FR 2118038 A1 19720728 FR 7144543 A 19711210 71 44543 1 2118038 L'invention, due à Ernst KiUîOB.aTH, Leopold RIllEÇ,, Hans SGHKIDIWG5H et A'olfgang HJLITZiR, est relative à un procédé pour réunir, d'une manière étanche, une" paroi latérale d'un ré-ci;. ient en matière synthétique thermoplastique à une pièce de 5 fond ou une pièce de couvercle en matière synthétique thermoplas-tioue, ceci au moyen d'ultra-sens, ainsi qu'à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Plus particulièrement l'invention s'applique à la fabrication d'enveloppes étanches aux liquides de cellules galvaniques primaires ou de condensateurs, notamment 10 de condensateurs électrolytiques. Dans ce cas, à la paroi latérale du récipient doivent être reliées des pièces servant de couvercle et/ou de fond en matière synthétique thermoplastique, dans lesqTjelles sont dé.jà enrôlées, d'une manière étanche, des pièces de contact ou des conducteurs de raccordement. 15 Le soudage de matières synthétiques à l'aide d'ul tra-sons offre, par rapport aux autres procédas de soudage, surtout l'avantage de demander moins de temps, du fait que la température de soudage nécessaire est produite, directement à l'emplacement de la soudure, par la chaleur dégagée par frottement, de 20 sorte que, d'une part, les processus de conduction calorifique disparaissent et que, d'autre part, la production de chaleur peut être immédiatement interrompue à l'apparition, à l'emplacement de la soudure, de la température de soudage désirée. Jusqu'à présent, dans la fabrication de récipients 25 de matière synthétique thermoplastique par réunion d'une pièce de fond et d'une paroi latérale à l'aide d'ultra-sons, on mettait en oeuvre un procédé de soudage en bout en plaçant la paroi du récipient sur la pièce de fond et en transmettant ensuite à l'aide d'une tête à ultra-sons de l'énergie ultra-sonore à travers la 30 pièce de fond en direction de la surface de jonction de la pièce de fond et de la paroi latérale du récipient. Dans cette manière 3e procéder, on se heurte alors surtout à des difficultés, lorsqu'il s'agit de fabriqtier des récipients à parois latérales minces, comme c'est le cas par exemple pour les enveloppes étanches 55 aux liquides d'éléments galvaniques primaires, de condensateurs électrolytiques et dans des domaines d'application analogues.Dans ces différents cas en effet, en particulier, lorsqu'on tient compte des tolérances de fabrication des pièces de matière synthétique à souder et de la faible résistance mécanique de la mince paroi 40 latérale du récipient, il est difficile d'assurer la position re 71 445^3 2 2118038 lative convenable des pièces de matière synthétique à souder, avant de procéder au soudage en bout et de la maintenir pendant ce soudage. On se heurte à d'autres difficultés lorsque 5 la paroi latérale du récipient et les pièces de fond ou de couvercle à souder sont en matière synthétique thermoplastique relativement molle, mauvaise conductrice des ultrasons et/ou en matières synthétiques thermoplastiques à points de fusion différents. Dans ce cas, en l'état ac-10 tuel de la technique, il est absolument impossible d'obtenir une soudure satisfaisante du fait que, lors de l'é-chauffement des matières synthétiques par les ultra-sons, la paroi latérale mince de l'enveloppe directement soumise aux ultra-sons ou la pièce de matière synthétique 15 à plus bas point de fusion se ramollit d'abord et, lorsqu'on applique la pression nécessaire pour l'opération de soudage, se trouve refoulée de l'emplacement de la soudure. L'invention permet d'éviter ces inconvénients 20 par la mise en oeuvre d'un procédé de soudage par recouvrement, sans qu'il en résulte de complications ni de dépenses supplémentaires en outillage ou en temps de travail. Conformément à l'invention, une paroi latérale de récipient en matière synthétique thermoplastique est 25 réunie, d'une manière étanche, à l'aide d'ultra-sons, à une pièce de fond ou de couvercle en matière synthétique thermo-plastique, d'une manière telle que la pièce de fond ou de couvercle est enfilée dans l'extrémité ouverte de la paroi latérale du récipient jusqu'à ce que le bord de la paroi la-30 térale fasse saillie au-dessus de la pièce de fond ou de couvercle, qu'ensuite une tête à ultra-sons, servant d'outil de sertissage et de soudage combinés, est déplacée suivant -la direction de l'axe du récipient au contact du bord saillant précité de la paroi , et que ce bord, sous l'action de la 35 vibration ultra-sonore se propageant dans la direction de l'axe du récipient, se trouve serti par dessus la pièce de fond ou de couvercle, soutenue de l'autre côté , le bord saillant de la paroi latérale , en 71 kk5k3 t 2118038 se ramolissant, au cours de cette opération de sertissage, se trouvant complètement inclus, à l'intérieur d'une cavité annulaire délimitée au moins partiellement par la tête à ultra-sons et la pièce de fond ou de couvercle, cette cavité fermée se ré-5 