INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En ce qui concerne la charge, comme option, étant au moins de la silice, il est possible d’utiliser un ou plusieurs types de silice, ou toute combinaison de silice(s), dans n'importe quel mode de réalisation décrit ici. La silice peut comporter ou être de la silice précipitée, de la silice fumée, du gel de silice et/ou de la silice colloïdale. La silice peut être ou comporter de la silice non traitée et/ou de la silice traitée chimiquement. La silice peut être adaptée pour un renforcement de composites élastomères et peut être caractérisée par une surface de Brunaur Emmett Teller (BET, telle que déterminée par adsorption d'azote BET multipoint, ASTM D1993) d'environ 20 m 2 /g à environ 450 m 2 /g ; d’environ 30 m 2 /g à environ 450 m 2 /g ; d’environ 30 m 2 /g à environ 400 m 2 /g ; ou d'environ 60 m 2 /g à environ 250 m 2 /g, d'environ 60 m 2 /g à environ 250 m 2 /g, d'environ 80 m 2 /g à environ 200 m 2 /g. La silice peut avoir un STSA allant d'environ 80 m 2 /g à 250 m 2 /g, comme d'environ 80 m 2 /g à 200 m 2 /g ou de 90 m 2 /g à 200 m 2 /g, de 80 m 2 /g à 175 m 2 /g, ou de 80 m 2 /g à 150 m 2 /g. De la silice précipitée hautement dispersible peut être utilisée comme charge dans les présents procédés. De la silice précipitée hautement dispersible (« HDS »), signifie toute silice ayant une capacité substantielle à se désagglomérer et à se disperser dans une matrice élastomère. De telles déterminations de dispersion peuvent être observées de manière connue par microscopie électronique ou optique sur des sections minces de composite élastomère. Des exemples de qualités commerciales de HDS comportent la silice Perkasil® GT 3000GRAN de WR Grace & Co, la silice Ultrasil® 7000 d'Evonik Industries, les silices Zeosil® 1165 MP, 1115 MP, Premium et 1200 MP de Solvay SA, la silice Hi-Sil® EZ 160G de PPG Industries, Inc., et la silice Zeopol® 8741 ou 8745 d'Evonik Industries. De la silice habituelle précipitée non-HDS peut également être utilisée. Des exemples de qualités commerciales de silice précipitée conventionnelle comprennent la silice Perkasil® KS 408 de WR Grace & Co, la silice Zeosil® 175GR de Solvay SA, la silice Ultrasil® VN3 d'Evonik Industries et la silice Hi-Sil® 243 de PPG Industries, Inc. De la silice précipitée avec des agents de couplage au silane fixés en surface peut également être utilisée. Des exemples de qualités commerciales de silice précipitée traitée chimiquement comprennent la silice Agilon® 400, 454 ou 458 de PPG Industries, Inc., et les silices Coupsil d'Evonik Industries, par exemple la silice Coupsil® 6109.
Alors que la quantité de liquide dans la charge telle que décrite ci-dessus peut s'appliquer également à la silice, comme exemple plus particulier, lorsque la silice est utilisée comme charge humide en partie ou en totalité comme la charge humide, la silice peut avoir un liquide présent en une quantité de d'environ 25 % en poids à environ 75 % en poids, par exemple d'environ 30 % à environ 75 %, d'environ 40 % à environ 75 %, d'environ 45 % à environ 75 %, d'environ 50 % à environ 75 % , d'environ 30 % à environ 70 %, d'environ 40 % à environ 70 %, d'environ 45 % à environ 70 %, d'environ 50 % à environ 70 %, d'environ 30 % à environ 65 %, d'environ 40 % à environ 65 %, d'environ 45 % à environ 65 %, d'environ 50 % à environ 65 %, d'environ 30 % à environ 60 % en poids, d'environ 40 % à environ 60 %, d'environ 45 % à environ 60 %, ou d'environ 50 % à environ 60 % en poids, sur la base du poids de la charge humide totale ou sur la base du poids de la seule silice humide présente.
