FR3134532A1 - Dispositif de préhension d’un module d’éléments électrochimiques - Google Patents
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Abstract
Un dispositif de préhension (1) comprenant : - une tige (2) munie d’une première (3) butée et d’une seconde (4) butée,- un manchon polymérique (5) traversé par la tige et présentant une première (6) et une seconde extrémité (7), la première extrémité (6) étant en contact avec la première butée, - une première pièce de pression (8) configurée pour exercer une pression sur la seconde extrémité (7) du manchon (5),- un ressort (9) traversé par la tige et disposé entre la première pièce de pression (8) et la seconde butée (4),- un moyen (10) pour comprimer le ressort, une action sur le moyen pour comprimer le ressort entrainant, par l’intermédiaire de la première pièce de pression (8), un rétrécissement de la longueur du manchon dans la direction axiale et une expansion du manchon dans la direction radiale. Figure d’abrégé : Figure 1
Description
Le domaine technique de l’invention est celui des dispositifs servant à la préhension d’un module d’éléments électrochimiques. Il concerne également le domaine des outils de levage permettant de soulever en une seule fois une batterie constituée d’une pluralité de modules d’éléments électrochimiques.
Une batterie est constituée par l’association et la mise en connexion électrique de plusieurs éléments électrochimiques, encore appelés éléments dans ce qui suit. Une connexion électrique en série de plusieurs éléments électrochimiques permet d’additionner les tensions de ces éléments et d’atteindre la tension de fonctionnement recherchée pour la batterie. Une connexion électrique en parallèle de plusieurs éléments permet d’additionner les capacités des éléments et d’atteindre la capacité de fonctionnement recherchée pour la batterie. La constitution d’une batterie peut nécessiter d’avoir à recourir à un nombre élevé d’éléments lorsque la tension ou la capacité d’un seul élément est faible en comparaison avec la tension et la capacité recherchées pour la batterie.
Former la batterie en assemblant les éléments un par un sur un support commun constitue une tâche longue et fastidieuse. C’est pourquoi, on fabrique généralement au préalable des modules constitués de l’association de plusieurs éléments déjà connectés électriquement entre eux, et l’on vient fixer ces modules sur un support commun qui est le support de la batterie. Chaque module peut par exemple comprendre 3, 4, 5 ou 6 éléments. Il constitue une structure unitaire de volume fixe délivrant une tension et une quantité d’énergie prédéterminées qui sont fonctions du mode de connexion électrique des éléments dans le module.
Le déplacement d’un module par un opérateur nécessite de recourir à un outil spécifique car le poids du module peut être élevé et il faut pouvoir le soulever en toute sécurité. Il est nécessaire de disposer d’un outil de préhension qui assure la levée du module sans risque de décrochage de celui-ci.
Des outils de préhension existent. Certains comprennent deux mâchoires planes qui viennent enserrer deux faces opposées d’un objet. On peut par exemple citer les documents GB 0 011 863, GB 2 105 631, US 2007/0046048 et US 4,968,077. Cependant, ces outils ne permettent pas une prise du module par le dessus. Or, une prise du module par le dessus serait opportune car la partie située sous le module n’est pas accessible, étant donné que le module repose sur un support. On recherche des outils permettant de soulever le module en ayant prise sur le dessus du module. Une possibilité pour soulever un module par le dessus consiste à profiter d’un alésage présent sur la face supérieure du module. Une contrainte supplémentaire est que cet alésage peut présenter une paroi lisse, c’est-à-dire dépourvue d’encoche, de filetage, de moyen d’encliquetage ou de moyen d’accrochage. L’outil de préhension doit pouvoir prendre appui dans ce cas sur cette paroi, bien que celle-ci soit lisse.
Il existe des outils qui prennent appui sur les parois lisses d’un alésage et exercent une pression sur les parois de cet alésage dans une direction radiale. On peut citer un manchon de serrage. Le manchon est introduit dans l’alésage et son diamètre est augmenté à l’aide d’une vis. En augmentant le diamètre du manchon, on amplifie la force de friction entre le manchon et la surface de l’alésage, jusqu’à ce que cette force soit suffisante pour compenser le poids du module. Ce type de manchon implique une opération de vissage de chaque manchon sur l’alésage, ce qui allonge la durée des préparatifs nécessaires au levage du module.
Il existe aussi des outils en forme de pince. Les mâchoires de la pince agissent comme des griffes qui s’écartent l’une par rapport à l’autre et prennent appui sur des points diamétralement opposés de l’alésage. Cette solution n’est pas non plus satisfaisante car les mâchoires de la pince rayent la paroi de l’alésage, étant donnée la force radiale significative appliquée sur les parois de la cavité du module.
On cherche donc un moyen de préhension d’un module qui :
- permette une prise du module par le dessus,
- offre une force de friction suffisante pour soulever le module, même lorsque le moyen de préhension est mis au contact d’une surface lisse du module,
- n’endommage pas la surface au contact de laquelle il est placé,
- ne nécessite pas de vissage, de verrouillage ou d’encliquetage sur le module,
- maintienne une bonne qualité de préhension du module et compense tout événement qui pourrait nuire à cette bonne qualité de préhension.
