Brevet FR2128078A1 — publié le 19721020

-i- 2128078 la présente invention est relative à m support pour batterie de photopiles solaires, constitué par un solide à- la surface duquel sont disposées et interconnectées lesdites photopiles et comportant des structures destinées à permettre le raccordement 5 mécanique dudit support avec des dispositifs extérieurs. On sait que les .photopiles solaires, groupées en batteries, sont utilisées - entre autres applications - dans des dispositifs destinés à des études effectuées en altitude, par exemple dans l'atmosphère ou la stratosphère, où ils sont emportés par des bal-10 Ions. Ces dispositifs comportent essentiellement un appareillage d'étude à fonctionnement électronique et une centrale d'alimentation de cet appareillage, comprenant elle-même une batterie d'accumulateurs et une batterie de photopiles solaires, cette dernière étant destinée à fournir le courant nécessaire à la recharge 15 desdits accumulateurs. Il est évidemment indispensable que la batterie de photopiles soit bien dégagée du reste du dispositif afin qu'elle puisse bénéficier d'un maximum d1éclairement et travailler ainsi efficacement. Aussi, ladite batterie est-elle placée soit au-dessus,soit 20 au-dessous, soit encore entre les autres organes du dispositif.Son support doit donc faire preuve d'une bonne résistance mécanique à la traction» D'autre part, ce même support doit être également le plus léger possible, dans le double but de diminuer au mieux la charge empor-25 tée par le ballon et de respecter les normes de sécurité aérienne. Divers modèles de supports pour batterie de photopiles du genre considéré ont déjà été proposés, mais qui ne possèdent pas simultanément ces deux qualités importantes de solidité et de légèreté. En particulier, on connaît des supports allégés, mais qui sont très 30 fragiles. Un des buts de la présente invention est la réalisation d'un support pour batterie de photopiles solaires» de faible masse et capable de subir sans bris ni déformations des efforts longitudinaux importants. 35 Selon l'invention, un support pour batterie de photopiles so laires, constitué par un solide à la surface duquel sont disposées et interconnectées lesdites photopiles et comportant des structures destinées à permettre le raccordement mécanique dudit support avec des dispositifs extérieurs, est remarquable en ce qu'il est 71 07319 -2- 2128078 formé de deux parties solidaires supportant, l'une desdites photopiles, l*autre lesdites structures. Les avantages d'un tel support, qui sont liés à la séparation de deux fonctions bien distinctes dudit support, celle de soutien 5 mécanique des photopiles d'une part, celle de liaison mécanique avec des organes extérieurs d'autre part, sont appréciables. Tout d1abord, la structure selon l'invention permet la réalisation d'un support particulièrement léger. En effet, les photopiles sont elles-mêmes très légères (quelques grammes par unité)et 10 pour assurer leur seul soutien en dehors de toute contrainte mécanique, un matériau tel que, par exemple, le polystyrène expansé, dont la densité n'est que de 0,02 à 0,06 ,convient parfaitement. Par ailleurs, la partie du support qui subit les contraintes mécaniques peut être rigoureusement adaptée à l'importance de 15 l'effort, de soutien qui lui est demandé. Sa masse, liée à sa géométrie, peut donc être ajustée sur une valeur minimum conciliable avec cet effort ce qui contribue également à alléger le support. D'autre part, la structure en deux parties,selon l'invention, donne plus de facilité pour la réalisation de supports adaptés à 20 divers cas particuliers, cas qui ne manquent pas de se présenter dans le domaine considéré de l'exploration scientifique en altitude» Selon une forme préférentielle de réalisation d'un support pour photopiles solaires conforme à l'invention, forme de réalisation 25 qui fait elle-même expressément partie de ladite invention, la partie du support sur laquelle sont fixées les photopiles est moulée autour d'une pièce appelée à subir les