Brevet FR2717303A1 — publié le 19950915

Coupe-circuit inertiel pour accumulateur électrique d'engins auto-mobiles. L'invention concerne un coupe circuit inertiel pour batterie d'accumulateurs électriques d'engins auto-mobiles évitant l'incendie en cas de collision. Depuis plus de quarante ans on se préoccupe du problème du risque d'incendie des véhicules auto-mobiles en cas de collision contre un obstacle fixe ou mobile. Dans chaque pays des milliers de véhicules sont incendiés tous les ans à la suite d'une collision et de très nombreux conducteurs et passagers meurent brulés. On connaît déjà de nombreux systèmes coupe-batterie inertiel pour isoler la batterie du circuit électrique des engins ou véhicules routiers ou autres en cas de collision. En cas d'accident par heurt violent, d'un obstacle fixe ou d'un autre engin mobile, le conducteur est rarement en état de manoeuvrer le coupe-circuit en temps utile pour éviter le déclenchement d'un incendie généralement dû à un court-circuit faisant suite au choc. Ce très grave problème de sécurité reste entier malgré toutes les solutions proposées. Pourquoi les constructeurs de véhicules n'en ont-ils pas encore installé sur leur véhicules de série? Les appareils proposés ne sont pas convenablement adaptés pour bien résoudre ce problème. De nos jours le coupe-batterie est à considérer comme un élément essentiel de la sécurité des personnes et des biens. Un véhicule endommagé par une collision est généralement réparable et donc conserve une valeur marchande; lorsqu'il a brulé il n'est plus réparable et a perdu toute valeur. Pour pouvoir être utilisé par un très large public, le coupe-batterie doit pouvoir: - être mis en place très facilement sur une des bornes de la batterie du véhicule sans outillage particulier sans changer les habitudes; - être facilement réarmé si le véhicule est en état de repartir après une collision - permettre de recharger la batterie sans opération particulière, comme on le fait habituellement; - être réalisé à un très faible coût et être très fiable. La solution idéale serait de pouvoir l'intégrer directement dans la batterie au niveau de l'une de ses bornes. Les systèmes proposés ne répondent pas ou incomplètement à ce cahier des charges. ns sont soit trop compliqués, soit trop encombrants ou trop onéreux à réaliser, trop fragiles ou peu fiables ou pas adaptables sur les bornes de batteries. Le coupe-circuit inertiel pour batterie selon l'invention a pour objet de pallier tous ces inconvénients et de plus de fournir une solution très simple intégrable directement dans la batterie. Selon une première réalisation selon l'invention le coupe-batterie inertiel pour accumulateur électrique d'engins auto-mobiles, comporte une bille métallique maintenue en pression sur ses sièges par un ressort, apte à se dégager de ses sièges par inertie dynamique au cours d'un choc, la partie inférieure du boîtier support étant immobilisé sur une des bornes de la batterie. I1 est caractérisé en ce que le moyen de mise en pression de la bille sur ses sièges est constitué par une rondelle métallique élastiquement déformable, tarée pour la mise en pression de l'élément inertiel entre ses sièges; le siège d'appui inférieur fixe et le siège d'appui supérieur mobile de l'élément inertiel sont constitués chacun par une rondelle en alliage de plomb. Le corps du coupe-batterie est intégré dans la batterie sous l'emplacement normal de l'une de ses bornes. I1 forme un boîtier clippé et collé sur la paroi supérieure de la batterie. Le siège supérieur de la bille inertielle est inséré dans la face inférieure d'une tige métallique épaulée, vissée et bloquée dans la borne de la batterie, apte à coulisser dans le couvercle du boîtier. Le siège inférieur est inséré dans la tête d'un rivet traversant le fond du boitîer et maintenant une cosse de raccordement au pôle correspondant de la batterie. Selon une seconde version du coupe-batterie suivant