du bac par rabattement des bords. A l'intérieur du bac se trouve un bac supplémentaire en matière plastique dans lequel sont disposés les groupes d'électrodes de polarités contraires et l'électrolyte. En outre, le bac d'accumulateur est muni d'isolateurs en caoutchouc dans ses parties supérieure et inférieure. Ces isolateurs assurent l'isolation individuelle des accumulateurs groupés en batterie ainsi que l'isolation du fond du boiter de la batterie. L'inconvénient d'un tel accumulateur à bac supplémentaire provient de ce que l'on risque de détériorer le bac supplémentaire en plastique lors de l'assemblage et de l'exploitation de l'accumulateur alcalin, ce qui pourrait compromettre l'étanchéité de l'accumulateur. Dans ce cas l'électrolyte pénétrerait dans le jeu entre la surface extérieure du bac supplémentaire en plastique et la surface intérieure du bac d'acier de l'accumulateur, ce qui compromettrait l'isolation électrique. De plus, les isolateurs extérieurs en caoutchouc sont inflammables, ce qui augmente les risques d'incendie. En plus des conceptions susmentionnées d'accumulateurs alcalins, on connais aussi un accumulateur alcalin comprenant un bac d'acier sur lequel est disposée une housse isolante en caoutchouc qui assure l'isolation électrique de l'accumulateur. Par rapport à un accumulateur alcalin comprenant un bac à revêtement de gomme, un accumulateur à housse offre un avantage important en raison de la simplicité de fabrication de la housse isolante en caoutchouc. En effet, la fabrication de la housse en caoutchouc exige moins de travail que ltélaboration du revêtement gommé. Par ailleurs, la fabrication des housses en caoutchouc pour l'isolation électrique des accumulateurs alcalins est susceptible d'être mécanisée. C'est pourquoi les accumulateurs alcalins munis des housses isolantes en caoutchouc sont plus répandus. Cependant un tel accumulateur alcalin doté d'une housse isolante en caoutchouc présente certains inconvénients. Premièrement, quand on place la housse sur le bac de l'accumulateur alcalin, un jeu se forme nécessairement entre la surface extérieure du bac et la surface intérieure de la housse en caoutchouc. Or, la présence d'un tel jeu contribue à l'accumulation de l'électrolyte dans la housse en caoutchouc, ce qui réduit le pouvoir d'isolation de la housse. Deuxièmement, la housse en caoutchouc présente une faible résistance mécanique et par suite, durant l'exploitation de l'accumulateur, elle se détériore et se désintègre sous l'effet des secousses brusques, des chocs, etc., ce qui entraîne une détérioration de l'isolation électrique de l'accumulateur alcalin lorsqu'il y a de l'électrolyte à la surface du bac, du courant passant à travers les zones détériorées de la housse en caoutchouc. Un accumulateur alcalin équipé d'une housse en caoutchouc ne possède donc pas une isolation électrique suffisamment fiable. Troisièmement, la housse en caoutchouc est inflammable, ce qui augmente le risque d'incendie dans les équipements. Quatrièmement, lorsque l'accumulateur est en service, une forte surchauffe est possible car la housse en caoutchouc n'assure pas une bonne activité calorifique dudit accumulateur. Or la surchauffe de l'accumulateur altère considérablement ses caractéristiques électriques et réduit sa durée de vie. On connait également des accumulateurs alcalins comprend nant des bacs d'acier dont la surface extérieure ou intérieure est recouverte par un revêtement isolant polymère. C'est ainsi, par exemple, que l'on connaît un accumulateur alcalin comprenant un bac d'acier (voir le certificat d'auteur URSS n0 193583) dont la surface latérale extérieure est couverte par deux couches de pellicule en polyéthylène. Sur le fond du bac est appliquée une couche en polyéthylène préestampée ou précoulée adaptée à la configuration du fond, cette couche se soudant à la pellicule latérale en polyéthylène. L'inconvénient d'un bac d'accumulateur alcalin tient au fait que le dép8t du revêtement isolant polymère nécessite un travail important. On connaît aussi un accumulateur alcalin (voir le brevet français n0 1 309 975)et les brevets analogues de la R.F.