trécissant au cours de la continuation limitée du mouvement de la tête à ultra-sons, afin d'exercer une force de pression sur la matière synthétique ramollie incluse dans cette cavité. Avec cette manière de procéder, le bord, faisant saillie au-dessus de la pièce de fond ou de couvercle, de 10 la paroi latérale du récipient commence par être ramolli, sous l'action de la vibration ultra-sonore émise par la tête à ultrasons, juste de ce qu'il faut pour pouvoir être serti, sans former de plis, sur le bord périphérique de la pièce de fond ou de couvercle. Après cette opération de sertissage la zone marginale 15 périphérique sertie de la paroi latérale du récipient vient en contact avec la pièce de fond ou de couvercle soutenue de l'autre côté et, sous l'action de la vibration ultra sonore, se propu-geant perpendiculairement à la zone marginale périphérique sertie, il se produit par frottement, d'une manière intense,de la chaleur 20 sous l'action de laquelle la matière synthétique est suffisamment plastifiée pour que les pièces de matière synthétique en position de recouvrement, puissent se souder l'une à l'autre. Afin d'éviter dans cette opération, que la matière synthétique en fusion du bord périphérique de la pièce de 25 fond ou de couvercle soit refoulée, suivant la direction de l'axe du récipient, en dehors de la zone de soudage, et qu'après solidification il se forme des résidus de soudage donnant au produit fini un aspect désagréable, ou même le rendant invendable, la totalité de la zone de soudage se trouve, dans le procédé conforme 50 à l'invention, incluse dans une cavité annulaire au moyen de la tête à ultra-sons. Par "cavité annulaire" il faut entendre ici, d'une manière générale, une cavité en soi fermée qui suit le contour, par exemple circulaire ou polygonal, de la paroi latérale 55 du récipient. L'inclusion du bord, ramolli et partiellement en fusion, de la paroi latérale à l'intérieur de la cavité annulaire, non seulement empêche le refoulement de la matière synthétique fondue hors de la zone de soudage, mais permet encore d'exercer une force de pression sur la matière synthétique fondue, qui, en 40 coopérant avec l'action des ultra-sons d'une manière qui sera dé 71 44543 4 2118038 crite plus loin, fournit un cordon de soudure impeccable. Après l'opération de soudage, l'excitation de la tête à ultra-sons est interrompue, mais cette tête est maintenue en place en position de soudage encore pendant un temps suffisant pour la solidifica-5 tion du cordon de soudure. Dans le cadre de l'invention, la tête à ultra-sons doit produire le sertissage du bord saillant de la paroi latérale du récipient autour du bord périphérique de la pièce de fond ou de couvercle et maintenir la matière synthétique, ramollie et partiellement 10 fondue au cours de l'opération de sertissage, du bord de la paroi latérale, incluse à 1'intérieur d'une cavité annulaire. Une tête à ultra-sons, remplissant ces conditions et convenant par conséquent à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, est caractérisée en ce que sa partie d'extrémité libre est réalisée sous for-15 me d'un cylindre creux muni d'une gorge profilée sur sa surface d'extrémité, la paroi de la gorge profilée étant constituée par une zone de paroi extérieure en forme de cylindre creux, dont le diamètre correspond à celui de la paroi latérale du récipient, par une zone de paroi de chant, se raccordant à la zone précédente par une 20 partie courbe et essentiellement dirigée perpendiculairement à l'axe du cylindre creux et par une zone de paroi intérieure cylindrique se raccordant à la zone précédente par une partie courbe de courbure opposée. Avec ce mode de configuration de la tête à ultra-sons, les géné-25 ratrices de la zone de paroi extérieure en forme de cylindre creux et de la zone de paroi intérieure cylindrique de la tête à ultra-sons sont dirigées parallèlement à la direction de vibration de la tête à ultra-sons, de sorte que sur ces surfaces il ne se produit pratiquement aucune conversion de 1 ^énergie ultra-sonore en énergie thermi-30 que ; la propagation ultra-sonore se limite à la zone dirigée essentiellement perpendiculairement à 1'axe du cylindre creux de la tête à ultra-sons, laquelle zone constitue le fond de la gorge profilée et se superpose à la zone de soudage annulaire qui doit être échauffée. Le maintien en position convenable des pièces à souder avant 35 et pendant l'opération de soudage peut éventuellement être facilité par un dispositif presseur, qui peut aussi être utilisé pour inclure la zone de soudage, en coopérant avec la tête à ultra-sons et la pièce de fond ou de couvercle,a 1'intérieur d'une cavité annulaire et empêcher ainsi tout refoulement malencontreux de matière synthétique en 40 fusion en direction de la sur face, exposée à la vue, de la pièce de fond ou de couvercle soudée. Un dispositif presseur peut aussi,ainsi qu' on l'expliquera encore ci-dessous^tre utilisé,lors du soudage