l'invention, la partie inférieure de son boîtier est engagée et fixé sur l'une des bornes de batterie au moyen d'un collier de serrage par l'intermédiaire d'une pièce en alliage de plomb engagée sur la borne de la batterie et formant le siège inférieur de la bille; elle comporte une rondelle plate en partie supérieure et des bras annulaires se prolongeant vers le bas et engagés dans des rainures correspondantes de la partie inférieure du boîtier, la tige comportant le siège supérieur traverse le couvercle du boîtier dans lequel il est guidé et reçoit une rondelle filetée. L'extrémité filetée de la tige est prévue pour la mise en place et l'immobilisation de la cosse du câble reliant l'accumulateur au circuit électrique de l'engin auto-mobile. La rondelle en acier traité, déformable élastiquement, est pliée en forme de cône dont la périphérie est plane sur une faible largeur; elle comporte deux séries de découpes radiales, la première partant du centre et la seconde de la périphérie, ses caractéristiques de flexion sont prévues pour lui permettre une course suffisante pour laisser s'échapper la bille, mais aussi pour maintenir un contact franc de la bille sur ses sièges au cours des accélérations verticales brutales dues aux "nids de poules" et autres accidents de la route. Selon une troisième version suivant l'invention, la bille métallique est maintenue en pression sur ses sièges par un ressort de compression disposé dans la partie inférieure du boîtier immobilisé sur une des bornes de la batterie. Le siège supérieur mobile est fixé, sur le couvercle du boîtier selon un axe vertical JOL en regard du premier siège fixe. Le boîtier est rendu coulissant sur le support du siège inférieur, de manière à mettre la bille en pression sur ledit siège inférieur par l'intermédiaire du ressort de compression disposé dans l'encombrement de la borne de la batterie et annulairement à celle-ci. Le support du siège inférieur est constitué d'un fourreau épaulé intérieurement maintenant le siège en appui sur le dessus de la borne et épaulé extérieurement pour constituer l'appui supérieur du ressort et la partie supérieure du guidage interne de coulissement dudit boîtier. Le fourreau est muni d'un collier de serrage pour immobiliser le boîtier sur la borne de la batterie. Selon une quatrième version pour les engins volants, le boîtier est fixé en dehors de la batterie, I'axe XX étant horizontal, la fixation est réalisée au moyen de pattes solidaires du boîtier qui comporte deux sièges sur deux tiges faisant fonction de borne, disposées en opposition, l'une fixe, et l'autre mobile au moyen de la rondelle ressort. Les avantages du coupe-circuit inertiel selon l'invention sont les suivants: - possibilité d'être directement intégré d'origine dans la batterie en ne laissant apparaître que la borne standard; - isolement automatique du circuit électrique à partir de l'accumulateur électrique en cas de choc dépassant un seuil calibré; - compacité et fiabilité; - repérage du sens du choc en fonction du cadran dans lequel est sortie l'élément inertiel de coupure pour l'établissement des responsabilités vis à vis des assurances; - réarmement manuel très simple en cas de remise en oeuvre du coupe-circuit à la suite dune collision ne rendant pas le véhicule inutilisable; - possibilité de monter le coupe-circuit inertiel selon un axe horizontal dans le cas de choc de haut en bas (chute d'un hélicoptère). L'invention est décrite dans le texte qui suit, en référence aux dessins annexés donnés à titre non limitatif, dans lesquels on a montré: - fig.1, une coupe en élévation d'une première version du coupe-batterie selon l'invention en place sur une des bornes d'une batterie; - fig.2, une coupe en élévation d'une seconde version du coupe-batterie selon l'invention en place sur une des bornes d'une batterie; - fig.3, une coupe en élévation d'une troisième version du coupe-batterie selon l'invention incorporé