Brevet FR2563054A1 — publié le 19851018

La présente invention est relative à la construction des batteries d'accumulateurs notamment a électrolyte liquide, et plus particulièrement à l'obtention d'un joint étanche a la traversée du couvercle par une pièce polaire. On appelle "pièce polaire" d'une batterie une pièce métallique cylindrique ou cylindro-conique dans son ensemble, qui, a l'intérieur de celle-ci est reliée, habituellement par soudure, à une grille, laquelle est pourvue pour cette fin d'une queue, d'une seule pièce avec la grille, pour le passage du courant. l'extrémité opposée de la pièce polaire se trouve à l'extérieur de la batterie et porte la "borne" a laquelle on raccorde les conducteurs électriques qui relient la batterie aux points d'utilisation du courant. Le passage de la pièce polaire constitue un point singulier du couvercle, et un soin particulier doit être apporté a son étanchéité de façon â éviter, à la fois, des passages intempestifs de gaz entre l'extérieur et l'intérieur de la batterie, et des suintements de l'électrolyte. On doit, en plus, veiller à une immobilisation parfaite de la pièce polaire, de façon qu'une contrainte exercée sur celle-ci a l'extérieur, ne risque pas d'entrainer un déplacement de la grille à l'intérieur. Une difficulté particulière pour l'obtention d'un bon résultat vient du fait que, selon la technique courante, le joint à la traversée du couvercle est fait après que celui ci a été mis en place sur la cuve, si bien qu'il est impossible, à ce moment, d'accéder à la face interne du couvercle et du joint. Selon la technique actuelle, après mise en place du couvercle de telle façon que la pièce polaire traverse celui-ci par un trou prévu au préalable, on enfile par l'extérieur un anneau, torique ou autre, en matière élastique, autour de la pièce polaire, on force cet anneau entre la pièce polaire et le trou, puis on met en place, par-dessus l'anneau une matière durcissable, telle que celle à base de résine époxy, commercialisée sous le nom d'1,Araldite", qu'on fait durcir pour obtenir à la fois le blocage de l'anneau et de la pièce polaire dans leur position définitive et un supplément d'étanchéité qui s'ajoute à celle procurée par l'anneau. On prévoit normalement une quantité de résine suffisante pour procurer au couvercle, à cet endroit, une surface continue et plane. Cette manière d'opérer a pour défaut qu'il est assez difficile de contrôler, dans une marche automatxue la posai; tion de l'anneau après qu'il a été enfoncé, et il peut en résulter un joint défectueux si l'anneau n'a pas été correctement mis en place, ou biens'il s'est déplacé avant le durcissement complet de la résine. Un contrôle est évidemment possible, mais il est délicat et prend du temps. La présente invention a pour but de fournir un procédé du-type ci-dessus, qui soit susceptible d'obtenir de bons résultats de façon constante, tout en permettant une automatisation accélérée. L'invention fournit donc un procédé de construction d'une batteried'accumulateur,selon lequel, après mise en place des grilles sur la cuve et fixation sur celles-ci des pièces polaires, on fixe le couvercle sur la cuve, ce couvercle étant percé au préalable de trous par lesquels passent les pièces polaires positive et négative, puis, par l'extérieur, on enfile un anneau élastique autour de chaque pièce polaire, on force cet anneau élastique dans l'intervalle entre la pièce polaire et les bords du trou correspondant, on met en place par-dessus l'anneau élastique une quantité de matière de blocage suffisante pour assurer le blocage de la pièce polaire et de 11 anneau élastique dans le trou, puis on fait durcir cette matière de blocage si nécessaire, qui présente pour particularité que - après avoir enfilé l'anneau élastique autour de la pièce polaire, on pose sur celui-ci un anneau de blocage en matière susceptible de se solidariser à chaud à la matière du couvercle, et de diamètre extérieur sensiblement égal à celui du trou, et - on soumet l'anneau élastique et l'anneau de blocage à la fois à une pression dirigée vers l'intérieur de la batterie et à des ultrasons, la pression et les ultrasons étant choisis pour provoquer à la fois le déplacement de l'anneau élastique jusqu'à son emplacement final et la solidarisation de l'anneau de blocage au couvercle, immobilisant l'anneau élastique. L'anneau élastique peut être en une matière élastomère classique ou siliconée, résistant à l'action de l'électrolyte. Il peut être de forme torique, mais il est préférable de lui donner une section rectangulaire ou trapézoidale, adaptée à la forme de la pièce polaire et du trou. L'anneau de blocage peut être réalisé en de nombreuses matières, et même en métal, toutefois, avec les couvercles actuellement employés, qui sont en ABS ou en poly- - propylène, on préfère utiliser un anneau de blocage de la même substance que le couvercle. Tel qu'on vient de le décrire, le procédé de l'in- vention assure essentiellement une immobilisation correcte de l'anneau élastique, et l'immobilisation complète de la pièce polaire est assurée par remplissage du trou, au-dessus de l'anneau de blocage, avec une résine "Araldite" ou autre