Brevet FR2514951A1 — publié le 19830422

La présente invention est relative à une pile étan- che, ayant une étanchéité renforcée élevée. Une pile étanche classique comprend un boîtier exter- ne (b) constituant une borne d'une polarité et contenant un ensemble (a) d'électrode, un couvercle métallique (c) de fermeture, comme représenté à la Fig 1, et la pile, fermée, est pourvue d'un agencement d'étanchéité qui est réalisé en introduisant une borne (g) d'une autre polari- té dans un trou (d) du couvercle (c), à travers des garni- IO tures isolantes (e) et (f), et en agrandissant et en ser- tissant une partie supérieure d'une saillie externe (h) de la borne (g) entre une rondelle en métal (i) disposée sur la saillie externe (h) et une collerette interne (j) de la borne (g), fixant ainsi entre eux le couvercle (c) et les garnitures isolantes (e) et (f). Cependant, dans une telle construction étanche, une partie (c') voisine du trou (d) du couvercle (c) est pla- te de façon à assurer un contact plan avec les garnitures isolantes respectives (e) et (f) Par conséquent, si la force de sertissage exercée sur la borne (g) est augmentée, elle peut se trouver dispersée sur la surface plane de la partie (c') de telle sorte qu'un électrolyte disposé dans l'ensemble d'électrode peut fuir comme représenté par les flèches à la Fig 2. La présente invention vise à résoudre ce problème et fournit en particulier une pile étanche ayant un agence- ment d'étanchéité présentant une étanchéité renforcée et empêchant toute fuite indésirable de l'électrolyte. L'invention est relative à une pile qui comprend un bottier externe constituant une borne d'une polarité et contenant l'ensemble d'électrode, et un couvercle en métal de fermeture dudit bottier, et des moyens pour fixer le couvercle et des garnitures isolantes entre une rondelle de métal disposée sur une queue en saillie d'une broche formant borne et une collerette de ladite borne en introduisant une broche formant une borne d'une autre polarité dans un trou du couvercle à travers les garni- tures isolantes Suivant l'invention il est prévu une pile dans laquelle au moins une saillie de forme annulai- re enfoncée dans lesdites garnitures isolantes est formée sur le couvercle, sur la collerette de ladite broche for- mant borne et/ou sur la rondelle de métal. La pile suivant l'invention est caractérisée en ce qu'une saillie de forme annulaire de forme simple est pré- IO vue sur au moins une partie des trois éléments précités de façon à être enfoncée dans les garnitures isolantes. Par suite, du fait que la force de sertissage n'est pas dispersée-sur la totalité de la surface de contact entre le couvercle et les garnitures isolantes et est centrée I 5 sur ladite saillie de forme annulaire, les propriétés d'étanchéité sont considérablement améliorées pour empê- cher la fuite de l'électrolyte. On utilise plus particulièrement les piles étanches en les incorporant dans des accessoires électriques Ce- pendant, suivant l'invention, en empêchant la fuite de l'électrolyte, la durée de vie des piles est prolongée, les défauts de contact indésirables entre les piles et les contacts des accessoires électriques sont empêchés ainsi que la corrosion de ces accessoires et la diminu- tion de fonctionnement de ceux-ci. Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exem- ples: la Fig 1 est une vue en section d'une pile étanche de type connu; la Fig 2 est une vue en section à plus grande échel- le de la partie étanche; la Fig 3 est une vue en section d'un mode de réali- sation d'une pile suivant l'invention dans laquelle une saillie de forme annulaire est prévue à la fois sur une collerette d'une borne d'une autre polarité que le boî- tier et sur le bord d'un trou d'un couvercle en métal; la Fig 4 est une vue en perspective avec arrache- ment partiel d'une borne d'une autre polarité que le boîtier, vue de dessous; les Fig 5 à 7 sont des vues en section des parties étanches des divers modes de réalisation de piles suivant l'invention dans lesquellesune saillie de forme annulaire est prévue sur le bord d'un trou d'un couvercle en métal Io de fermeture du boîtier ou au voisinage d'un trou de ce couvercle; la Fig 8 est une vue en section d'une partie d'étan- chéité d'une pile suivant un autre mode de réalisation de l'invention, dans laquelle une saillie de forme annulaire I 5 est prévue sur la collerette d'une borne ayant une autre polarité que le bottier; la Fig 9 est une vue en section d'une partie d'étan- chéité d'une pile suivant encore un autre mode de réali- sation dans laquelle une saillie de forme annulaire est prévue seulement sur une rondelle en métal. La pile suivant l'invention est caractérisée en ce qu'au moins une saillie de forme annulaire est prévue sur un couvercle en métal de fermeture du boîtier, sur une collerette d'une borne d'une autre polarité que le bol- tier et/ou sur une rondelle en métal. Cette saillie de forme annulaire est une saillie continue circulaire qui est prévue sur une surface desti- née à presser une garniture isolante si l'on considère par exemple un couvercle de fermeture en métal, et elle présente en section une configuration soit à sommet pointu soit en coin légèrement arrondi En outre, la hau- teur de la saillie est choisie de façon appropriée de manière que cette hauteur soit inférieure à l'épaisseur de la garniture isolante De plus la saillie peut être formée par usinage simple comme il ressortira de la des- cription qui va suivre. On décrira maintenant différents modes de réalisa- tion des piles suivant l'invention en se référant auxdes- sinsannexés. On a représenté à la Fig 3 un premier agencement caractéristique de la pile suivant l'invention, dans le- quel la saillie de forme annulaire est prévue dans deux des trois éléments décrits plus haut, ce mode de réali- IO sation comportant les saillies de forme annulaire formées a la fois sur la collerette d'une borne et sur lebord de l'ouverture du couvercle métallique de fermeture, de fa- çon que ces saillies s'étendent en sens opposé, et on a représenté à la Fig 4 une telle borne, utilisée pour I 5 cette pile Aux Fig 3 et 4, la référence 1 désigne un boîtier externe servant de borne d'une polarité, qui comprend l'ensemble d'électrode 2 et est recouvert par un couvercle 3 de fermeture, en métal Dans cet exemple, le bord de l'ouverture du bottier 1 et le bord circonfé- rentiel du couvercle 3 de fermeture sont soudés ensemble en utilisant un soudage au laser Le couvercle 3 de fer- meture comporte une ouverture centrale 4, et une saillie de forme annulaire dirigée vers le haut est formée sur le bord de cette ouverture Une borne 8 d'une autre pola- rité est introduite dans l'ouverture 4 à travers des garnitures isolantes supérieure et inférieure 6 et 7 La borne 8 comporte une collerette 9 et est introduite dans l'ouverture 4 de telle manière que la collerette soit si- tuée à l'extérieur, dans ce mode de réalisation Une ron- delle 1 l en métal est disposée sur une queue 10 en saillie de la borne 8 qui s'étend vers le bas à travers ladite ouverture 4 Lorsque la partie supérieure de la queue 10 est sertie par écrasement, les garnitures isolantes 6 et 7 agencées sur les parties supérieure et inférieure de la circonférence 12 de l'ouverture 4 sont maintenues par la collerette 9 et la rondelle 11 en métal. Dans ce mode de réalisation, du fait qu'une saillie 13 de forme annulaire est également prévue sur la colle- rette 9, comme représenté à la Fig 4, cette saillie s'enfonce dans la garniture isolante 6 lors du sertissa- ge Par suite, une partie 14 de la garniture isolante 6 qui est située en face de la saillie 13 de forme annu- laire se