de l'en- 71 44543 5 2118038 veloppe d'éléments galvaniques primaires, dans les pièces de fond ou de couvercle desquels est enrobée une pièce de contact, tour créer des conditions de travail qui assurent que dans l'élément primaire terminé il se produit une pression de contact suf-5 fisante entre les pôles de l'élément et les pièces de contact. L'invention est expliquée.plus en détail ci-dessous à l'aide de modes de réalisation, pris à titre illustra-tif mais nullement limitatif, relatifs à la fabrication d'enveloppes étanches aux liquides, pour des éléments galvaniques pri-10 maires, en utilisant des parois latérales d'enveloppe en forme de tuyau et des pièces de fond ou de couvercle déjà munies de pièces de contact enrobées; cette description est effectuée en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une Goupe axiale de la moi-15 tié de gauche de la partie supérieure d'un élément primaire comportant une enveloppe en forme de tuyau et une pièce de couvercle munie d'un capuchon de contact enrobé, enfilée dans cette enveloppe, ainsi qu'une coupe axiale de la partie inférieure ■ d'une tête à ultra-sons, destinée à souder la paroi latérale de 20 l'enveloppe et la pièce de couvercle, - la figure 2 montre les mêmes pièces à la fin du mouvement actif de la tête à ultra-sons, c'est-à-dire une fois la soudure terminée, - les figures 5 à 6 représentent à plus grande 25 échelle un outil de sertissage et de soudage combinés, réalisé sous forme de tête à ultra-sons, conformément à l'invention, en quatre positions relatives successives par rapport à un élément primaire comportant une enveloppe en forme de tuyau dans laquelle doit être soudée une pièce de fond munie d'une pièce de contact 50 enrobée, - les figures ? et 8 représentent un autre mode de réalisation de l'invention, se rapprochant de celui des figures 1 et 2, dans lequel on utilise un mode particulier de réalisation de la tête à ultra-sons, représentée sur la firure 55 7 avant et sur la figure à pendant ou après l'opération de soudage, dans laquelle est prévu un dispositif presseur, pour la pièce de couvercle à souder, qui sert en même temps à former une cavité incluant la zone de la soudure, et les figures 9 et 10 enfin représentent d'une 40 manière analogue un mode de réalisation se rapprochant de celui ■■vJl kk5kl> b 2118038 des figures 3 à 6, dans lequel l'utilisation d'un dispositif presseur de l'élément primaire terminé assure une bonne pression de contact entre les pôles de l'élément et les pièces de contact enrobées dans la pièce de fond et la pièce de couvercle, ç- Sur les figures 1 et 2, on a désigné par 1 le pôle positif (baguette de charbon), par 2 le capuchon de contact, par 3 la masse de scellement et par 4 le pôle négatif (coupelle de zinc) de l'élément galvanique primaire qui doit être enveloppé, d'une manière étanche aux liquides, par soudage d'une paroi 10 latérale d'enveloppe 6 en forme de tuyau et d'une pièce de couvercle 5 de matière thermoplastique. Le capuchon de contact 2 est emmanché solidement sur la baguette de charbon 1 qui doit traverser, d'une manière étanche aux liquides, un prolongement central en forme de tubulure de la pièce de couvercle 5? cette tu-1p bulure centrale de la pièce de couvercle 5 étant enrobée, à son-extrémité libre, dans la masse de scellement 3. D'une manière analogue, selon, le procédé conforme à l'invention et à l'aide de la tête à ultra-sons qui sera décrite ci-dessous conformément aux figures 9 et 10, on peut aussi souder d'une manière étanche 20 aux liquides des pièces de fond à contacts de fond enrobés avec une paroi latérale d'enveloppe en matériau thermoplastique. Afin d'obtenir une soudure par recouvrement, i comme le montre la figure 1, la pièce de couvercle 5 est enfilée à l'intérieur de la paroi latérale 6 de l'enveloppe suffisamment 25 pour que le bord supérieur 6a de la paroi latérale fasse saillie au-dessus du bord du couvercle. L'élément primaire est alors soutenu en position convenable en dessous de la tête à ultra-sons 10, mobile suivant la direction verticale, de l'appareil de soudage et cette tête à ultra-sons 10 est abaissée en même temps qu' est 20 enclenché le générateur d'ultra-sons correspondant. Gomme on peut le voir sur la figure 1, sur l'arête intérieure de la tête à ultra-sons 10 en forme de cylindre creux, dont on n'a représenté sur la figure que la partie d'extrémité inférieure, est réalisée une gorge profilée 11 ; cette gorge profilée 11 part d'une zone su-35 perficielle cylindrique 11a, orientéeperpendiculairement à la surface d'extrémité 12 de la tête à ultra-sons, dont le diamètre correspond à celui de la paroi latérale 6 de l'enveloppe et se raccorde, suivant une courbure continue, à une zone superficielle 11b dirigée essentiellement perpendiculairement à l'axe du cy-lindre ci*suix 40 * Au cours du mouvement d'abaissement de la tête 71 7 2118038 à ultra-sons en état de vibration ,1e bora libre 6a de la paroi . latérale 6 de l'enveloppe pénètre à l'intérieur de la gorge profilée 11 et est soumis à la vibration ultra-sonore, ce qui ramollit ce bord, et, le mouvement d'abaissement de la tête à ul-5 tra-sons 10 se poursuivant, il se trouve serti, sans formation de plis, sur le bord extérieur de la pièce de couvercle 5- Grâce au maintien de la zone marginale périphérique sertie 6a de la paroi latérale 6 de 1'enveloppe assuré par le bord du couvercle, il se produit, le long de la zone de contact de ces deux pièces, 10 de la chaleur, engendrée par frottement, qui met en fusion la matière synthétique et, par conséquent, entraîne le soudage de ces deux pièces, ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 2. