WO2011083219A1 - Dispositif de fixation d'une batterie electrique a un chassis d'un vehicule automobile - Google Patents

Dispositif de fixation d'une batterie electrique a un chassis d'un vehicule automobile Download PDF

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    • Y10T29/53796—Puller or pusher means, contained force multiplying operator

Definitions

  • the present invention relates to a method of fixing a battery on a motor vehicle and to a method of removing the battery of the motor vehicle. It also relates to a chassis of a motor vehicle having means suitable for implementing the methods. It also relates to an electric battery having means suitable for implementing the process method. It also relates to a device having means suitable for implementing the methods. Finally, it relates to an assembly, such as a motor vehicle, comprising such a chassis and / or such an electric battery. It also relates to a tool for mounting an electric battery on a chassis and a dismantling tool for an electric battery of a chassis. Some motor vehicles, such as electric or hybrid vehicles, include a battery pack for an electric drive motor.
  • Document JP 2000 85375 discloses a device for attaching an electric power supply battery for a drive motor of an electric vehicle to a chassis of this electric vehicle.
  • WO2008 / 128991 discloses a system for fixing a battene of a motor vehicle, comprising a quarter-turn fastening means on the battery which comprises a lock to be positioned in a hole of the vehicle and then turned by a quarter turn to secure the battery on the vehicle.
  • the object of the invention is to provide a method of fixing a battery on a vehicle and a method of removing the vehicle battery that are compatible with the constraints mentioned above.
  • the invention provides a simple method of fixing / removal, reliable and robust for disassembly and reassembly easy and fast battery.
  • the device for fixing a removable electric battery to a chassis of a motor vehicle is characterized in that it comprises a first quarter-turn fixing means intended to be integral with the chassis of the motor vehicle and a second quarter-turn fixing means intended to be integral with the electric battery, the first and second quarter-turn fastening means being intended to cooperate to secure the electric battery to the chassis of the motor vehicle.
  • the first fixing means may comprise a shaft intended to be integral with the chassis of the motor vehicle, in particular a shaft comprising flats and / or notches.
  • This feature makes it possible to carry the clutch function of the battery essentially by the vehicle, which reduces the cost of battery manufacturing, at the expense of a small increase in the cost of manufacturing the vehicle, however preferable for a manufacturer of electric vehicles when the batteries of these vehicles are also managed by him.
  • the first fixing means may comprise a force recovery means.
  • This means of recovery forces can lock an electric battery, several hundred kilograms, on an electric vehicle, without it being lifted or the user does not feel a significant jolt, when the battery is positioned under the vehicle for locking. Indeed a very important tension must be exerted on the chassis of the vehicle in order to be able to lock the battery.
  • the second fixing means may comprise a locking element intended to be mounted rotatably with respect to the battery and intended to cooperate with the first fixing means.
  • the locking member may comprise an elongate opening, for example rectangular or oblong.
  • the locking element can be rotatably mounted on a bell intended to be secured to the battery.
  • the first fixing means and / or the second fixing means may comprise an elastic means intended to exert a force recalling the first and second fixing means and / or the frame and the battery in a relative rest position.
  • This elastic means consists for example of rubber studs, cheaper than the use of "Belleville" washers.
  • the chassis of a motor vehicle is characterized in that it comprises a first quarter-turn fastening means intended to cooperate with a second quarter-turn fastening means provided on an electric battery for fixing the electric battery to the chassis of the motor vehicle.
  • the first fixing means may comprise a shaft integral with the chassis of the motor vehicle.
  • the first fixing means may comprise an elastic means intended to exert a force recalling the first and second fixing means and / or the frame and the battery in a relative position of rest.
  • the electric power supply battery of an electric motor drive motor vehicle is characterized in that it comprises a second quarter-turn fastening means for cooperating with a first quarter fixing means turn to attach the electric battery to the chassis of the motor vehicle.
  • the second fixing means may comprise a locking element mounted to rotate with respect to the battery and intended to cooperate with the first fixing means.
  • the locking element can be rotatably mounted on a bell integral with the battery.
  • the second fixing means may comprise an elastic means for exerting a force recalling the first and second fixing means and / or the frame and the battery in a relative position of rest.
  • the method of removing an electric battery from a chassis of a motor vehicle is characterized in that it comprises the following steps:
  • the method of fixing an electric battery to a chassis of a motor vehicle is characterized in that it comprises the following steps:
  • the assembly in particular a motor vehicle and in particular an electric motor vehicle, comprises an electric battery defined above and a previously defined chassis.
  • the tool for attaching and / or removing an electric battery defined above relative to a previously defined chassis is characterized in that it comprises means for applying a force approximation force to the battery electrical and chassis and / or a means of moving a locking element and / or a means of recovery of the force of approximation of the electric battery and the frame.
  • the electric battery, the frame, the methods, the assembly and the fixing tool according to the invention have advantages similar to those of the device according to the invention as presented above.
  • the appended drawing represents, by way of example, one embodiment of a removal method according to the invention and means, in particular a removable fixing device, an electric battery, a motor vehicle chassis, enabling implement such a method.