- permette une prise du module par le dessus,
- offre une force de friction suffisante pour soulever le module, même lorsque le moyen de préhension est mis au contact d’une surface lisse du module,
- n’endommage pas la surface au contact de laquelle il est placé,
- ne nécessite pas de vissage, de verrouillage ou d’encliquetage sur le module,
- maintienne une bonne qualité de préhension du module et compense tout événement qui pourrait nuire à cette bonne qualité de préhension.
De plus, il est souhaitable que l’opérateur puisse disposer d’un outil de levage permettant de soulever une batterie résultant de l’association d’un nombre élevé de modules, par exemple 10 ou 20 modules à la fois.
A cet effet, l’invention propose un dispositif de préhension comprenant :
- une tige munie d’une première butée et d’une seconde butée,
- un manchon polymérique traversé par la tige et présentant une première et une seconde extrémité, la première extrémité étant en contact avec la première butée,
- une première pièce de pression configurée pour exercer une pression sur la seconde extrémité du manchon,
- un ressort traversé par la tige et disposé entre la première pièce de pression et la seconde butée,
- un moyen pour comprimer le ressort, une action sur le moyen pour comprimer le ressort entrainant, par l’intermédiaire de la première pièce de pression, un rétrécissement de la longueur du manchon dans la direction axiale et une expansion du manchon dans la direction radiale.
- une tige munie d’une première butée et d’une seconde butée,
- un manchon polymérique traversé par la tige et présentant une première et une seconde extrémité, la première extrémité étant en contact avec la première butée,
- une première pièce de pression configurée pour exercer une pression sur la seconde extrémité du manchon,
- un ressort traversé par la tige et disposé entre la première pièce de pression et la seconde butée,
- un moyen pour comprimer le ressort, une action sur le moyen pour comprimer le ressort entrainant, par l’intermédiaire de la première pièce de pression, un rétrécissement de la longueur du manchon dans la direction axiale et une expansion du manchon dans la direction radiale.
L’invention repose sur l’exploitation de la force de rappel d’un ressort à l’état contraint pour maintenir une compression appliquée aux deux extrémités d’un manchon polymérique déformable introduit dans une cavité de l’objet à soulever.
Sous l’effet de la compression appliquée, la longueur du manchon se réduit. Le manchon étant incompressible, il s’expanse radialement. L’expansion radiale du manchon crée une force de friction contre la paroi de la cavité de l’objet. Plus cette force de friction est élevée, plus grande est la capacité du dispositif à soulever de lourds objets. L’invention permet en faisant varier la force de rappel du ressort de faire varier cette force de friction pour l’adapter à la masse de l’objet à soulever. De plus, la force de rappel du ressort précontraint permet de maintenir un même niveau de friction entre le dispositif et l’objet, en compensant les fluctuations possibles de paramètres jouant un rôle dans la qualité du maintien de l’objet, tels que la composition chimique du manchon, l’état de vieillissement du manchon, la distance entre la surface externe du manchon et la paroi de la cavité de l’objet.
Selon un mode de réalisation, le moyen pour comprimer le ressort comprend :
- une seconde pièce de pression traversée par la tige et située entre la première pièce de pression et la seconde butée,
- un moyen pour permettre le déplacement de la seconde pièce de pression entre la première pièce de pression et la seconde butée, par exemple une came.
- une seconde pièce de pression traversée par la tige et située entre la première pièce de pression et la seconde butée,
- un moyen pour permettre le déplacement de la seconde pièce de pression entre la première pièce de pression et la seconde butée, par exemple une came.
Selon un mode de réalisation, le ressort est disposé entre la seconde pièce de pression et la seconde butée et le moyen pour permettre le déplacement de la seconde pièce de pression est configuré pour rapprocher la seconde pièce de pression de la seconde butée réalisant ainsi la compression du ressort.
Selon un mode de réalisation, le ressort est disposé entre la première et la seconde pièce de pression et le moyen pour permettre le déplacement de la seconde pièce de pression est configuré pour rapprocher la seconde pièce de pression de la première pièce de pression réalisant ainsi la compression du ressort.
Selon un mode de réalisation, la tige est filetée, et
- soit le moyen pour comprimer le ressort comprend un écrou vissé sur la tige filetée et la seconde pièce de pression est une bague, la rotation de l’écrou permettant un déplacement de la bague le long de la tige filetée et un réglage de la longueur du ressort,
- soit le moyen pour comprimer le ressort est une bague taraudée et vissée sur la tige filetée.
- soit le moyen pour comprimer le ressort comprend un écrou vissé sur la tige filetée et la seconde pièce de pression est une bague, la rotation de l’écrou permettant un déplacement de la bague le long de la tige filetée et un réglage de la longueur du ressort,
- soit le moyen pour comprimer le ressort est une bague taraudée et vissée sur la tige filetée.