trouve fortement pressée sur le couvercle 3 de IO fermeture par comparaison avec une autre partie, empê- chant ainsi des fuites de liquide de l'ensemble d'élec- trode 2 le long de la partie 14 Du fait que les saillies 13 et 5 de forme annulaire sont enfoncées dans la garni- ture isolante 6, les fuites de liquide sont empêchées le I 5 long des deux parties constituées par la saillie 5 de forme annulaire et la partie 14, améliorant ainsi considé- rablement l'étanchéité En outre, on peut utiliser au ' lieu de la broche 8 formant borne, une broche formant borne comportant la collerette à son extrémité inférieure, comme représenté aux Fig 1 et 2. De plus, bien que les saillies 5 et 13 de forme annu- laire soient prévues à la fois sur le couvercle métallique 3 de fermeture et la collerette d'une borne 8 d'une autre polarité, dans le mode de réalisation décrit plus haut, ces saillies peuvent être formées de façon opposée à la fois sur le couvercle métallique 3 de fermeture et la rondelle Il en métal, ou à la fois sur la collerette de la borne 8 d'une autre polarité et sur la rondelle 11 en métal. Les garnitures isolantes 6 et 7 sont réalisées en polyéthylène, polypropylène, en polyimide, en résine silicone, en résine fluorée et autres, qui présentent une résistance aux fuites d'électrolyte liquide, et les pro- priétés voulues d'élasticité Les propriétés physiques telles que l'élasticité, la dureté et autres peuvent être choisies de façon appropriée pour les piles suivant l'in- vention Ces garnitures isolantes peuvent d'une façon analogue être utilisées dans les modes de réalisation suivants. En tant que pile suivant l'invention dans lesquelles la saillie de forme annulaire est prévue sur un élément parmi les trois éléments décrits plus haut, on décrira en référence aux dessins annexés des modes de réalisation de IO piles dans lesquelles la saillie de forme annulaire est formée sur le bord de l'ouverture du couvercle de ferme- ture, ou au voisinage de cette ouverture Les Fig 5 à 7 sont des vues en section transversale des parties d'étan- chéité de ces modes de réalisation respectifs. I 5 Suivant l'exemple de la Fig 5, il est prévu une saillie 30 a de forme annulaire dirigée vers le bas sur un bord 23 b de l'ouverture d'un couvercle 23 de fermeture en utilisant des techniques d'estampage ou de matriçage. Lorsqu'une partie 28 en saillie vers l'extérieur d'une borne 27 d'une polarité différente du couvercle est agranr- die et sertie, la saillie 30 a de forme annulaire s'enfonce dans une garniture isolante inférieure 25, empêchant ainsi une fuite de liquide de l'électrolyte de l'ensemble 21 à travers l'ouverture 24. La pile représentée à la Fig 6 comporte une saillie a de forme annulaire qui est ménagée de façon à s'éten- dre vers le haut sur le bord d'une ouverture 33 b suivant un agencement inverse de celui représenté à la Fig 5 La saillie 40 a de forme annulaire s'enfonce dans la garnitu- re isolante supérieure 36 lors du sertissage d'une broche 37 formant borne, empêchant ainsi la fuite de l'électrolyte. Dans une pile représentée à la Fig 7, une saillie c de forme annulaire est prévue sur une partie 43 a si- tuée au voisinage d'une ouverture 44 d'un couvercle de fermeture 43 La saillie 50 c s'enfonce dans une garniture isolante 45 lors du sertissage d'une broche 47 formant borne, empêchant ainsi la fuite de l'électrolyte. Les piles suivant les modes de réalisation décrits présentent l'avantage que la résistance mécanique des couvercles respectifs 23, 33 ou 43 de fermeture est aug+ mentée en raison de la présence de la saillie 30 a, 40 a ou 50 c de forme annulaire, respectivement, et du fait que la saillie est ménagée sur le couvercle de fermeture par Io un usinage simple. En outre, plusieurs-saillies de forme annulaire peu- vent être formées sur le couvercle de fermeture L'inven- tion