Brevet FR3044646A1 — publié le 20170609

EMBALLAGE POUR BATTERIES DOMAINE TECHNIQUE Le domaine technique auquel se rapporte l'invention est celui des emballages pour dispositifs électroniques, en particulier pour batteries. ETAT DE LA TECHNIQUE Un emballage est un contenant destiné à assurer dans les meilleures conditions de sécurité, le stockage, la manutention et la conservation de produits. L'emballage de batteries est généralement effectué à l'aide d'une caisse, dite « caisse américaine ». Celle-ci est constituée d'une boîte de format parallélépipédique en carton ondulé qui comprend un fond, quatre faces latérales reliées entre elles et quatre rabats qui sont chacun solidaires d'une des faces latérales. Ces rabats permettent lorsqu'ils sont ouverts l'introduction de la batterie et lorsqu'ils sont rabattus ensemble dans un plan horizontal, la fermeture de la caisse. Lorsqu'on souhaite sortir une batterie de la caisse américaine, il est nécessaire de déplier les rabats et de soulever la batterie d'une hauteur correspondant au minimum à la hauteur des parois latérales. Or, cette opération de levage de la batterie peut s'avérer pénible lorsque la masse de la batterie est supérieure à 10 kg et qu'aucun moyen de levage n'est disponible ou, pour des masses plus faibles, lorsque l'opération de levage est répétée un grand nombre de fois par le même opérateur. En outre, la limite d'effort de levage préconisée est de 10 kg pour un homme et de 6 kg pour une femme. Ces valeurs limitent diminuent lorsque la fréquence des opérations de levage augmente. Par conséquent, on cherche un emballage de batteries permettant de sortir la batterie de son emballage sans avoir à la soulever entièrement au-dessus de cet emballage. RE SUME DE L'INVENTION A cet effet, l'invention propose un ensemble comprenant : a) un emballage comprenant deux demi-coques, chacune ayant la forme d'un prisme triangulaire, lequel prisme triangulaire présente deux bases triangulaires qui sont des triangles rectangles, les deux arêtes des demi-coques situées sur l'hypoténuse des triangles rectangles comprenant chacune au moins une portion formant saillie par rapport à l'hypoténuse et au moins une portion évidée par rapport à l'hypoténuse; les portions formant saillie et les portions évidées de l'une des demi-coques s'emboitant respectivement dans les portions évidées et les portions formant saillie de l'autre demi-coque; 3044646 2 b) au moins un dispositif électronique logé dans l'emballage. Selon un mode de réalisation, la forme de la portion évidée est le symétrique par rapport à l'axe formé par l'hypoténuse de la forme de la portion formant saillie. Selon un mode de réalisation, la forme de la portion évidée et la forme de la portion 5 formant saillie sont choisies parmi un demi-cercle, un rectangle, un triangle et une vague. Selon un mode de réalisation, les deux demi-coques sont identiques. Selon un mode de réalisation, une paroi de l'une des deux demi-coques présente un bosselage orienté vers l'intérieur de l'emballage comme moyen de calage du dispositif électronique à l'intérieur de l'emballage. 10 Selon un mode de réalisation, l'ensemble comprend une mousse comme moyen de calage du dispositif électronique à l'intérieur de l'emballage. Selon un mode de réalisation, l'emballage comprend au moins une cloison interne permettant de loger séparément au moins deux dispositifs électroniques. Selon un mode de réalisation, les deux demi-coques sont superposées et 15 - une paroi d'une face rectangulaire verticale de la demi-coque supérieure présente au moins une rainure; - la demi-coque inférieure présente au moins un ergot s'insérant dans ladite rainure permettant ainsi la fixation de la demi-coque supérieure par rapport à la demi-coque inférieure. Selon un mode de réalisation, l'une des arêtes d'une face rectangulaire de l'une des 20 demi-coques présente des portions en saillie qui s'emboitent dans des portions évidées situées sur une arête d'une face rectangulaire de l'autre demi-coque. Selon un mode de réalisation, le dispositif électronique a une masse supérieure ou égale à 10 kg. Selon un mode de réalisation, le dispositif électronique a une masse supérieure ou égale 25 à 12 kg. Selon un mode de réalisation, le dispositif électronique est un dispositif de production d'énergie électrique, tel qu'une batterie ou un condensateur. Selon un mode de réalisation, l'ensemble comprend en outre un dispositif complémentaire de maintien des deux demi-coques, tel qu'un film étirable, un cerclage, un 30 ruban adhésif armé, une grenouillère, une goupille ou une pince à ressort (clip). L'emballage selon l'invention présente les avantages suivants : - il permet de sortir la batterie de