Brevet FR2634324A1 — publié le 19900119

Les piles alcalines à dëpolarisation nar l'air sont des piles dont le fonctionnement est basé sur la dé- polarisation de l'électrode positive par l'oxygène de l'air et, à cet effet, ces piles sont munies d'orifices appropriés pour assurer l'aération interne voulue. Le but de l'invention est d'apporter à ces pi- les des perfectionnements destinés à éviter les pertes de rendement qui se produisent pendant les périodes d'inutilisation, en faisant en sorte que, sans aucune in- tervention consciente de l'usager, les orifices d'aéra- tion soient fermés par le simple débranchement électri- que de la pile et que, inversement, lorsque la pile est branchée, les orifices restent ouverts pour permettre l'aération nécessaire. Lorsque les piles alcalines à dépolarisation par l'air sont inutilisées, il est préjudiciable que les orifices restent ouverts puisque, dans ces circonstan- ces, l'oxygène entrant peut parvenir à s'infiltrer jus- qu'à la masse active négative qui, en s'oxydant, occa- sionne des pertes de capacité de la pile. De même, lors- que les orifices sont ouverts, l'intérieur de la pile reste exposé aux variations de l'humidité relative et qu'il en dérive toujours une perte de rendement; lors- que l'humidité est forte, la perte de rendement est due à l'inondation des pores de l'électrode positive, qui rend plus difficile l'accès de l'oxygène à tous les points à dépolariser; lorsque l'humidité est faible, la raison de la perte de rendement consiste dans l'augmenta- tion de la résistance de l'électrolyte qui est due à sa siccité excessive. D'un autre côté, ces piles, en dehors de leur coût élevé, possèdent une grande capacité qui leur per- met de rester en service même pendant plusieurs années. Dans un grand nombre de leurs applications, ces piles restent fréquemment inutilisées pendant de longues pério- des, pendant lesquelles il est nécessaire d'obturer les orifices d'aération si l'on veut Ariter les nerte de rendement qui ont été signalées olus haut. Dans le domaine de cette invention, on connaît actuellement des dispositifs qui, à la suite d'une ac- tion consciente et volontaire de l'usager, ont pour ef- fet que les orifices d'aération restent fermés pendant les périodes d'inutilisation de la pile. On connaît parmi ces dispositifs, des disposi- tifs dans lesquels la fermeture volontaire et consciente des orifices d'aération se produit de façon combinée et exclusive avec l'établissement de l'état de fonctionne- ment de la pile, en ce sens que, lorsque les orifices sont fermés, la pile est déconnectée électriquement et qu'inversement, lorsque les orifices sont ouverts, la pi- le est connectée électriquement. Ce résultat est obtenu en tirant parti du déplacement fonctionnel d'un interrup- teur électrique général pour produire le mouvement d'un élément qui obture les orifices d'aération ou, au con- traire, permet le passage de l'air à travers ces orifi- ces. Certaines réalisations exécutées conformément à ce principe sont comprises dans l'objet du brevet n 8700- 863, dont le titulaire est le même que celui de la pré- sente invention. L'objet de l'invention est un dispositif desti- né à assurer automatiquement la fermeture des orifices chaque fois que la pile est déconnectée de son utilisa- tion et, inversement, à établir automatiquement le passa- ge par les orifices d'aération par le simple branchement électrique qui a pour effet de mettre la pile en servi- ce. Pour obtenir cette nouvelle fonction avantageu- se, le dispositif selon l'invention comorend: un élé- ment mobile possédant une surface qui fait face à des orifices prévus dans le chapeau et communiquant avec l'intérieur de la pile, et qui peut être appliquée sur ces orifices; au moins un prolongement à profil de ram- pe qui fait fonctionnellement partie de l'élément mobile et qui peut faire issue transversalement dans le loge- ment de branchement électrique, en s'engageant progressi- vement sur la trajectoire d'insertion du connecteur exté- rieur; et