dans la batterie; - fig.4, un exemple de rondelle élastique de maintien de la pression sur l'organe de coupure inertiel; - fig.5, une vue en perspective d'un exemple de pièce de contact se posant sur la borne de la batterie. Telle qu'elle est représentée sur la fig. 1, la première version de coupe-batterie comporte une pièce 1 de mise en place et de serrage de l'ensemble coupe-batterie sur la borne 2 de la batterie. Le serrage est obtenu au moyen d'un collier 3 agissant sur la périphérie de la borne.. La pièce de serrage 1 maintien une rondelle de contact 4 en appui sur le dessus de la borne 2. Cette rondelle peut être réalisée en alliage de plomb ou bien en métal ne créant pas de couple électrolytique sur la borne 2. Dans ce dernier cas on utilise une petite rondelle 5 A en alliage de plomb insérée dans un logement usiné dans la rondelle 4. Cette rondelle 5 comporte une empreinte 6 préformée pour recevoir l'élément de coupure inertiel 7 constitué par une bille en métal ne provoquant pas de couple électrolytique avec le plomb. La bille 7 est en appui contre un siège mobile constitué par une seconde rondelle 5 B en alliage de plomb, comportant également une empreinte préformée. Le préformage de ces empreintes est réalisé, au moment de l'assemblage, sur un outillage exerçant à la fois une poussée et une rotation pour obtenir un alignement toujours correct des deux sièges 5 de la bille suivant l'axe XX' pour assurer convenablement le passage du courant de la batterie en fonctionnement normal. Cette disposition est obtenue à un très faible coût, sans avoir besoin d'usinages très précis come c'est le cas dans les coupe-batterie connus. Le second siège 5B est inséré dans un logement 8 d'une pièce intermédiaire 9 faisant fonction de borne pour recevoir la cosse 10 d'extrémité du câble électrique 11. La borne 9 comporte un épaulement d'appui sur le dessous du couvercle 12 du corps de coupe-batterie qu'il traverse, son extrémité est filetée. Elle est immobilisée par une rondelle fileté 13, en laiton servant d'appui à la cosse 10. Le couvercle 12 est collé sur le dessus du corps cylindrique 14 du coupe batterie. Ce corps, réalisé en matière plastique, comporte une partie inférieure 15 d'un diamètre plus petit, se terminant par un épaulement interne 16 faisant fonction d'appui inférieur à un ressort de compression 17, taré pour laisser la bille s'échapper suivant l'énergie cinétique du choc définie pour la coupure d'alimentation du véhicule. Le ressort est en appui supérieur sur un épaulement 18 de la pièce 1 montée sur la borne de la batterie. Le coulissement de la partie inférieure cylindrique du corps mobile 14 est guidé sur les épaulements 16 et 18 d'appui du ressort 17. En fonctionement normal, la bille 7 est disposée en appui sur ses sièges 5. Lors d'une forte collision l'énergie cinétique communiquée à la bille provoque le soulévement du siège supérieur et l'éjection de la bille qui se retrouve prisonnière dans la position 19, figurée en traits mixtes. L'alimentation électrique est alors coupée évitant le risque d'incendie. On a donné une pente de 15 à 20 au fond 20 du corps de coupe-batterie et 21 du dessus de la pièce I de serrage sur la borne 2. Si le véhicule est encore en état de rouler aprés le choc. On peut rétablir le circuit de batterie en tirant sur l'écrou 21 de serrage de la cosse 10 pour comprimer le ressort 17 et soulever le siège 7, ce qui a pour effet de permettre à la bille de reprendre sa place sur son siège. Si la pente sur lequel se trouve le véhicule, est supérieure à celle du fond du corps du coupe batterie, il suffit de desserrer la vis du collier et d'extraire le coupe-batterie en le remettant à plat pour que la bille regagne son siège. Pour maintenir la position de coupure de la batterie, il suffit d'insérer une pièce en fourche d'une épaisseur de 3 mm sous l'épaulement inférieur 16 du corps, en appui sur le collier 3. Le figure 2 montre une coupe en