son emballage sans avoir à la soulever ; - il permet un accès à la fois à la face supérieure de la batterie et à au moins l'une de ses faces latérales. Ceci est intéressant dans le cas d'une batterie présentant sur l'une 3044646 3 de ses faces latérales, des bornes de sortie de courant ou un indicateur affichant au moins un paramètre lié à l'état de la batterie. DESCRIPTION DES FIGURES 5 La figure 1 représente un ensemble constitué d'un emballage et d'une batterie. L'emballage comprenant deux demi-coques. La figure 2a représente un mode de réalisation dans lequel les faces rectangulaires de la demi-coque inférieure présentent sur l'une de leurs arêtes des portions faisant saillie qui sont aptes à s'emboiter dans des portions évidées situées sur une arête d'une face rectangulaire de la 10 demi-coque supérieure. La figure 2b représente l'emballage résultant de l'emboitement des deux demi-coques. La figure 3 représente un mode de réalisation dans lequel les deux demi-coques sont maintenues par un dispositif optionnel de cerclage. La figure 4a représente un mode de réalisation dans lequel la portion évidée et la portion 15 faisant saillie ont une forme de demi-cercle. La figure 4b est une variante du mode de réalisation de la figure 4a. La figure 5 représente un mode de réalisation dans lequel la portion évidée et la portion faisant saillie ont une forme rectangulaire. La figure 6 représente un mode de réalisation dans lequel la portion évidée et la portion 20 faisant saillie ont une forme triangulaire. La figure 7a montre une augmentation de la surface de contact entre les deux demi-coques obtenue par augmentation de l'épaisseur des deux demi coques. La figure 7b montre une augmentation de la surface de contact entre les deux demi-coques obtenue par création d'un pli sur l'arête de chaque demi-coque. 25 La figure 8 représente une demi-coque munie de cloisons internes délimitant des compartiments, chaque compartiment étant dimensionné pour recevoir une seule batterie. La figure 9a représente une orientation correcte de deux emballages placés côte à côte. La figure 9b représente une orientation incorrecte de deux emballages placés côte à côte. 30 EXPOSE DE MODES DE REALISATION L'emballage est constitué de deux demi-coques. La figure 1 représente schématiquement ces deux demi-coques, l'une en position inférieure (2-1), l'autre en position supérieure (2-2). Chaque demi-coque présente la forme d'un prisme triangulaire dont les deux faces parallèles (3a1, 3b1, 3a2, 3b2), encore appelées bases, sont des triangles rectangles. La 3044646 4 forme particulière des arêtes (4a, 4b) situées sur les hypoténuses de ces triangles rectangles permet de maintenir la demi-coque supérieure sur la demi-coque inférieure. En effet, les deux arêtes des demi-coques situées sur l'hypoténuse de ces triangles rectangles présentent chacune au moins une portion faisant saillie et au moins une portion évidée. Les expressions « portion 5 faisant saillie » et « portion évidée » s'entendent par rapport au plan incliné formé par les deux hypoténuses des deux triangles rectangles. La figure 1 montre sur l'arête (4a) de la demi-coque inférieure une portion faisant saillie (5a) et une portion évidée (6a), l'ensemble de ces deux portions formant une vague. Cette forme particulière est présente sur les deux arêtes (4a, 4b) des deux faces parallèles de chaque demi-coque. La figure 1 montre également que les arêtes 10 de la demi-coque supérieure (2-2) situées sur l'hypoténuse de chaque base triangulaire présentent également au moins une portion faisant saillie (7a, 7b) et au moins une portion évidée (8a, 8b). Lors de la fermeture de l'emballage, la demi-coque supérieure (2-2) vient recouvrir la demi-coque inférieure (2-1) et la portion faisant saillie (5a) de la demi-coque inférieure vient s'emboiter dans la portion évidée (8a) de la demi-coque supérieure. De même, la portion évidée 15 (6a) de la demi-coque inférieure vient s'emboiter dans la portion faisant saillie (7a) de la demi-coque supérieure. Il se produit le même emboitement entre les bases triangulaires (3b 1, 3b2) situées en arrière de la figure 1. La forme spécifique des arêtes des deux demi-coques permet le maintien de la coque supérieure sur la coque inférieure. En particulier, cette forme permet de bloquer le déplacement de la demi-coque supérieure selon l'axe Y et dans la direction 20 Z-. Lors de l'étape de levage de l'emballage contenant la batterie, cette forme permet de transmettre l'effort vertical appliqué sur la demi-coque inférieure vers la demi-coque supérieure. L'emballage peut donc être manipulé et déplacé en assurant le maintien de la demi-coque supérieure sur la demi-coque inférieure. Le retrait de la demi-coque supérieure permet un accès aisé à la batterie (10) logée dans la coque inférieure. 