Selon un mode de réalisation, le manchon polymérique est constitué de silicone.
Selon un mode de réalisation, l’une au moins de la première ou de la seconde pièce de pression est une rondelle dont le diamètre intérieur est traversé par la tige.
Selon un mode de réalisation, le bord intérieur de la rondelle comprend un anneau de centrage pour centrer la position du ressort sur la tige.
L’invention a également pour objet un outil de levage comprenant une pluralité de dispositifs de préhension tels que décrits ci-avant.
Selon un mode de réalisation, le moyen pour comprimer les ressorts de la pluralité des dispositifs de préhension comprend :
- une seconde pièce de pression traversée par la tige et située entre la première pièce de pression et la seconde butée,
- un moyen pour permettre le déplacement de la seconde pièce de pression entre la première pièce de pression et la seconde butée, par exemple une came, et
- l’ensemble des secondes butées de la pluralité des dispositifs de préhension est fixé à un plateau supérieur de l’outil de levage,
- l’ensemble des premières pièces de pression de la pluralité des dispositifs de préhension est fixé à un plateau inférieur de l’outil de levage,
- l’ensemble des secondes pièces de pression de la pluralité des dispositifs de préhension est fixé à un plateau intermédiaire situé entre le plateau supérieur et le plateau inférieur.
- une seconde pièce de pression traversée par la tige et située entre la première pièce de pression et la seconde butée,
- un moyen pour permettre le déplacement de la seconde pièce de pression entre la première pièce de pression et la seconde butée, par exemple une came, et
- l’ensemble des secondes butées de la pluralité des dispositifs de préhension est fixé à un plateau supérieur de l’outil de levage,
- l’ensemble des premières pièces de pression de la pluralité des dispositifs de préhension est fixé à un plateau inférieur de l’outil de levage,
- l’ensemble des secondes pièces de pression de la pluralité des dispositifs de préhension est fixé à un plateau intermédiaire situé entre le plateau supérieur et le plateau inférieur.
Selon un mode de réalisation, l’outil de levage comprend un ou plusieurs bras configurés pour entrainer en rotation une ou plusieurs cames situées entre le plateau inférieur et le plateau intermédiaire, la rotation de ladite une ou plusieurs cames permettant le déplacement du plateau intermédiaire et la compression des ressorts de la pluralité de dispositifs de préhension.
Selon un mode de réalisation, les ressorts de la pluralité de dispositifs de préhension sont disposés entre le plateau supérieur et le plateau intermédiaire et la rotation de ladite une ou plusieurs cames provoque la compression des ressorts de la pluralité de dispositifs de préhension entre le plateau supérieur et le plateau intermédiaire.
L’invention a également pour objet un ensemble comprenant :
- l’outil de levage tel que décrit ci-avant, et
- une pluralité de modules d’éléments électrochimiques, chaque module d’éléments électrochimiques comportant au moins une cavité, la cavité recevant une extrémité de la tige d’un dispositif de préhension.
- l’outil de levage tel que décrit ci-avant, et
- une pluralité de modules d’éléments électrochimiques, chaque module d’éléments électrochimiques comportant au moins une cavité, la cavité recevant une extrémité de la tige d’un dispositif de préhension.
Selon un mode de réalisation, la cavité présente des parois dépourvues d’encoche, de filetage, de moyen d’encliquetage ou de moyen d’accrochage de la tige du dispositif de préhension dans la cavité.
Selon un mode de réalisation, la cavité débouche sur une paroi supérieure du module.
Selon un mode de réalisation, le plateau supérieur est muni de moyen d’accroches d’élingues pour la levée de l’ensemble.
Des modes de réalisation de l'invention sont décrits ci-dessous plus en détail avec référence aux figures ci-après.
D escription des modes de réalisation de l'invention
Le dispositif de préhension selon l’invention sera décrit ci-dessous en référence aux figures 1 à 4. Le dispositif (1) est destiné à être inséré dans une cavité (34) située sur une face supérieure (32) de l’objet (31) à soulever. Le dispositif est utilisé de manière avantageuse pour soulever un module d’éléments (31) électrochimiques, par exemple de type lithium-ion, mais il est entendu qu’il peut être utilisé pour soulever tout objet, tant que la forme et les dimensions du manchon correspondent à celles de la cavité de cet objet.
La cavité du module peut se situer sur un composant servant de support commun aux éléments électrochimiques (31). Ce peut être un alésage (34) pratiqué à travers la section transversale d’une poutre servant de support aux éléments. La section transversale de la tige du dispositif de préhension et la section transversale de la cavité sont de préférence circulaires. La paroi de la cavité est de préférence lisse. Par le terme « lisse », on entend une paroi dépourvue d’encoches, de filetage, de moyen d’encliquetage, de stries ou de moyen d’accrochage de la tige du dispositif de préhension dans la cavité.
