FR2479571A1 - Structure de borne de batterie et procede de montage de cette borne - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES BORNES DE BATTERIES D'ACCUMULATEURS. UNE STRUCTURE BORNE DE BATTERIE 12 COMPREND ESSENTIELLEMENT UN ELEMENT RAPPORTE EN METAL 13 QUI EST CALE DANS UNE OUVERTURE 20 DE LA PAROI 11 DE LA BATTERIE, UN JOINT D'ETANCHEITE 28 ET UNE BAGUE EN MATIERE PLASTIQUE 29 QU'ON MONTE A FORCE SUR L'ELEMENT RAPPORTE POUR MAINTENIR FERMEMENT CE DERNIER PENDANT LE SOUDAGE ELECTRIQUE D'UNE LANGUETTE CONNECTEE AUX PLAQUES DE LA BATTERIE. APPLICATION A LA FABRICATION DES BATTERIES D'ACCUMULATEURS.
Description
i La présente invention concerne de façon générale
les batteries d'accumulateurs et elle porte plus particu-
lièrement sur une structure de borne latérale pour de tel-
les batteries.
A l'heure actuelle, certaines bornes latérales de batterie comprennent un élément de borne rapporté en
plomb qui est moulé dans la paroi latérale en matière plas-
tique du bac de la batterie, Dans une autre configuration,
un élément de borne rapporté, en plomb, à l'intérieur du-
quel est moulé un écrou en acier inoxydable, comporte un
corps qui traverse une ouverture forméedans la paroi la-
térale de la batterie, pour pénétrer à l'intérieur du bac de la batterie, tandis qu'un anneau de plomb auxilliaire
est réuni au corps par fusion sous I'effet de la chaleur.
Dans chacune de ces structures, le moulage ou la fusion sous l'effet de la chaleur ont pour fonction d'établir
un joint vs-à-vis de l'électrolyte pour l'élément rap-
porté de borne, avant la fixation ultérieure d'une lan-
guette de:borne sur l'élément rapportêz Dans ces struc-
tures de borne latérale de batterie, au cours d'une pha-
se finale du montage on soude la languette de borne la-
térale,qui est accouplée aux plaques de la batterie, à l'élément rapporté de borne pour achever la réalisation
de la structure de borne.
L'utilisation d'une technique de soudage par résistance est avantageuse dans le but d'automatiser le montage d'une borne latérale de batterie et d'améliorer
la fiabilité de-la connexion électrique entre la lan-
guette de borne latérale et l'élément de borné rapporté0
Il est particulièrement avantageux de réaliser une: struc-
ture de borne latérale qui, sans nécessiter le moulage d'un élément rapporté de borne latérale dans la paroi
du bac, comporte néanmoins un élément rapporté de bor-
ne latérale retenu contre la paroi latérale de la bat-
terie, de façon à fixer l'élément rapporté à une lan-
guette de borne latérale en utilisant une technique de
soudage par résistance.
Un but de l'invention est donc de réaliser uoe structure de borne latérale de batterie dans laquelle un élément de borne est inséré et maintenu- et non moulé, dans la paroi latérale de la batterie, et pour laquelle on utilise une opération de soudage par résistance en une
seule étape pour assurer simultanément l'étanchéité vis-à-
vis de l'électrolyte et le soudage d'une languette.
L'invention a également pour but de réaliser une
telle configuration de borne latérale dans laquelle un élé-
ment de borne latérale qui est inséré dans la paroi latéra-
le de la batterie est positionné de façon sûre pour une
opération suivante de soudage par résistance.
