Brevet FR2408917A1 — publié le 19790608

Toutes les piles produisent de l'électricité par voie chimique et dans toutes les piles la réaction chimique et la production d'électricité s'arrêtent lorsque l'une des électrodes est épuisée. Dans les cas où les piles sont essentielles pour le fonctionnement d'équipements électriques tels que téléphones, dispositifs de signalisation etc... il faut les remplacer ou réparer avant qu'elles ne cessent de fonctionner. De ce fait il est important de connaître le degré d'épuisement ou d'usure des électrodes et de déterminer le moment où les électrodes ou la pile entière doivent être remplacées. La présente invention a pour objet un indicateur mécanique de la capacité résiduelle d'une pile, cet indicateur, peu fragile, étant sensible aux variations d'épaisseur de l'une ou des électrodes de la pile. Pour une pile du type zinc-carbone, la mesure de l'épaisseur portera sur la seule électrode de zinc. La lecture se fait avantageusement sur le dessus du boîtier pour faciliter l'utilisation de l'indicateur. L'une des caractéristiques de l'invention est la possibilité d'utiliser l'indicateur avec des boîtiers de pile opaques.Les indicateurs peuvent également être utilisés avec des électrolytes qui ne sont pas transparents. L'indicateur de la capacité résiduelle d'une pile selon l'invention est donc utilisé avec des piles ayant au moins une électrode dont l'épaisseur diminue lors de la décharge. L'indicateur comprend un bras de détection appliqué élastiquement contre une face principale de cette électrode. Un support rotatif est fixé sur le bras de détection et un moyen élastique tel qu'un ressort hélicoïdal est accouplé audit support pour le faire tourner de manière que le bras de détection reste appliqué contre ltélectrode durant la décharge. Un élément de forme allongée ou aiguille est fixé au bras de détection et indique par son extrémité libre adjacente à une échelle graduée l'état d'usure de l'électrode. L'invention sera ci-après décrite plus en détail en se référant au dessin ci-joint sur lequel: La figure 1 est une vue en perspective d'une pile avec arrachement partiel rendant visible deux électrodes et deux indicateurs de capacité résiduelle. La figure 2 est une vue du dessus de la pile représentant plus en détail les échelles graduées. La figure 3 est une coupe selon la ligne 3 - 3 de la figure 4. La figure 4 est une coupe -selon la ligne 4 - 4 de la figure 2. La figure 5 est une vue latérale d'un autre mode de réalisation du bras de détection, qui comporte à son extrémité un disque. La figure 6 est une vue latérale d'un autre mode de réalisation du bras de détection, qui comporte à son extrémité un croisillon formé de quatre bras supplémentaires. La figure 7 est une vue latérale d'un autre mode de réalisation du bras de détection, qui comporte à son extrémité un maillage de fils tissés. Les figures 1 à 4 montrent les détails d'un indicateur de capacité résiduelle monté dans un boîtier de pile étanche. Le boîtier 10 comprend les habituels fond 11, parois latérales 12 et couvercle 13 lequel porte deux capots transparents gradués 15. II est possible d'installer une soupape d'aération amovible 16 dans le couvercle 13, mais cela n'est pas toujours indispensable. A l'intérieur du bottier, deux électrodes négatives 17, 18 sont positionnées le long de côtés opposés dudit boîtier ; le reste de l'espace intérieur du boîtier est occupé par un électrolyte et au moins une électrode positive, laquelle n'a pas été représentée pour la clarté du dessin. Les deux électrodes 17, 18 sont maintenues en place par quatre barrettes de montage 20 réalisées en un matériau conducteur tel que le cuivre. Comme il a été indiqué ci-dessus, les électrodes 17, 18 peuvent être réalisées en divers matérieux, le zinc n'étant qu'un parmi les nombreux matériaux utilisables. L'invention n'est pas tributaire d'une composition particulière des électrodes, mais uniquement du phénomène de diminution de leur volume lors de la décharge de la pile. Pour chacune des électrodes l'indicateur de capacité résiduelle comprend un bras de détection 21 fixé à un axe horizontal rotatif 22. Les extrémités de l'axe 22 sont logées dans des orifices ménagés dans les barrettes de montage 20. L'axe 22 est en outre fixé ou solidarisé à un élément allongé, tel qu'une aiguille 23, qui s'étend légèrement au-dessus du couvercle 13. Les extrémités de l'aiguille 23 peuvent être pointues pour augmenter la précision de