efforts de traction, disposée axialement. Avantageusement, ladite pièce disposée axialement est un man-30 chon de forme cylindrique et la paroi de ce manchon est ajourée, ce qui présente le double avantage de permettre une réduction du poids de la pièce tout en lui conservant une épaisseur suffisante et de fournir des fenêtres dont les bords favorisent l'accrochage de la matière moulée disposée autour de ladite pièce. Par ail-35 leurs, la présence d'un couloir axial dans cette pièce facilite la disposition des connexions de liaison à des dispositifs extérieurs au support en fournissant tin passage à ces connexions. Egalement de façon avantageuse, la pièce centrale est elle-même moulée et réalisée en une matière plastique telle que,par 40 exemple, le polyphénylène oxyde qui réunit un ensemble de proprié 71 07319 -3- 2128078 tés physiques le rendant particulièrement intéressant pour l'usage considéré - résistance à la traction élevée, excellente stabilité dimensionnelle sous charge, température de déformation élevée (aucune déformation jusqu'à 175°C), grande résistance aux chocs, den-5 sité faible ( d__v_ l) eu égard aux qualités mécaniques et la partie supportant les photopiles est surmoulée sur ladite pièce centrale. Comme il a été mentionné précédemment, le polystyrène expansé se prête bien à la réalisation de ladite partie du support sur la-10 quelle sont fixées les photopiles,. en raison de sa légèreté d'abord, mais aussi de sa résistance à la fatigue et aux vibrations et de son pouvoir isolant thermique et électrique. De plus, il se ramollit à une température de 75 à 80° C ce qui permet de le surmouler sur du polyphénylène oxyde qui, lui, ne commence à se déformer 15 qu'à environ 175°C; la liaison mécanique entre les deux matériaux, opérée par surmoulage, s'est révélée être très satisfaisante» La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 20 La figure 1 représente, en vue perspective, un exemple de réa lisation d'un support pour photopiles solaires conforme aux caractéristiques de l'invention. La figure 2 est une vue en coupe du support de la figure 1, le plan de coupe se situant environ à mi-hauteur dudit support. 25 Le support pour photopiles solaires des figures 1 et 2 est cons titué essentiellement par deux pièces : une pièce axiale 10 de forme générale cylindrique et une pièce 11, prismatique,qui entoure partiellement la pièce 10. La pièce axiale 10 présente elle-même trois parties distinctes: 30 à ses extrémités deux manchons cylindriques 12 et 13 dont les hauteurs sont égales ou différentes suivant le besoin et qui sont reliés entre eux, dans le corps du support, par une pluralité de barrettes 14. Le manchon 12 porte deux collerettes de bordure 15 et 16, de 35 même que le manchon 13 est muni des collerettes 17 et 18. La forme desdites collerettes n'attire aucune remarque particulière» Elles sont prévues pour limiter, en surface extérieure des manchons, des aires sur lesquelles il est possible d'opérer la jonction mécanique avec des dispositifs extérieurs,par exemple par 40 serrage à l'aide de colliers. 71 07319 -4- 2128078 Le nombre des barrettes de liaison est fixé en fonction de l'importance de l'effort longitudinal qui est appliqué au support et que subit la pièce axiale 10. Sur le3 figures, les barrettes 14 ont une section triangulaire, mais cette forme n'est nullement 5 impérative» Avantageusement, la pièce 10 est réalisée par moulage d'un matériau plastique tel que le polyphénylène oxyde ainsi qu'il a été indiqué précédemment. La pièce 11 qui enveloppe la pièce 10, hormis les manchons 12 10 et 13, est un bloc prismatique de section hexagonale comportant trois grandes faces latérales 19, 20 et 21 et trois faces de plus petite surface 22, 23 et 24. Sur les faces 19, 20 et 21 sont disposés (par exemple par collage) des panneaux 25 réalisés avec des photopiles solaires, de 15 manière à constituer une batterie de photopiles» Quelques-unes de ces photopiles ont été figurées schématiquement en 26. Les faces 22, 23 , 24 du bloc 11 n'ont pas