Brevet FR2799311A1 — publié le 20010406

1i 2799311 Dispositif de contact pour une pile La présente invention concerne un dispositif de contact pour une pile Les piles traditionnelles présentent deux pôles électriques qui sont mis en appui pour les mettre en contact avec les conducteurs de contact, comme par exemple les éléments de ressort ou les langues de contact qui sont comprimés sous pression contre le pôle De cette manière, les piles d'un appareil électrique sont facilement interchangeables car il n'est pas nécessaire de rétablir les jonctions fixes, et plus particulièrement les jonctions par brasage, entre la pile et son dispositif de contact Cependant, les conducteurs de contact du dispositif de contact traditionnel doivent être mis en contact d'appui. sous pression, avec les pôles de la pile ce qui implique des exigences particulières en ce qui concerne la disposition géométrique des conducteurs de contact. Quant aux piles très répandues avec un corps cylindrique au fond cylindnrique duquel l'un des pôles électriques de la pile est dégagé pour l'établissement du contact. et au couvercle cylindrique duquel l'autre pôle électrique de la pile est dégagé pour l'établissement du contact, le dispositif de contact doit envelopper le fond et le couvercle cylindrique de la pile afin de pousser les conducteurs de contact contre les pôles de la pile éloignés l'un de l'autre. Quant au dispositif de contact traditionnel, la dépense technique en ce qui concerne les composants et leur géométrie s'est avérée désavantageuse Dans ce sens, un objectif de la présente invention est de perfectionner un dispositif de contact pour une pile telle qu'elle a été décrite auparavant de manière à ce qu'elle soit améliorée au niveau de sa structure et I ou des possiblîtes d'utilisation L'invention est basée sur l'idée suivante: Il a été constaté que les piles traditionnelles décrites ont une enveloppe cylindrique, dans la majorité des cas 2 2799311 métallique, qui est connectée de manière conductrice avec l'un des pôles de la pile. Cette enveloppe métallique est isolée électriquement de l'autre pôle de la pile moyennant une isolation spécialement prévue à cet effet, Afin de protéger la pile contre les courts-circuits éventuels via l'enveloppe cylindrique vers l'autre pôle de la pile, cette enveloppe de pile est habituellement couverte d'une enveloppe Ou d'une couche isolante consistant, dans la majorité des cas, en une matière plastique ou un vernis. Afin d'établir le contact avec le pôle de la pile connecté de manière conductrice avec l'enveloppe cylindrique, il n'est pas nécessaire, selon l'invention, de mettre ce pôle en contact direct, mais il est prévu d'établir le contact directement avec l'enveloppe cylindrique métallique, ceci nécessitant toutefois de pénétrer la couche isolante de l'enveloppe cylindrique afin d'établir un contact électrique avec l'enveloppe cylindrique conductrice. i 5 Dans ce sens, le dispositif de contact selon l'invention présente un conducteur de contact conçu d'une part pour le contact avec un récepteur électrique et présentant d'autre part des moyens de pénétration de la couche isolante pour pénétrer la couche isolante de la pile. A l'aide du conducteur de contact selon l'invention, il est par conséquent possible d'établir une liaison conductrice avec l'enveloppe cylindrique conductrice et donc aussi avec le pôle de la pile désiré. Cette solution selon l'invention met en valeur un grand nombre de possibilités de contact de pile o il ne sera, en particulier, plus nécessaire de mettre en contact direct les deux pôles de la pile éloignés l'un de l'autre moyennant d'un dispositif de conducteur de contact enveloppant la pile pour une large part. Les moyens de pénétration de la couche isolante peuvent être tous les moyens capables de pénétrer la couche isolante de la pile et o essentiellement les moyens de pénétration de la couche d'isolation, présentant des formes à bords vifs avec un aspect coupant ou dentelé, sont concernés. Bien que les moyens de pénétration de la couche d'isolation, qui ont la fonction d'endommager en partie la couche d'isolation, puissent être formés séparément des 3 2799311 moyens de contact pour l'établissement du contact électrique réel avec l'enveloppe du cylindre, il est néanmoins préférable que les moyens de pénétration de la couche isolante soient eux-mêmes conçus de manière conductrice et également connectes comme conducteur électrique avec le conducteur de contact, de façon à ce que les deux fonctions de la pénétration de la couche isolante et celle du contact électrique de l'enveloppe du cylindre soient réunies dans un seul et même composant. En plus, de préférence, il est prévu que le dispositif de contact présente une partie de maintien de l'enveloppe de la pile adaptée à la forme de la pile de telle