MX2007013343A - Dispositivos impermeables sustentados por bateria para ventilacion. - Google Patents

Abstract

Se proporcionan dispositivos sustentados por bateria sellados hermeticamente, por ejemplo los dispositivos para el cuidado personal como las afeitadoras y los cepillos de dientes. Los dispositivos incluyen una carcasa con un sello configurado para flexionarse en respuesta a la presion que permite que los gases, por ejemplo, hidrogeno, se ventilen del dispositivo sin permitir que entre agua. se describe ademas un dispositivo con dos sellos.

Description

DISPOSITIVOS IMPERMEABLES SUSTENTADOS POR BATERÍA PARA VENTILACIÓN CAMPO TÉCNICO Esta invención se refiere a la ventilación de un gas, por ejemplo, hidrógeno, del interior de dispositivos impermeables sustentados por batería, como los pequeños dispositivos para utilizar en el cuidado personal.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En determinadas condiciones, puede acumularse hidrógeno en el interior de los dispositivos sustentados por batería. El hidrógeno puede liberarse dé la batería o puede crearse mediante la electrólisis fuera de la batería. Lá mezcla de este hidrógeno con el oxígeno del ambiente puede formar un jgas explosivo, que puede encenderse potencialmente por una chispa del motor o del interruptor del dispositivo. ; Este problema ha sido abordado de varias formas. En los dispositivos y dispositivos que no necesitan ser impermeables, la carcasa del dispositivo contendrá a menudo una apertura por la cual se podrán ventilar los gases. En el caso de dispositivos operados en ambientes húmedos, por ejemplo los cepillos de dientes eléctricos y las afeitadoras sustentadas por batería, la apertura puede estar cubierta por una membrana microporosa. La membrana es permeable al gas de hidrógeno pero impermeable al agua. Aunque éste método es generalmente efectivo para la ventilación de hidrógeno del interior del dispositivo, el uso de una membrana tiende a ser expansivo y a aumentar la complejidad del proceso de ensamble del producto. Otro método involucra la reacción del gas de hidrógeno en lugar de ventilarlo. En este caso, se proporciona un catalizador de hidrogenación dentro del' dispositivo para provocar que el gas de hidrógeno reaccione con oxígeno y forme agua y se proporciona un desecante sílice para absorber el agua. Las cámaras impermeables que utilizan este método se describen en la patente de los EE.UU. núm. 2002/0045093.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En general, la presente invención presenta dispositivos sustentados por batería en los que se proporciona la ventilación de gases (por ejemplo, hidrógeno) a través de una apertura sellada mediante un sello que está generalmente cerrado y que permanece cerrado cuando se aplica presión desde afuera del i dispositivo, pero se abre cuando se ejerce una presión interna predeterminada. En algunos casos, la apertura en la carcasa del dispositivo que está sellada es una apertura que cumple otra función en el dispositivo, por ejemplo, una apertura a través de la cual se extiende un accionador.

