Brevet FR2468211A1 — publié le 19810430

1._ L'invention concerne un dispositif de fermeture pour un élément galvanique, dispositif constitué d'un corps de fermeture en matériau isolant, ce corps étant susceptible d'être pressé contre une surface d'étanchéité au moyen d'un élément élastique. L'invention concerne également un procédé pour la réalisation de ce dispositif de fermeture. Dans la plupart des éléments galvaniques, y compris les éléments - boutons, on a en principe comme dispo- sitif d'étanchement un godet présentant une symétrie de révo- lution et dans lequel un couvercle est mis en place en étant isolé et étanché au moyen d'un joint en matière plastique. Tandis que le godet est déformé plastiquement contre le couver- cle, par exemple par sertissage, une pression d'étanchement est exercée. Le module d'élasticité plus réduit du matériau du joint garantit que même après le relâchement élastique du godet postérieurement à la réalisation du sertissage, une pression d'application reste maintenue. Dans les réalisations classiques, le couvercle se comporte, lors de l'application de ces efforts, uniquement comme un galet rigide. _ Un inconvénient est que, au cours du temps, la pression d'application de la matière plastique se relâche du fait du fluage à froid. A ce reiâchementou altération du serrage, se superposent des modifications de volume de la matière plasti- que résultant de processus de transformation structurellesypar exemple du passage dé l'état amorphe et des états cristallins. En outre d'importantes différences de température peuvent aboutir à ce que la matière plastique, du fait de ses coefficients de dilatation plus élevéesimpose au godet des déformations plastiques irréversibles. On souhaiterait notamment en conséquence que tous les processus de modifications dimensionnelles dans les éléments participant à l'étanchement soient interceptés élastiquement de façon qu'aucune altération notable de la pression d'étanchement ne survienne. Les godets et les couver- cles classiques ne sont pas adaptés à cette fonctionpcar ils sont fermés sur leur périphérie et ne permettent dans la direc- tion périphérique qu'une modification élastique du diamètre de quelques millièmes de millimètres lorsqu'on considère par exemple un élément rond de dix Millimètres de diamètre. 2._ 2468211 Par le document DE-PB 2 228 893 on connaXt un corps de fermeture en matériau plastique recouvrant la section transversale interne du godet de l'élément, et dans la zone de bordure, duquel., galbée en forme de gorge, est inséré un anneau en métal élastique. Cet anneau élastique est précontraint, et comme, lorsqu'il est détendu, il présente un diamètre supérieur à celui de la rigole du corps de fermeture qui l'entoure, cet anneau élastique exerce une pression constante de l'intérieur contre la paroi de, la rigole qui est en conséquence pressée contre la surface interne du godet dans la zone de sertissage. Ce dispositif de fermeture connu comporte des inconvénients qui se traduisent en ce que la répartition de la pression sur la périphérie de l'anneau élastique n'est pas uniforme, en ce qu'un comportement élastique de l'anneau ne peut avoir lieu qÂ'avec un frottement importai en direction périphé- rique et en ce que l'élément élastique lors du sertissage n'est pas à l'abri d'une déformation plastique du fait d'une résistance interne. L'invention a en conséquence pour but de créer un dispositif de couvercle avec un élément élastique grâce auquel les inconvénients pré-cités sont évités et qui permette dtaborber élastiquement les modifications de diamètre sans altération notable de la pression d'étanchement. L'invention concerne à cet effet un dispositif caractérisé en ce que l'élément élastique revêt la forme d'une surface-enveloppe munie de fentes dans la zone o elle presse le corps de fermeture contre la surface d'étanchéité. Conformément à l'inventionyles fluctuations de température et les processus de relâchement dans la matière plastique sont absorbés élastiquement par les pattes d'un ressort en forme de demi-tore. Les pattes font saillie hors de l'élément élastique grâce à des fentes ménagées perpendiculai- rement à la direction périphérique. L'élément élastique conforme à l'invention est disposé de façon telle dans le corps de fermeturexqu'il maintient la pression d'application dans la zone d'étanchement entre le c8té de l'élément et le corps de fermeturepou bien dans la zone d'étanchement entre le corps de fermeture et un raccordement polaire traversant celui-ci, ou bien encore il est constitué de façon telle qu'il intervient sur les deux zones d'étanchement. 