25 Selon un mode de réalisation préféré représenté à la figure 2a, les faces rectangulaires de la demi-coque inférieure présentent sur l'une de leurs arêtes des portions en saillie (9-1, 9-2) qui s'emboitent dans des portions évidées situées sur une arête de la face rectangulaire de la demi-coque supérieure. Sur cette figure, les portions en saillie et les portions évidées ont la forme de créneaux mais il est entendu que d'autres formes sont envisageables, telles que la 30 forme triangulaire ou en demi-cercle. La Figure 2b représente l'emballage résultant de l'emboitement des deux demi-coques. Selon un mode de réalisation, la paroi de la face rectangulaire verticale de la demi-coque supérieure présente au moins une rainure creusée en direction de l'intérieur de l'emballage. La 3044646 5 demi-coque inférieure présente un ou plusieurs ergots s'insérant dans la rainure de la demi-coque supérieure. Ces deux modes de réalisation permettent d'empêcher le déplacement de la demi-coque supérieure selon l'axe X. Ainsi un blocage de la demi-coque supérieure dans les trois directions 5 de l'espace peut être obtenu. On peut en outre prévoir tel que représenté à la figure 3, un moyen de fixation supplémentaire (11-1, 11-2) de la demi-coque supérieure sur la demi-coque inférieure. Ce peut être un film étirable, un cerclage, un ruban adhésif armé, disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe X ou à l'axe Y. Ce peut être également un verrou mécanique tel qu'une grenouillère. Ce 10 peut être une goupille ou une pince à ressort (clip). La forme de la portion évidée et la forme de la portion faisant saillie ne sont pas limitées. Elles peuvent être quelconques ou être des formes géométriques simples, telles qu'un demi-cercle, un rectangle ou un triangle. Il faut néanmoins que la forme de la portion faisant saillie sur l'une des deux demi-coques soit identique à la forme de la portion évidée de l'autre 15 demi-coque pour permettre l'emboitement de la portion faisant saillie dans la portion évidée. Les modes de réalisation correspondant aux formes en demi-cercle, rectangulaires et triangulaires sont détaillés ci-après. La figure 4a représente l'une des deux bases triangulaires (3a) de la demi-coque inférieure (2-1). L'hypoténuse du triangle comprend une découpe en forme de demi-cercle (6a) 20 et une portion faisant saillie (5a) également en forme de demi-cercle. Les deux demi-cercles sont reliés par leurs tangentes respectives. Leurs diamètres identiques se situent sur l'hypoténuse du triangle. A et B désignent respectivement le diamètre des demi-cercles et la hauteur, par rapport à la paroi horizontale de la demi-coque inférieure, du centre du demi-cercle faisant saillie. 25 Selon une variante du mode de réalisation de la figure 4a, la portion évidée et la portion faisant saillie sont formées chacune par un arc de cercle prolongé par une portion de droite formant un angle de 45° par rapport à l'hypoténuse. Cette variante facilite l'assemblage des deux demi-coques. Elle est représentée schématiquement à la figure 4b. La portion évidée et la portion formant saillie peuvent aussi avoir une forme 30 rectangulaire (créneau). La figure 5 représente l'une des deux bases triangulaires de la demi-coque inférieure. L'hypoténuse du triangle comprend une découpe en forme de rectangle (6a) et une portion faisant saillie (5a) également en forme de rectangle. Les deux rectangles sont reliés par leurs côtés parallèles. La largeur et la longueur du rectangle formant la portion évidée sont identiques à celles du rectangle formant la portion formant saillie. La portion évidée 3044646 6 est le symétrique par rapport à l'hypoténuse de la portion formant saillie. A et B désignent respectivement la largeur et la longueur d'un rectangle. Ce mode de réalisation convient particulièrement aux matériaux d'emballage ne permettant pas une découpe arrondie de la base triangulaire. Tel est le cas des cartons en nid d'abeille. 5 La portion évidée et la portion formant saillie peuvent aussi avoir une forme triangulaire. La figure 6 représente l'une des deux bases triangulaires (3a) de la demi-coque inférieure (2-1). L'hypoténuse du triangle comprend une découpe en forme de triangle (6a) et une portion faisant saillie (5a) également en forme de triangle. Les deux triangles sont reliés par leurs côtés parallèles. Le triangle formant la portion évidée est identique au triangle formant la portion 10 formant saillie. Le triangle formant la portion évidée est le symétrique par rapport à l'hypoténuse du triangle formant la portion formant saillie. A désigne l'angle entre l'hypoténuse et l'arête commune aux deux triangles (5a, 6a). Il vaut 90° sur la figure 6, mais l'invention ne se limite pas à cette valeur particulière. B désigne la longueur de l'arête du triangle qui n'est ni l'arête commune aux deux triangles, ni l'arête située sur l'hypoténuse de la base rectangulaire. 