En un aspecto, la invención presenta un dispositivo impermeable sustentado por baterías, que incluye (a) una carcasa, con generalmente un hueco interior y una apertura a través del cual el gas puede ventilarse desde el interior; y (b) un sello, posicionado para cubrir generalmente la apertura, el sello estando configurado para flexionarse en respuesta a la presión dentro del hueco interior y se aleja de la apertura cuando sé ejerce una presión predeterminada, por ejemplo alrededor de 10 kPa (0.1 bar) a 200 kPa (2 bar). El dispositivo puede ser un dispositivo para el cuidado personal, como una afeitadora o un cepillo de dientes. Así, el dispositivo puede ¡ncluir además una hoja de afeitar o un cabezal de cepillo de dientes montado sobre la carcasa. La funcionalidad del dispositivo puede encenderse y apagarse utilizando un accionador. El accionador puede en algunos casos extenderse de la apertura. En esos casos, el sello puede rodear una porción del vastago del accionador. En algunos casos, el sello incluye un miembro elastomérico, por ejemplo un sello tipo fuelle o un dispositivo elastomérico en forma de anillo. La apertura puede posicionarse dentro de una ranura circunferencial en una superficie externa de la carcasa, y el sello puede incluir un elemento en forma de anillo, por ejemplo, una estopada elastomérica, posicionado en la ranura para cubrir la apertura. El elemento en forma de anillo puede estar pretensado para sostener el elemento en forma de anillo de forma tirante contra la superficie externa de la carcasa. En otro aspecto, la invención presenta un dispositivo sustentado por baterías, sellado herméticamente que incluye (a) una carcasa, con un interior generalmente hueco que define una pared interior, la carcasa con una apertura por la qué el gas puede ventilarse; (b) un portador, dispuesto dentro de la carcasa y Configurado para sostener una batería, el portador con una apertura por la que i el gas puede ventilarse; (c) un primer sello, posicionado entre el portador y la pared interior de la carcasa, permitiendo la comunicación fluida entre la apertura en la carcasa y la apertura en el portador, pero sellando contra el pasaje del fluido después del primer sello en la carcasa; y (d) un segundo sello, posicionadq para cubrir normalmente la apertura en el portador, el sello configurado para flexionarse en respuesta a la presión dentro del interior hueco y alejarse de la apertura cuando se ejerce una presión predeterminada. En algunos casos, el primer y segundo sello comprenden un i miembro elastomérico. La carcasa y el portador pueden ser generalmente ¡ cilindricos, ,er cuyo caso el primer sello puede incluir un par de dispositivos ¡ con forma portador y Se definen los detalles de una o más modalidades de la invención ¡ en las figuras acompañantes y la descripción que sigue a continuación. Otras ¡ | características y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la ¡ i descripción y las figuras, así como de las reivindicaciones. j DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La FIGURA 1 es una vista parcial axial en sección transversal de un dispositivo de conformidad con una modalidad de la invención. La FIGURA 1 A es una vista radial en sección transversal tomada a lo largo de le línea A-A en la FIGURA 1. FIGURA 1 B es una vista ampliada en sección transversal del miembro sellador utilizado en el dispositivo de la FIGURA 1. La FIGURA 2 es una vista diagramática de una porción de un dispositivo de conformidad con otra modalidad de la invención. La FIGURA 2A es una vista radial en sección transversal tomada a lo largo de la línea A-A en la FIGURA 2. La FIGURA 2B es una vista diagramátíca ampliada de la porción superior de la FIGURA 2, ilustrando el trayecto del flujo de gas en esta modalidad. La FIGURA 3 es una vista diagramática de una porción de un dispositivo de conformidad con otra modalidad de la invención. La FIGURA 3A es una vista detallada ampliada del área A en la FIGURA 3. La FIGURA 4 es una vista diagramática de una porción de un dispositivo de conformidad con otra modalidad de la invención. La FIGURA 4A es una vista diagramática ampliada de la porción inferior de la FIGURA 4, ¡lustrando el trayecto del flujo del gas en esta modalidad.