À. n0 1 421 528 et du Japon n0 41-5226) comprenant un bac d'acier dont la surface extérieure et éventuellement la surface intérieure comportent un revêtement polymère. La présence du revêtement polymère à couche mince sur la surface extérieure du bac de l'accumulateur alcalin assure, non seulement son isolation électrique, mais aussi une amélioration de son activité calorifique, par rapport à un accumulateur alcalin équipé d'une housse en caoutchouc ou à un accumulateur alcalin à bac recouvert d'un revêtement gommé. Cependant, un accumulateur alcalin à bac dont la surface extérieure comporte un revêtement isolant polymère présente un grave inconvénient résultant du fait que l'isolation électrique, dans la zone de raccordement du corps de bac avec son fond, s'avère peu fiable. Dans le cas où il s'agît d'un bac d'accumulateur étiré d'une seule pièce, on entend par "zone de raccordement du corps du bac avec son fond" l'endroit où s'opère la jonction de ce corps et de ce fond. lors de la formation du revêtement isolant polymère, il se produit, dans la zone de raccordement du corps de bac avec son fond, des contraintes internes importantes qui provoquent une détérioration de l'intégrité du revêtement Bolant dans cette zone lorsque l'accumulateur est en service. Par ailleurs, la zone de raccordement du corps du bac avec son fond est soumise à des sollicitations mécaniques telles que coups, chocs, secousses, etc., se produisant lors de l'exploitation de l'accumulateur et provoquant, elles aussi, la détérioration de l'intégrité du revêtement isolant dans la susdit zone. Si le bac de l'accumulateur alcalin est réalisé par soudage on entend par "zone de raccordement" la zone où règne la soudure qui relie le corps du bac à son fond. lors du soudage du fond avec le corps du bac, il apparait dans la soudure des lacunes et des cavités, tandis qu'il se forme, sur la surface de la soudure, des débordements et des aspérités inhérentes à un tel processus technologique. le remplissage des lacunes et cavités par une opération de soudage supplémentaire ne donne pas de résultats satisfaisants quant aux débordements, ils ne peuvent pas être usinés. Il résulte de ce qui précède que le revêtement isolant polymère présente une résistance mécanique plus faible sur la zone de la soudure qu'aux autres endroits du bac. Or c'est justement le revêtement isolant polymère se trouvant sur la zone de la soudure qui est le plus souvent, et le premier, soumis à des sollicitations mécaniques dangereuses telles que coups, chocs, secousses, apparaissant lors de l'exploitation de l'accumulateur et risquant d'altérer l'intégrité du revêtement isolant polymère sur la surface de la soudure. En outre, pendant la formation du revêtement isolant polymère sur la zone de soudure reliant le corps du bac à son fond, il apparat dans le revêtement des contraintes internes importantes qui conduisent à une détérioration, pendant l'exploita- tion de l'accumulateur, de l'intégrité du revêtement isolant polymère sur la zone de la soudure. La présente invention a pour objet de procurer un accumulateur alcalin dont le bac soit conçu de façon à assurer l'intégrité du revêtement isolant dans la zone de raccordement du corps et du fond du bac pendant l'exploitation de l'accumulateur. L'accumulateur électrique alcalin selon l'invention, comprend un groupe d'électrodes de polarités contraires disposées dans un bac métallique dont le corps est raccordé au fond et équipé d'un revêtement isolant sur sa surface extérieure, le susdit accumulateur étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un bac support inférieur à l'intérieur duquel s'engage, par sa partie inférieure, le susdit bac métallique, une cavité étant ménagée entre le fond du bac métallique et le bac support dans la zone de raccordement du corps et du fond dudit bac métallique, laquelle cavité est remplie d'un matériau isolant adhésif vis-àvis du revêtement isolant du bac métallique. Grâce à la présence du bac support et d'un matériau isolant adhésif vis-à-vis du revêtement isolant du bac métallique, on obtient une isolation électrique supplémentaire de la zone de raccordement du corps du bac métallique avec son fond. Dans ce cas, même si le revêtement isolant situé sur la zone de raccordement du corps du bac métallique avec son fond se détériore au cours de l'exploitation de l'accumulateur, l'isolation électrique de ladite zone sera maintenue car l'arrivée d'électrolyte ou d'humidité aux endroits détériorés du revêtement isolant sur la zone de raccordement du corps du bac avec son fond sera empêchée. Il est avantageux d'utiliser, en tant que matériau isolant, un compound adhésif vis-à-vis du revêtement isolant du bac. L'utilisation d'un tel compound permet d'éliminer l'éventualité du contact de l'électrolyte avec le revêtement isolant dans la zone de raccordement du corps du bac avec son fond. l'invention sera mieux comprise encore à l'aide de la description donnée ci-après de modes de réalisation préférés mais non limitatifs, description se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels - la figure 1 représente, partie en élévation et partie en coupe longitudinale, un accumulateur alcalin conforme à l'invention - la figure 2 représente, à échelle agrandie, le détail A de la figure 1 - la figure 3 montre, également à échelle agrandie, un autre mode de réalisation du détail A de la figure 1 - la figure 4, enfin, montre toujours à échelle agrandie, encore un autre mode de réalisation du détail A de la figure 1. L'accumulateur alcalin représenté figure 1 comprend un