manière qu'une liaison mécanique entre la pile et le dispositif de contact puisse être effectuée. Ainsi il existe une liaison autoporteuse entre le dispositif de contact et la pile de manière à ce qu'une pile puisse être introduite et maintenue dans les appareils électriques qui ont une liaison fixe avec le dispositif de contact sans qu'il soit nécessaire de prévoir des moyens d'obturation séparés pour un compartiment de piles ou autre afin de maintenir la pile dans l'appareil. En plus il est en particulier également possible de fournir un appareil électrique pouvant être fixé sur la batterie et ne présentant pas de zones de prise séparées étant donné que l'appareil peut être pris dans la main en saisissant la pile. La solution qui consiste à introduire la pile dans le dispositif de contact est particulièrement facile à réaliser lorsque la partie de maintien de l'enveloppe de la pile peut être emboîtée comme un capot sur le fond ou le couvercle cylindrique de la pile. Ici la force qui doit agir sur les moyens de pénétration de la couche d'isolation, afin que ces derniers puissent pénétrer la couche d'isolation, est préférablement fournie par la pression que la partie de maintien de l'enveloppe de la pile applique, avec la tension du ressort, sur les moyens de pénétration de la couche isolante pour les comprimer contre l'enveloppe de la pile. Une conception particulièrement avantageuse de la partie de maintien de l'enveloppe de la pile est obtenue par le fait que cette dernière enveloppe une partie de ressort spiral. Un tel ressort spiral peut être vissé sur la pile; pendant ce mouvement, les parties métalliques des ressorts cylindriques pénètrent déjà la couche isolante ou, en particulier. un bout à bord vif du ressort endommage la couche isolante de telle 4 2799311 manière qu'un contact électrique avec l'enveloppe du cylindre soit assuré par le ressort cylindrique. Ici il se présente à nouveau une solution particulièrement avantageuse pour le contact de l'enveloppe à vis d'une ampoule électrique au cas o la partie du ressort spiral se prolonge dans une autre partie de ressort spiral dans laquelle l'enveloppe à vis de l'ampoule électrique peut être vissée. Un deuxième conducteur de contact est préférablement prévu pour le contact de 1 O I'autre pôle de la pile. Celui-ci est conçu pour être connecté au récepteur électrique et est disposé, en particulier en ce qui concerne la conception en forme de capot de la partie de maintien de l'enveloppe de la pile, de manière centrale par rapport à cette dernière. Le deuxième conducteur de contact est préférablement comprimé, avec la tension du ressort, contre le pôle de la pile à mettre en contact. Afin de comprimer le deuxième conducteur de contact contre le pôle de la pile, des moyens de mise sous pression sont préférablement prévus pouvant être fournis préférablement par une conception à ressorts du deuxième conducteur de contact lui- même ou pouvant être, de préférence également, réalisés par un dispositif à vis qui prend sur le côté de la pile étant éloigné du pôle à mettre en contact incitant par vissage un mouvement de la pile en direction du deuxième conducteur de contact. Ceci peut être obtenu, par exemple, à l'aide d'un bouchon fileté. Par la suite, I'invention est expliquée à l'aide de croquis montrant dans: la figure 1 la vue de dessus d'un dispositif du support de la pile selon l'invention, la figure 2 une coupe latérale du dispositif du support de la pile tel qu'il est décrit dans la figure 1 dans la position de contact avec une pile et la figure 3 un récepteur électrique selon l'invention en forme d'une lampe de poche, 2799311 Les figures 1 et 2 montrent une représentation schématique d'un dispositif de contact de pile 1 selon l'invention. Ce dispositif de contact sert à connecter un récepteur électrique, ne figurant pas dans la figure, avec une pile 3 La pile 3 présente généralement une forme cylindrique, le pôle électrique positif 7 de la pile au niveau du couvercle 5 du cylindre étant dégagé pour établir le contact et le pôle électrique négatif 11 de la pile, situé à l'extrémité opposée du couvercle 5 du cylindre, au niveau du fond 9 du cylindre, étant également dégagé. Une connexion mécanique et électroconductrice lie le couvercle du cylindre 5 à une enveloppe 13 du cylindre de manière à être également connectée électriquement au pôle positif 7 de la pile 3 L'enveloppe 13 du cylindre est isolée électriquement du pôle négatif 11 de la pile 3 à l'aide d'un corps isolant 5. Afin d'éviter les courts-circuits pouvant être provoqués par des objets étant en appui à l'extérieur, I'enveloppe 13 du cylindre est munie d'une couche isolante 17 généralement en matière plastique ou vernis. Le dispositif de contact 1 enveloppe, dans la vue d'en haut de la figure 1, une position du conducteur en forme