élévation d'une seconde version du coupe-batterie selon l'invention également en place sur une des bornes d'une batterie. Le moyen de mise en pression de la bille sur ses sièges est constitué par une rondelle métallique 25 élastiquement déformable, tarée pour la mise en pression de l'élément inertiel 7 entre ses sièges; le siège d'appui supérieur mobile 5B de l'élément inertiel 7 est également constitué par une rondelle en alliage de plomb.La partie inférieure du boîtier 26 du coupe-batterie est engagée et fixé sur l'une des bornes 2 d'une batterie standard au moyen d'un collier de serrage 3, par l'intermédiaire d'une pièce en alliage de plomb 27 (figure 5), engagée sur la borne 2 de la batterie et formant le siège inférieur 28 de la bille 7. Ce siège est engagé dans un trou central du boîtier 26 et comporte une rondelle plate en partie supérieure et des bras annulaires 29 se prolongeant vers le bas et engagés dans des rainures correspondantes 30 de la partie inférieure 31 du boîtier. La tige 9 comportant le siège 5B traverse le couvercle 32 du boîtier dans lequel il est guidé et reçoit une rondelle filetée 33 bloquée sur la fin de filetage 34 permettant un faible déplacement vers le bas jusqu'en appui sur ledit couvercle 32. L'extrémité filetée de la tige 9 est prévue pour la mise en place et l'immobilisation de la cosse 10 du câble 11 reliant l'accumulateur au circuit électrique de l'engin auto-mobile. Cette disposition simplifie notablement la figure 1, rend le boîtier 26 parfaitement stable sur la borne 2. La partie mobile n'est plus constituée que par la tige 9 recevant le câble électrique. La fiabilité est très accrue et le coût abaissé. La rondelle déformable 25 contribue au maintien et au centrage de la tige 9 facilitant son coulissement. Le contact électrique sur la batterie est mieux assuré. Comme pour la figure 1, la fermeture du circuit est obtenue en tirant sur l'écrou 21 (figure 1) pour soulever le siège 5B et laisser la bille 7 reprendre sa place. La figure 3 montre une coupe en élévation d'une troisième version du coupe-batterie selon l'invention intégréé dans la batterie. Le moyen de mise en pression de la bille sur ses sièges SA > 5B est aussi constitué par une rondelle métallique 25 élastiquement déformable, tarée pour la mise en pression de l'élément inertiel 7 entre ses sièges. Le siège d'appui inférieur fixe et le siège d'appui supérieur mobile 5B de l'élément inertiel 7 sont également constitués chacun par une rondelle en alliage de plomb préformée. Le boîtier du coupe-batterie est intégré dans la batterie sous l'emplacement normal de l'une de ses bornes. Le boîtier 35 du coupe-batterie est clippé en 36 par son couvercle 37 et collé sur la paroi supérieure 38 de la batterie. Le siège supérieur 5 de la bille 7 est inséré dans la face inférieure d'une tige 9 identique à celle des figures précédentes, épaulée en 39 pour s'engager dans le trou central 40 de la rondelle 25 de mise en pression de la bille 7 sur son siège inférieur 5A > ladite tige 9 est vissée et bloquée dans la borne 41 de la batterie, apte à coulisser dans un bossage couvercle 37 dudit boîtier. Le siège inférieur 5A est inséré dans la tête d'un rivet 42 traversant le fond du boitîer 35 et maintenant une cosse 43 de raccordement au pôle correspondant de la batterie. La partie inférieure du boîtier comporte une pente de 20", comme pour les figures précédentes pour assurer le retour de la bille sur son siège à la refermeture du circuit électrique. On a représenté, en demi-coupe droite la borne normale 44 de la batterie coulissant dans le couvercle 37 en remplacement de la tige 9. Comme pour les figures précédentes, on tire sur la borne pour refermer le circuit électrique. Pour assurer le repérage du sens du choc, en fonction du cadran dans lequel est sortie l'élément inertiel de coupure, pour l'établissement des responsabilités vis à vis des assurances, on a disposé un revêtement annulaire à l'intérieur du boîtier, au droit de la zone de déplacement de la bille. Ce revêtement présente des caractéristiques de fragilité au choc de façon à conserver une empreinte nette informant de la direction de l'impact au moment du choc. Le boîtier coupe-batterie est prévu pour être fabriqué en grande série et mis en place au dernier moment sur les batteries. 