l'affichage. Les extrémités des aiguilles sont adjacentes aux capots transparents 15 pourvus de graduations qui traduisent le mouvement des bras de détection 21. Afin de maintenir les bras de détection appliqués contre la surface des électrodes, les aiguilles 23 s'étendent vers le bas au-delà des axes 22 et se terminent par un crochet 23A. Les crochets 23A sont reliés par un moyen élastique 24 représenté dans les figures 1, 3 et 4 sous forme d'un ressort hélicoidal. Le ressort applique étroitement les bras de détection 21 contre les électrodes 17 et 18. Le fonctionnement de l'indicateur de capacité résiduelle ressort clairement des figures et de la description ci-dessus. Les aiguilles de l'indicateur sont réglées au début de manière qu'elles indiquent sur l'échelle l'état neuf des électrodes. Lors de l'utilisation de la pile, l'épaisseur des électrodes négatives diminue ce qui a pour effet que les bras de détection 21 et les aiguilles 23 se déplacent de leur position initiale, indiquant ainsi le degré d'usure des électrodes. A mesure de la production de courant électrique l'usure des électrodes se poursuit et les bras de détection s'éloignent encore plus de leur position initiale. Le moment du remplacement est signalé lorsque les aiguilles 23 s'approchent du zéro sur l'échelle. Les bras de détection 21 tels que représentés dans les figures 1, 3 et 4 sont des petites tiges cylindriques en matériau isolant qui portent sur les électrodes par une surface très réduite ; or il est bien connu que l'usure peut être irrégulière et que la surface de l'électrode peut alors présenter des creux et des bosses en raison de l'hétérogénéité de la composition chimique de l'électrode. Afin de détecter la valeur moyenne de l'amincissement de l'électrode lors de son usure, les bras de détection peuvent être munis à leur extrémité de différents éléments de contact tels que représentés dans les figures 5, 6 et 7. L'élément de contact 25 (figure 5) est un disque fixé à l'extrémité du bras de détection 21 à l'aide d'un joint flexible 26. L'élément de contact 27 (figure 6) se compose d'un croisillon fixé par un joint 26 et portant sur une zone étendue de la surface de l'électrode. L'élément de contact 28 (figure 7) est une maillage de fibres isolantes 28 disposées de manière qu'elles couvrent une zone étendue sans pour autant faire obstacle aux réactions électrochimiques. Dans l'exemple décrit, l'indicateur est associé aux électrodes négatives, mais on pourrait tout aussi bien l'accoupler à des électrodes positives, dans la mesure où ces dernières diminueraient de volume lors de la décharge de la pile. REVENDICATIONS 1/Indicateur de capacité résiduelle pour une pile comportant au moins une électrode dont l'épaisseur diminue lors de la décharge, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un bras de détection appliqué élastiquement contre une face principale de ladite électrode, un axe rotatif fixé au bras de détection, des moyens élastiques associés à l'axe rotatif pour appliquer le bras de détection contre ladite face de l'électrode et un élément allongé ou aiguille relié audit bras et ayant une extrémité libre et mobile, adjacente à une échelle graduée indiquant ltétat d'usure de l'électrode. 2/ Indicateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite électrode est en zinc. 3/ Indicateur selon l'une des revendications précédentes caractérisé par le fait que ladite face est plane. 4/Indicateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'axe rotatif est monté dans des logements ménagés dans un organe de support fixe associé à ladite électrode. 5/ Indicateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens élastiques comportent un ressort couplé à une extrémité de l'aiguille. 6/ Indicateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite échelle est portée par un capot transparent monté sur le dessus du couvercle du boîtier de la pile. 7/ Indicateur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le bras de détection se termine par un disque plat. 8/ Indicateur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le bras de détection se termine par un croisillon. 9/ Indicateur selon l'une des revendications- 1 à 6, caractérisé par le fait que le bras de détection se termine par un maillage de fibres isolantes. 10/ Pile comportant au moins une électrode dont lepaisseur diminue lors de la décharge, caractérisée par le fait qu'elle est munie d'un indicateur selon l'une des revendications 1 à9.