15 Dans les trois exemples de formes décrites ci-dessus, l'homme du métier possède les connaissances lui permettant de déterminer les valeurs de A et B en fonction de la taille de l'emballage mais aussi de la résistance qu'il souhaiter donner à l'assemblage des deux demi-coques. Plus A et B sont élevées, plus l'assemblage des deux demi-coques est capable de résister à des efforts importants dans les directions des axes Y et Z. 20 Les faces des demi-coques (2-1, 2-2) présentant la portion formant saillie et la portion évidée doivent être dimensionnées de manière à supporter le poids de la coque supérieure et les contraintes maximales que l'emballage devra supporter. Pour ce faire, on peut augmenter l'épaisseur de la paroi des faces triangulaires (figure 7a), ou plier le bord de la paroi de la face triangulaire (figure 7b). Dans ces deux cas, la modification a pour objet d'augmenter la surface 25 de contact entre la demi-coque supérieure et la demi-coque supérieure. Selon un mode de réalisation préféré, l'emballage présente un moyen permettant de caler la batterie. En effet, il est connu que les vibrations ou les chocs auxquels est soumise une batterie au cours de son transport peuvent provoquer des dégradations ou des ruptures des composants de celle-ci. Ainsi, pour empêcher le déplacement de la batterie dans l'emballage et 30 pour la protéger contre les chocs, on peut prévoir un moyen de caler la batterie. Ce moyen de calage peut être une mousse en matière plastique ou peut être constitué par un bosselage orienté vers l'intérieur de l'emballage. L'épaisseur du bosselage est ajustée pour combler l'espace entre la paroi de la demi-coque et la paroi du conteneur de la batterie. 3044646 7 La figure 8 montre que la demi-coque inférieure peut être en outre munie de cloisons internes (12-1, 12-2) délimitant des compartiments, chaque compartiment étant dimensionné pour recevoir une seule batterie. L'emballage selon l'invention est de format parallélépipédique. Ce format se prête bien 5 à une disposition côte à côte de plusieurs emballages sur une même palette de transport, ainsi qu'à un empilement de plusieurs emballages (gerbage). Dans le cas d'une disposition côte à côte de plusieurs emballages sur une même palette de transport, on veillera à orienter les emballages de manière à ce que le mouvement de retrait de la demi-coque supérieure de l'un des emballages ne soit pas bloqué par la présence de l'emballage voisin, ceci afin de faciliter 10 l'accessibilité de la batterie par un opérateur. Sur la figure 9a, on peut noter que la paroi rectangulaire verticale (13) de la demi-coque supérieure de l'emballage placé à gauche (1-1) n'est pas en contact avec l'emballage de droite (1-2). Cette orientation est correcte. Au contraire, sur la figure 9b, la paroi rectangulaire (13) verticale de la demi-coque supérieure de l'emballage de gauche (1-1) est en contact avec l'emballage de droite (1-2), ce qui gêne 15 l'ouverture de la demi-coque supérieure. La nature du matériau de l'emballage n'est pas limitée. Il peut s'agir de plastique, par exemple thermoformé, de bois, de carton, de mousse de forte densité ou de résine. Le matériau doit être rigide. Cependant, une légère déformation correspondant à la mise en position des deux demi-coques et à leur maintien en forme est acceptable. 20 La masse de la batterie stockée dans l'emballage n'est pas limitée à une gamme en particulier, mais c'est dans le cas où celle-ci est supérieure ou égale à 6 kg, de préférence supérieure ou égale à 10 kg, de préférence encore supérieure ou égale à 12 kg, que l'emballage selon l'invention présente le plus grand intérêt car il réduit les efforts physiques impliqués au cours des opérations de manutention. 