11 est prévu pour être stocké la bille étant hors circuit. La bille est mise en fermeture du circuit seulement au moment du remplissage des batteries. On a prévu d'adapter ce coupe-circuit sur toutes les batteries d'engins mobiles susceptibles de se mettre en court-circuit à la suite d'une collision, y compris pour les hélicoptères. Pour ces derniers, le boîtier est fixé en dehors de la batterie, I'axe XX étant horizontal.. La fixation peut être réalisée au moyen de pattes solidaires du boîtier. Cette version, non représentée, comporte deux sièges 5As 5B sur deux tiges 9 disposées en opposition, I'une fixe, par exemple à la place du rivet 42 de la figure 3 et l'autre mobile comme sur la figure 2. Les pattes de fixation dégagent l'accès à la borne fixe disposée du côté des pattes. La figure 4 montre la rondelle 25 en acier traité, déformable élastiquement. Elle est pliée en forme de cône dont la périphérie est plane sur une faible largeur pour son maintien périphérique par le couvercle du boîtier. Ladite rondelle comporte deux séries de découpes radiales, la première 45 partant du centre et la seconde 46 partant de la périphérie. Ses caractéristiques de flexion sont prévues pour lui permettre une course suffisante pour laisser s'échapper la bille 7, mais aussi pour maintenir un contact franc de la bille sur ses sièges au cours des accélérations verticales brutales dues aux "nids de poules" et autres accidents de la route semblables. REVENDICATIONS: 1 - Coupe-batterie inertiel pour accumulateur électrique d'engins auto-mobiles, comportant: une bille métallique maintenue en pression sur ses sièges par un ressort, apte à se dégager de ses sièges par inertie dynamique au cours d'un choc, la partie inférieure du boîtier support étant immobilisé sur une des bornes de la batterie, caractérisé en ce que le moyen de mise en pression de la bille sur ses sièges est constitué par une rondelle métallique (25) élastiquement déformable, tarée pour la mise en pression de l'élément inertiel (7) entre ses sièges (5q SB), en ce que le siège d'appui inférieur fixe (SA) et le siège d'appui supérieur mobile (SB) de l'élément inertiel (7) sont constitués chacun par une rondelle en alliage de plomb ou similaire comportant une empreinte préformée, en ce que le corps du coupe-batterie est intégré dans la batterie sous l'emplacement normal de l'une de ses bornes. 2 - Coupe-batterie inertiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps du coupebatterie forme un boîtier (35) clippé et collé sur la paroi supérieure (38) de la batterie, en ce que le siège supérieur (SB) de la bille (7) est inséré dans la face inférieure d'une tige (9) épaulée pour s'engager dans le trou central (40) de la rondelle (25) de mise en pression de la bille (7) sur son siège inférieur (SA), ladite tige (9) est vissée et bloquée dans la borne (41) de la batterie, apte à coulisser dans le couvercle (37) dudit boîtier, en ce que le siège inférieur (SA) est inséré dans la tête d'un rivet (42) traversant le fond du boitîer et maintenant une cosse de raccordement au pôle correspondant de la batterie. 3 - Coupe-batterie inertiel selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie inférieure du boîtier (26) du coupe-batterie est engagée et fixé sur l'une des bornes (2) d'une batterie standard au moyen d'un collier de serrage (3), par l'intermédiaire d'une pièce (27) en alliage de plomb ou similaire, engagée sur la borne (2) de la batterie et formant le siège inférieur (SA) de la bille (7) engagé dans un trou central du boîtier et comportant une rondelle plate en partie supérieure et des bras annulaires (29) se prolongeant vers le bas et engagés dans des rainures correspondantes de la partie inférieure du boîtier, en ce que la tige (9) comportant le siège (SB) traverse le couvercle (32) du boîtier dans lequel il est guidé et reçoit une rondelle filetée (33) bloquée sur la fin de filetage et permettant un faible déplacement vers le bas jusqu'en appui sur ledit couvercle. 