_L'invention sera mieux comprise à la lecture de
la description qui va suivre d'un mode de réalisation et
en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une représentation latérale
éclatée, de c8té et partiellement en coupe, d'une struc-
ture de borne latérale de batterie, à l'exception de la languette de borne latérale; La figure 2 est une vue par le bout de l'élément
- de corps de la borne latérale, dans la direction des flè-
ches 2-2 sur la figure 1; La figure 3 est une représentation de côté et
partiellement en coupe de la structure de borne latéra-
le et d'une paire d'électrodes de soudage par résistance, avant le soudage par résistance de la structure de borne; et La figure 4 est une représentation similaire à celle de la figure 3, après l'opération de soudage par
résistance, les électrodes ayant été retirées.
On considérera tout d'abord les figures 1 et 2
sur lesquelles des parties d'une structure de borne laté-
rale de batterie, 12, correspondant à l'invention, sont représentées sous forme éclatée, en association avec une paroi latérale 11 d'une batterie. Il existe de façon caractéristique deux bornes de ce type aux extrémités opposées d'une paroi correspondant à un grand côté de la batterie. La paroi latérale 11 est en une matière moulée
relativement mince qui convient pour un bac de batterie.
La structure de borne de batterie 12 comprend un élément de borne rapporté en métal, 13, qui est de préférence à base de plomb et qui comporta un filetage
interne 14. Après montage, cet élément est connecté élec-
triquement par une languette de borne latérale, 16 (figu-
res 3 et 4) à une structure de plaques17 à l'intérieur du
bac de la batterie.
L'élément rapporté 13 comprend une tête 18 qui demeure à l'extérieur de la paroi latérale 11 et un corps
19 qui est ajusté à l'intérieur d'une ouverture 20 for-
mée dans la paroi latérale. Le filetage interne 14 est défini par un écrou 22 qui est noyé dans la tête 18 de
l'élément rapporté 13, et l'écrou 22 est formé par un mé-
tal plus dur que le plomb relativement mou de l'élément rapporté. Plusieurs saillies 23 sont moulées d'un seul tenant avec la paroi latérale 11 pour définir entre les saillies 23 des encoches de verrouillage 24a Plusieurs nervures correspondantes 26 sont formées autour de la tête 18 de l'élément rapporté de façon à s'ajuster dans les encoches 24. Une paroi annulaire continue 27, qui entoure la tête 18 de façon à définir une ouverture 21, est moulée d'un seul tenant avec la paroi latérale 11 de la batterie en faisant saillie vers l'extérieur, et
les saillies 23 sont également moulées d'un seul te-
nant avec la paroi annulaire afin d'augmenter la rigi-
dite de cette dernière. Après assemblage, la tête 18 de l'élément de borne rapporté est située en. retrait
à l'intérieur de la paroi annulaire 27, en étant proté-
gée par celle-ci, tandis que les saillies 26 et les en-
coches 24 s'embottent les unes dans les autres de fa-
çon à bloquer en rotation l'élément rapporté 13.
Pour empêcher une fuite d'électrolyte, les saillies 23 définissent une cavité. dans laquelle est logé un joint annulaire mince 28 qui porte contre une lèvre d'étanchéité annulaire 25, de façon que la tête 18 de l'élément rapporté serre fermement le joint contre
la lèvre 25, pour assurer l'étanchéité autour de l'ouver-
ture 21. La structure de borne 12 décrite jusqu'ici est pratiquement similaire à celle qui est décrite dans le brevet U.S. 3 767 467. Conformément à l'invention, et pour faire en sorte que l'élément rapporté 13 soit en contact intime avec la paroi latérale 11 du bac de batterie pour une
opération ultérieure de soudage par résistance, une ba-
gue 29 en une matière non conductrice de l'électricité, comme une matière plastique, est montée à force autour
du corps 19 de l'élément rapporté s'étendant vers l'in-
térieur à travers liouverture 21. Le diamètre intérieur
de la bague 29 est légèrement inférieur au diamètre ex-
térieur du corps 19, et le corps 19 est légèrement tron-
conique, de façon qu'après avoir été poussée à fond sur
le corps, la bague maintienne fermement l'élément rappor-
té 13 pour une opération ultérieure de soudage.