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté par les figures 1 et 2, il est prévu, sur la pièce de 15 couvercle 5? "ne rainure annulaire 5b qui sert à recevoir de la matière synthétique fondue, laquelle, au cours de l'opération de soudage, est refoulée radialement vers l'intérieur à partir de la zone de soudage et pourrait souiller la partie médiane de la surface,, exposée à la vue, du couvercle. La tête à ultra-sons 10 20 comporte, raccordée à la zone superficielle 11b, dirigée essentiellement perpendiculairement à l'axe du cylindre creux, de la gorge profilée 11, une zone de paroi intérieure 11c, recourbée en arrière en direction de la surface d'extrémité 12 de la tête à ultra-sons, qui se termine par une saillie annulaire en forme 25 d'arête 13. La saillie annulaire en forme d'arête 13 de la tête à ultra-sons 10,qui doit s ' engager à l'intérieur de la rainire annulaire 5b de la pièce de couvercle 5» est limitée d'une part par la zone de paroi intérieure 11c de la gorge creuse 11 et, d'autre part, par le bord extérieur d'une surface conique profilée 14, qui 30 se raccorde à la surface intérieure 15 du cylindre creux de la tête à ultra-sons 10. Lorsque l'on abaisse la tête à ultra-sons, la saillie en forme d'arête 13 s'engage à l'intérieur de la rainure annulaire 5^, la surface conique creuse 14 venant s'appliquer 35 sur l'arête intérieure (radialement) de cette rainure annulaire et assurant ainsi l'étanchéité le long de cette arête, éventuellement avec une faible déformation de celle-ci, de sorte que la zone de soudage se trouve incluse à l'intérieur d'une cavité annulaire et qu'il ne peut parvenir à la surface,exposée à la vue, 40 du couvercle, de matière synthétique qui aurait franchi 1'em- 71 44543 8 2118038 placement d'étanchéité radialement de l'extérieur vers l'intérieur. Dans ces conditions, on est assuré que toute la matière synthétique fondue en excès vient s'appliquer à la manière d'une "chenille de soudure" à l'intérieur de la rainure annulaire 5^ et n'affecte 5 pas le bon aspect du produit fini. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, la partie d'extrémité libre de la tête à ultra-sons se prolonge à l'extérieur de la gorge profilée 11 à la manière d'une jupe,ce prolongement 16 s1évasant éventuellement à la manière d'un en-10 tonnoir en 18, le long de son arête intérieure pour faciliter l'entrée du bord saillant 6a de la paroi latérale de l'enveloppe à l'intérieur de la gorge profilée 11 au cours de l'abaissement de la tête à ultra-sons. La partie dépassant en forme de jupe 16 de la tête à ultra-sons maintient extérieurement la paroi latérale 15 6 de l'enveloppe au cours de l'opération de soudage, délimite extérieurement, avec la paroi latérale appliquée de l'enveloppe, la cavité annulaire et empêche ainsi, en particulier, aussi toute déformation persistante de celle-ci sous la pression due à l'abaissement de la tête à ultra-sons. Evidemment, ici aussi, comme 20 dans tous les modes de réalisation déjà décrits, il faut supposer que l'élément primaire, en raison de sa position relative par rapport à la tête à ultra-sons est maintenu de telle manière qu'il puisse résister à la pression de soudage. Les figures 3 à 6 représentent un outil de 25 soudage analogue au mode de réalisation des figures 1 et 2, à plus grande échelle et dans quatre positions relatives différentes par rapport aux pièces à souder. On supposera par exemple qu'à l'intérieur de l'extrémité inférieure ouverte 6a de la paroi latérale 6, en polyéthylène haute pression, de l'enveloppe d'un 50 élément primaire, ou veuille souder une pièce de fond 7 cLe polyéthylène basse pression dans laquelle est déjà enrobé un contact de fond. Le soudage par recouvrement du bord saillant 6à de la paroi latérale doit s'effectuer suivant une bandelette marginale 7a, faisant saillie en direction axiale vers l'exté-35 rieur au-delà de la pièce de fond 7? à laquelle peut éventuellement se raccorder une rainure annulaire 7^» Les figures 3 à 6 montrent d'une manière plus précise que sur la surface d'extrémité de la tête à ultra-sons 10, en forme de cylindre creux, dont on n'a représenté que la 40 partie d'extrémité inférieure,est réalisée, de la manière déjà 71 44543 9 2118038 décrite, une gorge