comprend également un agencement dans lequel deux saillies de forme annulaire par exemple sont prévues sur I 5 un couvercle de fermeture comme représenté aux Fig 6 et 7. On décrira maintenant en se référant à la Fig 8 qui est une vue en section transversale d'une partie d'étanchéité suivant l'invention, un autre mode de réa- lisation d'une pile suivant l'invention dans lequel la saillie de forme annulaire est formée seulement sur la collerette de la broche formant borne. En se référant à la Fig 8, une saillie annulaire 63 est formée dans une collerette 59 d'une borne 58 de pola- rité opposée au bottier, et s'enfonce dans une garniture isolante 56 lors du sertissage Par suite, une partie 64 de la garniture isolante 56 située en face de la saillie annulaire 63 est fortement pressée sur un couvercle 53 de fermeture par rapport aux autres parties, empêchant ainsi la fuite d'électrolyte de l'ensemble 52 au-delà de la partie 64 De plus, la saillie de forme annulaire peut être prévue sur une face d'une rondelle de métal 61 en contact avec une garniture isolante 57 au lieu de la saillie décrite ci-dessus. La Fig 9 est une vue en section d'une pile suivant encore un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel une saillie 83 de forme annulaire est prévue seu- lement sur une rondelle de métal 81. Enfin plusieurs saillies de forme annulaire peuvent être formées sur la collerette d'une borne d'une autre polarité que le bottier, et sur la rondelle de métal respectivement. Suivant l'invention comme on l'a décrit plus haut de IO façon détaillée, la saillie de forme annulaire est prévue sur au moins le couvercle métallique de fermeture, la collerette de la borne de la polarité opposée et/ou sur la rondelle de métal, et le couvercle de fermeture et les garnitures isolantes sont fortement pressés les uns con- I 5 tre les autres en enfonçant la saillie dans les garnitures isolantes, empêchant ainsi toute fuite d'électrolyte On réalise ainsi par suite des piles présentant une-étanché- ité très élevée. REVENDICATIONS - 1. Pile du type comprenant un bottier externe ( 1) comportant un ensemble d'électrode (:2) et constituant une borne d'une polarité, et un couvercle métallique ( 3) de fermeture pour fermer ledit bottier externe ( 1), une bor- ne ( 8) ayant une autre polarité, introduite à travers des garnitures isolantes ( 6, 7) dans un trou ( 4) formé dans ledit couvercle ( 3), ce couvercle et lesdites garnitures étant maintenus entre une rondelle en métal ( 11) disposée sur une queue ( 10) en saillie de la borne ( 8) et une col- IO lerette ( 9) de ladite borne, pile caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une saillie de forme annulaire ( 5, 30 a, 40 a, 50 c, 13, 63, 83) enfoncée dans lesdites garnitures isolantes, ladite saillie étant formée sur le couvercle ( 3), sur ladite collerette ( 9) de la borne ( 8) I 5 et/ou sur ladite rondelle en métal ( 81). 2. Pile suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites saillies de forme annulaire ( 5, 13,63, 83, a, 40 a, 50 c) sont prévues à la fois sur ladite colleret- te ( 9) de la borne ( 8) ayant l'autre polarité ou sur ladi- te rondelle en métal ( 81) et le bord du trou dudit couver- cle métallique de fermeture ou dans la partie voisine du bord dudit trou du couvercle, lesdites saillies annulaires étant dirigées en sens opposé l'une vers l'autre. 3. Pile suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ladite saillie de forme annulaire ( 5, 30 a, 40 a,50 c) est prévue sur le bord dudit trou du couvercle de métal ( 3, 23, 33, 43) ou sur une partie voisine du bord dudit trou. 4. Pile suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ladite saillie de forme annulaire ( 13, 63, 81) est formée sur ladite collerette de la borne ( 8, 58) ayant l'autre polarité ou sur ladite rondelle de métal ( 81).