Brevet FR2596590A1 — publié le 19871002

CEIARGEUR D'ACCUfULATEURS ELECTROCHIMIQUES L'invention se rapporte à un chargeur d'accumulateurs électrochimiques, notamment les petits accumulateurs susceptibles de se substituer aux piles classiques dans les appareils électriques ou électroniques portatifs, tels que les appareils de radio, les magnétophones, les lampes de poche, les jouets, etc... L'invention se rapporte tout particulièrement à la recharge de tels accumulateurs à bornes de contact axiales et opposées, qui sont parmi les plus répandus sur le marché. Les appareils portatifs faisant appel à une alimentation électrique autonome sont de plus en plus répandus, dans les domaines les plus divers. Pendant très longtemps, les piles jetables ont été réservées presque exclusivement à l'éclairage et à l'alimentation des postes de radio à transistors. Puis sont apparus les magnétophones, les calculatrices, les jouets et même certains petits ordinateurs, occasionnant une consommation de plus en plus importante de piles. Parallèlement, la demande pour des accumulateurs électrochimiques rechargeables et interchangeables avec de telles piles a sensiblement augmenté et les produits de ce genre les plus répandus se présentent sous forme d'accumulateurs étanches à corps généralement cylindrique, à bornes de contact axiales et opposées. Ces accumulateurs étanches sont généralement au plomb ou au cadmium-nickel.Les formes et les dimensions standardisées de ces accumulateurs sont les mêmes que celles des piles jetables qu'ils sont destinés à remplacer. Parallèlement au développement de tels accumulateurs, se pose le problème des chargeurs. La plupart des chargeurs qui sont disponibles dans le commerce ne permettent de recevoir qu'un nombre limité d'accumulateurs, dans certains cas un nombre prédéterminé. Ces chargeurs sont relativement coûteux et fragiles. Or, il est de plus en plus fréquent que, dans une même famille, il y ait de nombreux appareils équipés ou susceptibles d'être équipés de tels accumulateurs rechargeables-ayant des dimensions (liées à leur capacité) différentes. Il devient alors presque quotidiennement nécessaire de procéder à la recharge d'un nombre variable de tels accumulateurs ayant en outre des dimensions différentes.Les chargeurs actuels sont mal adaptés à cette nécessité, car ils ne sont généralement prévus que pour un nombre insuffisant d'accumulateurs et/ou ne sont pas adaptés aux dimensions de certains d'entre eux. L'un des buts essentiels de l'invention est de proposer un chargeur à la fois simple et robuste, qui soit susceptible d'accueillir un grand nombre d'accumulateurs pour un cycle de charge commun. Un autre but de l'invention est de proposer un tel chargeur susceptible d'accueillir un nombre variable d'accumulateurs à recharger, sans qu'il soit nécessaire de modifier un quelconque réglage en fonction du nombre d'accumulateurs à recharger. Un autre but de l'invention est de proposer un chargeur susceptible d'accueillir des accumulateurs de dimensions différentes. Dans cet esprit, l'invention concerne principalement un chargeur d'accumulateurs électrochimiques à bornes de contact coaxiales et opposées, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier renfermant d'une part des logements rectilignes parallèles, chaque logement ayant une longueur correspondant sensiblement à un multiple entier de la longueur d'un tel accumulateur et une section de forme et dimensions correspondant à celles de ce meme type d'accumulateur et, d'autre part, une chambre abritant des moyens d'alimentation électrique incluant une source de tension redressée et une pluralité de branches de limitation de courant connectées entre un pôle de ladite source de tension et des plots de contact respectifs disposés au voisinage d'extrémités desdits logements, voisines, un collecteur de courant connecté à l'autre pôle de ladite source de tension étant agencé au voisinage des extrémités opposées desdits logements. Ainsi, les accumulateurs remplissant un meme logement forment un groupement en série rechargé par l'une des branches de limitation de courant reliée à la source de tension. De préférence, le collecteur de courant précité forme un couvercle métallique s'adaptant à une extrémité du boîtier par laquelle on peut introduire des accumulateurs dans les logements correspondants. Bien entendu, ces logements peuvent etre relativement courts et n'abriter, chacun, qu'un seul accumulateur. Ces logements peuvent être matérialisés