profilée 11 dont la paroi est constituée par une zone de paroi extérieure lia., en forme de cylindre creux d'un diamètre intérieur correspondant au diamètre extérieur de la paroi latérale 6 de l'enveloppe, d'une zone de paroi 11b. se raccordant, 5 avec une certaine courbure à la précédente et orientée essentiellement perpendiculairement à l'axe du cylindre creux, et d'une zone de paroi intérieure 11c. cylindrique coaxiale, se raccordant,avec une courbure opposée, à la précédente, la zone de paroi intérieure cylindrique se terminant suivant une arête 13 à laquelle se 10 raccorde une zone superficielle en forme de cône creux. L'arête 13 peut dans ce cas être arrondie. La largeur de la bandelette marginale 7a de la pièce de fond 7 à souder à l'intérieur de la paroi latérale 6 de l'enveloppe, augmentée de l'épaisseur de la paroi latérale 6 de l'enveloppe, 5 correspond essentiellement à la largeur libre de la gorge profilée 11 ménagée dans la surface d'extrémité de la tête à ultra-sons,de sorte que la gorge profilée 11 peut recevoir la bandelette marginale 7a. recouverte extérieurement par la paroi latérale 6 de l'enveloppe, lorsque la tête à ultra-sons 10,vibrant suivant la direc-0 tion de la double flèche P,est déplacée de sa position de départ représentée sur la fig. 3, en sertissant le bord saillant 6a delà paroi latérale 6 de la fig. 4 contre la pièce de fond 7. Le mouvement de la tâte à ultra-sons 10 se poursuivant,dans la position de la fig. 5, le bord 6a. de la paroi latérale 6 continue à se 5 ramollir sous l'action des ultra-sons, pour finalement entrer partiellement en fusion. Dans la position de soudage, représentée parla fig. 6, de la tête à ultra-sons 10, la cavité annulaire qui se trouve entre la paroi de 3a gorge profilée 11 et la bandelette marginale 7a.de la pièce de fond 7 est complètement remplie de polyéthylène haute 3 pression en partie fondu et la tête à ultra-sons exerce une force de pression pour former extérieurement le cordon de soudure, sur la matière synthétique incluse,en partie ramollie, en partie fondue. Du fait que la direction de vibration, indiquée par la double flèche P, de la tête à ultra-sons, est parallèle aux zones 5 de parois intérieure et extérieure lia. et lie. de la gorge profilée, il n'est transmis par ces zones de paroi ni énergie ultrasonore, ni force de pression. Au contraire, à travers la zone de la paroi de chant 11b, orientée essentiellement perpendiculairement à l'axe, de la gorge profilée, s'effectue la trans- 0 mission maximale d'énergie ultrasonore et aussi la transmission maximale de force de pression, dans la position de soudage de 71 kk5k3 10 2118038 la figure 6. Dans les zones de raccordement incurvées, situées entre les zones 11a et 11b et entre les zones 11b et 11£, la transmission d'énergie ultra-sonore et de forces de pression croît de zéro à une valeur maximale ou décroît d'une valeur ma-5 ximale à zéro, ce qui permet de choisir les conditions opératoires de telle manière que la matière synthétique du bord 6a de la paroi latérale ne soit fondue qu'au milieu en dessous de la zone de paroi de chant 11b de la gorge profilée 11, mais que latéralement elle ne soit que ramollie,c'est-à-dire demeure visqueuse 10 ou solide, et ne présente par conséquent aucune tendance à s'échapper des surfaces jointives du moule de pressage en deux parties constitué par la gorge creuse 11-et la bandelette marginale 7a. Dans ces conditions on est sûr d'obtenir un cordon de soudure net. 15 Dans la région située en dessous de la zone de paroi 11b de la gorge creuse 11, où s'effectue la transmission maximale d'énergie ultra-sonore et de force de pression et, par conséquent, où se produit la température la plus élevée, le po-lyéthylène haute pression du bord 6a de la paroi latérale fond 20 et ramollit le polyéthylène basse pression dans la bandelette marginale 7a de la pièce de fond 7? moyennant quoi l'effet de marteau de la force pulsatoire de la vibration ultra-sonore produit des changements de place des molécules et fournit ainsi une soudure. 25 Le procédé et la tête à ultra-sons décrits ci- dessus permettent d'obtenir des temps de soudage très courts qui, selon le matériau à souder,sont de l'ordre de 1 seconde, y compris l'opération de sertissage, l'opération de soudage et le temps de solidification. Le mode opératoire est choisi de pré-30 férence de telle manière que la tête à ultra-sons soit excitée déjà avant ou pendant son abaissement, de sorte qu'elle est en vibration lorsqu'elle est appliquée sur le bord saillant de la paroi latérale de l'enveloppe, après quoi elle continue à être alimentée en énergie ultra-sonore jusqu'à achèvement de l'opéra-35 tion de soudage. Une fois l'opération de soudage achevée, on arête l'alimentation en énergie ultra-sonore et la tête à ultra-sons est maintenue encore un court intervalle de temps en position de soudage, pour que la zone de soudage se solidifie. Les figures 7 et 8 représentent un autre