reçu de photopiles. Elles correspondent simplement à des parties du bloc qui ont été éliminées afin d'ajuster au plus près les surfaces des faces 19, 20 20 et 21 à celles des panneaux 25 qu'elles supportent et d'alléger ainsi le support. Les fils de connexions entre les photopiles 26 et d'interconnexions entre les panneaux: 25 n'ont pas été représentés sur les figures.Mais des structures telles que celles figurées en 27, 28 25 et 29 au sommet du bloc 11, qui limitent des couloirs de passage, sont destinées à faciliter le cheminement et le maintien des fils ou des éléments de connexion. Egalement des trous tels que, par exemple, les trous 30 et 31 percés dans l'épaisseur du manchon 15, sont prévus afin de permettre les raccordements électriques éven-30 tuels, à l'intérieur de la pièce axiale, avec des dispositifs extérieurs à la batterie de photopiles. Selon une technique particulièrement intéressante de réalisation du support représenté, le bloc 11 est surmoulé sur la pièce axiale 10, le matériau de surmoulage étant avantageusement du poly-35 styrène expansé. Les surfaces de liaison définies par les barrettes 14 assurent me rigidité mécanique largement suffisante de l'ensemble du bloc. Par ailleurs, le polyphénylène oxyde se déformant très peu sous charge,la solidité de la liaison mécanique entre les pièces 10 et 40 il n'est pas amenuisée lorsque la pièce 10 est soumise à un effort 71 07319 -5- 2128078 longitudinal. Il est bien évident que la section du bloc 11, qui a été choisie hexagonale dans l'exemple de représentation des figures 1 et 2, pourrait être tout à fait différente, régulière ou irrégulière.De 5 même, il n'est pas indispensable que la pièce creuse axiale 10 ait une section circulaire. D'autre part, et suivant un mode de réalisation différent de la pièce axiale 10, les barrettes 14 assurant la liaison entre les manchons 12 et 13 pourraient, par exemple, être remplacées 10 par me paroi continue percée d'ouvertures en nombre et de dimensions convenables. 71 07319 -6- 2128078 - REVENDICATIONS - lo- Support pour batterie de photopiles solaires, constitué par un solide à la surface duquel sont disposées et interconnectées lesdites photopiles et comportant des structures destinées à permettre le raccordement mécanique dudit support avec des dispositifs extérieurs, caractérisé en ce qu'il est formé de deux parties solidaires supportant, l'une lesdites photopiles, l'autre lesdites structures» 2.- Support pour batterie de photopiles solaires selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie supportant lesdites structures est formée de deux manchons limités par des collerettes, lesdits manchons constituant par eux-mêmes lesdites structures, joints entre eux par des barrettes de liaison. 3.- Support pour batterie de photopiles solaires selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie supportant lesdites photopiles est réalisée sous la forme d'un bloc prismatique. 4.- Support pour batterie de photopiles solaires selon l'une des revendications 1 à 3» caractérisé en ce que lesdites deux parties solidaires sont disposées coaxialement. 5.- Support pour batterie de photopiles solaires selon la revendication 4» caractérisé en ce que la partie supportant les dites structures est incluse à l'intérieur de la partie supportant lesdites photopiles, à l'exclusion desdits manchons. 6.- Support pour batterie de photopiles solaires selon la revendication 5f caractérisé en ce que la partie supportant les dites structures est moulée dans un matériau plastique. 7.- Support pour batterie de photopiles solaires selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie supportant lesdites photopiles est surmoulée sur la partie axiale supportant les dites structures. 8.- Support pour batterie de photopiles solaires selon la revendication 6, caractérisé en ce que le matériau plastique est du polyphénylène oxyde. 9.- Support pour batterie de photopiles solaires selon la revendication 7» caractérisé en ce que le matériau de surmoulage est du polystyrène expansé.