Brevet FR2664431A1 — publié le 19920110

La présente invention concerne un procédé de fabrication de bornes buselures pour batteries d'accumulateurs. Ces bornes qui équipent les pôles positifs et négatifs des batteries, comportent plusieurs parties - une partie servant à la liaison avec les plaques positives ou négatives ; - une partie conique sur laquelle est emmanchée la cosse de branchement - une partie noyée dans l'enveloppe de la batterie, servant a l'assemblage de la borne sur ladite batterie, et en particulier sur le couvercle. La première partie est un orifice central légerement conique, avec une conicité proche de celle du cone morse, c'est-à-dire d'environ 1/20sème. Cette partie est destinée a coiffer une broche disposée à l'extrémité d'une plaque de l'accumulateur, et cette broche est soudée à la borne, à sa partie supérieure. Cette partie conique de la borne doit être réalisée avec une grande précision pour permettre un assemblage et un contact parfait avec la broche de la plaque de l'accumulateur ; cet assemblage servant à transmettre la puissance de la batterie. La deuxieme partie, c'est-à-dire la partie tronconique externe de branchement, est également réalisée avec une grande précision et les dimensions sont différentes selon qu'il s'agit de la borne positive ou négative. La troisième partie, c'est-à-dire la partie qui sert à assembler la borne sur le couvercle de la batterie, doit permettre un assemblage sans faille et être telle que les fuites d'acide ou de vapeur, contenue dans la batterie, ne puissent s'échapper à l'extérieur et provoquer une sulfatation ou d'autres dégâts. Cette troisième partie qui constitue le pied de la borne, comporte une collerette crénelée qui empêche toute rotation de la borne dans son support et un empilage de surfaces cylindriques de diamètres différents, sous la collerette, formant une sorte de chicane. Les bornes de batterie, selon les différents procédés de fabrication, présentent souvent des défauts d'étanchéité au niveau de la jonction avec le couvercle de la batterie. Ces défauts d'étanchéité résultent de la mauvaise liaison entre le matériau qui constitue le couvercle de la batterie et le pied de la borne. Ce pied est noyé dans le matériau plastique qui sert a la fabrication du couvercle. La forme du pied, généralement constitué d'une alternance de cylindrages de diamètres différents, ne facilite pas la pénétration a coeur de la matière plastique.L'état de surface et/ou les porosités de la matiere constituant la borne, peuvent également provoquer des défauts d'étanchéité et de liaison, par lesquels l'acide et ses vapeurs vont pouvoir s'infiltrer et provoquer une sulfatation des bornes et un endommagement de l'environnement proche de ces bornes. La plupart des procédés de fabrication de bornes, moulage, estampage ou matriçage, présentent le défaut de laisser sur la borne, les traces du plan de joint. Ce plan de joint est souvent la cause de défauts d'étanchéité parce qu'il rend plus difficile la liaison entre le pied de la borne et le matériau plastique moulé autour de ce pied. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une borne qui, d'une manière générale, est tres dense, sans défaut de porosité et sur le pied de laquelle, tous les défauts susceptibles de faciliter et de provoquer des fuites d'acide ou de vapeur, sont éliminés. L'invention permet également d'offrir des bornes qui présentent une grande précision dimensionnelle et surtout un aspect extérieur qui est plus attractif que celui des bornes classiques. Le procédé selon l'invention consiste à réaliser, sur le pied de la borne, c'est-à-dire sur la partie cylindrique destinée à être noyée dans le matériau du couvercle de la batterie, une opération de surfaçage ou de dressage visant à supprimer tous les défauts de la surface de contact. Selon une disposition préférentielle de l'invention, le procédé consiste à réaliser une opération d'usinage avec un outil de découpe, et/ou une opération de galetage, qui suppriment toute rugosité des surfaces en contact avec le matériau constituant le couvercle de la batterie. Toujours selon l'invention, le procédé consiste à réaliser, avant