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Haciendo referencia a las FIGURAS 1-1 A, un dispositivo 10, por ejemplo una afeitadora o un cepillo de dientes, incluye una carcasa cilindrica protectora ¡del mango 12. Se dispone una batería (no mostrado) dentro de la carcasa cuando se utiliza el dispositivo, resultando en la posible generación de gas de hidrógeno. La carcasa 12 se sella de manera impermeable. Se expone un botón accionador 14 en la superficie externa 16 de la carcasa, permitiendo a un usuario presionar el botón para activar la funcionalidad del dispositivo; por ejemplo la función del cepillo de dientes del cabezal un cepillo de dientes eléctrico o una función vibradora de una afeitadora sustentada por baterías para una afeitada en húmedo. El botón accionador se extiende desde un vastago 18. El vastago 18 se presiona dentro de un mango 20 que se desliza hacia abajo cuando se presiona el botón, activando la funcionalidad del dispositivo (no se discutirá cómo sucede esto, ya que no es relevante y diferirá de un dispositivo a otro). El botón accionador vuelve a su posición normal, noipresionada mediante un resorte de retorno 22. ; La apertura alrededor del mango 20 y la pared adyacente 24 de la pestaña 2$ de la carcasa 12 debe estar sellada para que el dispositivo sea completamente hermético. El sellado es proporcionado por un sello tipo fuelle 26 con un anillo sellador superior 28, un anillo sellador inferior 30, y un fuelle doblado hacia afuera 32. El anillo sellador superior 28 sella contra la intersección de la superficie inferior del botón con el extremo superior del vastago, mientras que el anillo sellador inferior 30 sella contra la superficie externa de la pestaña 25. Bajo ¡ condiciones normales de presión interior, el fuelle 32 desvía elásticamente el anillo sellador contra las superficies contra las que sella. Preferentemente, el sello tipo fuelle 26 es un sello elastomérico pretensado en su configuración de sellado mediante su estiramiento sobre la pestaña 25. Cuando se ejerce una presión interior predeterminada dentro de la carcasa, por ejemplo, 10 kPa (0.1 bar) a 200 kPa (2 bar), indicando la presencia de gas de hidrógeno, el sello tipo fuelle se flexional, temporalmente rompiendo el sello en el anillo sellador supepor o inferior (generalmente en el anillo sellador inferior) y permitiendo que el gas se ventile del dispositivo. Normalmente, el trayecto de gas es a través de un espacio entre el mango 20 y la pestaña 25, hacia la cámara definida por la pared interior del fuelle 32, y luego, cuando se rompe el sello, pasa el anillo sellador inferior y a través del espacio entre el botón 14 y la carcasa 12. Tan pronto como se normaliza la presión dentro de la carcasa, el sello tipo fuelle vuelve a su posición normal, no flexionada en la que presenta el dispositivo hermético. Debido a que el sello se rompe muy poco y sólo por un muy corto tiempo, y debido que la presión interior es mayor que la presión externa, el! agua no puede penetrar en el dispositivo durante la ventilación. La resiliencia del sello elastomérico, y la pretensión (es decir, la extensión de los diámetros de los anillos selladores superior e inferior, son menores que los diámetros de las partes contra los que sellan), dependerán del umbral de presión predeterminado que es aceptable en un dispositivo particular.