Pour terminer la structure de borne latérale,
une fois que l'élément rapporté 13 est maintenu en pla-
ce dans la paroi 11 par la bague 29, la languette de bor-
ne latérale 16 est soudée par résistance à la surface dirigée vers l'intérieur, 31, du corps 19 de l'élément
rapporté. Pour effectuer ceci, on amène une paire d'élec-
trodes de soudage par résistance 32, 33 dans la posi-
tion qui est représentée sur la figure 3, de part et d'autre des éléments de la structure de borne, et on approche mécaniquement les électrodes l'une vers l'autre,
l'électrode 32 venant en contact avec la tête de l'é1é-
ment rapporté 13 tandis que l'électrode 33 vient en con-
tact avec la surface intérieure de la languette 16. La surface dirigée vers l'intérieur, 31, du corps 19 de l'élément rapporté est conique, avec un sommet central 34. Lorsque les électrodes 32, 33 s'approchent l'une de l'autre, la surface dirigée vers l'extérieur, 36, de la languette 16 vient tout d'abord en contact avec le sommet 34 sur la surface conique 31 de l'élement rapporté 13. Une tension électrique est appliquée entre les électrodes 32,.33 par une alimentation capable de fournir des courants de soudage élevés, et le sommet 34
du c8ne, sur la surface conique 31, fond en premier.
Lorsque la languette 16 vient en contact avec la bague
29, la surface 36 de la languette 16 se soude à la sur-
face 31 de l'élément rapporté 13, comme le montre la fi-
gure 4. Ensuite, le courant électrique est coupé, et, après une durée de refroidissement, les électrodes sont
extraites mécaniquement du bac de batterie.
Une certaine quantité de plomb de la surface conique 31 s'étend au-delà du plan qui est défini par la surface intérieure 30 de la bague 29. IlY elste de plus un volume vide à l'intérieur de la bague 29, si bien que pendant l'opération'.de soudage par résistance, le plomb en fusion provenant de la partie de la surface-conique 31 qui s'étend à l'extérieur est avantageusement retenu par la bague 29 pendant son refroidissement* Toujours dans le but d'établir un réservoir de plomb pour le plomb en fusion provenant de l'opération de
soudage par résistance, on peut apporter des modifica-
tions à la bague 29, consistant par exemple à faire en sorte que cette bague comporte une rainure de réception
de plomb dans sa face intérieure 35. Une autre modifica-
tion peut consister à donner à la bague 29 une forme tel-
le qu'un joint torique placé sur le corps 19 de l'élément rapporté soit maintenu contre la paroi 11 par un bord
chanfreiné de la bague 29, de façon q aa moment de l1as-
semblage un joint d'étanchéité soit établi entre la ba-
gue 29 et la surface intérieure de la paroi 11 du bac.
Si on pouvait ainsi établir un joint satisfaisant pour
l'électrolyte, on pourrait supprimer le joint 28.
A titre d'autre variante, on peut réaliser la bague 29 en caoutchouc ou en une matière semblable au
caoutchouc, flexible et élastique, de façon qu'elle cons-
titue elle-m9me un joint d'étanchéité pour l'électrolyte.
Dans ce cas, le plan de la surface intérieure de la bague se trouverait de façon générale du coté intérieur par rapport au sommet 34 de la surface conique 31. La surface
dirigée vers l'extérieur, 36, de la languette 16 commence-
rait par venir en contact avec la bague élastique pendant l'opération de soudage par résistance, ce qui comprimerait la bague, après quoi elle viendrait en contact avec la
surface conique 31. Comme précédemment, le plomb en fu-
sion est avantageusement retenu à l'intérieur de la ba-
gue.