Typiquement, la silice (par exemple, des particules de silice) a une teneur en silice d'au moins 20 % en poids, d’au moins 25 % en poids, d’au moins 30 % en poids, d’au moins 35 % en poids, d’au moins 40 % en poids, d’au moins 50 % en poids, d’au moins 60 % en poids, d’au moins 70 % en poids, d’au moins 80 % en poids, d’au moins 90 % en poids, ou de presque 100 % en poids ou de 100 % en poids, ou d'environ 20 % en poids à environ 100 % en poids, toutes basées sur le poids total de la particule. L'une quelconque de la ou des silices peut être fonctionnalisée chimiquement, de manière à avoir des groupes chimiques attachés ou adsorbés, tels que des groupes organiques attachés ou adsorbés. Toute combinaison de silice(s) peut être utilisée. La silice peut être en partie ou entièrement une silice ayant une surface hydrophobe, qui peut être une silice hydrophobe ou une silice devenant hydrophobe en rendant la surface de la silice hydrophobe par traitement (par exemple, traitement chimique). La surface hydrophobe peut être obtenue en modifiant chimiquement la particule de silice avec des silanes hydrophobisants sans groupe ionique, par exemple le bis-triéthoxysilylpropyltétrasulfure. Des particules de silice hydrophobes traitées en surface adaptées pour être utilisées ici peuvent être obtenues auprès de sources commerciales, telles que la silice Agilon® 454 et la silice Agilon® 400, auprès de PPG Industries. De la silice ayant une faible densité de silanol de surface, par exemple, de la silice obtenue par déshydroxylation à des températures supérieures à 150°C via, par exemple, un processus de calcination, peut être utilisée ici. Une forme intermédiaire de silice obtenue à partir d'un processus de précipitation sous forme de comprimé ou de pâte, sans séchage (une silice jamais séchée) peut être ajoutée directement dans un mélangeur en tant que charge humide, en éliminant ainsi un séchage complexe et d'autres étapes de traitement en aval utilisées lors de la fabrication habituelle de silices précipitées.
Dans tout mode de réalisation et dans toute étape, un agent de couplage peut être introduit dans l'une quelconque des étapes (ou dans de multiples étapes ou emplacements) tant que l'agent de couplage a une possibilité d’être disperser dans le composite. L'agent de couplage peut être ou comporter un ou plusieurs agents de couplage au silane, un ou plusieurs agents de couplage au zirconate, un ou plusieurs agents de couplage au titanate, un ou plusieurs agents de couplage nitroe, ou toute combinaison de ceux-ci. L'agent de couplage peut être ou comporter du bis(3-triéthoxysilylpropyl)tétrasulfane (par exemple, Si 69 d'Evonik Industries, Struktol SCA98 de Struktol Company), du bis(3-triéthoxysilylpropyl)disulfane (par exemple, Si 75 et Si 266 d'Evonik Industries, Struktol SCA985 de Struktol Company), du 3-thiocyanatopropyl-triéthoxysilane (par exemple, Si 264 d'Evonik Industries), du gamma-mercaptopropyl-triméthoxysilane (par exemple, VP Si 163 d'Evonik Industries, Struktol SCA989 de Struktol Company), du gamma-mercaptopropyl-triéthoxysilane (par exemple, VP Si 263 d'Evonik Industries), du dinéoalcanolatodi(3-mercapto)propionato-O,N,N'-bis(2-méthyl-2-nitropropyl)-1,6-diaminohexane de zirconium, du S-(3-(triéthoxysilyl)propyl)octanéthioate (par exemple, agent de couplage NXT de Momentive, Friendly, WV), et/ou des agents de couplage qui sont chimiquement similaires ou qui ont les un ou plusieurs des mêmes groupes chimiques. Des exemples spécifiques supplémentaires d'agents de couplage, par des noms commerciaux, comprennent, mais sans s'y limiter, VP Si 363 d'Evonik Industries, et les silanes NXT Z et NXT Z-50 de Momentive. Les agents de couplage décrits ici pourraient être utilisés pour fournir une modification de surface hydrophobe de silice (silice précouplée ou prétraitée) avant de les utiliser dans l'un quelconque des processus décrits ici. Il faut noter que toute combinaison d'élastomères, d'additifs et de composite supplémentaire peut être ajoutée au composite élastomère, par exemple dans un dispositif de composition.