matière de blocage. On peut cependant prévoir que l'anneau de blocage est de forme et dimensions suffisantes pour assurer à lui seul également le blocage de la pièce polaire. Pour cela, il est nécessaire que le diamètre inté rieur de l'anneau s'adapte exactement au diamètre extérieur de la pièce pol#ire,celle:ci ayant tune forme et/ou un relief de surface adapté. Bien entendu, il s'agit du diamètre extérieur de la pièce polaire à l'endroit de la position finale d-e l'anneau de blocage. De même, le diamètre extérieur de l'anneau de blocage doit être égal au diamètre du trou à l'endroit de la même position finale. En effet, la pièce polaire peut être tronconique, et le trou présente habituellement des variations de diamètre, comme on le verra dans les exemples. De préférence, on peut prévoir que l'anneau de blocage est d'épaisseur suffisante pour assurer aussi la conti nuité de la surface du couvercle, si bien qu'il n'est pas prévu d'autre matière de blocage. Avantageusement, on prévoit que l'anneau de blocage présente, à sa partie inférieure des reliefs destinés à concentrer l'échauffement pour le soudage sur le trou. On conçoit que ce mode opératoire permet une simplification des opérations, puisque le joint est terminé dès qu'on a terminé l'application de la pression et des ultrasons. L'invention va être maintenant exposée plus en détail en s'aidant d'exemples pratiques, illustrés aux dessins parmi lesquels - Fig. 1 est une demi-coupe axiale d'une pièce polaire et du Joint correspondant à l'état termine, selon l'art antérieur. - Fig. 2 est une demi-coupe analogue d'une pièce polaire et du joint correspondant selon une forme de réalisation de l'invention, - Fig. 3 est une demi-coupe analogue relative à une autre forme de réalisation de l'invention, et - Fig. 4 est une autre demi-coupe analogue relative à encore une autre forme de réalisation de l'invention. Sur toutes les figures, les pièces analogues sont affectées des mêmes repères. La figure 1 montre une pièce polaire 1 tronconique s'effilant vers le haut, qui traverse le couvercle 2 par un trou 3. Ce trou présente, à partir du bas, c'est-à-dire de l'intérieur de la batterie, une première partie 4, qui s'élargit vers le bas et qui est destinée à faciliter l'entrée de la pièce polaire dans le trou, une partie resserrée 5 de diamètre très légèrement supérieur à celui de la pièce polaire 1 au même niveau, une première partie élargie 6, et une deuxième partie élargie 7 de diamètre supérieur à celui de la première partie, les parties 5, 6 et 7 se raccordant par des paliers horizontaux. L'espace annulaire compris entre la première partie élargie 6 et la pièce polaire l est occupé par un anneau élastique 8 torique et initialement à section circulaire, qui a été forcé dans cet espace et assure l'étanchéité. L'espace annulaire compris entre la seconde partie élargie 7 et la pièce polaire 1 est rempli par une masse de blocage 9 en résine de type "Araldite" qui a été coulée et durcie sur place, et qui est venue adhérer a la fois sur les parois du trou, sur l'anneau élastique et sur la pièce polaire. La figure 2 montre une réalisation qui ne diffère de la précédente que par la présence d'un anneau de blocage 10, dont le bord inférieur externe 11 est soudé à la paroi du trou, et dont le bord inférieur interne 12 vient appuyer sur l'anneau élastique 8. L'anneau de blocage, qui présente à sa partie inférieure une rainure 13 qui délimite la zone de soudage sur le bord extérieur 12 et permet une concentration d'énergie sur celui-ci, n'occupe que le fond de l'espace annulaire entre la seconde partie élargie 7 et la pièce polaire 1, le reste de cet espace est rempli par la masse de blocage 9 de résine de type "Araldite". Cette différence, non visible de l'extérieur, correspond à un mode opératoire différent. Pour obtenir le joint de la figure 1, après mise en place du couvercle, on a d'abord enfilé l'anneau élastique 8 sur la pièce polaire 1, puis on a forcé cet anneau dans la première partie élargie 8 du trou, en utilisant un outil tubulaire. On a ensuite retiré cet outil et coulé la résine. Pour obtenir le joint de la figure 2, après mise en place du couvercle, on a enfilé l'anneau élastique 8 sur la pièce polaire 1, puis on enfile de même l'anneau de blocage 10 et ensuite on exerce sur cet anneau de blocage une pression en même temps qu'une action ultrasonore, grâce à un outil annulaire relié directement à un générateur d'ultrasons. On a constaté que la force de pression mise en jeu est considérablement plus faible, cependant qu'il se produit, au contact du bord 11 de l'anneau de blocage et du bord du trou, un échauffement localisé suffisamment intense pour une fusion partielle des matières en présence, assurant leur soudage Après quoi la masse de blocage 9 a été mise en place de façon classique. La figure 3 diffère de la figure 2 par le fait que l'anneau de blocage 10 a cette fois un diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre de la pièce polaire 1 à l'endroit où ils sont en contact. Cela signifie que l'anneau de blocage a été mis en place dans l'espace entre le trou et la pièce polaire en forçant légèrement sur lui. En outre, lors de l'action