dans un bloc de matière plastique isolante,obtenue par exemple par moulage. En outre, pour assurer la liaison électrique entre le collecteur de courant formant couvercle et la source de tension,le boîtier peut comporter une enveloppe métallique, formant masse,connectée à ladite source de tension et sur laquelle vient s'adapter ledit couvercle métallique.En outre, le courant correspondant à chaque groupement série d'accumulateurs est ajusté une fois pour toutes par la valeur d'une simple résistance interconnectée en série dans la branche d'alimentation correspondante. La valeur de cette résistance est simplement choisie en fonction de la capacité des accumulateurs destinés à etre introduits dans un logement rectiligne correspondant, ce qui revient à dire que la valeur de la résistance d'une branche dépend en fait du diamètre du logement correspondant et de sa "longueur utile", cette dernière étant en fait représentative du nombre d'accumulateurs qutil est possible de loger dans un logement.Autrement dit,pour un groupement en série de trois accumulateurs- dans chaque lo gement, la valeur de la résistance sera choisie pour imposer le courant de charge souhaité (typiquement le 1/10ème de la capacité nominale de l'accumulateur) compte-tenu de la valeur de la tension délivrée par ladite source de tension redressée et de la force contre électromotrice opposée par ledit groupement en série d'accumulateurs.Le calcul de cette résistance est à la portée de l'homme du métier. Une minuterie liée à des moyens de disjonction automatique pourra être prévue de façon à interrompre la charge au bout d'un certain temps, par exemple au bout de dix à douze heures, dans le cas d'une charge lente au 1/10ème de la capacité. L'invention sera mieux comprise, et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement, à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation actuellement préféré d'un chargeur conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue du chargeur, en élévation et en coupe; - la figure 2 est une vue de dessus de ce même chargeur; et - la figure 3 est un schéma de principe des moyens d'alimentation dudit chargeur. En se reportant aux dessins, on a représenté un chargeur 11 adapté pour recevoir et recharger des accumulateurs étanches 12 d'un type connu, de forme générale cylindrique et comportant des bornes de contact 13, 14, opposées axialement. Le dispositif comporte un boîtier 15, en forme de parallélépipède rectangle, comportant deux parties essentielles, l'une renfermant des logements rectilignes 16,parallèles,de section circulaire et de diamètres différents,et l'autre constituant une chambre 17 abritant des moyens d'alimentation électrique 18. Ces derniers sont schématisés à la figure 3. Ils comportent un transformateur abaisseur de tension 19 et une diode 20 constituant une source de tension redressée, mono-alternance. La diode 20 est interconnectée entre une borne de l'enroulement secondaire du transformateur 19 et un collecteur de courant 22, qui sera décrit plus en détail ci-dessous. Une minuterie programmable 23 commande un moyen de commutation 24, connecté entre l'enroulement primaire du transformateur 19 et le réseau de distribution de courant alternatif, de façon à interrompre la charge au bout d'un temps prédéterminé. Les moyens d'alimentation comportent en outre autant de branches de limitation de courant 26 que le chargeur comporte de logements 16. Chaque branche 26 comporte un montage série d'une résistance 27 et d'une diode 28.Chaque branche est ainsi connectée entre un pôle de la source de tension définie ci-dessus (ici l'une des bornes de l'enroulement secondaire du transformateur 19) et un plot de contact 30 agencé au voisinage de l'extrémité d'un logement 16 correspondant. La diode 28 est prévue pour empêcher que le groupement série d'accumulateurs situé dans le logement correspondant ne se décharge à travers les autres branches alimentant d'autres accumulateurs. Comme le montrent clairement les dessins, les logements 16 ont des diamètres différents correspondant aux différents types d'accumulateurs cylindriques, de capacités différentes, disponibles sur le marché. Chaque plot de contact 30 comporte une partie métallique 32 coulissant dans un tube 33, fixe par rapport au logement 16 correspondant. Ce tube comporte une paroi de fond 34 et abrite un ressort hélicoïdal 35 travaillant en compression entre la partie métallique 32 et la paroi de fond dudit tube. Bien entendu, de nombreux