un ressort dont l'action élastique presse l'élément mobile contre une protéburance du chapeau pour maintenir la surface appliquée contre les orifices, et pour faire en sorte que ledit prolongement à profil de rampe s'engage dans ledit logement de branchement. En effet, cette avantageuse constitution du dis- positif selon l'invention n'exige pas l'existence d'un interrupteur électrique général qui devrait être action- né de façon consciente et volontaire par l'usager, puis- que, maintenant, il suffit de brancher ou de débrancher le connecteur extérieur pour que l'aération interne de la pile soit établie ou interdite de façon automatique, sans que ceci n'exige d'action ni de préoccupation addi- tionnelle de la part de l'usager. Ceci est dû au fait que, lorsque la pile est déconnectée, le connecteur exté- rieur est hors de son logement et que, par conséquent, la pression du ressort a pour effet que la surface appli- cable de l'élément mobile est appliquée sur ledit cha- peau qui est en communication avec l'intérieur de la pi- le, en obturant le passage de l'air à travers les orifi- ces existants dans ce chapeau, du fait que les prolonge- ments à profil de rampe pénètrent ledit logement; au contraire, pour mettre la pile en service, il est néces- saire d'introduire le connecteur extérieur dans son loge- ment et, dans cette action, le connecteur bute contre les ramp-s desdits prolongements, avec pour résultat d'expulser ces dernières du logement à l'encontre de la tension du ressort, ce qui a pour effet que la surface applicable de l'élément mobile est espacée dudit chapeau qui communique avec l'intérieur de la pile et que ceci permet le passage de l'air à travers les orifices de la- dite protubérance. D'autres caractéristique3 et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: _ la figure 1 est une vue en perspective éclatée qui montre dans leurs positions relatives de montage les éléments qui constituent une forme préférée de réalisa- tion de l'objet de l'invention dans laquelle les orifi- ces 6 se trouvent dans la paroi avant 11b de la protubé- rance il; la figure 2 est une vue en plan de dessus du chapeau de la pile 1 selon la figure 1; la figure 3 est une vue de côté correspondant à la figure 2; la figure 4 est une vue en é-lvation, sur la- quelle les éléments sont dans une situation équivalente à celle de la figure 1, et, ici, avec le chapeau 1 coupé selon le plan indiqué en 17 sur la figure 2; la figure 5 est une vue équivalente à la figure 4 mais, ici, avec les éléments montés dans leur position de fonctionnement, et sans que le connecteur extérieur 9 ne soit branché; la figure 5A est une vue agrandie du détail cer- clé sur la figure 5; la figure 6 est une vue analogue à la figure 5 mais, ici, avec le connecteur extérieur 9 branché; la figure 6A est une vue agrandie du détail cer- clé sur la figure 6; la figure 7 est une vue en perspective qui, com- me sur la figure 1, montre;ne autre réalisation préfé- rée dans laquelle les orifices 6 sont pratiqués dans la paroi supérieure lla de la protubérance 11; la figure 8 est une vue en perspective qui, de même que la figure 1 montre une autre forme de réalisa- tion préférée dans laquelle les orifices 6 sont prati- qués dans la glissière 15a de l'élément mobile 4. Sur les dessins annexes, on a renrésent uns forme préférée de réalisation de l'invention dans laquel- le (figures 1, 2 et 4), le chapeau de la pile 1 présente un logement de branchement 2 muni de broches 10 pour le branchement du connecteur extérieur 9 correspondant qui appartient à l'appareil électrique qui doit être alimen- té par la pile alcaline à dépolarisation par l'air. Dans une partie du contour du logement 2, se trouve une protu- bérance 11 qui communique avec l'intérieur de la pile 1 par les orifices d'aération 6 qui, en fonctionnement, sont placés face aux joints obturateurs disposés dans les surfaces applicables 8 d'un élément mobile 4. Cet élément mobile se déplace sur la glissière 15a ménagée entre les parois 15 définies