D'autres charges sont décrites dans la demande de brevet US Publiée No. 2018/0 282 523 et le brevet européen No. 2 423 253 B1, dont les descriptions sont incorporées ici à titre de référence.
Types d’élastomère solide
L'élastomère solide peut être ou comprendre des élastomères et/ou des caoutchoucs naturels et/ou synthétiques. Des types d'élastomère comprennent des caoutchoucs naturels (NR), des caoutchoucs de styrène-butadiène (SBR), des caoutchoucs de polybutadiène (BR) et de polyisoprène (IR), du caoutchouc d’éthylène-propylène (par exemple, EPDM), des élastomères à base d'isobutylène (par exemple, du caoutchouc de butyle), du caoutchouc de polychloroprène (CR), des caoutchoucs de nitrile (NBR), des caoutchoucs de nitrile hydrogénés (HNBR), des caoutchoucs de polysulfure, des élastomères de polyacrylate, des fluoroélastomères, des perfluoroélastomères et des élastomères de silicone.
Grâce au traitement thermique de la pièce 14, la microstructure de l’alliage de titane est modifiée pour créer un fort taux surfacique de nodules et des aiguilles de fortes épaisseurs ou une microstructure équiaxe. Ceci permet de diminuer la quantité de phase bêta. Ainsi, malgré une attaque préférentielle de la phase alpha lors du traitement de surface par décapage chimique, la quantité de phase bêta se trouvant en relief de faible largeur et sans phase alpha environnante est fortement diminuée à l’issue de ce décapage. Par conséquent, la quantité de poudre générée à la surface de la pièce 14 est fortement réduite par rapport à une pièce de l’art antérieur. En effet, un taux de poudre de seulement 1,8% est généré à la surface de la pièce 14 après le décapage chimique selon le procédé de l’invention tandis qu’un taux de poudre de 22% est généré à la surface de la pièce de l’art antérieur, c’est-à-dire sans traitement thermique préalable.
Grâce à l’invention, aucune étape supplémentaire de rinçage aux ultrasons n’est nécessaire après le décapage chimique de la pièce 14 et préalablement au collage de la pièce 14. Ceci permet de réduire le temps de fabrication de la pièce de 90% par rapport à un procédé de fabrication impliquant une étape de rinçage aux ultrasons. Le coût de fabrication de la pièce 14 est également fortement réduit puisqu’aucune cuve à ultrasons n’est nécessaire.
Une pièce témoin en alliage de titane et présentant une microstructure de type duplex non conforme à l’invention a été réalisée et soumise directement à un décapage chimique dans un bain alcalin à base d’hydroxyde de sodium en solution aqueuse à une concentration volumique de 85% pendant 16 min à 90°C.
En parallèle, une pièce en alliage de titane et présentant une microstructure de type duplex non conforme à l’invention a été réalisée et soumise au traitement thermique comprenant les étapes de chauffage de la pièce à 930°C dans un four pendant une durée de 1h, puis de refroidissement de la pièce à une vitesse de 0.5°C/min.
La pièce a été ensuite soumise à un décapage chimique dans un bain alcalin à base d’hydroxyde de sodium en solution à une concentration massique de 85%, pendant 16 min à 90°C.
Un échantillon de chaque pièce a ensuite été préparé et une observation au microscope électronique à balayage a été réalisée.
Les images de la pièce témoin sont présentées sur les figures 4a, 4b et les images de la pièce selon l’invention sont présentées sur les figures 4c, 4d. La pièce selon l’invention présentée sur les figures 4c, 4d présentent une microstructure équiaxe grâce au traitement thermique de l’invention.
Un essai adhésif a également été réalisé sur chaque pièce par application d’un ruban adhésif normalisé NITTO. Le ruban adhésif est appliqué manuellement puis une pression est appliquée sur le ruban. Après une durée d’environ 2 min, le retrait du ruban est réalisé par pelage avec un angle de 60°. Une observation au microscope électronique à balayage de chaque scotch a été réalisée. L’image du scotch témoin est présentée sur la et l’ image du scotch de la pièce selon l’invention est présentée sur la .