On peut voir qu'on vient de décrire une struc-
ture de borne latérale de batterie dans laquelle un élé-
- -- ment de borne est inséré et maintenu, et non moulé, dans une paroi latérale de batterie, et pour laquelle on peut utiliser une opération de soudage par résistance
en une seule étape, pour assurer le soudage et-l'étanchéi-
té vis-à-vis de l'électrolyte. On peut en outre voir
qu'on a décrit une structure de borne latérale de batte-
rie dans laquelle un élément de borne latérale qui est
inséré dans la paroi latérale du bac de batterie est po-
sitionné de façon sûre pour une opération de soudage par résistance. Il va de soi que de nombreuses modifications
peuvent être apportées au dispositif décrit et repré-
senté, sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (12)
1. Structure de b.orne latérale traversant la paroi (11) d'une batterie ayant une paroi relativement mince, caractérisée en ce queelle comprend in élément de borne rapporté en métal (13) qui comporte une t9te (18) située à l'extérieur de la paroi et un corps (19) s étendant à l'intérieur de la paroi en traversant une ouverture (20) formée dans la paroi, et un élément (29)
non conducteur de l'électricité et comportant une ou-
verture, qui entoure le corps.de l'élément de borne rapporté en métal, à l'intérieur de la paroi_ _
2. Structure de borne latérale selon la re-
vendication 1, caractérisée en ce que le corps (19)3 de l'élément de borne rapporté a une section droite de forme générale circulaire et l'élément non conducteur
(29) est une bague non conductrice.
3. Structure de borne latérale selon la re-
vendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une paroi annulaire continue (21) moulée en une seule pièce avec la paroi de batterie de façon à faire saillie vers l'extérieur à partir de cette paroi et à
entourer l'ouverture qui est formée dans la paroi.
4. Structure de borne latérale selon la re- -
vendication 3, caractérisée en ce que la t9te (18) de l'élément de borne rapporté s'étend vers l'extérieur, en direction radiale, au-delà du corps (19) et de l'ou= verture (20) formée dans la paroi, de façon à définir un épaulement annulaiî Aà l'extérieur de la paroi; et en ce qu'il existe en outre un joint annulaire mince (28) qui est maintenu entre L'épaulement annulaire et
la paroi en assurant l'étanchéité entre ces éléments.
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5. Structure de borne latérale traversant la paroi (11) d'une batterie ayant une paroi relativement mince, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément de borne rapporté en métal (13) qui comporte une tête (18) située à l'extérieur de la paroi et un corps (19) s'étendant à l'intérieur de la paroi en traversant une
ouverture (20) formée dans la paroi; un élément com-
portant une ouverture (29) non conducteur de l'élec-
tricité, qui entoure le corps de l'élément de borne
rapporté en métal à l'intérieur de la paroi; et une lan-
guette en métal (16) qui est accouplée à des plaques (17) à l'intérieur de la batterie et qui est soudée
au corps de l'élément de borne rapporté en métal.
6. Structure de borne latérale selon la re-
vendication 5, caractérisée en ce que le corps (i9) de l'élément de borne rapporté a une section droite de forme générale circulaire et i'élément non conducteur
(29) est une bague non conductrice.
7. Structure de borne latérale selon la re-
vendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une paroi annulaire continue (21) moulée en une seule pièce avec la paroi de batterie de façon
à faire saillie vers l'extérieur & partir de cette pa-
roi et à entourer l'ouverture qui est formée dans la
paroi.
8. Structure de borne latérile selon la re-: vendication 7, caractérisée en ce que la tête (18)
de l'élément de borne rapporté s'étend vers l'exté-
rieur, en direction radiale, au-delà du corps (19)
et de l'ouverture (20) formée dans la paroi, de fa-
çon à définir un épaulement annulaire à l'extérieur de la paroi; et en ce qu'il existe en outre un joint
annulaire mince (28) qui est maintenu entre l'épau-
lement annulaire et la paroi en assurant l'étanchéi-
té entre ces éléments.