d'étoile 19 avec trois côtés 23 se dirigeant radialement vers l'opposé du centre 21. A leurs extrémités radiales, les côtés 23 se prolongent dans les doigts 25 qui se dirigent à peu près verticalement par rapport à la direction d'extension des côtés 23. Vers leurs extrémités, les doigts 25 s'amincissent et présentent, de leurs côtés dirigés l'un vers l'autre, chacun une lame de couteau 27 et plusieurs lames de scie 29. Lorsque la pile 3 est introduite entre les doigts 25 du dispositif de contact 1, tel que ceci a été décrit dans la figure 2, les doigts 25 avec les lames de couteau 27 dirigées vers l'intérieur ou vers la pile et les lames de scie 29 pénètrent alors la couche isolante 17 de la pile 3 de telle manière que les doigts 25 forment un contact électrique avec l'enveloppe 13du cylindre de la pile. Etant donné que l'enveloppe 13 du cylindre est également connectée électriquement avec le pôle positif 7, un contact électrique du pôle 7 s'établit en même temps par les doigts 25. La distance des doigts 25 est adaptée au diamètre de la pile 3 de telle manière que, lors de l'introduction de la pile, les doigts 25 vont être légèrement écartés de façon à venir, avec la prétension du ressort, en appui contre l'enveloppe 13 du cynre de 1la pile 3, dans la phase d'introduction décrite dans la figure 2. Sur un des côtés 23 est brasé un fil 31 portant, à son extrémité, une borne à vis 33 pour la connexion à un récepteur électrique. Une bague 25 assure la connexion électrique et mécanique des trois côtés 23 entre eux. Une bague isolante est adaptée à l'intérieur de la bague 25, cette bague isolante portant elle-même à l'intérieur une tige métallique 39 qui est disposée au centre 81. Le ressort à lames 41 courbé en S qui part de la tige 39 et est connecté de manière conductrice à celle ci est prévue pour le contact du pôle négatif 11 de la pile et vient en appui, sous la prétension du ressort, contre ce pôle 11 tel qu'il est présenté dans la figure 2. De l'autre côté, la tige métallique 39 est connectée électriquement avec un autre fil 43 présentant à son extrémité un autre oeillet 45 prévu également pour la connexion avec le récepteur électrique. Une bague élastique 47 en matière plastique a été prévue pour assurer la fixation mécanique des doigts 25 sur la pile 3 et pour améliorer le contact électrique entre les doigts 25 et l'enveloppe 13 du cylindre. Cette bague élastique peut être enfilée par le bas sur les doigts 25 s'amincissant vers le bas afin d'appliquer sur elles une force provoquée par l'effet conique des doigts 25 allant en s'amincissant. Cette force est transmise radialement vers l'intérieur sur l'enveloppe du cylindre. La figure 3 montre une autre variante de l'invention en forme d'une lampe de poche 101 à mettre en contact avec une pile 103. La pile 103 a un pôle positif 105 étant connecté électriquement avec une enveloppe 107du cylindre qui est munie d'une couche isolante non représentée dans la figure 3 Sur le côté opposé 105 de la pile 103 se trouve le pôle négatif 109 de la pile qui est en contact avec la connexion centrale 111 de la douille 113 d'une ampoule électrique 115. Une enveloppe à vis 115 de la douille 113 est enroulée par une partie 117 d'un ressort spiral 119, une extrémité supérieure de la partie du ressort 117 venant en appui contre la bride 121 du boîtier de la lampe 123. L'enveloppe à vis 115 de la douille 113 est vissée dans la partie supérieure 117 du ressort. Le boîtier de la lampe 123 dispose, à son extrémité opposée à l'ampoule électrique 115. un raccord fileté 125 avec un bouchon fileté 127 pouvant être vissé dans le boîtier 123 de la lampe appliquant ainsi une pression sur le pôle positif 105 de la pile 7 2799311 de manière à ce que son pôle négatif 109 vienne, en contact par pression, en appui contre le pôle central 111 de la lampe, I'appui ou bien le support de l'extrémité de la partie 117 du ressort sur la bride 121 servant de maintien de l'ampoule électrique 105 contre cette pression. La partie 117 du ressort se prolonge dans une deuxième partie 129 du ressort enroulant l'enveloppe 107 de la pile dans la partie 109 voisine du pôle négatif. La pile 103 est vissée dans cette partie 129 du ressort, une extrémité à bord vif 131 de la partie 129 du ressort endommageant alors la couche isolante sur l'enveloppe 107 du cylindre et provoquant une connexion électrique avec l'enveloppe du cylindre et donc avec le pôle positif 105 de la pile 103 Il existe ainsi les connexions électriques nécessaires entre la pile 103 et l'ampoule électrique 11 5 de manière à ce que cette dernière puisse s'alimenter en courant dans la pile et s'allumer. L'ampoule électrique peut être éteinte en dévissant le bouchon 127 du boîtier 123 jusqu'à ce que le pôle central 1 1 1 de l'ampoule 11 5 soit éloigné du pôle négatif 109 de la pile 