mode 40 de réalisation de l'invention, dans lequel la tête à ultra-sons 71 44543 n 2118038 est analogue à celle du mode de réalisation représenté par les figures 1 et 2, mais contient, à l'intérieur de son espace intérieur creux un dispositif presseur 20 coulissant à la manière d'un piston, qui sert en premier lieu à pousser la pièce de cou-5 vercle 5 à souder, avant que commence l'opération de soudage, à l'intérieur de la paroi latérale 6 de l'enveloppe, pour assurer ainsi la position relative convenable de la paroi latérale 6 de l'enveloppe et de la pièce de couvercle 5 au cours du soudage.Le dispositif presseur 20 coulissant à la manière d'un piston est 10 fixé à l'aide d'un axe 17 en un matériau élastique, par exemple en caoutchouc, dans une zone 10a de la tête à ultra-sons qui est située dans la région d'un noeud de vibrations, c'est-à-dire par exemple à une distance de la surface d'extrémité 12 de la tête à ultra-sons égale à un quart de la longueur d'onde de la vibra-15 tion ultra-sonore dont est est le siège le matériau de la tête à ultra-sons. De ce fait, on obtient qu'aucune vibration n'est pratiquement transmise au dispositif presseur 20. Ce dispositif presseur 20 s'appuie, à l'aide d'un bourrelet annulaire 20a et d'une partie d'extrémité 20b en forme de piston, contre la surfa-20 ce intérieure 15 du corps creux constitué par la tête à ultrasons et est réalisé suivant ses surfaces de contact, ainsi qu'on l'a indiqué sur les figures, en un matériau qui présente un coefficient de frottement relativement faible par rapport au matériau constituant la tête à ultra-sons. Far exemple, la partie 25 principale du dispositif presseur 20 peut être réalisée en acier et les zones d'appui 20a et 2Gb en Teflon. Avec ce choix de matériaux on n'obtient ainsi, ce qu'on recherche, qu'une faible transmission d'énergie vibratoire du fait de l'adaption défavorable de la tête à ultra-sons 10 au dispositif presseur 20 par 30 1'intermédiaure des zones d'appui 20a, 20b. Sur la surface d'extrémité du dispositif presseur, il est prévu un évidement 20e servant d'emplacement libre, à l'intérieur duquel peuvent s'engager librement des parties saillantes du couvercle, par exemple le capuchon de contact 2. 35 Au voisinage de sa surface d'extrémité le dispositif presseur 20 présente une zone superficielle cr/lindrique, disposée concentri-quement par rapport à la surface intérieure 15 de la tête à ultrasons, qui se termine par une arête annulaire 20c. Cette arête annulaire est limitée d'un côté par une surface 20d en forme de 40 cône creux, qui débouche dans l'évidement 20.éprécité. 71 44543 12 2118038 Au cours du mouvement d'abaissement de la tête à ultra-sons, comme on peut le voir sur la figure 8, le dispositif presseur 20 commence par venir en contact avec le couvercle 5 à souder, l'arête 20c de la surface d'extrémité du dispositif 5 presseur s'engageant à l'intérieur de la rainure annulaire 5b . de la pièce de couvercle 5 et la surface 20d en forme de cône creux s'appliquant d'une manière étanche, sur l'arête intérieure de cette rainure, éventuellement en déformant légèrement cette arête, et incluant ainsi la zone de soudage à l'intérieur d'une 10 cavité annulaire. La tête à ultra-sons continuant à s'abaisser, l'élément élastique 1? se déforme et subit ainsi une compression. Ensuite, la partie marginale 6a, repliée par la gorge profilée 11 de la tête à ultra-sons au-dessus du bord extérieur du couvercle, de la paroi latérale 6a de l'enveloppe 6,est soudée à la pièce 15 de couvercle 5 et, après achèvement de l'opération de soudage et solifification de la zone de la soudure, la tête à ultra-sons 10 est soulevée, le dispositif presseur 20 étant ramené par l'élément élastique 13, auparavant comprimé, à sa position de repos, représentée par la figure 9, par rapport à la tête à ultra-sons 20 10. Des conduits de passage d'air 20f , 10f, ménagés dans le dispositif presseur ou dans la tête à ultra-sons, évitent toute vibration parasite de l'air à l'intérieur des cavités incluses. Lorsque l'on veut souder, selon le procédé conforme à l'invention, des récipients constituant l'enveloppe 25 d'éléments galvaniques primaires, dans les pièces de couvercle et de fond desquels est enrcbée une pièce de contact, destinée à assurer une liaison électrique avec un pôle de l'élément primaire, avant et pendant l'opération de soudage, la pièce d'extrémité de paroi (pièce de couvercle ou de fond} préalablement reliée 30 à la paroi latérale de l'enveloppe, est déformée de telle manière, qu'après le soudage de l'autre pièce d'extrémité (pièce de couvercle ou de fond), la force de déformation élastique de -rappel de la première pièce d'extrémité de paroi assure une pression de contact suffisante à l'emplacement intérieur de contact. 