La tige (2) du dispositif peut être constituée d’une seule pièce présentant ou non des portions de diamètres différents. Elle peut aussi être constituée par l’emboitement de deux pièces (2.1, 2.2) ou de davantage de pièces, présentant des diamètres identiques ou différents. Dans un mode de réalisation, la tige est constituée de l’emboitement de deux pièces (2.1, 2.2) de diamètres différents. La tige comprend à l’une de ses extrémités une première butée (3) et à l’extrémité opposée une seconde butée (4). L’extrémité du dispositif comprenant la première butée est introduite en premier dans la cavité (34) de l’objet à soulever. La première butée peut être constituée d’un renflement de l’extrémité de la tige. De préférence, le renflement présente une forme oblongue pour faciliter l’insertion du dispositif dans la cavité.
L’une des extrémités (6) du manchon (5) prend appui sur ce renflement (3). Le manchon est de préférence cylindrique. Le diamètre externe du manchon est adapté au diamètre de la cavité et est tel qu’il permet au manchon d’entrer dans la cavité de l’objet avant compression du manchon dans sa direction longitudinale. Le diamètre extérieur du manchon est légèrement inférieur au diamètre de la cavité. Il ne doit pas être trop petit par rapport au diamètre de la cavité au risque de créer une force de friction insuffisante avec la cavité de l’objet à soulever. Il ne doit pas être trop proche du diamètre de la cavité au risque de provoquer une résistance à l’introduction de l’outil dans la cavité. Le diamètre du manchon est de préférence égal au diamètre du renflement dans sa partie la plus évasée.
Une première pièce de pression (8) est placée sur l’extrémité du manchon (7) opposée à celle (6) en contact avec le renflement (3). Elle est mobile sur la tige (2.1). Son déplacement en direction de la première butée (3) permet d’appliquer une force de compression sur le manchon selon son axe longitudinal car celui-ci est pris en étau entre la première butée (3) et la première pièce de pression (8). La compression exercée par la première pièce de pression (8) entraine une réduction de la longueur du manchon (7) et son expansion dans la direction radiale dans la cavité de l’objet. L’expansion du manchon dans la direction radiale crée une force de friction dirigée radialement dans la cavité. La force de friction entre le manchon et la cavité est supérieure au poids de l’objet, ce qui permet de soulever l’objet et de le maintenir dans sa position soulevée.
Le manchon (5) est de préférence constitué d’un matériau élastomère présentant donc une certaine élasticité, par exemple la silicone, et une force de friction élevée avec le matériau de la cavité (34) contre laquelle il est mis en contact. La longueur du manchon (5) est déterminée par l’homme du métier en fonction de la nature du matériau du manchon et de la masse à soulever. Une augmentation de la longueur du manchon permet d’augmenter les forces de friction avec la cavité et de soulever des objets plus lourds. A titre d’ordre de grandeur, un manchon en silicone d’une longueur de 20 à 30 mm permet de soulever sans glissement irréversible, donc dans une zone linéaire liant effort et déplacement, une masse allant jusqu’à 3 kg en tenant compte d’un facteur de sécurité de 3, et un facteur de sécurité de 5 dans le cas d’un glissement irréversible, donc dans une zone non linéaire liant effort et déplacement.
Le ressort utilisé (9) est de préférence hélicoïdal. Ses spires entourent une portion (2.2) de la surface extérieure de la tige. Un opérateur applique une force de compression au ressort. En réaction à cette force de compression, le ressort exerce une force de rappel qui s’applique dans la direction longitudinale du manchon (5). Cette force de rappel est égale au produit de la constante de raideur du ressort par la différence entre la longueur du ressort à l’état comprimé et sa longueur à vide, c’est-à-dire à l’état non comprimé. Cette force de rappel est exploitée pour comprimer le manchon, comme expliqué ci-avant.
La présence du ressort (9) permet de maintenir la force axiale sur le manchon (5) malgré tout changement susceptible de se produire dans la zone de friction entre l’objet à soulever et l’outil. Par exemple, un vieillissement du matériau du manchon pourrait entrainer son durcissement et une expansion radiale moins franche dans la cavité de l’objet, donc une tenue moins sûre entre le manchon et la cavité et un décrochage de l’objet. Une variabilité du procédé de fabrication de l’alésage pourrait entraîner une variation du diamètre de l’alésage, entrainant également une tenue moins sûre entre le manchon et la cavité. Enfin, la masse de l’objet à soulever pourrait aussi présenter une certaine variabilité. Le ressort (9) compense toute relaxation ou déplacement des pièces en présence en continuant à appliquer un effort dans la direction de l’axe longitudinal du manchon (5) qui est disposé entre la première butée (3) et la première pièce de pression (8).
Le seul fait de déplacer le manchon entre la première butée (3) et la première pièce de pression (8) ne garantit pas une tenue suffisante entre le manchon et la cavité pour maintenir l’objet en position levée. L’invention permet de maintenir une force de compression sur le manchon grâce au ressort.