103 à cause de l'effet ressort du ressort 119. Revendications 1. Dispositif de contact pour une pile (3) en forme de cylindre sur le fond cylindrique (9) duquel l'un des pôles électriques (11) de la pile (3) est dégagé pour le contact et sur le couvercle cylindrique (5) duquel l'autre pôle électrique (7) de la pile (3) est dégagé pour le contact, une enveloppe (13) du cylindre étant prévue et connectée au couvercle cylindrique (5) de manière conductrice, isolée du fond cylindrique (9) et munie, sur sa face extérieure, d'une couche isolante (17) de manière à ce que l'enveloppe (13) de la pile soit isolée électriquement, caractérisée en ce que le dispositif de contact comprend un premier conducteur de contact (19) pour la connexion d'un récepteur électrique à alimenter par la pile (3) au pôle (7) de la pile, celui-ci étant relié de manière conductrice à l'enveloppe (13) du cylindre, le premier conducteur de contact (19) étant conçu d'une part pour le contact avec le récepteur électrique et présentant d'autre part des moyens de pénétration (25) de la couche isolante pour pénétrer la couche isolante (17) 2. Dispositif de contact selon revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de pénétration (25) de la couche isolante sont conçus eux-mêmes comme étant électroconducteurs et reliés de manière électroconductrice au premier conducteur de contact (19). 3. Dispositif de contact selon revendication 1 ou 2, caractérisé en une partie de maintien (19) de l'enveloppe de la pile adapté à la forme de la pile (3) pour raccorder mécaniquement la pile (3) au dispositif de contact 4. Dispositif de contact selon revendication 3, caractérisé en ce que la partie de maintien (19) de l'enveloppe de la pile peut être emboîtée comme un capot sur le fond cylindrique (9). 5. Dispositif de contact selon revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de pénétration (25) de la couche isolante sont comprimés avec la prétension du ressort contre l'enveloppe (13) de la pile lorsque la partie de maintien (19) de l'enveloppe de la pile est posée sur la pile (3). 6 Dispositif de contact selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la partie de maintien de l'enveloppe de la pile comprend une première partie (129) du ressort spiral. 7. Dispositif de contact selon revendication 6, caractérisé en ce que la première partie (129) du ressort spiral se prolonge dans une deuxième partie (117) du ressort spiral étant conçue pour être reliée électriquement avec et, en particulier, pour maintenir mécaniquement au moins en partie l'enveloppe à vis (115) d'une douille (113). 8. Dispositif de contact selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en un deuxième conducteur de contact (41; 111) pour relier le récepteur électrique (115) au pôle (9; 109) étant lui-même relié de façon non conductrice à l'enveloppe 9!;t 2799311 du cylindre. 9. Dispositif de contact selon revendication 8 combiné avec revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième conducteur de contact (41: 111) est comprimé dans la partie de maintien de l'enveloppe de la pile sous prétension du ressort contre le fond cylindrique (9; 109) lorsque la partie de maintien de l'enveloppe de la pile est emboîtée sur la pile. 10. Dispositif de contact selon revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'un support (123) de pile est prévu enveloppant la pile avec des moyens de pression (127) comprimant le deuxième conducteur de contact (111) contre le fond cylindrique (109). 11. Dispositif de contact selon revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de pression comprennent un bouchon fileté (127) qui peut être vissé dans le support de la pile. 12. Un appareil portatif pouvant être actionné électriquement et comprenant un dispositif de contact pour une pile selon l'une des revendications 1 à 1 1 13. Procédé pour le contact d'une pile en forme de cylindre sur le fond cylindrique duquel l'un des pôles électriques de la pile est dégagé pour le contact et sur le couvercle cylindrique duquel l'autre pôle électrique de la pile est dégagé pour le contact, une enveloppe du cylindre étant connectée au couvercle cylindrique de manière conductrice, isolée du fond cylindrique et munie, sur sa face extérieure, d'une couche isolante de manière à ce que l'enveloppe de la pile soit isolée électriquement comprenant les étapes - Pénétration de la couche isolante à l'aide de moyens de pénétration de la couche isolante afin de créer un contact électrique avec l'enveloppe du cylindre, - liaison électrique des moyens de pénétration de la couche isolante avec la connexion d'un récepteur électrique via un premier conducteur de contact, et - liaison électrique de l'autre connexion du récepteur électrique avec le pôle dégagé de la pile au fond cylindrique via un deuxième conducteur de contact.