35 Dans le mode de réalisation, se rapportant aux figures 3 à 6, représenté par les figures 9 et 10, la pièce de couvercle 5 déformable élastlquement de l'enveloppe de l'élément n'est, à cet effet, maintenue par l'anneau de soutien 30 que le long de son bord périphérique, de sorte qu'elle peut se 40 bomber vers l'extérieur et, sur la pièce de fond 7, qui doit ê- 71 kb5k3 15 2118038 tre soudée à l'extrémité ouverte de l1enveloppe et dans laquelle est enrobée la pièce de contact de fond 8 qui doit assurer le contact avec le fond de la coupelle de zinc 4, s'exerce une pression qui provoque le bombement élastique de la pièce de couver-5 cle 5 comme on le voit sur la figure 10. Au cours du mouvement d'abaissement de la tête à ultra-sons, comme on peut le voir sur la figure 10, le dispositif presseur 20 commence par pousser la pièce de fond 7 à souder relativement profondément à l'intérieur de l'extrémité ouverte 10 de l'enveloppe 6 en forme de tuyau, opération au cours de laquelle la pièce de couvercle 5? située à l'opposé, est bombée vers l'extérieur. Ensuite le bord 6a, replié par la gorge profilée 11 de la tête à ultra-sons au-dessus du bord extérieur de la pièce de fond de la paroi latérale de l'enveloppe 6, est soudé à la 15 pièce de fond 7? et, après achèvement de l'opération de soudage et solidification de la zone de la soudure, la tête à ultra-sons 10 est soulevée, le dispositif presseur étant ramené par l'élément élastique 17, comprimé auparavant, à sa position de repos représentée sur la figure 9, par rapport à la tête à ultra-sons 20 10,et la pièce de couvercle 5 se déformant partiellement en sens contraire de son bombement antérieur. A la place du dispositif presseur, monté élas-tiquement sur la tête à ultra-sons,que l'on a représenté sur les figures, on peut aussi utiliser un dispositif presseur suscepti-25 ble d'être manoeuvré indépendamment de la tête à ultra-sons,par-exemple par un fluide transmetteur de pression, qui traverse un alésage axial de la tête à ultra-sons. Les modes de réalisation décrits ci-dessus sont évidemment encore susceptibles de diverses variantes, sans sor-3G "tir du cadre de l'invention. De même le champ d'application de l'invention peut être étendu en particulier au domaine du gaina-ge étanche des condensateurs. Comme matériau constituant l'enveloppe, le polypropylène et le polyéthylène.par exemple conviennent particulièrement bien, ce même matériau pouvant également 35 être utilisé pour les pièces de fond ou de couvercle qui doivent être soudées à 1'enveloppe.Mais, d'une manière particulièrement avantageuse, le procédé conforme à l'invention peut être nis en oeuvre lorsque la paroi latérale de l'enveloppe a un point de fusion inférieur à celui de la pièce de couvercle ou de fond qui~ 40 doit y être soudée. A ce sujet le polyéthylène haute pression con 71 44543 2118038 vient plus particulièrement à la paroi latérale de l'enveloppe et le polyéthylène basse pression aux pièces de fond ou de couvercle. Comme il va de soi et comme il résulte d'ail-5 leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 71 44543 15 2118038 -R.W^:T3I0ATI0K5- 1.- Procédé pour réunir d'une manière étanche, une paroi latérale d'un récipient en matière synthétique thermoplastique à une pièce de fond ou une pièce de couvercle en matière synthétique thermoplastique, ceci au moyen d'ultra-sons, lequel procédé est 5 caractérisé en ce que la pièce de fond ou de couvercle est enfilée dans l'extrémité ouverte de la paroi latérale du récipieht jusqu'à ce que le bord de la paroi latérale fasse saillie au-dessus de la pièce de fond ou de couvercle, qu'ensuite une tête à ultra-sons, servant d'outil de sertissage et de soudage combinés, 10 est déplacée suivant la direction de l'axe du récipient au contact du bord saillant précité de la paroi, et que ce bord, sous l'action de la vibration ultra-sonore se propageant dans la direction de l'axe du récipient, se trouve serti par dessus la pièce de fond ou de couvercle soutenue de l'autre côté, le bord sail-15 lant de la paroi latérale, en se ramolissant, au cours de cette opération de sertissage, se trouvant complètement inclus à l'intérieur d'une cavité annulaire délimitée au moins partiellement par la tête à ultra-sons et la pièce de fond ou de couvercle,cette cavité fermée se rétrécissant au cours de la continuation limitée 20 du mouvement de la tête à ultra-sons, afin d'exercer une force de pression sur la matière synthétique ramollie incluse dans cette cavité. 2.- ïrocédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au voisinage et à l'intérieur de la zone marginale périphérique de 25 la pièce de fond ou de couvercle il est prévu, dans cette pièce, une rainure, en soi fermée, destinée à recevoir la matière synthétique en excès fondue au cours de l'opération de soudage et que cette rainure est fermée d'une manière étanche en direction de l'axe du récipient, de manière à empêcher la sortie de matière 30 synthétique fondue, soit uniquement par une partie s'engageant dans la rainure de la tête à ultra-sons elle-même, soit par la tête à ultra-sons et une autre pièce s'engageant dans la rainure et éventuellement maintenue à l'intérieur à l'intérieur dé la tête à ultra-sons 55 3«- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise une lûèce de fond ou de couvercle comportant une bandelette marginale périphérique faisant saillie vers l'extérieur suivant la direction axiale, et que le bord saillant de la paroi 40 latérale du récipient est serti par dessus cette bandelette margi 71 44543 16 2118038 nale au moyen d'une gorge profilée ^recevant cette bandelette marginale, prévue sur la surface d'extrémité de la tête à ultrasons, la gorge profilée et la bandelette marginale incluant entre elles la cavité annulaire précitée. 