autres types de plots de contact peuvent remplacer les plots 30. En fonction de la longueur des accumulateurs destinés à être introduits dans les logements d'un diamètre donné, les plots de contact 30 pourront être placés à des niveaux différents pour que le dernier accumulateur introduit dans le logement affleure à l'autre extrémité de celui-ci et qu'un contact électrique fiable puisse être établi entre la borne de contact correspondante de cet accumulateur et le collecteur de courant 22, qui a ici avantageusement la forme d'un couvercle métallique.Ce couvercle vient s'adapter en établissant le contact électrique sur une enveloppe métallique 15a du boîtier 15, formant masse, connectée à un pôle de la source de tension, c'est-à-dire ici plus particulièrement une borne de la diode 20. Le fonctionnement du chargeur qui vient d'être décrit est des plus simples et découle avec évidence de la description qui précède. L'utilisateur disposant d'un nombre d'accumulateurs quelconque à recharger les dispose, en fonction de leur taille, dans certains des logements 16, de façon à remplir un nombre entier de tels logements. Il lui suffit ensuite de fermer le couvercle et de régler la minuterie 23 à un temps de charge choisi. Si l'un des logements ne peut être rempli complètement, il est possible d'y introduire un ou plusieurs éléments de contact de forme et dimensions voisines de celles d'un accumulateur correspondant et comportant de préférence une résistance connectée en série entre ses extrémités axiales et calculée pour éviter une augmentation trop importante du courant de charge. Bien entendu, 1 invention n'est pas limitée au mode de réalisation du chargeur qui vient d'être décrit, mais comprend tous les équivalents techniques des moyens mis en jeu, si ceux-ci le sont dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Chargeur d'accumulateurs électrochimiques à bornes de contact coaxiales et opposées, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier (15) renfermant, d'une part, des logements rectilignes (16) parallèles, chaque logement ayant une longueur correspondant sensiblement à un multiple entier de la longueur d'un tel accumulateur et une section de forme et dimensions correspondant à celles de ce même type d'accumulateur et, d'autre part, une chambre (17) abritant des moyens d'alimentation électrique (18) incluant une source de tension redressée (19, 20) et une pluralité de branches de limitation de courant (26) connectées entre un pôle de ladite source de tension et des plots de contact (30) respectifs disposés au voisinage d'extrémités desdits logements, voisines, un collecteur de courant (22), connecté à l'autre pôle de ladite source de tension, étant agencé au voisinage des extrémités opposées desdits logements. 2. Chargeur d'accumulateurs électrochimiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque plot de contact comporte une partie métallique (32) coulissant dans un tube (33) fixe par rapport au logement (16) correspondant et abritant un ressort hélicoldal (35) travaillant en compression entre ladite partie métallique et une paroi de fond (34) dudit tube. 3. Chargeur d'accumulateurs selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit collecteur de courant (22) forme un couvercle métallique s'adaptant sur une extrémité dudit boîtier par laquelle on peut introduire des accumulateurs dans des logements correspondants. 4. Chargeur d'accumulateurs selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit boîtier comporte une enveloppe métallique (15a) formant masse, connectée à ladite source de tension et sur laquelle vient s'adapter ledit couvercle métallique. 5. Chargeur d'accumulateurs selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque branche de limitation de courant (26) comporte une résistance (27) dont la valeur est déterminée pour imposer un courant donné dans un montage en série du nombre d'accumulateurs d'une capacité donnée susceptiblesd'être logés dans le logement correspondant et une diode (28) en série avec ladite résistance pour empêcher un groupement série d'accumulateurs de se décharger à travers une autre branche alimentant un autre groupement série d'accumulateurs. 6. Chargeur d'accumulateurs selon l'une des revendications précédentes, pour accueillir des accumulateurs cylindriques de différentes capacités, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs logements de différents diamètres, correspondant respectivement aux capacités desdits accumulateurs.