4 - Coupe-batterie inertiel selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que P:trémité filetée de la tige (9) est prévue pour la mise en place et l'immobilisation de la cosse (10) du câble (11) reliant l'accumulateur au circuit électrique de l'engin auto-mobile 5 - Coupe-batterie inertiel selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la rondelle (25) en acier traité, déformable élastiquement, est pliée en forme de cône dont la périphérie est plane sur une faible largeur, en ce que ladite rondelle comporte deux séries de découpes radiales, la première partant du centre et la seconde de la périphérie ses caractéristiques de flexion sont prévues pour lui permettre une course suffisante pour laisser s'échapper la bille (7), mais aussi pour maintenir un contact franc de la bille sur ses sièges au cours des accélérations verticales brutales dues aux "nids de poules" et autres accidents de la route. 6 - Coupe-circuit inertiel selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le boîtier comporte une bille métallique maintenue en pression sur ses sièges par un ressort de compression, apte à se dégager de ses sièges par inertie dynamique au cours d'un choc, la partie inférieure du boîtier étant immobilisée sur une des bornes de la batterie, caractérisé en ce que le siège supérieur mobile (5B) est fixé, sur le couvercle du boîtier (14) selon un axe vertical w en regard du premier siège fixe (5A), en ce que ledit boîtier (14) du coupe-circuit, réalisé en matière plastique, est rendu coulissant sur le support du siège inférieur (SA) de manière à mettre la bille (7) en pression sur le siège inférieur (5A) par l'intermédiaire du ressort de compression (17) disposé à l'intérieur de la partie inférieure du boîtier, dans l'encombrement de la borne de la batterie et annulairement à celle a, en ce que le support du siège inférieur (SA) est constitué d'un fourreau (1) épaulé intérieurement pour maintenir le siège (SA) en appui sur le dessus de la borne (2) de la batterie et épaulé extérieurement pour constituer l'appui supérieur du ressort (17) et la partie supérieure du guidage interne de coulissement dudit boîtier, en ce que le fourreau (1) est muni d'un collier de serrage (3) pour immobiliser le boîtier sur la borne (2). 7 - Coupe-circuit inertiel selon l'une des revendications 1 à 4 et 6, caractérisé en ce que le siège inférieur (SA) est inclu dans une rondelle épaulée (4) maintenue en appui sur le dessus de la borne (2), par le fourreau (1). 8 - Coupe-circuit inertiel selon la revendication 7, caractérisé en ce que le siège inférieur (SA) est constitué par la pièce (27) disposée concentriquement dans le fourreau (1). 9 - Coupe-circuit inertiel selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour les engins volants, le boîtier est fixé en dehors de la batterie, l'axe XX étant horizontal, la fixation est réalisée au moyen de pattes solidaires du boîtier qui comporte deux sièges (SA > 5B) sur deux tiges (9) disposées en opposition, l'une fixe, et l'autre mobile au moyen de la rondelle ressort (25). 10 - Coupe-circuit inertiel selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour assurer le repérage du sens du choc, en fonction du cadran dans lequel est sortie l'élément inertiel de coupure, on a disposé un revêtement annulaire à l'intérieur du boîtier, au droit de la zone de déplacement de la bille, en ce que ce revêtement présente des caractéristiques de fragilité au choc de façon à conserver une empreinte nette informant de la direction de l'impact.