25 Les avantages liés à la forme de l'emballage en deux demi-coques sont les suivants : en plus d'avoir accès à la face supérieure de la batterie, un opérateur a accès à au moins une de ses faces latérales, alors qu'un emballage utilisant une caisse américaine ne donne accès qu'à la face supérieure de la batterie. L'emballage selon l'invention donne également partiellement accès à deux autres faces latérales comme le montre la figure 2 ; 30 le retrait de la batterie hors de son emballage ne se fait plus par soulèvement mais par glissement sur la demi-coque inférieure ; l'estimation du degré d'autodécharge d'une batterie ainsi que le contrôle de son état de charge sont des opérations fréquemment effectuées durant la période de stockage d'une 3044646 8 batterie. Grâce à l'invention, ces opérations peuvent être effectuées sans avoir à sortir la batterie de son emballage ; - le mouvement de retrait de la demi-coque supérieure peut s'effectuer dans une direction verticale montante, comme dans une direction horizontale. Ainsi un opérateur a le 5 choix de la direction dans laquelle il effectue le retrait de la coque supérieure. Le choix de cette direction peut être dicté par l'espace dont il dispose autour de l'emballage. - les deux demi-coques sont généralement identiques, ce qui facilite la gestion des stocks car il n'existe qu'une seule référence de pièce à prendre en considération. 10 Enfin, l'emballage selon l'invention répond au besoin de conditionnement dans les zones dépourvues de moyens de manutention. L'emballage est destiné à recevoir de préférence au moins une batterie qui peut être de type plomb-acide, nickel-cadmium, nickel-hydrure métallique, lithium-ion, lithium, lithium-primaire. Cependant, l'invention n'est pas limitée aux batteries. Elle convient aussi à d'autres 15 sources de production d'énergie électrique, tels que les condensateurs. Elle convient aussi à tout dispositif électronique contenant des constituants sensibles aux chocs ou aux vibrations. Les batteries stockées dans l'emballage peuvent être utilisées dans les secteurs de l'aéronautique, de l'automobile, des télécommunications, de l'éclairage de secours, dans le domaine du transport ferroviaire. 20 REVENDICATIONS1 Ensemble (1) comprenant : a) un emballage comprenant deux demi-coques (2-1, 2-2), chacune ayant la forme d'un prisme triangulaire, lequel prisme triangulaire présente deux bases triangulaires (3a1, 3b1) qui sont des triangles rectangles, les deux arêtes des demi-coques situées sur l'hypoténuse des triangles rectangles comprenant chacune au moins une portion formant saillie (5a) par rapport à l'hypoténuse et au moins une portion évidée (6a) par rapport à l'hypoténuse; les portions formant saillie (5a) et les portions évidées (6a) de l'une des demi-coques (2-1) s'emboitant respectivement dans les portions évidées (8a) et les portions formant saillie (7a) de l'autre demi-coque (2-2); b) au moins un dispositif électronique (10) logé dans l'emballage. 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel la forme de la portion évidée est le symétrique par rapport à l'axe formé par l'hypoténuse de la forme de la portion formant saillie. 3. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la forme de la portion évidée et la forme de la portion formant saillie sont choisies parmi un demi-cercle, un rectangle, un triangle et une vague. 4. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les deux demi- coques sont identiques. 5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une paroi de l'une des deux demi-coques présente un bosselage orienté vers l'intérieur de l'emballage comme moyen de calage du dispositif électronique à l'intérieur de l'emballage. 6. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, comprenant une mousse comme moyen de calage du dispositif électronique à l'intérieur de l'emballage. 3044646 10 7. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'emballage comprend au moins une cloison interne (12-1, 12-2) permettant de loger séparément au moins deux dispositifs électroniques. 5 8. Ensemble selon la revendication 7, dans lequel les deux demi-coques sont superposées et - une paroi d'une face rectangulaire verticale de la demi-coque supérieure présente au moins une rainure; - la demi-coque inférieure présente au moins un ergot s'insérant dans ladite 10 rainure permettant ainsi la fixation de la demi-coque supérieure par rapport à la demi-coque inférieure. 9. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'une des arêtes d'une face rectangulaire de l'une des demi-coques présente des portions en saillie (9-1, 15 9-2) qui s'emboitent dans des portions évidées situées sur une arête d'une face rectangulaire de l'autre demi-coque. 10. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif électronique a une masse supérieure ou égale à 10 kg. 20 11. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif électronique a une masse supérieure ou égale à 12 kg. 12. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif 25 électronique est un dispositif de production d'énergie électrique, tel qu'une batterie ou un condensateur. 13. Ensemble selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre un dispositif complémentaire de maintien des deux demi-coques, tel qu'un film étirable, un 30 cerclage, un ruban adhésif armé, une grenouillère, une goupille ou une pince à ressort (clip).