l'opération d'usinage du pied de la borne, sur une ébauche de borne obtenue par coulée gravitaire et proche des côtes finales, une opération de matriçage ou d'estampage, visant notamment à conformer les deux parties tronconiques de la borne : la partie interne et la partie externe, pour les amener à leur côte finale tout en améliorant la compacité du matériau et son état de surface, évitant ainsi les risques de porosité de la borne. L'invention sera encore détaillée ci-après à l'aide de la description et des dessins annexés donnés à titre indicatif et dans lesquels - la figure 1 illustre, en coupe, une borne de batterie positionnée dans le couvercle, et reliée à une plaque accumulatrice - la figure 2 illustre, de façon schématique, une borne de batterie dans son moule de coulée ; - la figure 3 illustre, de façon schématique, la borne de batterie obtenue par coulée gravitaire avec, au-dessus, la matrice servant à conformer la partie externe tronconique de la borne, et, sous cette borne, le poinçon servant à conformer la partie tronconique interne de cette borne - la figure 4 illustre, de façon schématique, l'opération d'usinage du pied de la borne - la figure 5 représente l'opération de galetage du pied de la borne. On a représenté, figure 1, en coupe, une portion d'un couvercle 1 de batterie, au niveau duquel est implantée une borne 2 connectée a la broche 3 d'une plaque 4 de l'accumulateur. La borne 2 est réalisée en alliage de plomb et elle comporte une première partie en forme d'orifice 5 qui reçoit la broche 3 de la plaque 4. La broche 3 est emmanchée dans cet orifice interne 5 légerement conique, et une soudure 6 est effectuée à la partie supérieure de la borne 2 et de la broche 5 pour assurer l'assemblage et l'étanchéité. La conicité de la broche 3 et de l'orifice 5 correspond sensiblement à celle d'un cône morse ; elle est de l'ordre de 1/20sème. La broche 2 comporte une deuxième partie, externe, en forme de tronc de cône 7 servant a la connexion d'une cosse, non représentée, pour le branchement. Selon qu'il s'agit d'une borne positive ou négative le diamètre du tronc de cône 7 est différent. La borne 2 comporte, sous la partie tronconique, une collerette 8 servant à séparer ledit tronc de cône 7 et le pied 9 de la borne qui est noyé dans le couvercle 1. Ce couvercle 1 est généralement réalisé en un matériau plastique, moulé autour du pied de la borne 2 et de la collerette 8 qui présente, sur sa périphérie, des crénelures qui permettent d'immobiliser la borne en rotation, par rapport au couvercle 1. Le pied 9 est constitue, sous la collerette 8, d'une succession de cylindrages de diametres différents formant des ailettes 9' emprisonnées dans la matière du couvercle 1. On a représenté, figure 2, l'ensemble servant au moulage de la borne 2. Cet ensemble est constitué - d'un moule multi-empreintes comprenant un corps principal 10 servant au moulage de la partie tronconique 7 et de la collerette 8, - de deux joues 11 et 12 pour le moulage du pied 9, et - d'un noyau central 13 qui s'étend sur toute la hauteur de la borne 2, emmanché dans le corps 10. On remarque que la borne 2 est moulée dans une position retournée par rapport à sa position normale sur le couvercle 1 de la batterie. On obtient ainsi une ébauche dont les dimensions sont à quelques dixièmes de la côte finale. Une borne obtenue par coulée gravitaire présente une très bonne structure, c'est-à-dire une structure sans inclusion de gaz. On diminue ainsi les risques de porosité qui favorise les remontées d'acide par capillarité. Cette ébauche peut présenter, sur le pied 9, les traces du plan de joint 14 disposé entre les joues 11 et 12. Les traces du plan de joint 14, sous forme de bavure ou de décrochement, favorisent, lors du moulage du plastique sur le pied 9 de la borne, la formation de micro-canaux par lesquels pourront s'effectuer les remontées d'acide. On verra plus loin, figures 4 et 5, comment ces traces de plan de joint sont éliminées pour éviter ces défauts classiques des bornes de batterie obtenues par simple coulée gravitaire notamment. Préalablement à cette opération, on réalise une mise en forme de l'orifice interne 