Le moyen utilisé par l’utilisateur pour comprimer le ressort comprend :
- une seconde pièce de pression (11) traversée par la tige et située entre la première pièce de pression (8) et la seconde butée (4),
- un moyen (10) pour permettre le déplacement de la seconde pièce de pression (11) entre la première pièce de pression (8) et la seconde butée (4).
- une seconde pièce de pression (11) traversée par la tige et située entre la première pièce de pression (8) et la seconde butée (4),
- un moyen (10) pour permettre le déplacement de la seconde pièce de pression (11) entre la première pièce de pression (8) et la seconde butée (4).
Le ressort (9) peut exercer sa force de rappel indirectement sur la première pièce de pression (8). Dans ce cas, le ressort est placé entre la seconde butée (4) et la seconde pièce de pression (11). Un moyen permet le rapprochement de la seconde pièce de pression (11) vers la seconde butée (4) et la compression du ressort (9). Ce moyen (10) peut être disposé entre la première pièce de pression (8) et la seconde pièce de pression (11). Il maintient une distance prédéterminée entre la première pièce de pression et la seconde pièce de pression. Cette distance est proportionnelle à la force de compression que l’opérateur désire appliquer au ressort, c’est-à-dire la précontrainte du ressort. La force de rappel du ressort est transmise à la première pièce de pression (8) par l’intermédiaire du moyen (10) pour déplacer la seconde pièce de pression (11). La première pièce de pression communique ensuite la force de rappel du ressort au manchon (5). Un tel mode de réalisation est représenté à la .
Le ressort (9) peut exercer sa force de rappel directement sur la première pièce de pression (8). Dans ce cas, le ressort est placé entre la première pièce de pression (8) et la seconde pièce de pression (11). Un moyen (10) permet le rapprochement de la seconde pièce de pression (11) vers la première pièce de pression (8) et la compression du ressort. Ce moyen peut être disposé entre la seconde pièce de pression (11) et la seconde butée (4). Il maintient une distance prédéterminée entre la seconde pièce de pression (11) et la seconde butée (4). Cette distance est proportionnelle à la force de compression que l’opérateur désire appliquer au ressort. A la différence du mode de réalisation de la , la force de rappel du ressort est appliquée directement à la première pièce de pression qui la communique ensuite au manchon. Un tel mode de réalisation est représenté à la .
Le moyen (10) pour déplacer la seconde pièce de pression peut être une came. Le moyen pour déplacer la seconde pièce de pression peut être aussi un écrou (10) vissé sur un filetage pratiqué sur la surface extérieure de la tige (2), comme illustré à la . La rotation de l’écrou permet son déplacement sur la tige. Le déplacement de l’écrou fait varier la position de la seconde pièce de pression (11) sur la tige filetée, ce qui modifie l’état de compression du ressort. La seconde pièce de pression (11) peut être une bague. La bague peut aussi comporter un taraudage permettant son déplacement sur la tige et un blocage de sa position sur la vis. La bague taraudée combine alors la fonction de seconde pièce de pression et de moyen pour déplacer la seconde pièce de pression.
La première pièce de pression (8) peut être une rondelle ou une plaque comportant une ouverture, par exemple de forme circulaire. La tige (2) s’insère à travers le diamètre interne de la rondelle ou l’ouverture de la plaque et peut coulisser à travers l’ouverture. La surface de la rondelle ou de la plaque s’étend perpendiculairement à la tige et reçoit la force de rappel du ressort qui s’applique selon la direction de la tige. Les bords de l’ouverture peuvent comporter un épaulement (35), encore appelé anneau de centrage, destiné à guider la force de rappel du ressort sur la tige, comme représenté sur la . L’anneau de centrage permet de réduire le risque de flambage du ressort, de maintenir la plaque ou la rondelle perpendiculairement à la tige, en particulier lorsque le ressort est fortement comprimé, et donc améliore la qualité du contact entre le manchon et la paroi de la cavité. L’anneau de centrage (35) est placé au contact de l’intérieur de la première spire du ressort (9). L’anneau de centrage peut ne pas être nécessaire si le diamètre de la tige à l’endroit (2.2) duquel le ressort est disposé est suffisamment élevé pour servir lui-même de dispositif de centrage et éviter un flambage du ressort. La surface plane de la plaque ou de la rondelle peut être en contact direct avec l’extrémité du manchon.
