"Passage de borne polaire pour des accumulateurs et procédé de préparation d'un tel passage" "Passage de borne polaire pour des accumulateurs et procédé de préparation d'un tel passage"
La présente invention est relative à un dispositif destiné à fermer, de manière étanche vis-àvis de l'électrolyte, le passage d'une borne polaire métallique à travers le couvercle d'un élément d'accumulateur, ce dispositif comprenant une douille qui est placée coaxialement sur la borne polaire, est rendue étanche contre la borne polaire métallique et est ensuite rendue étanche contre le couvercle de l'élément d'accumulateur.
Comme on le sait, les bornes polaires doivent, en tant qu'éléments conducteurs du courant, être passées en dehors des éléments d'accumulateur à travers le couvercle de ceux-ci, et cela d'une manière étanche vis-à-vis de l'électrolyte, afin que l'acide sulfurique très tensio-actif ne parvienne pas à l'extérieur,par exemple dans le cas d'un accumulateur au plomb. A la suite des propriétés tensio-actives de l'acide sulfurique, ce dernier peut se glisser à travers de très fines fentes et fissures et humecter ainsi la surface de l'élément d'accumulateur par un film d'acide, ce qui altère la valeur de l'isolation.
Les problèmes particuliers des passages de borne polaire sont essentiellement de trois ordres. D'une part, différents matériaux se présentent, c'est-à-dire que la borne polaire métallique, généralement une borne en plomb, ne peut que très difficilement être rendue étanche directement contre la matière en substance synthétique du couvercle de l'élément d'accumulateur. Par conséquent, les passages de borne polaire connus utilisent une douille de substance synthétique qui est placée coaxialement sur la borne et est rendue étanche vis-à-vis de la borne polaire et qui ensuite peut à nouveau être rendue étanche plus aisément vis-à-vis de la substance
synthétique du couvercle de l'élément d'accumulateur.
Un autre problème réside dans le fait que, au cours de la durée d'utilisation d'un élément d'accumulateur, il faut tenir compte d'un accroissement, en particulier des plaques positives, en direction du couvercle, de sorte que le passage de borne polaire avec ses éléments d'étanchéité peut parfois être soumis à des forces importantes qui entraînent des défauts d'étanchéité dans le cas de passages non appropriés.
Un autre problème consiste en ce que, dans les passages de borne polaire connus, seules de faibles tolérances de fabrication et de montage sont admises et qu'au total un très grand soin dans la fabrication doit être exigé afin que tous les éléments faisant partie du passage de borne polaire étanche
à l'électrolyte, en particulier les bornes de plomb relativement molles, soient encore dans un état parfait, lorsque, à la fin de la fabrication d'un accumulateur, le couvercle doit être placé et fermé de manière étanche à l'électrolyte.
Un passage de borne polaire du type décrit
au préambule est par exemple décrit dans la demande de brevet en République Fédérale allemande OS 29 18 036. La douille placée de manière coaxiale sur la borne polaire est, à la manière d'un presse-étoupe, rendue étanche au moyen d'un anneau torique agencé radialement contre la surface de la borne polaire métallique qui est démoulée sous une forme légèrement conique. Cela nécessite dans chaque cas une surface parfaite
et un bon respect des dimensions prescrites de la borne polaire métallique. La douille elle-même présente, comme surface d'enveloppe externe, une surface lisse sur laquelle est en appui de manière déplaçable l'organe d'étanchéité d'un deuxième presseétoupe qui est agencé sur le couvercle de l'élément d'accumulateur. Ce type de passage de borne polaire permet certes un ajustement axial de la borne métallique, mais la fermeture étanche à l'électrolyte
n'est pas garantie de manière suffisante en particulier entre la douille et la borne polaire métallique. Déjà de faibles endommagements ou une oxydation de la surface de la borne polaire métallique avant le montage de la douille peuvent entraîner des défauts d'étanchéité. Les forces transmises sur la borne polaire dans le dispositif de fermeture, lors de
la croissance des plaques, peuvent déplacer légèrement l'anneau torique d'étanchéité entre la douille et
la borne polaire dans des zones dans lesquelles une étanchéification parfaite n'existe plus.
La présente invention a pour but de proposer un passage de borne polaire étanche à l'électrolyte de manière durable, qui ne nécessite pas en plus la précision de fabrication ainsi que les tolérances de fabrication et de montage jusqu'à présent nécessaires.
On résout ce problème suivant l'invention
par le fait que la borne polaire est réalisée avec
une surface d'étanchéité adaptée, qui fait saillie radialement et entoure la borne polaire, que la douille est en appui contre la surface d'étanchéité d e la borne par une surface d'étanchéité sur son côté frontal et que la douille est serrée en sens axial contre la surface d'étanchéité de la borne polaire métallique.