5 de la borne 2. Cet orifice 5, comme il a été précisé précédemment, en liaison avec la figure 1, est un orifice tronconique avec une faible conicité ; ce tronc de cône a un diamètre qui se réduit en partant du pied 9 pour aller vers la partie supérieure de la borne 2. On remarque, figure 2, que la borne est moulée la tête en bas, ce qui implique de réaliser un orifice central 5 cylindrique et même de préférence légèrement conique pour faciliter le démoulage ; cette conicité est à l'inverse de celle recherchée pour l'emmanchement de la broche 3 de la plaque 4 dans ledit orifice central 5. Aussi, l'ébauche obtenue par coulée, selon la figure 2, reçoit un premier traitement qui consiste à former l'orifice 5 à sa côte finale. Cette opération, représentée schématiquement figure 3, consiste en une opération de matriçage de l'ébauche, avec compression de la partie tronconique 7 dans une matrice 15 et, simultanément, une conformation de l'orifice 5 au moyen d'un poinçon 16 dont la partie active 17 correspond exactement a la forme de la broche 3 de liaison. On réalise en même temps le cône d'entrée 18 de l'orifice 5 sur le pilier 19 du poinçon 16. Ce cône 18 formé a l'entrée de l'orifice 5 facilite le montage de la batterie et en particulier l'introduction de la broche 3 dans l'orifice 5. La matrice 15 comporte une cavité 20 dont la forme correspond à celle de la partie tronconique 7 de la borne 2 et une partie sensiblement cylindrique 21 permettant le passage de l'extrémité de la partie active 17 du poinçon 16. Cette opération de conformation de l'orifice interne 5 et de la partie tronconique externe de l'ebauche, permet de donner, par compression de la matière une meilleure compacité ou densité à la borne et un tres bon état de surface interne et externe. Cet état de surface diminue les risques d'oxydation. Par ailleurs, cette conformation permet de donner des côtes rigoureuses a la borne. L'opération de conformation permet également de dresser la face supérieure 22 de la borne 2, sur l'épaulement 23 de la matrice 15, disposée entre la partie tronconique 20 et la partie cylindrique 21. Pour cette opération de matriçage, la borne 2 est saisie au niveau de son pied 9 dans une forme, non représentée. La matrice 15 est mobile et vient coiffer a force la partie tronconique 7 de la borne ; le poinçon 16 est mis en mouvement simultanément et sa partie active 17 est introduite force dans l'orifice 5, dès que la matrice 15 est positionnée sur la partie supérieure tronconique de la borne 2, en appui sur la collerette 8.Le mouvement du poinçon 16 déplace la matière pour conformer l'orifice interne 5 et ce déplacement de matière provoque une meilleure compacité ou densité de la matière et surtout une amélioration de l'état de surface des parties tronconiques externe et interne de la borne. Le poinçon 16 et en particulier sa partie active 17, par sa faible conicité, peut servir de mandrin à la borne 2 et permettre notamment son extraction de la matrice 15. On a représenté, figure 4, la borne 2 montée sur un mandrin 16', pour l'opération de surfaçage et de dressage du pied 9. Cette opération peut consister en un usinage qui s'effectue au moyen d'un outil 24 du type outil tranchant de forme. La borne est animée d'un mouvement de rotation et l'outil est animé d'un mouvement de translation. Cet outil permet de mettre rapidement le pied 9 à la côte voulue, en une seule passe, et surtout d'éliminer les bavures ou autres défauts comme le plan de joint qui résulte du procédé de fabrication de l'ébauche de la borne, que ce procédé soit un procédé de coulage par gravité ou estampage ou autre. Après cette opération d'usinage, ou meme en lieu et place, on peut procéder, figure 5, à une opération de galetage. La borne 2 est maintenue sur un mandrin rotatif 16' et son pied 9 est soumis à l'action d'une mollette 25 de forme appropriée qui, sous l'effet d'une pression appliquée par son bras support 26, roule sur les ailettes 9' et gorges 9" du pied 9. La molette 25, en roulant sur le pied 9, élimine toutes les rayures d'usinage et forme des surfaces particulièrement lisses aptes à un contact intime avec le matériau du