par le chapeau de la pile 1 et, dans sa partie centrale comprise entre lesdits joints ou surfaces applicables 8, l'élément mobile 4 dé- finit intégralement des prolongements 3 à profil de ram- pe qui traversent des fenêtres 7 ménagées dans ladite protubérance 11 (figures 2 et 3) pour pénétrer à l'inté- rieur du logement 2 et se placer sur la trajectoire que le connecteur extérieur 9 devra parcourir pour se bran- cher. En outre, il est prévu un ressort 9, présentant la forme d'un cavalier élastique qui est ancré par une ex- trémité fixe 13 dans l'encastrement 12 prévu dans la pro- tubérance 11 o il est fermement assujetti à l'aide des barbes 16. A son autre extrémité ou extrémité mobile 14, ce ressort exerce une poussée sur le dos de l'élément mo- bile 4, en le poussant en permanence de façon que les joints ou surfaces applicables 8 restent en position pour fermer les orifices 6 et que les prolongement à pro- fil de rampe 3 soient engagés à l'intérieur du logement de connexion électrique 2. Les figures 5 et 6 et les détails agrandis des figures 5A et 6k illustrent clairement le fonctionnement du dispositif décrit. La figure 5 montre la situation dé- crite ci-dessus qui correspond à l'instant o la pile 1 n'est pas utilisée (le connecteur extéerieur 9 est d-bran- ché) et, de ce fait, on voit que, effectivement, les ori- fices d'aération 6 sont fermés par les joints ou surfa- ces applicables 8 prévus sur la plaque de l'élément mobi- le 4; cette situation garantit que, pendant les pério- des d'inutilisation de la pile 1, il ne se produira pas d'aération indésirable du volume intérieur de la pile, qui donnerait lieu à des pertes de rendement pour les raisons qui ont déjà été exposées au début du présent mé- moire. La figure 6 montre au contraire la situation de la pile 1 mise en utilisation, dans laquelle le connec- teur extérieur 9 a été branché et o, par simple consé- quence de ce fait, sous l'effet de l'interférence avec les prolongements à profil de rampe 3, l'élément mobile 4 est contraint à se rétracter à l'encontre du ressort , et les joints ou surfaces applicables 8 s'écartent de la protubérance 11, en permettant l'établissement de l'aération intérieure voulue de la pile I à travers les orifices 6, comme ceci est suggéré par la double flèche indicatrice de courant qui est dessinée sur la figure 6A. Lorsque la pile 1 est à nouveau mise hors servi- ce, le simple fait de retirer le connecteur extérieur 9 permet au ressort 5 de repousser automatiquement l'élé- ment mobile jusqu'à ce que ce dernier vienne occuper la situation représentée sur la figure 5. D'autres formes de réalisation préférées de l'invention sont celles qui sont illustrées sur les figu- res 7 et 8. La figure 7 correspond au cas o il est pré- vu, dans chaque côté de l'encastrement 12 qui reçoit le ressort 5, il est prévu dans la face supérieure lla de la protubérance 11 des orifices 6 qui seront fermés par des surfaces applicables respectives 8 définies dans des appendices supérieurs 4a de l'élément mobile 4. La figu- re 8 correspond au cas dans lequel les orifices 6 sont réalisés dans la glissière l5a de l'élément mobile 4 et sont destinés à être fermés par les surfaces applicables 8 définies dans l'appendice inférieur 4b de l'élément mo- bile 4; dans ce cas, les orifices 6 sont représentés par une rainure continue transversale à la glissière 15a mais, naturellement, les orifices 6 pourront être diffé- rents et de n'importe quelle configuration. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non li- mitatif, sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C L T i '3 N S 1. Pile alcaline à dépolarisation par l'air, ca- ractérisée en ce qu'elle comprend un élément mobile (4) possédant une surface (8) capable de s'appliquer contre des orifices (6) prévus dans le chapeau de la pile (1) et qui communiquent avec l'intérieur de la pile (1) ; au moins un prolongement à profil de rampe (3) qui fait fonctionnellement partie de l'élément mobile (4) et qui peut faire issue transversalement dans le logement de branchement électrique (2), en s'engageant progressive- ment sur la trajectoire d'insertion du connecteur exté- rieur (9); et un ressort (5) dont l'action élastique tend à presser l'élément mobile (4) contre une protubé- rance (11) du chapeau de la pile (1), l'action élastique tendant à maintenir la surface (8) appliquée contre les orifices (6) et à faire en sorte que le prolongement à profil de rampe (3) s'engage dans ledit logement de bran- chement (2). 