groupe 1 de plaques alternées de polarités contraires (positives et négatives) disposées dans un bac d'acier 2 muni d'un couvercle 3 soudé audit bac 2. A travers des orifices 4 pratiqués dans le couvercle 3 sortent des bornes 5 isolées dudit couvercle au moyen de manchons isolants 6 et de bagues d'étanchéité 7 et fixées sur le couvercle 3 avec des écrous 8. Sur le couvercle 3 est prévu un goulot 9 obturé par un bouchon 10. le bac d'acier 2 comprend un corps 11 et un fond 12. le fond 12 du bac d'acier 2 (figure 2) est exécuté avec un bord tombé 13 et relié au corps 11 par l'intermédiaire d'une soudure 14, la partie horizontale 15 du fond 12 étant disposée en dessous du niveau de la soudure 14. Sur la surface extérieure du bac d'acier 2 (figures 1 et 2) est posésé un revêtement isolant 16 en matériau polymère résistant à l'action corosive de milieux alcalins et obtenu à partir d'une peinture époxyde en poudre. L'accumulateur alcalin comprend un bac support 17 constitué en matière plastique. le fond 18 du bac support 17 (figure 2) est plat. Le bac d'acier 2 repose par sa partie inférieure sur le bac support 17. La partie horizontale 15 du fond 12 du bac d'acier 2 s'appuie sur la partie correspondante du fond 18 du bac support 17, ce qui évite tout contact entre le revêtement isolant 16 se trouvant sur la soudure 14 et le fond 18 du bac support 17. Entre la surface extérieure, à revêtement isolant 16, de la partie inférieure du bac d'acier 2 disposée dans le bac support 17, et la surface intérieure dudit bac support 17, est formée une cavité remplie d'un matériau isolant 19 adhésif vis-àvis du revêtement isolant 16 du bac d'acier 2. Ce matériau isolant 19 peut être un compound possédant la propriété adhésive mentionnée. On entend par "compound" un mélange de matières organiques présentant de hautes qualités d'isolation et d'étanchéité à l'eau et utilisées pour l'imprégnation d'isolants, pour le revêtement de structures isolantes et pour le coulage de dispositifs électrotechniques. Au cours de l'assemblage de l'accumulateur alcalin, la matière isolante 19 en durcissant, adhère fermement au revêtement isolant 16 de la partie inférieure du bac d'acier 2 située dans le bac support 17 et à la paroi intérieure dudit bac support 17. Selon un autre mode de réalisation, illustré figure 5, le fond 18 du bac support 17 présente une saillie centrale 20. le fond 12 du bac d'acier 2 est réalisé avec un bord tombé 15 et est relié au corps 11, comme précédemment par l'intermédiaire d'une soudure 14, la partie horizontale 15 du fond 12 se trouvant alors au même niveau que la soudure 14. le bac d'acier 2 est engagé par sa partie inférieure dans le bac support 17. La partie. La partie horizontale 15 du fond 12 s'appuie sur la saillie centrale 20 du bac support 17. Cela assure l'absence de tout contact entre le revêtement isolant 16 se trouvant sur la soudure 14 et le fond 18 du bac support 17. Entre la surface extérieure de la partie inférieure du bac d'acier 2 disposée dans le bac support 17, et la surface intérieure dudit bac support 17 est également formée une cavité remplie de matériau isolant 19 adhésif vis-à-vis du revêtement isolant 16 du bac d'acier 2. Conformément à encore un autre mode d'exécution de l'invention, illustré figure 4, le bac d'acier 2 est étiré d'une seule pièce. Dans ce cas, le corps 11 est exécuté d'une seule pièce avec le fond 12. le fond 18 du bac support 17 est réalisé, comme dans le mode de réalisation précédent, avec une saillie centrale 20. Le bac d'acier 2 est engagé par sa partie inférieure dans le bac support 17, le fond 12 du bac d'acier 2 étant appuyé contre la saillie 20 dudit bac support 17. Cela assure l'absence de contact entre le revêtement isolant 16 se trouvant dans la zone 21 de raccordement du corps 11 du bac d'acier 2 avec son fond 12, et le fond 18 du bac support 17. Entre la surface extérieure du bac d'acier 2 et la surface intérieure du bac support 17 est formée une cavité remplie de matériau isolant 19 adhésif vis-à-vis du revêtement isolant 16 du bac d'acier 2. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Accumulateur électrique alcalin comprenant un groupe d'électrodes de polarités contraires disposées dans un bac métallique dont le corps est relié au fond et doté dun revêtement isolant sur sa surface extérieure, ledit accumulateur étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un bac support inférieur à l'intérieur duquel est engagée la partie inférieure du susdit bac métallique, une cavité étant formée entre le fond du bac métallique et le bac support, dans la zone de raccordement du corps du bac métallique avec son fond, laquelle cavité est remplie d'un matériau isolant adhésif vis-à-vis du revêtement isolant du bac métallique 2. Accumulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit matériau isolant est un compound.