Comme visible, le taux de phase bêta fragile est important sur les figures 4a, 4b comparé aux figures 4c, 4d. Le traitement thermique permet de diminuer significativement le taux de phase bêta fragile après le décapage chimique.
Ceci résulte en une diminution importante du taux de poudre généré. Comme visible sur la le taux surfacique de poudre est de 22% alors que sur la le taux de poudre n’est que de 1,8%.
Le traitement thermique conduit donc à une microstructure de l’alliage qui permet de diviser par 12 le taux surfacique de poudre après le décapage chimique autorisant un collage de la pièce sans étape préalable de rinçage. Le temps de fabrication de la pièce est alors réduit de 90%.
Alliage à bas coefficient de dilatation thermique et résistance mécanique élevée La présente invention concerne les alliages à base de fer, en particulier les alliages Fe-Ni, ayant un bas coefficient de dilatation thermique isobare pour des températures jusqu’à environ 200°C. On se réfère communément au coefficient d’expansion thermique (CET).
Les alliages Fe-Ni de composition en général du type 64Fe-36Ni ayant de faibles coefficients de dilatation thermique pour des températures jusqu’à environ 200°C sont déjà connus de l’art antérieur. Ils sont en général commercialisés sous la dénomination INVAR® 36. Toutefois il serait intéressant d’améliorer la résistance mécanique et la dureté d’un tel alliage tout en maintenant un coefficient de dilatation ou d’expansion thermique (CET) le plus bas possible et en permettant leur mise en œuvre par fabrication additive.
Il est déjà connu d’améliorer la résistance mécanique de l’INVAR® 36 par renforcement de l'alliage par la précipitation de multiples carbures et par une forte déformation, en particulier à froid.
C’est ainsi le cas de la demande de brevet WO03025239 qui propose un renforcement par carbures de Ti, Nb, V, Mo, Hf et Ta et la production d'un fil très fortement déformé à froid. Les auteurs obtiennent ainsi une résistance à la rupture en traction Rm jusqu'à 1300MPa pour un CET à 3,7 10 -6 /°C entre 20 et 230°C. Toutefois les alliages ainsi obtenus ne peuvent pas être mis en œuvre par fabrication additive car leur teneur en carbone est trop élevée et la présence de carbures gène ainsi ladite fabrication additive.
C’est également le cas de la demande RU2568541 qui propose également un renforcement par carbures de Nb, Ti, V, Mo, W, Zr en forte quantité. Les auteurs obtiennent ainsi une résistance à la rupture en traction Rm jusqu'à 1900MPa pour un CET -6 /°C entre -196 et 327°C après forgeage et traitement thermique. Toutefois les alliages ainsi obtenus ne peuvent pas être mis en œuvre par fabrication additive en raison de la présence de cobalt, qu’il est souhaitable d’éliminer dans la poudre pour des raisons de santé et sécurité, en une teneur d’au plus 0,5% en poids.
Selon une variante, le dispositif de sécurité comporte une membrane de filtrage de l’air contre l’intrusion de corps étrangers depuis l’extérieur du bac.
Selon une variante, la batterie comporte en outre un dispositif de refroidissement des cellules à plaques d’échange thermiques.
L’invention concerne un dispositif de sécurité d’un évent prévu pour une batterie, le dispositif de sécurité comportant un conduit prévu pour le passage de l’air et en outre un filtre à charbon actif monté à l’intérieur du conduit.
On envisage en outre un véhicule automobile électrifié comportant une machine électrique de traction alimentée par une batterie de traction selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents.
Grâce à l’invention, on garantit le filtrage des corps étrangers et l’absorption d’humidité avant l’entrée de l’air dans le bac des cellules électrochimiques. L’utilisation d’une cartouche de charbon couvrant l’accès de l’évent facilite sa pose et sa maintenance sans avoir à accéder aux cellules de batterie ou aux plaques de refroidissement.
représente un évent d’un bac de batterie conformément à l’invention comportant une cartouche de filtre à charbon actif.