5 4.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on utilise une pièce de fond ou de couvercle, dans laquelle la bandelette marginale périphérique saillante est délimitée du reste de la pièce de fond ou de couvercle par une rainure annulaire dirigée radialement à l'intérieur de la bandelette margi-10 nale. 5«- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'excitation de la tête à ultra-sons est interrompue après l'opération de soudage, mais que la tête à ultra-sons est maintenue encore en position de soudage un temps 15 suffisant pour la solidification du cordon de soudure. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5icaractérisé en ce qu'une paroi latérale d'enveloppe en polythylè-ne haute pression est soudée à une pièce de fond ou de couvercle en polyéthylène basse pression. 20 7'- Tête de soudage à ultra-sons pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que sa partie d'extrémité libre est réalisée sous forme d'un cylindre creux (10) muni d'une gorge profilée(11) sur sa surface d'extrémité (12), la paroi de la gorge profil ée(11) étant 25 constituée par une zone de paroi extérieure en forme de cylindre creux (11c), dont le diamètre correspond à celui de la paroi latérale (6) du récipient, par une zone de paroi de chant (11b) se raccordant à la zone précédente par une partie courbe dirigée essentiellement perpendiculairement à l'axe du cy-50 lindre creux, et par une zone de paroi intérieure cylindrique (11ç) se raccordant, à la zone précédente par une partie courbe de courbure opposée. 8.- ''ête de soudage à ultra-sons selon la revendication 7,caractérisée en ce eue la zone de paroi intérieure cylindrique(11ç) 55 se termine par une saillie annulaire, en forme d'arête (13) au-dessus du fond de la gorge profilée(11) ménagée dans la surface d'extrérité de la tête de soudage. 9.- Tête de soudage à ultra-sons selon la revendication 8,caractérisée en ce que la saillie annulaire en forme d'arête (13) 40 est constituée par la zone de paroi intérieure cylindrique (11ç) *. 71 kk5kl> 17 2118038 par une zone annulaire étroite, perpendiculaire, au moins approximativement, à l'axe du cylindre creux et par le bord extérieur d'une zone annulaire (14), relativement lar~e, en forme de cône creux, à laquelle se raccorde la surface intérieure (15) du cy-5 lindre creux (10). 10.- Tête de soudage à ultra-sons, selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'à l'intérieur du cylindre creux (10) est prévu un dispositif presseur (20) coulissant à la manière d'un piston, qui peut se déplacer, contre l'ac- 10 tion d'un élément élastique (17) axialement à l'intérieur du cylindre creux vers l'intérieur ou sous l'action de l'élément élastique (17) axialement vers l'extérieur. 11.- Tête de soudage à ultra-sons selon la revendication 10,caractérisée en ce que le dispositif presseur en forme de piston 15 (20), est fixé à la tête de soudage, par exemple au moyen de l'élément élastique (17), au voisinage d'un noeud de vibrations de cette tête. 12.- Tête de soudage à ultra-sons selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisée en ce que la partie d'extré- 20 mité libre,de préférence guidée avec un faible frottement le long de la surface intérieure du cylindre creux, du dispositif presseur en forme de piston (20), comporte, au voisinage de sa surface d'extrémité, une zone superficielle cylindrique, dirigée con-centriquement par rapport à la surface intérieure du cylindre 25 creux, qui se termine par une arête annulaire (20c). 15.- Tête de soudage selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisée en ce que sur la surface d'extrémité du dispositif presseur (20) est prévu un évidement (20e) servant d'emplacement libre. 30 14.- Tête de soudage selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisée en ce que l'arête annulaire (20c) est délimitée d'un côté par une surface en forme de cône creux (20d) qui débouche dans 1'évidement (20e) ménagé dans le dispositif presseur (20). 35 15.- Tête de soudage selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, caractérisée en ce que la partie d'extrémité libre de la tête de soudage (10) se prolonge à l'extérieur de la gor^e profilée (11) à la manière d'une jupe (en 1S) et, à l'extrérl^é de ce prolongement, est éventuellement évasée en forme d'entonnoir(en 40 18).