des ultrasons, l'anneau de blocage ne s'est pas seulement soudé sur le bord du trou, mais également sur la paroi de la pièce polaire. On a constaté à cette occasion qu'on obtient un meilleur soudage sur la pièce polaire si elle a été rendue rugueuse, par exemple par un moletage léger, n'excédant pas 0,5 mm. On obtient ainsi un excellent blocage à la fois de la pièce polaire et de l'anneau élastique par rapport au trou. La figure 4 montre une réalisation dans laquelle, en donnant des dimensions convenables à l'anneau de blocage 10, il a été possible de supprimer complètement lamasse de blocage, ce qui supprime une opération dans le processus et permet une accélération appréciable dé la production. Pour cela, on a donné à l'anneau de blocage 10 une hauteur égale à celle de la seconde partie élargie 7 du trou, si bien que la face supérieure, plane de l'anneau de blocage 10 vient affleurer au niveau de la face supérieure du couvercle 2. On a montré, sur la figure 4, une pièce polaire 1 de forme cylindrique, il est bien évident que d'autres formes sont possibles. Le choix des pressions et des fréquences ultrasonores est l'affaire du technicien, il dépend à la fois des matières, des différents composants et de leurs dimensions. Sans vouloir se lier par des données qui dépendent des circonstances, on donne à titre d'exemples les indications suivantes - matière du couvercle : A.B.S. - nature du joint élastique : joint torique 0 21,25/3,53 mm en néoprène, - nature du joint de blocage : couronne en néoprène diamètre extérieur 31 mm, intérieur 21 mm, hauteur 5 mm, - pression sur l'outil : 120 bars - puissance et fréquence du générateur ultrasonore 1200 W, 20 kHz. On notera que, dans les exemples précédents, l'anneau de blocage est en une seule pièce. Suivant une variante, on peut prévoir que cet anneau de blocage est constitué de plusieurs anneaux partiels superposés, dont le premier enfilé assure essentiellement le blocage de l'anneau élastique,alors que les suivants assurent le maintien dudit premier anneau partiel, ainsi qu'éventuellement le blocage de la pièce polaire et/ou la continuité de la surface du couvercle. Dans ce cas, on peut prévoir que l'application de la pression est faite en plusieurs étapes, correspondant chacune å la mise en place d'un ou plusieurs anneaux partiels. Cela permet de réduire la puissance du générateur à ultrasons. REVENDICATIONS 1.Procédé de construction d'une batterie d'accumulateur selon lequel, après mise en place des grilles dans la cuve et fixation sur celles-ci des pièces polaires (1), on fixe le couvercle (2) sur la cuve, ce couvercle étant percé au préalable de trous (3) par lesquels passent les pièces polaires positive et négative, puis, par l'extérieur on enfile un anneau élastique (8) autour de chaque pièce polaire, on force cet anneau élastique dans l'intervalle entre la pièce polaire et les bords du trou correspondant, on met en place par-dessus l'anneau élastique, une quantité de matière de blocage (9) suffisante pour assurer le blocage de la pièce polaire et de l'anneau élastique dans le trou, puis on fait durcir cette matière de blocage, si nécessaire, caractérisé en ce que - après avoir enfilé l'anneau élastique autour de la pièce polaire, on pose sur celui-ci un anneau de blocage (10) en matière susceptible de se solidariser à chaud à la matière du couvercle, et de diamètre extérieur sensiblement égal à celui du trou, et - on soumet l'anneau élastique (8) et l'anneau de blocage (9) à la fois à une pression dirigée vers l'intérieur de la batterie et à des ultrasons, la pression et les ultrasons étant choisis pour provoquer à la fois le déplacement de l'anneau élastique jusqu'à son emplacement final et la solidarisation de l'anneau de blocage au couvercle, immobilisant l'anneau élastique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau de blocage est de forme et dimensions suffisantes pour assurer à lui seul également le blocage de la pièce polaire. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on donne à la pièce polaire une forme et/ou un relief de surface tels que la déformation de l'anneau de blocage sous l'effet des ultrasons assure une immobilisation complète de cette pièce. 4. Pocédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'anneau de blocage est d'épaisseur suffisante pour assurer ainsi la continuité de la surface du couvercle, si bien qu'il n'est pas prévu d'autre matière de blocage. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'anneau de blocage présente, à sa partie inférieure des reliefs destinés à concentrer l'Echauf- fement pour le soudage sur le trou. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'anneau de blocage est constitué de plusieurs anneaux partiels superposés, dont le premier enfilé assure essentiellement le blocage de l'anneau élastique, alors que les suivants assurent le maintien dudit premier anneau partiel, ainsi qu'éventuellement le blocage de la pièce polaire et/ou la continuité de la surface du couvercle. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'application de la pression est faite en plusieurs étapes, correspondant chacune à la mise en place d'un ou plusieurs anneaux partiels.