2. Pile alcaline à dépolarisation par l'air se- lon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément mobile (4) est de préférence formé d'une plaque qui pré- sente la surface (8) pouvant être appliquée sur les ori- fices (6) et en ce que, dans sa partie centrale, cette plaque qui forme l'élément mobile (4) présente deux pro- longements (3) à profil de rampe. 3. Pile alcaline à dépolarisation par l'air se- lon une quelconque des revendications précédentes, carac- térisée en ce que la protubérance (11) qui est adjacente à une partie du contour du logement (2) et qui, dans sa partie centrale, présente des fenêtres (7) à travers les- quelles coulissent les prolongements (3) à profil de ram- pe, et en ce que, en outre, cet élément qui forme la pro- tubérance (11) possède une face supérieure (11) qui peut être embrassée par le ressort (5) et une paroi frontale (llb) qui fait face à l'élément mobile (4). 4. Pile alcaline à déuolarisation oar l'air se- lon une quelconque des revendications précédentes, carac- térisée en ce que le ressort (5) est de préférence un feuillard élastique qui possède la configuration d'un ca- valier formé par une extrémité fixe (13) ancrée dans un encastrement (12) ménagé dans la protubérance (11), et d'une extrémité poussante mobile (14) appuyée sur la fa- ce externe de l'élément mobile (4), ladite extrémité fixe (13) présentant des pointes découpées (16) en forme de barbes, pointées vers l'arrière, qui favorisent la re- tenue du ressort dans ledit encastrement (12). 5. Pile alcaline à dépolarisation par l'air se- lon une quelconque des revendications 1 et 2, caractéri- sée en ce que les surfaces (8) qui peuvent être appli- quées contre la paroi (11) portent des joints souples placés en interposition entre ces surfaces et les orifi- ces (8) qui communiquent avec l'intérieur de la pile (1). 6. Pile alcaline à dépolarisation par l'air se- lon une quelconque des revendications précédentes, carac- térisée en ce que le déplacement fonctionnel de l'élé- ment mobile (4) est guidé entre des parois (15) d'un gui- de qui sont définies dans le chapeau même de la pile (3). 7. Pile alcaline à dépolarisation par l'air se- lon une quelconque des revendications précédentes, carac- térisée en ce que les orifices (6) sont de préférence pratiqués des deux côtés des fenêtres (7) ménagées dans la paroi frontale (11b) de la protubérance (11) et sont placés face à des surfaces applicables correspondantes (8) prévues de chaque côté des prolongements (3) à pro- fil de rampe, dans la plaque qui forme l'élément mobile (4). 8. Pile alcaline à dépolarisation par l'air se- lon une quelconque des revendications 1 à 6, caractéri- sée en ce que les orifices (6) sont de préférence prati- ques dans des positions extrêmes de part e: d'autre -e l'encastrement (12) , dans la paroi supérieure (lia) de la protubérance (11) et sont dans des positions relati- ves d'application par coulissement avec des surfaces ap- plicables respectives (8) prévues dans des appendices su- périeurs (4a) de la plaque qui forme l'élément mobile (4). 9. Pile alcaline à dépolarisation par l'air se- lon une quelconque des revendications 1 à 6, caractéri- sée en ce que les orifices (6) sont pratiqués dans le chapeau de la pile (1) dans la glissière (15a) définie dans les parois (15) de guidage de l'élément mobile (4) et ces orifices (6) sont placés dans le plan de glisse- ment des surfaces applicables (8) prévues dans un appen- dice inférieur (4b) de la plaque qui forme ledit élément mobile (4).