De préférence, un guide (36) est fixé sur l’ouverture de la plaque ou de la rondelle (8). Il s’étend dans la direction de la longueur de la tige. Ses buts sont de permettre un guidage de la tige (2) dans la plaque (8) et un dégagement (et appui) entre l’outil de levage et la batterie à soulever. Il appartiendra à chacun de choisir la longueur qui lui convient. Une première particularité du guide est que sa longueur d’extrémité (33) est suffisante pour assurer que le manchon (5) soit complètement inséré dans la cavité et se situe à une distance minimale de l’embouchure de la cavité avant la compression du manchon. Ainsi, en cas de léger glissement du manchon hors de la cavité, après que celui-ci se soit expansé, il ne ressort pas de la cavité. Un retrait même partiel du manchon (5) hors de la cavité entrainerait une perte de friction entre le manchon et la paroi de la cavité (34). Une longueur suffisante de l’extrémité (33) du guide permet de garantir qu’on ne perd pas de compression du manchon par retrait d’une partie du volume du manchon hors de la cavité. Un second avantage associé à la longueur suffisante de l’extrémité (33) du guide est qu’on évite l’apparition de hernie lors de la mise en place de l’outil au cas où l’extrémité du manchon serait trop proche de l’embouchure de la cavité. Une seconde particularité du guide est que l’extrémité (33) du guide en contact avec le manchon possède de préférence une forme et un diamètre identiques avec la forme et le diamètre du manchon (5). Si l’extrémité (33) du guide (36) a un diamètre supérieur à celui du manchon (5), il existe un risque que le guide butte sur l’embouchure de la cavité (34). Inversement, si l’extrémité (33) du guide (36) a un diamètre inférieur à celui du manchon (5), il existe un risque qu’une partie de la partie supérieure du manchon s’échappe de la cavité et forme une hernie hors de la cavité.
Le dispositif de préhension peut être dégagé de l’objet en relâchant la compression appliquée sur le ressort. Le manchon n’étant alors plus comprimé axialement, il reprend sa longueur et son diamètre initiaux. La rétractation du manchon dans la direction radiale supprime les forces de friction avec la cavité.
L’association de plusieurs dispositifs de préhension (1) permet de constituer un outil de levage (20). L’outil de levage peut être utilisé pour soulever simultanément une pluralité de modules d’éléments électrochimiques (31) destinés à être assemblés en une batterie. L’outil de levage comporte un châssis. Ce châssis comprend au moins trois plateaux (21, 22, 23) disposées parallèlement : un plateau inférieur (22), un plateau supérieur (21) et un plateau intermédiaire (23) disposé entre le plateau inférieur et le plateau supérieur. Le plateau inférieur (22) représentant la première pièce de pression (8) selon la est percé d’une pluralité de trous. Sur chaque trou est fixé le guide (36) du dispositif de préhension. Le plateau intermédiaire (23) représentant la seconde pièce de pression (11) selon la , est percée d’une pluralité de trous situés à l’aplomb des trous du plateau inférieur. Le plateau supérieur (21) est percé d’une pluralité de trous situés à l’aplomb des trous des plateaux intermédiaire et inférieur. Chacun des trous du plateau (21) constitue la seconde butée (4) du dispositif de préhension qui y est fixé.
Le plateau intermédiaire (23) est mobile verticalement. Il peut se déplacer vers le haut en direction du plateau supérieur (21) et comprimer les ressorts, selon le mode de fonctionnement illustré à la . Il peut se déplacer vers le bas en direction du plateau inférieur (22) et comprimer les ressorts, selon le mode de fonctionnement illustré à la . Dans les deux modes de fonctionnement, un déplacement du plateau intermédiaire entraine la compression de l’ensemble des ressorts des dispositifs de préhension et une expansion radiale de tous les manchons dans la cavité des modules, ce qui permet une préhension de tous les modules en une seule fois.
Le déplacement du plateau intermédiaire peut être actionné par la rotation d’une came disposée entre le plateau inférieur (22) et le plateau intermédiaire (23) pour le mode de réalisation illustré à la ou entre le plateau intermédiaire (23) et le plateau supérieur (21) pour le mode de réalisation illustré à la . La came peut être solidaire d’un bras (24). Un mouvement de rotation du bras (ou des bras selon le mode de réalisation) entraîne une rotation de la came (10) qui communique au plateau intermédiaire (23) un déplacement vertical vers le haut ou vers le bas (translation parallèle de (23) par rapport à (22)). Celui-ci peut s’effectuer sur quelques centimètres. La hauteur de déplacement vertical du plateau correspond à la longueur dont le ressort se rétrécie. On peut donc faire varier la force de rappel du ressort pour l’adapter à la masse de la charge à soulever en faisant varier la hauteur de déplacement du plateau intermédiaire et donc le profil de la came.
Afin de répartir l’effort pour vaincre la résistance des ressorts, deux cames sont de préférence disposées à deux extrémités opposées du châssis. Le mouvement des deux bras peut être un mouvement de rotation d’environ 90° depuis une orientation quasiment verticale des bras vers une orientation quasiment horizontale. La montre l’outil de levage lorsque les bras (24) sont en position ouverte et les ressorts des dispositifs de préhension ne sont pas comprimés. On fait effectuer un mouvement de rotation des bras d’environ 90° pour les amener en position fermée. La montre l’outil de levage lorsque les bras sont en position fermée et les ressorts des dispositifs de préhension sont comprimés. Au cours du mouvement de rotation des bras, la came associée à chaque bras effectue également un mouvement de rotation de 90°. Le mouvement de rotation de la came communique un mouvement de translation verticale du plateau intermédiaire vers le haut ou vers le bas. Le plateau intermédiaire se déplace d’une distance correspondant à la distance de raccourcissement de chacun des ressorts des dispositifs de préhension.