En , on a représenté schématiquement une batterie selon l’invention et plus précisément un schéma en coupe de la zone d’un évent du bac 1 de batterie muni d’un dispositif de sécurité 2 assurant l’absorption de l’humidité. La batterie peut comprendre un ou plusieurs évents 2 comme représenté en répartis en plusieurs zones du bac 1.
Le bac hermétique 1 peut être appelé aussi caisson ou carter, et il héberge l’ensemble des cellules de stockage d’énergie de la batterie, non représentées en . Le bac 1 comporte des parois de protection rigides, généralement en forme de plan. Il sert en particulier pour la protection contre les chocs, les vibrations et les corps étrangers. Le bac 1 peut loger les cellules et le système de refroidissement des cellules. Dans cet exemple préférentiel, le système de refroidissement est un système à circuit hydraulique et comporte des échangeurs thermiques permettant de transférer les calories thermiques. D’autres types de système de refroidissement sont toutefois envisageables.
Dans la présente description de l’invention, la batterie est un dispositif de stockage d’énergie électrique. Pour une utilisation automobile électrifiée, c’est à dire à motorisation électrique (100 % électrique ou hybride), la tension de la batterie de traction peut être de type 48V ou supérieure, de type 400 volts selon le mode de réalisation préférentielle (comprise entre 350 volts et 450 volts), de type 800 volts (comprise entre 700 volts et 900 volts), ou voire plus.
Le terme cellule électrochimique ou cellule de stockage d’énergie désigne tout type de chimie permettant le stockage d’énergie électrique, par exemple de type Lithium-ion, Ni-mh, Lithium-Fer-Phosphate, plomb ou bien encore pile à combustible.
L’évent 8 comporte un dispositif de sécurité 2 dont la fonction est d’assurer la respiration des cellules et d’empêcher l’intrusion de corps étrangers à l’intérieur du bac 1. L’évent 8 est un orifice traversant la paroi du bac 1. Le dispositif de sécurité 2 est un dispositif à membrane permettant de filtrer les éléments extérieurs lors de l’entrée d’air ambiant.
L’évent 8 peut être tout dispositif assurant la respiration des cellules lors du fonctionnement normal de la batterie pour compenser les faibles variations de pression interne du fait de la montée en température et de déformation des enveloppes des cellules. Le dispositif de sécurité 2 peut être tout moyen dont la fonction est de filtrer les corps étrangers pour empêcher leur intrusion à l’intérieur du bac.
Le dispositif de sécurité 2 est monté en vissage traversant la paroi du bac 1. A cet effet, il comporte un filetage 7 externe sur sa longueur permettant son vissage à travers la paroi du bac 1. Il comporte un conduit interne 6 de forme longitudinale ayant un accès 4 à l’extérieur du bac 1, sur la partie supérieure en , et un accès 5 à l’intérieur du bac 1, sur la partie inférieure. Le conduit 6 sert au passage de l’air de respiration pour son entrée et sa sortie entre l’extérieur et l’intérieur du bac 1. La totalité de l’air de respiration nécessaire au fonctionnement normal et sécuritaire de la batterie à l’intérieur du bac 1 doit passer à travers le conduit 6 d’un dispositif de sécurité 2.
En outre, le dispositif de sécurité 2 comporte un filtre à charbon actif 3 assurant l’absorption de l’humidité lors du passage de l’air. Le filtre à charbon actif 3 comporte des éléments internes 10 à micropores assurant le filtrage de l’air. Le filtre à charbon actif 3 est agencé pour filtrer la totalité de l’air de respiration nécessaire pour le fonctionnement normal et sécuritaire de la batterie. On entend par normal et sécuritaire le fait que le dispositif de sécurité 2 permet la respiration des cellules en fonctionnement de charge et décharge de la batterie et empêche l’intrusion d’humidité et de corps étranger.
Selon un mode de réalisation préférentiel, le filtre à charbon actif 3 est logé à l’intérieur du bac 1 et recouvre l’accès 5. La totalité de la périphérie de l’accès 5 est recouvert par le filtre à charbon actif 3 de manière que, lors de son passage, en entrée d’air ou en sortie d’air, l’humidité de la totalité de l’air passant est filtrée. Le filtre 3 est monté et est fixé par une surface d’appui supérieure en périphérie de l’accès 5 sur la paroi du bac 1. Le filtre 3 est fixé par collage par exemple. En variante, le filtre 3 pourrait être visé sur la bordure de l’extrémité du conduit 6.