3._ 246821 1 Dans une forme de réalisation préférée de l'invention.l'élément élastique revêt la forme d'un capot de contact dont la bordure externe est relevée en forme de tore et munie de fentes. Selon une autre forme de réalisation de ltinvention>ltélément élastique revêt la forme d'un tore ouvert dont la surface-enveloppe externe et/ou interne est munie de fentes. Dans le cas d'élément galvanique à électrolyte alcaliniune broche de contact servant de conducteur d'évacuation du courant électrique (en général le conducteur négatif), traverse en son centre le corps de fermeture et est soudée avec le capot de contact qui peut lui-même être une partie de l'élément élastique. Les éléments élastiques conformes à l'invention peuvent être utilisés pour les différentes formes de constructions d'éléments ronds.mais également pour des éléments prismatiques. L'invention va être expliquée plus en détail en se référant à des exemples non limitatifs de réalisa- tion de l'invention représentés sur les dessins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 montre la partie supérieure d'un élément galvanique avec un capot de contact qui constitue en même temps l'élément élastique, - la figure 2 est une vue de dessus de l'élément élastique selon la figure 1, les figures 3a, 3b et 3c montrent en vue partielles la zone d'étanchéité d'éléments galvaniques dans lesquels l'élément élastique est: a) un tore ouvert avec des fentes dans la surface enveloppe externe, b) un tore ouvert avec des fentes aussi bien dans la surface enveloppe interne que dans la surface enveloppe externe, c) constitué de-deux capots de contact coaxiaux soudés ensemble dont les surfaces enveloppes externes sont munies de fentes. Le montage de l'élément galvanique selon la figure 1 débute avec la mise en place de la cathode 1 dans 4 L4. - 2468211 le godet 2. Viennent ensuite la mise en place de la douille de séparateur 3, l'introduction du matériau d'anode 4, par exemple du zinc, et l'introduction dosée de l'électrolyte. Ensuite, à l'extérieur de l'élément, la broche de contact 5 et l'élément élastique 6 munis de fentes et revêtant la forme d'un capot de contact, sont mis en place dans le corps de fermeture 8, un bord d'encliquetage 9 assurant la position de l'élément élastique 6 dans ce corps de fermeture 8. Après soudure de la broche de. contact 5 et de l'élément élastique 6 qui se centrent d'eux-mêmes, l'ensemble corps de fermeture 8-broche de contact 5-élément élastique. 6 est introduit dans le godet 2. Tandis que la partie centrale du corps de fermeture, en forme de coupole10, est saisie par l'enveloppe interne de l'élément éalstique, les ondulations 11 sur le godet 2 et le bord supérieur 12 du corps de fermeture assurent une fixation en position., Dans la partie droite de la figure 1 est représenté schématiquement l'outil de sertissage pour la ferme- ture de l'élément galvanique. Tandis que l'outil de sertissage 13 se déplace vers le bas contre le support 14, les pattes 15 (voir figure 2) de l'élément élastique 6 fendu sont maintenues de l'intérieur par la douille de maintien de sertissage 16. On est ainsi certain que pendant le sertissage la matière plastique du corps de fermeture peut être plastifiée dans la zone de sertissage c'est-à-dire qu'elle s'adapte de façon optimale aux surfaces des deux pièces antagonistes en métal (godet- élément élastique). Ainsi une déformation plastique de l'élément élastique est empêthée avec certitude lors de la fermeture. Sans douille de maintien une plastifica- tion du corps de fermeture est rendue difficile car le ressort serait alors trop fortement refoulé. La force du ressort est adaptée au godet de façon que la pression interne développée par cette force du ressort après sertissage complet ne déforme pas plastiquement le godet mais le dilate simplement dans la limite élastique. Le matériau de l'élément élastique est en général de l'acier nickelé, son épaisseur étant de l'ordre de 0,5 mm. Dans une autre forme de réalisation pos- sible de l'invention selon la figure 3a, l'élément élastique 6, ,._ 2468211 qui est comme précédemment un capot de contact, comporte un perçage central à travers lequel la broche de contact 5 est introduite par le haut après le pré-montage du capot 6 et du corps de fermeture 8. L'effort de frottement intervenant alors peut, puisque les parties sont déjà prémontées, être évacué par l'intermédiaire du fond 17 du corps de fermeture 8. Le capot empêche le fluage de la partie en coupole 10 elle-même. Après le montage final.qui s'effectue comme il a été expliqué d'après la figure 1, la broche de 1o contact 5 est soudée hermétiquement dans- le capot 69par exemple par soudure au rayon laser. La soudure au rayon