Une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention prévoit que la surface d'étanchéité de la borne polaire métallique et/ou de
la douille est façonnée avec un bourrelet annulaire périphérique. Tandis que les passages de borne polaire connus sont réalisés entre la douille et la borne polaire métallique sous la forme d'un organe d'étanchéité à action radiale, avec pour effet que le siège précis de l'organe d'étanchéité annulaire n'est pas défini de manière précise sur la surface normalement façonnée sous une forme conique de la borne polaire métallique et que d'une manière correspondante la totalité de la surface de la borne polaire métallique qui est concernée par l'étanchéification doit être fabriquée soigneusement et de manière parfaite, on poursuit dans la solution suivant l'invention une autre voie et on réalise une surface d'étanchéité nette et définie, intégrée à la borne polaire métallique,cette surface d'étanchéité devant être sollicitée en sens axial.
Cela peut par exemple être effectué par un épaulement venu de fonderie ou par un collet ou élément analogue façonné eu tour sur la borne. Dans chaque cas, la douille emmanchée de manière coaxiale
sur la borne polaire est serrée avec sa surface d'étanchéité du côté frontal toujours contre la même surface d'étanchéité définie de la borne polaire, l'action d'étanchéité étant rendue optimum par le bourrelet annulaire périphérique précité sur la ou les surfaces d'étanchéité. Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, un organe d'étanchéité en matière caoutchouteuse est agencé entre les surfaces d'étanchéité.
Après la fixation de la douille sur la borne polaire, on obtient entre la douille et la borne polaire métallique une étanchéification vis-à-vis de l'électrolyte qui n'est pas soumise par la suite à des modifications et/ou à des endommagements, lorsque des forces axiales importantes agissent par l'intermédiaire de la borne polaire métallique sur les éléments de fermeture du passage de la borne polaire. Dans aucun cas, une modification de position de l'organe d'étanchéité entre la douille et la borne polaire métallique n'est possible.
Pour diminuer les soins importants apportés
à la fabrication, jusqu'à présent nécessaires, et les tolérances de fabrication de la borne polaire métallique, on propose un procédé suivant l'invention de préparation d'un passage de borne polaire étanche à l'électrolyte, qui est caractérisé par le fait que, directement après la préparation de la borne polaire métallique et éventuellement après le finissage de la surface d'étanchéité façonnée sur la borne métallique,
la douille est placée sur la borne polaire métallique
et elle est serrée contre la surface d'étanchéité,dans
le sens axial, et par le fait que ce n'est qu'à la
suite de cela que le jeu de plaques présentant la surface d'étanchéité protégée par la douille de la borne polaire métallique est amené au stade de fabrication ultérieur.
Ce procédé de préparation suivant l'invention part de la connaissance du fait qu'il est relativement simple du point de vue de la technique de fabrication
de préparer une borne polaire métallique suivant l'invention ayant une surface d'étanchéité intégrée. Comme, suivant les opérations jusqu'à présent courantes des procédés, le passage de borne polaire n'est fermé qu'après le placement isolant du couvercle de l'élément d'accumulateur, il s'agit de protéger la surface d'étanchéité encore parfaite de la borne polaire métallique relativement molle, directement après le finissage. Cela est effectué par le fait que, directement après la disposition finale, la surface d'étanchéité
de la borne polaire est protégée par la matière plus
dure de la douille, généralement d'une douille en substance synthétique, de sorte que la surface d'étanchéité sensible ne peut ni être endommagée ni être
oxydée au cours des étapes suivantes de la fabrication.
Le serrage axial de la douille sur la borne polaire métallique peut être effectué de différentes manières, comme par exemple par un écrou d'accouple-ment vissé sur un filet du côté de la tête de la borne polaire ou par un anneau de sécurité introduit
dans une rainure de la borne polaire.
D'une façon encore plus simple du point de vue de la technique de fabrication, la douille peut, suivant une autre forme de réalisation de l'invention, être serrée contre la surface d'étanchéité de
la borne polaire métallique par le fait que des
moyens d'arrêt élastiques sont agencés sur la douille et entrent en prise dans des crans correspondants de la borne polaire métallique. La fabrication d'une telle douille munie de moyens d'arrêt élastiques
est avantageuse sous la forme d'une pièce de substance synthétique moulée par injection et l'emmmanchement de la douille, y compris l'enclenchement et respectivement son serrage axial, est particulièrement simple du point de vue de la technique de fabrication.
Le passage de borne polaire est ensuite scellé d'une manière connue en soi.
Les masses de scellage peuvent être fabriquées à base de bitume, de résine de coulée ou de colle fusible. En tant que masses de scellement, elles mettent , en tout cas, dans des types de batterie présentant un accroissement des plaques, un mouvement de réglage axial des bornes polaires. S'il ne faut pas compter sur un accroissement des plaques,
on peut aussi effectuer un scellement dur, la douille étant avantageusement constituée de la même matière, soudable par la masse de scellement, que le couvercle de l'élément d'accumulateur.