Le plateau supérieur (21) peut comporter à ses quatre coins des points de fixation d’un moyen pour accrocher l’outil de levage à un appareil de levage tel qu’une grue, un treuil ou un chariot élévateur. Ce moyen pour accrocher l’outil de levage peut être des élingues (25). Une fois l’outil de levage verrouillé sur la batterie par compression des ressorts, on peut accrocher l’outil de levage à l’appareil de levage et lever l’ensemble constitué par l’outil de levage et la batterie.
Description de la batterie:
Description de la batterie:
Une batterie est constituée par l’assemblage et la connexion électrique de plusieurs modules d’éléments électrochimiques. Les éléments électrochimiques sont solidarisés au sein d’un même module à l’aide d’un ou de plusieurs flasques. Un flasque est constitué d’une plaque comprenant sur sa plus grande surface une pluralité d’évidements destinés à s’emboîter avec le fond du conteneur des éléments électrochimiques et/ou avec le couvercle des éléments électrochimiques. Chaque évidement épouse la forme de la section transversale du conteneur ou du couvercle des éléments électrochimiques. Outre la fonction d’assemblage des éléments au sein d’un module, le flasque permet de caler les éléments électrochimiques afin d’éviter que ceux-ci ne subissent les effets néfastes des vibrations. Le flasque est généralement fait d’un matériau isolant électrique, de préférence une matière plastique. Il est généralement obtenu par moulage d’une matière plastique. Pour un meilleur maintien des éléments, deux flasques sont de préférence utilisés, l’un est emboité sur les couvercles des éléments du module. Le second est emboité sur les fonds des éléments.
La surface supérieure des modules présente une cavité. Cette cavité peut être un alésage usiné dans le sens longitudinal de la poutre. Cette poutre sert de support commun aux éléments électrochimiques du module. Elle est de préférence de section circulaire.
La est une vue en perspective d’une batterie constituée de l’assemblage de dix modules d’éléments électrochimiques (31). Chaque module est constitué de l’assemblage et de la mise en connexion électrique de quatre éléments. Les éléments sont maintenus par un flasque supérieur (32) et un flasque inférieur (37). La surface supérieure des modules est constituée par le flasque supérieur. Elle montre notamment la surface supérieure (32) des modules. On remarque la présence d’une cavité (34) sur la surface supérieure (32) de chaque module. Cette cavité sert pour l’introduction d’un dispositif de préhension selon l’invention.
Pour soulever la batterie, on place l’outil de levage au-dessus de la batterie. On positionne l’extrémité de la tige des outils de préhension à la verticale des cavités. On fait descendre l’outil de levage pour introduire l’extrémité des tiges dans les cavités. On actionne les bras de l’outil de levage pour déplacer le plateau intermédiaire. Celui-ci se déplace soit dans une direction montante dans le cas du mode de réalisation de la , soit dans une direction descendante dans le cas du mode de réalisation de la . Le mouvement de rotation des bras entraine un déplacement du plateau intermédiaire d’une distance correspondant à la distance désirée de raccourcissement de chacun des ressorts des dispositifs de préhension, comme expliqué ci-avant. La est une vue en perspective d’un outil de levage après mise en place des dispositifs de préhension dans les cavités situées sur la surface supérieure des modules, fermeture des bras et compression des ressorts des dispositifs de préhension.
Claims (16)
- Dispositif de préhension (1) comprenant :
- une tige (2) munie d’une première (3) butée et d’une seconde (4) butée,
- un manchon polymérique (5) traversé par la tige et présentant une première (6) et une seconde extrémité (7), la première extrémité (6) étant en contact avec la première butée,
- une première pièce de pression (8) configurée pour exercer une pression sur la seconde extrémité (7) du manchon (5),
- un ressort (9) traversé par la tige et disposé entre la première pièce de pression (8) et la seconde butée (4),
- un moyen (10, 11) pour comprimer le ressort, une action sur le moyen pour comprimer le ressort entrainant, par l’intermédiaire de la première pièce de pression (8), un rétrécissement de la longueur du manchon dans la direction axiale et une expansion du manchon dans la direction radiale. - Dispositif de préhension (1) selon la revendication 1, dans lequel le moyen pour comprimer le ressort comprend :
- une seconde pièce de pression (11) traversée par la tige et située entre la première pièce de pression (8) et la seconde butée (4),
- un moyen (10) pour permettre le déplacement de la seconde pièce de pression (11) entre la première pièce de pression (8) et la seconde butée (4), par exemple une came. - Dispositif de préhension (1) selon la revendication 2, dans lequel le ressort (9) est disposé entre la seconde pièce de pression (11) et la seconde butée (4) et le moyen (10) pour permettre le déplacement de la seconde pièce de pression est configuré pour rapprocher la seconde pièce de pression (11) de la seconde butée (4) réalisant ainsi la compression du ressort.