laser présente l'avantage que l'élément ne subit qu'un léger échauffement. Selon la figure 3bgl'élément élastique 6 peut également présenter la forme d'un tore ouvert (demi-tore). Le tore ouvert est fendu sur sa périphérie externe si bien que les pattes élastiques ainsi formées peuvent jouer élasti- quement dans la direction radiale. Ces pattes élastiques formées sur la périphérie externe maitiennent la pression dtétanchement dans la zone d'étanchement entre le godet 2 de l'élément et le corps de fermeture 8. De plus, comme celà est représenté, l'élé- ment élastique en forme de tore 6 peut être également muni de fentes 7 sur sa surface enveloppe interne, si bien que la pression d'étanchement est également maintenue dans la zone d'étanchement entre la broche de contact 5 et le corps de fermeture 8 c'est-à-dire contre la partie en coupole de l'élément. Dans ce casles pattes élastiques sont uniquement soumises à une contrainte de flexiongsans qu' une tension périphérique soit constituée sur l'élément élastique. Dans cette forme de réalisation égalementf l'élément galvanique est fermé à l'aide d'une douille de maintien 16. Le conducteur négatif d'évacuation du courant, c'est-à-dire la broche de contact métallique 59est introduite après qu'elle ait été soudée par points à un capot de contact 18 et qu'un anneau isolant 19 ait été posé. Une gaine rétracta- ble 2b et une enveloppe métallique 21 peuvent 9trejpour terminera rapportées sur l'élément. Comme la réalisation de fentes internes sur un ressort en forme de tore présente des difficultés de réalisation, on peut en variante9comme le montre la figure 3cy 4. prévoir un second capot élastique 22 comportant des fentes 7, 6.- 2468211 1 qui entourent la coupole 10 (zone d'étanchement entre la broche de contact 5 et lb corps de fermeture 8) et la maintiennent sous pression. Dans ce cassle corps de fermeture 8 doit avoir un profil adapté aux deux éléments é.Ustiques 6, 22. Lors du montageQla broche de contact 5 est d'abord mise en place dans le corps de fermeture 8, puis le capot 22 est posé. Ensuite la broche de contact 5 et le capot 22 sont soudés ensemble. L'ensemble pré-monté>corps de fermeture - broche de contact 5 - capot 22, est introduit dans le grand capot de contact 6 et c'est seulement alors qu'il est monté dans le godet 2 en étant centré par la douille de séparateur 3. Le processus de fermeture classique est ensuite réalisé par exemple par sertissage. Une douille de maintien est utilisée comme cela a été expliqué sur la figure 1, douille grâce à laquelle une déformation plastique de l'élément élastique lors de la fermeture est évitée. Une telle douille de maintien peut également être utilisée lors de l'assemblage de la broche de contact 5, du corps de fermeture 8 et du capot 22. Finalement le capot 22 est soudé avec le capot de contact 6. 7.- 2468211 REVENDICATIONS 1.- Dispositif de fermeture pour un élément galvanique, dispositif constitué d'un corps de fermeture en matériau isolant, ce corps étant susceptible d'être pressé contre une surface d'étanchéité au moyen d'un élément élastique, dispositif caractérisé en ce que l'élément élastique (6, 22) revêt la forme d'une surface enveloppe munie de fentes (7) dans la zone o elle presse le corps de fermeture (8) contre la surface d'étanchéité. 2.- Dispositif de fermeture selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fentes (7) sont disposées perpendiculairement à la direction périphérique. 3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications l et 2, caractérisé en ce que l'élément élastique (6) revêt la forme d'un capot de contact, dont le bord externe est relevé en forme de tore et est muni de fentes (7). 4.- Dispositif de fermeture selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément élastique (6) revêt la forme d'un tore ouvert dont la surface enveloppe interne et/ou externe est munie de fentes (7). 5.- Dispositif de fermeture selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une broche de contact (5) servant de conducteur d'évacuation du courant électrique traverse au centre l'élément élastique (6). 6.- Procédé pour réaliser un dispositif de fermeture, destiné à un élément galvanique, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, procédé caractérisé en ce que l'élément élastique (6), appliqué par sa surface enveloppe sur le matériau d'étanchement du corps de fermeture (8), est mis en position et en forme lors de la fermeture. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une broche de contact (5) est passée à travers l'élément élastique (6) revêtant la forme d'un capot de contact, et est reliée à celui-ci par soudure au rayon laser.