En un ejemplo, el sello tipo fuelle está formado por un hule de silicona líquida (LSR) con una dureza de aproximadamente 50 Shore A y una pretensión de aproximadamente 15 a 40 %, y construido para ventilar cuando la presión interna excede 30 kPa (0.3 bar). La geometría de este sello se muestra en detalle eh la FIGURA 1 B. Si se desea, el sello tipo fuelle puede reemplazarse mediante un sello con un único anillo de sellado, en lugar de dos anillos de sellado como se describió anteriormente. Por ejemplo, puede omitirse el anillo sellador superior 28. El dispositivo puede incluir una apertura sin un botón accionador que se extienda desde allí. Por ejemplo, como se muestra en las FIGURAS 2-2B, la carcasa 12 puede incluir una ranura 50 en la que una apertura de ventilación esté en bajo relieve 52. Un elemento de sellado en forma de anillo 54, por ejemplo, un dispositivo elastomérico, está posicionado en la ranura 50 para sellar la apertura 52. El elemento sellador está pretensado para sellarse contra la superficie de la ranura 50. La pretensión se alcanza generalmente mediante el estiramiento del elemento sellador 54 hacia la ranura; es decir, el diámetro del elemento séllador es ligeramente menor que el de la carcasa en la ranura. Generalmente es necesario que el material del elemento sellador sea lo suficientemente flexible para que el elemento sellador pueda estirarse por las áreas del diámetro más grande de la carcasa cuando se ensambla en la ranura. Como se muestra en la FIGURA 2B, cuando la batería B elimina gases, la presión interna aumentada dentro de la carcasa 12 estirará ligeramente el elemento sellador 54, forzándolo fuera de la superficie de la ranura en el área de la apertura 52. Esto permitirá que el gas se ventile alrededor del elemento sellador 54, como se indica por las flechas en la FIGURA 2B. Como se discutió anteriormente, la ventilación es breve y la extensión a la que se desplaza el sello es tan pequeña, que es muy improbable1 que el agua entre en el dispositivo durante la ventilación. En un ejemplo, el elemento sellador 54 se forma por un elastómero comercialmente disponible con el nombre comercial VITON, con una dureza de aproximadamente 70 Shore A y una pretensión de aproximadamente 10 a 20 % y construido para ventilarse cuando la presión interna excede 30 kPa (0.3 bar). Con referencia a las FIGURAS 3 y 3A, en algunos casos puede proporcionarse una pequeña isla elevada 56 alrededor de la apertura 52 en la ranura 50. Esta isla elevada tenderá a concentrar la fuerza de pretensión del dispositivo alrededor del perímetro de la apertura 52, aumentando al fuerza de sellado de manera que, para un diseño de sellado dado, se necesitará una presión interna mayor para romper el sello. Esto es particularmente útil para los anillos finos de sellado. En algunos casos, la batería puede estar contenida en un portador dentro de la carcasa. Por ejemplo, como se muestra en las FIGURAS 4-4A la batería B puede estar contenida en un portador 60 con una ranura 62, una apertura de ventilación 64 dentro de la ranura, y un elemento sellador con forma de anillo 66 que sella la apertura, similar a la modalidad discutida anteriormente. Es importante que, cuando el gas sale de la apertura de ventilación 64, sale de la carcasa, en lugar de quedar atrapado en el interior de ésta. De este modo, la carcasa incluye una apertura de ventilación 68, dispuesta relativamente cerca de la apertura de ventilación 64. Si se desea, la apertura dé ventilación 68 puede ser una línea de costura a lo largo de la cual se separan dos partes de la carcasa, por ejemplo el cuerpo principal de la carcasa y la cubierta del compartimento de la batería. Para impedir el ingreso de gas desde la apertura 64 o agua desde la apertura 68 al interior de la carcasa, sé proporciona un sello 70 entre la pared interior 72 de la carcasa 12 y la pared exiterna 74 del portador 60 a cada lado de las aperturas. El sello puede ser en forma de un par de anillos circulares elastoméricos, como se muestra, o cualquier otro tipo adecuado de sello. El sello 70 está diseñado para no romperse bajo ninguna presión previsible dentro del área entre las paredes 72 y 74, impidiendo cualquier fuga del área hacia la carcasa. El trayecto del flujo del gas durante la ventilación sale primero a través de la apertura 64 y luego a través de la apertura 68, como se muestra en la FIGURA 4A. En esta modalidad, el miembro sellador 66 puede estar visualmente oculto y protegido por una parte de la carcasa (por ejemplo, el cuerpo de la carcasa principal, que se muestra sobre el lado derecho de en la FIGURA 4). El portador 60 puede estar permanentemente cerrado y sellado al cuerpo principal de la carcasa por uno de los anillos, de manera que el miembro sellado 66 esté blindado por el cuerpo principal de la carcasa, mientras que la cubierta del compartimento de la batería puede quitarse para permitir el reemplazo de la batería.