9. Procédé de connexion d'une borne latérale de batterie (12) à des plaques (17) dans une batterie comportant une paroi (11), caractérisé en ce que: on positionne un élément de borne rapporté en métal (13) de telle façon qu'une t9te (18) de cet élément se trou- ve à l'extérieur de la paroi de la batterie et qu'un corps (19) de cet élément s'étende.. à l'intérieur de la paroi en traversant une ouverture (20) formée dans la paroi; on ajuste autour du corps de l'élément de borne
rapporté, à l'intérieur de la paroi de la batterie,.
un élément comportant une ouverture (29), non conducteur de l'électricité; et on soude par résistance sur le corps de l'élément de borne rapporté une languette (16) qui est accouplée auxplaques de la batterie, pendant que le corps de l'élément de borne rapporté est maintenu en place par l'élément non conducteur de l'électricité et
comportant une ouverture.
10. Procédé de connexion d'une borne de paroi latérale de batterie (12) à des plaques (17) situées à
l'intérieur d'une batterie comportant une paroi (11) ca-
ractérisé en ce que: on cale un élément de borne rappor-
té au métal (13) dans la paroi, de façon qu'un corps (19) de l'élément rapporté s'étende à l'intérieui de la paroi en traversant une ouverture (20) formée dans la paroi, on engage à force une bague en plastique (29) sur une partie du corps (19) pour qu'elle maintienne fermement le métal rapporté (13) pendant l'opération d'assemblage, et on soude
par résistance sur le corps de l'élément de borne rappor-
té une languette (16) qui est couplée électriquement aux plaques de la batterie pour conférer à l'assemblage une
étanchéité parfaite.
11. Procédé de connexion d'une borne de paroi
latérale de batterie (12) à des plaques (17) situées à l'in-
térieur d'une batterie comportant une paroi (11) caractéri-
sé en ce que: on cale un élément de borne rapporté en métal (13) dans la paroi, de façon qu'un corps (19) de l'élénent rapporté s'étende à l'intérieur de la paroi en traversant une ouverture (20) formée dans la paroi, la partie du corps (19) de l'élément rapporté ayant une face profilée, on ajuste autour du corps l'élément de borne rapporté, un élément comportant une ouverture (29), non conducteur de l'électricité de façon qu'il retienne fortement le métal rapporté (13) pendant l'opération d'assemblage, la surface profilée de la partie du corps (19) du corps rapporté (13) ayant une partie qui s'étend au-delà de l'élément comportant une ouverture (29) et une partie en retrait dans l'ouverture de l'élément (291 et on
soude par résistance sur le corps de l'élément de bor-
ne rapporté une languette (16) qui est couplée élec-
triquement aux plaques de--la -batterie, le métal fondu de l'extrémité du métal rapporté étant retenu dans-la
zone en retrait de l'ouverture de l'élément (29).
12. Procédé de connexion d'une borne de paroi latérale de batterie (12) à des plaques(17) situées à
l'intérieur d'une batterie ayant une paroi (11),-carac-
térisé en ce que: on cale un élément de borne rapporté en métal (13) dans la paroi de façon qu'un corps (19)
de l'élément rapporté s'étende à l'intérieur de la pa-
roi en traversant une ouverture (20) formée dans la pa-
roi, le corps de l'élément de borne rapporté ayant une surface profilée; on ajuste autour du corps de l'élément
de borne rapporté un élément (9) non conducteur de l'élec-
tricité, élastique et comportant une ouverture, de façon qu'il maintienne fermement l'élément rapporté en métal pour une opération d'assemblage, la surface profilée du corps de l'élément rapporté se trouvant pratiquement à
l'intérieur de l'élément élastique comportant une ouver-
ture; et on soude par résistance sur l'élément de borne une languette (16) qui est en couplage.-électrique avec
les plaques de batterie, grâce à quoi le métal en fu-
sion provenant de l'élément rapportéest pratiquement
retenu dans l'élément comportant une ouverture.
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