Déclaration 4. L'embrayage selon la déclaration 2 ou 3, comprenant en outre une porte située à une jonction de la partie hélicoïdale du chemin de guidage et de la boucle circonférentielle.
Déclaration 5. L'embrayage selon les déclarations 1 à 4, dans lequel le chemin de guidage comprend une rainure définie à l'intérieur du guide anti-rotation et dans lequel le suiveur comprend une bille fixée à l'extérieur de l'armature supérieure qui se déplace le long de la rainure.
Déclaration 6. L'embrayage selon les déclarations 1 à 5, dans lequel le mécanisme d'entraînement entre l'arbre d'entrée et l'armature supérieure comprend une vis à billes.
Déclaration 7. L'embrayage selon les déclarations 1 à 6, comprenant en outre un ou plusieurs ressorts parmi le groupe constitué de : un premier ressort qui sollicite l'armature supérieure et l'armature inférieure en les écartant axialement, un deuxième ressort qui sollicite l'armature inférieure vers l'armature supérieure lorsque les deux armatures sont engagées, un troisième ressort qui sollicite le suiveur pour qu'il reste dans la boucle circonférentielle, et un quatrième ressort qui sollicite le guide anti-rotation pour déplacer le suiveur depuis la boucle circonférentielle jusqu'à la partie hélicoïdale.
Déclaration 8. Un système d'actionnement pour un outil, comprenant : un arbre d'entrée ; un moteur couplé à l'arbre d'entrée pour entraîner la rotation de l'arbre d'entrée ; une armature supérieure ayant une structure d'engagement supérieure ; un mécanisme d'entraînement pour faire avancer axialement l'armature supérieure en réponse à la rotation entre l'arbre d'entrée et l'armature supérieure ; un guide anti-rotation avec un chemin de guidage et un suiveur mobile le long du chemin de guidage pour guider le mouvement relatif entre l'armature supérieure et le guide anti-rotation, le chemin de guidage comprenant une partie s'étendant axialement et se terminant par une boucle circonférentielle ; une armature inférieure ayant une structure d'engagement inférieure pouvant être engagée axialement par la structure d'engagement supérieure afin de transférer le couple depuis l'armature supérieure vers l'armature inférieure lorsqu'elle est engagée ; et un arbre de sortie couplé à l'armature inférieure.
Déclaration 9. Le système d'actionnement selon la déclaration 8, comprenant en outre : un dispositif de fond de puits couplé à l'arbre de sortie, dans lequel la rotation de l'arbre de sortie fait fonctionner le dispositif de fond de puits.
Déclaration 10. Le système de contrôle de débit selon la déclaration 9, dans lequel le dispositif de fond de puits comprend une vanne de sécurité de fond (SSSV) et la rotation de l'arbre de sortie ferme ou ouvre la SSSV.
Déclaration 11. Le système d'actionnement selon la déclaration 8 ou 9, comprenant en outre un frein pouvant être engagé avec l'arbre d'entrée pour résister à la rotation de l'arbre d'entrée lorsque le moteur est éteint.
Déclaration 12. Le système d'actionnement selon les déclarations 8 à 10, dans lequel l'arbre d'entrée est disposé de manière rotative à l'intérieur d'une extension d'armature et le guide anti-rotation est disposé autour de l'extension d'armature.
Déclaration 13. Le système d'actionnement selon la déclaration 12, dans lequel la partie s'étendant axialement du chemin de guidage comprend une partie hélicoïdale se terminant par la boucle circonférentielle, de sorte que l'armature supérieure tourne par rapport au guide anti-rotation et avance axialement tout en suivant la partie hélicoïdale.
Déclaration 14. Le système d'actionnement selon la déclaration 13, dans lequel le chemin de guidage comprend une rainure définie à l'intérieur du guide anti-rotation et dans lequel le suiveur est fixé à l'extérieur de l'armature supérieure pour suivre la rainure définie à l'intérieur du guide anti-rotation.