Se ha descrito una cantidad de modalidades de la invención. No obstante, áe entiende que se pueden introducir diversas modificaciones sin desviarse del espíritu y alcance de la invención. Por ejemplo, en otras áreas de la carcasa pueden proporcionarse la apertura de ventilación y el miembro sellador y pueden tener geometrías relativas diferentes. Como ejemplo, las circunferencia de la ranura discutida anteriormente puede ser generalmente elíptica. Además, aunque anteriormente se han mencionado las afeitadoras y los cepillos de dientes, los sellos discutidos en la presente pueden utilizarse en cualquier tipo de dispositivo impermeable, por ejemplo linternas, cepillos de limpieza sustentados por baterías, cámaras y lo similar.

Claims (22)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo impermeable sustentado por batería que comprende: una carcasa, con un interior generalmente hueco y una apertura por la cual el gas puede ventilarse desde el interior; y un sello, posicionado para cubrir normalmente la apertura, el sello configurado para flexionarse en respuesta a la presión dentro del interior hueco y alejarse de la apertura cuando se ejerce una presión predeterminada.

2. El de la reivindicación 1 , comprende además una hoja de afeitar montada sobre la carcasa.

3. El dispositivo de la reivindicación 1 , comprende además el cabezal de un cepillo de dientes montado sobre la carcasa. ,

4. El dispositivo de la reivindicación 1 , comprende además un accionador que se extiende desde la apertura.

5. El dispositivo de la reivindicación 4, caracterizado además porque el sello rodea una porción del vastago del accionador.

6. El dispositivo de la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sello comprende un sello tipo fuelle.

7. El dispositivo de la reivindicación 1 , caracterizado además porque el sello comprende un miembro elastomérico.

8. El dispositivo de la reivindicación 1 , caracterizado además porque la presión predeterminada es entre aproximadamente 10 kPa (0.1 bar) y 200 kPa (2 bar).

9. El dispositivo de la reivindicación 1 , caracterizado además porque la apertura está posicionada dentro de una ranura circunferencial en una superficie externa de la carcasa.

10. El dispositivo de la reivindicación 9, caracterizado además porque el sello comprende un elemento con forma de anillo posicionado dentro de la ranura para cubrir la apertura.

11. El dispositivo de la reivindicación 10, caracterizado además porque el elemento en forma de anillo comprende un dispositivo elastomérico.

12. El dispositivo de la reivindicación 10, caracterizado además porque el elemento en forma de anillo está pretensado para sostener el elemento en forma de anillo en forma tirante contra la superficie externa de la carcasa.

13. Un dispositivo impermeable sustentado por batería que comprende: una carcasa, con un interior generalmente hueco y una pared interna, la carcasa con una apertura por la cual el gas puede ventilarse; un portador, dispuesto dentro de la carcasa y configurado para sostener una batería, el portador con una apertura por la que el gas puede ventilarse; un primer sello, posicionado entre el portador y la pared interior de la carcasa, permitiendo la comunicación fluida entre la apertura en la carcasa y la apertura en el portador, pero sellando contra el pasaje del fluido después del primer sello en la carcasa; y un segundo sello, posicionado para cubrir normalmente la apertura en el portador, el sello configurado para flexionarse en respuesta a la presión dentro del interior hueco y alejarse de la apertura cuando se ejerce una presión predeterminada.

14. El dispositivo de la reivindicación 13, comprende además una hoja de afeitar montada sobre la carcasa.

15. El dispositivo de la reivindicación 13, comprende además el cabezal de un cepillo de dientes montado sobre la carcasa.

16. El dispositivo de la reivindicación 13, caracterizado además porque el primer y segundo sello comprenden un miembro elastomérico.

17. El dispositivo de la reivindicación 13, caracterizado además porque la carcasa y el portador son generalmente cilindricos, y el primer sello comprende un par de estopadas en forma de anillos, posicionados uno a cada lado del dispositivo en el portador y la carcasa para asilar las aperturas del resto de la carcasa.

18. El dispositivo de la reivindicación 13, caracterizado además porque la presión predeterminada es entre aproximadamente 10 kPa (0.1 bar) y 200 kPa (2 bar).

19. El dispositivo de la reivindicación 13, caracterizado además porque la apertura en el portador está posicionada dentro de una ranura circunferencial en una superficie externa del portador.

20. El dispositivo de la reivindicación 19, caracterizado además porque el sello comprende un elemento con forma de anillo posicionado dentro de la ranura para cubrir la apertura. ,

21. El dispositivo de la reivindicación 20, caracterizado además porque el elemento en forma de anillo comprende una estopada elastomérica.

22. El dispositivo de la reivindicación 20, caracterizado además porque el elemento en forma de anillo está pretensado para sostener el elemento en forma de anillo en forma tirante contra la superficie externa de la carcasa.