D'autres détails et particularités de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1A représente une vue en coupe longitudinale à travers un passage de borne polaire suivant l'invention qui présente un encliquetage. La figure 1B représente une vue en coupe longitudinale à travers un passage de borne polaire suivant l'invention qui présente un anneau de sécurité. La figure 2 représente une autre forme de réalisation de passage de borne polaire suivant l'invention.
Les figures 3 et 4 représentent une troisième forme de réalisation avec démonstration des tolérances possibles en longueur de la borne polaire.
La figure 1A montre une borne polaire en plomb 5 suivant l'invention présentant une surface d'étanchéité 6 façonnée qui fait saillie radialement et entoure la borne polaire et est, dans l'exemple de réalisation illustré, façonnée autour conjointement avec les crans 7 de la borne polaire.
Directement après le finissage de la surface d'étanchéité 6, la douille en substance synthétique 8 est placée sur la borne polaire avec adjonction de l'organe d'étanchéité 9, les éléments d'arrêt élastiques 10 façonnés sur la douille entrant en prise dans les crans 7 correspondants et serrant la douille dans le sens axial contre la surface d'étanchéité 6 de la borne polaire.
La borne polaire ainsi protégée de manière suffisante parvient, dans l'étape ultérieure de la fabrication, au placement du couvercle 11 de l'élément d'accumulateur qui forme avec sa saillie annulaire
12 la poche 13 pour la matière de scellement du passage de la borne polaire. Au fond de la poche 13 est inséré un anneau d'étanchéité 23 qui est en appui
sur la douille 8 et qui empêche un passage de la matière de scellement. Le passage étanche à l'électrolyte de la borne polaire est fini après le scellage
du passage.
La figure 1B correspond sensiblement à la figure 1A, mais dans cet exemple de réalisation, on utilise pour la fixation axiale de la douille 8, au lieu des éléments d'arrêt 10 et des crans 7, un anneau de sécurité 24 qui est introduit dans une rainure correspondante de la borne polaire métallique. La figure 2 montre une autre forme de réalisation de l'invention dans laquelle un collet 14 est façonné sur la borne polaire. Un anneau torique d'étanchéité 15 est placé contre la surface d'étanchéité de ce collet 14 et, à la suite de cela, la douille 16 est placée et serrée axialement au moyen de l'écrou à anneau 17. On effectue ensuite le scellage du passage de la borne, comme décrit précédemment.
Les figures 3 et 4 montrent une forme de réalisation de l'invention dans laquelle la surface d'étanchéité de l'épaulement 18 de la borne polaire est pourvue en plus d'un bourrelet annulaire 19 périphérique. Après le placement de l'organe d'étanchéité 20, on effectue alors à nouveau l'emmanchement de la douille 21 et son serrage axial au moyen de l'écrou d'accouplement 22. Ici aussi, le scellage est à nouveau choisi comme étanchéification entre la douille et le couvercle de l'élément d'accumulateur, mais d'autres étanchéifications sont également possibles entre la douille et le couvercle de l'élément d'accumulateur, comme par exemple un organe d'étanchéité de presse-étoupe connu, ou un élément analogue.
Les figures 3 et 4 illustrent par une comparaison mutuelle que des tolérances de fabrication et de montage pour une borne polaire métallique suivant l'invention à surface d'étanchéité intégrée n'existent pas. Dans un cas extrême, les tolérances en longueur de la borne polaire métallique sont admissibles, ainsi qu'il ressort des figures 3 et 4 par leur comparaison. Cela simplifie beaucoup la fabrication des éléments d'accumulateur, car lors du placement final du couvercle de l'élément d'accumulateur, des longueurs excessives ou insuffisantes éventuelles de la borne polaire métallique n'exercent pas d'action négative sur la fermeture étanche à l'électrolyte du passage de la borne polaire.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1. Dispositif destiné à. fermer; de manière étanche à l'électrolyte,le passage d'une borne polaire métallique à travers le couvercle d'un élément d'accumulateur, comprenant une douille qui est placée coaxialementsur la borne polaire, est rendue étanche vis-
à-vis de la borne polaire et est ensuite rendue étanche vis-à-vis du couvercle de l'élément d'accumulateur, caractérisé en ce que la borne polaire métallique
est réalisée avec une surface d'étanchéité façonnée
qui fait saillie radialement et entoure la borne polaire, en ce que la douille est en appui par une surface d'étanchéité sur son côté frontal contre la surface d'étanchéité de la borne polaire et en ce que la
douille est serrée contre la surface d'étanchéité
de la borne polaire métallique, dans le sens axial.