couvercle 1 ; la rugosité de la surface peut etre de l'ordre 0,2# m. On a représenté entre les figures 4 et 5, une section agrandie du pied 9 de la borne 2 montrant le raccordement des gorges 9" et ailettes 9'. Ce raccordement s'effectue au moyen d'arrondis qui facilitent le glissement de la matière constituant le couvercle 1 lors de l'opération de moulage de ce dernier. La matière du couvercle 1 épouse ainsi parfaitement la forme du pied 9 de la borne, supprimant tous risques de fuite de l'acide. On a représenté sur les figures, un pied de borne comportant trois ailettes 9' délimitées par quatre gorges 9". L'outil d'usinage 24 et la molette 25 ont un profil qui permet d'obtenir directement la forme du pied 9 et en particulier les gorges 9" et ailettes 9' et les arrondis de raccordement. Après cette opération de galetage, la borne est désolidarisée du mandrin 16'. Elle peut etre traitée avec un revêtement qui améliore le contact et l'adhérence avec le matériau plastique constituant le couvercle, lequel matériau est généralement du polypropylène. Les bornes ainsi fabriquées ont un aspect général plus attractif que les bornes fabriquées par les procédés classiques comme par exemple par simple coulée gravitaire. Leur état de surface, dont la rugosité est inférieure à 0,2# mètre, diminue l'oxydation et permet une meilleure conservation de l'état de surface. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de bornes de batteries d'accumulateurs, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser sur le pied (9) de la borne, une opération de surfaçage de la partie destinée à être noyée dans le matériau constituant le couvercle (1) de la batterie de façon à éliminer les aspérités dues au procédé de fabrication. 2.- Procédé de fabrication de bornes de batteries d'accumulateurs, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser un dressage de la surface du pied pour le conformer en une succession de gorges (9") et d'ailettes (9'), lesquelles gorges et ailettes sont raccordées au moyen d'arrondis facilitant l'écoulement du matériau constituant le couvercle (1) lors du moulage de ce dernier. 3.- Procédé de fabrication de bornes de batteries d'accumulateurs, selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une opération d'usinage du pied (9) de la borne au moyen d'un outil de coupe (24) dont la forme correspond à celle dudit pied. 4.- Procédé de fabrication de bornes de batteries d'accumulateurs, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une opération de galetage sur le pied (9), au moyen d'une molette (25) dont la forme correspond à celle dudit pied (9). 5.- Procédé de fabrication de bornes de batteries d'accumulateurs, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser, avant l'opération de surfaçage sur une ébauche de borne obtenue par coulée gravitaire et proche des côtes finales, une opération de conformation de la partie tronconique externe (7) de la borne (2), et de l'orifice interne (5), pour les mettre directement à leurs cotes finales. 6.- Procédé de fabrication de bornes de batteries d'accumulateurs, selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser un orifice interne (5) conique, au moyen d'un poinçon (16), dont la partie active (17) correspond a un cone morse. 7.- Procédé de fabrication de bornes de batteries d'accumulateurs, selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il consiste à maintenir le pied (9), à coiffer a force au moyen d'une matrice, la partie supérieure tronconique (7) de la borne (2), et à introduire simultanément, à force, la partie active (17) du poinçon (16). 8.- Procédé de fabrication de bornes de batteries d'accumulateurs, selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à conformer un cône d'introduction (18) à la partie inférieure de l'orifice (5), au moyen du pilier (19) du poinçon (16). 9.- Procédé de fabrication de bornes de batteries d'accumulateurs, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer un revetement sur la borne pour, notamment, améliorer le contact avec le matériau constituant le couvercle (1). 10.- Borne de batterie d'accumulateur, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.