- Dispositif de préhension (1) selon la revendication 2, dans lequel le ressort (9) est disposé entre la première (8) et la seconde (11) pièce de pression et le moyen (10) pour permettre le déplacement de la seconde pièce de pression est configuré pour rapprocher la seconde pièce de pression (11) de la première pièce de pression (8) réalisant ainsi la compression du ressort.
- Dispositif de préhension (1) selon la revendication 4 dans lequel :
- la tige est filetée, et
- soit le moyen pour comprimer le ressort comprend un écrou (10) vissé sur la tige filetée et la seconde pièce de pression est une bague, la rotation de l’écrou permettant un déplacement de la bague le long de la tige filetée et un réglage de la longueur du ressort,
- soit le moyen pour comprimer le ressort est une bague (11) taraudée et vissée sur la tige filetée. - Dispositif de préhension (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le manchon polymérique (5) est constitué de silicone.
- Dispositif de préhension (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’une au moins de la première (8) ou de la seconde (11) pièce de pression est une rondelle dont le diamètre intérieur est traversé par la tige.
- Dispositif de préhension (1) selon la revendication 7, dans lequel le bord intérieur de la rondelle comprend un anneau de centrage (35) pour centrer la position du ressort sur la tige.
- Outil de levage (20) comprenant une pluralité de dispositifs de préhension (1) selon l’une des revendications 1 à 8.
- Outil de levage (20) selon la revendication 9, dans lequel le moyen pour comprimer (10) les ressorts de la pluralité des dispositifs de préhension (1) est tel que décrit dans la revendication 2, et
- l’ensemble des secondes butées (4) de la pluralité des dispositifs de préhension est fixé à un plateau supérieur (21) de l’outil de levage,
- l’ensemble des premières pièces de pression (8) de la pluralité des dispositifs de préhension est fixé à un plateau inférieur (22) de l’outil de levage,
- l’ensemble des secondes pièces de pression (11) de la pluralité des dispositifs de préhension est fixé à un plateau intermédiaire (23) situé entre le plateau supérieur et le plateau inférieur. - Outil de levage (20) selon la revendication 10, comprenant un ou plusieurs bras (24) configurés pour entrainer en rotation une ou plusieurs cames situées entre le plateau inférieur (22) et le plateau intermédiaire (23), la rotation de ladite une ou plusieurs cames permettant le déplacement du plateau intermédiaire et la compression des ressorts (9) de la pluralité de dispositifs de préhension (1).
- Outil de levage (20) selon la revendication 11, dans lequel les ressorts (9) de la pluralité de dispositifs de préhension (1) sont disposés entre le plateau supérieur (21) et le plateau intermédiaire (23) et la rotation de ladite une ou plusieurs cames provoque la compression des ressorts (9) de la pluralité de dispositifs de préhension entre le plateau supérieur et le plateau intermédiaire.
- Ensemble (30) comprenant :
- l’outil de levage (20) selon l’une des revendications 9 à 12, et
- une pluralité de modules d’éléments électrochimiques (31), chaque module d’éléments électrochimiques comportant au moins une cavité (34), la cavité recevant une extrémité de la tige (2) d’un dispositif de préhension. - Ensemble (30) selon la revendication 13, dans lequel la cavité (34) présente des parois dépourvues d’encoche, de filetage, de moyen d’encliquetage ou de moyen d’accrochage de la tige du dispositif de préhension dans la cavité (34).
- Ensemble (30) selon la revendication 14, dans lequel la cavité (34) débouche sur une paroi supérieure (32) du module.
- Ensemble (30) selon l’une des revendications 13 à 15, dans lequel le plateau supérieur (21) est muni de moyen d’accroches (25) d’élingues pour la levée de l’ensemble.
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|---|---|---|---|
| FR2203410A FR3134532A1 (fr) | 2022-04-13 | 2022-04-13 | Dispositif de préhension d’un module d’éléments électrochimiques |
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|---|---|---|---|
| FR2203410 | 2022-04-13 | ||
| FR2203410A FR3134532A1 (fr) | 2022-04-13 | 2022-04-13 | Dispositif de préhension d’un module d’éléments électrochimiques |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3134532A1 true FR3134532A1 (fr) | 2023-10-20 |
Family
ID=82594790
Family Applications (1)
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| FR2203410A Pending FR3134532A1 (fr) | 2022-04-13 | 2022-04-13 | Dispositif de préhension d’un module d’éléments électrochimiques |
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2022
- 2022-04-13 FR FR2203410A patent/FR3134532A1/fr active Pending
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2023
- 2023-03-16 WO PCT/EP2023/056798 patent/WO2023198398A1/fr unknown
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023198398A1 (fr) | 2023-10-19 |
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