  • Figures 1, 3, 4, 6, 7, 8, 9 and 10 are schematic views illustrating the main steps of an embodiment of the dispensing method according to the invention.
  • Figures 2 and 5 are cross-sectional views of a fastening device according to the invention.
  • Figure 1 1 is a longitudinal sectional view of a first battery carrier variant.
  • Figure 12 is a top view of a battery according to the invention.
  • Figure 13 is a top view of a bell and a locking member of a battery according to the first variant.
  • Figures 14 and 15 are longitudinal sectional views of a second alternative battery carrier, in two different configurations.
  • Figures 16 and 17 are side views of a shaft used in the fixing device according to the invention.
  • elastic means means any means elastically deforming under the effect of a force.
  • quarter-turn fastening is meant any fastening means of which two parts can be removably assembled by a first action of translation of one of the parts relative to the other, then by a rotation action of the one of the parts relative to the other, preferably a quarter-turn rotation.
  • the rotation action may nevertheless have an amplitude other than a quarter turn, in particular a half-turn or three-quarter turn.
  • At least substantially quarter turn means “a quarter turn” or “substantially a quarter turn”.
  • the motor vehicle 100 mainly comprises a chassis 2 and an electric battery support 6 (not shown), in particular an electric power supply battery.
  • a driving motor of the motor vehicle mainly comprises a chassis 2 and an electric battery support 6 (not shown), in particular an electric power supply battery.
  • the electric battery is intended to be fixed to the chassis.
  • the battery can be attached under the chassis. It can be located in a housing accessible from below the chassis of the motor vehicle. Therefore, after setting up the battery in its housing, a lower portion of the battery remains accessible from below the vehicle, in particular from below the chassis.
  • the motor vehicle 100 comprises in particular a device 1 for detachably attaching a battery holder 6 to the chassis 2 of the motor vehicle.
  • the electrical energy storage element of the battery is secured to the support 6.
  • the removable fixing device comprises a first quarter-turn fastening means 4 provided on the chassis of the motor vehicle and a second quarter fixing means 8, 9 turn provided on the electric battery.
  • the first and second quarter turn fasteners are intended to cooperate to secure the electric battery to the chassis of the motor vehicle.
  • the first quarter-turn fixing means comprises for example a shaft 4 having an axis 50 and integral with the chassis 2 of the motor vehicle, in particular integral with a plate 3 fixed to the frame.
  • this shaft comprises a first section 15 of square or circular shape at the plane of the section 11-11 of Figure 1 and a second section 13 of rectangular shape below this plane. Other forms of section are possible to provide the quarter turn fastening which is described in more detail later.
  • the shaft comprises a means 70 such as a first shoulder for taking up the forces applied by a tool on the battery or on a support integral with the battery when assembly and disassembly.
  • the shaft also comprises a means 71 as a second shoulder for cooperating with the second fixing means.
  • this tree has a global shape of revolution on which have been made symmetrically, two flats (visible in Figure 16, represented by crosses).
  • the second quarter-turn fixing means comprises a locking element 9 rotatably mounted relative to the battery and intended to cooperate with the first fixing means.
  • this locking element is rotatable relative to the battery about an axis 60 coincides with the axis 50 of the shaft 4 when the battery is placed on the chassis of the motor vehicle.
  • the locking element can be made by means of a washer having an opening 14 in which the first section 15 of the shaft 4 can rotate about the axis 50 and in which the second section 13 of the shaft 4 can translate along the axis 50 without it being able to rotate by a given amount around this axis.
  • the section of the opening 14 is defined as the union of a circle and a rectangle.
  • the locking element 9 allows, with the shaft 4, quarter-turn fixing as follows:
  • the locking element 9 is oriented and displaced in a first direction along the axis 50 along a shaft portion 4 having the second section 13,
  • the locking member is rotated about the axis 50 relative to the shaft 4, preferably at least substantially a quarter of a turn.
  • the opening 14 may simply have an elongated shape, for example rectangular or oblong.
  • the locking member 9 is rotatably mounted on a bell 8 integral with a plate 7 and forming with it the battery holder.
  • the locking element can be mounted at the bottom 81 of the bell.
  • the bottom of the bell has grooves 25 for guiding and limiting the movement of the locking member 9 relative to the bell. These grooves are intended to cooperate with fingers 26 provided on the locking element and acting on a detection means, for example a switch, for determining the "unlocked" or "locked” state of the battery on the chassis.
  • the grooves may also have indexing means 40 for indexing in position, at the ends of the grooves, these extreme positions corresponding to two "locked" and “unlocked” states of the first and second quarter-turn fixing means.
  • the indexing means may for example comprise small bosses 40 in the aforementioned grooves. Alternatively, they may comprise bosses and holes designed to cooperate with each other on faces facing parts 8 and 9.
  • the locking element 9 is rotatably mounted in a bell 8 'integral with the plate 7 and forming, with it, the battery holder 6.
  • a segment 205 placed in the bell stops in translation the element of This segment 205 comprises elastic elements 206 pressing on the locking element to recall it in contact with the bottom of the bell.
  • the locking element is traversed by one or more pins 202.
  • a first end 203 of a pin allows the rotation of the locking element by a tool and a second end 204 of a pin allows indexing in position of the locking element relative to the bell.
  • This second end is shaped boss constituting a projection on the face of the locking member at the bottom of the bell.
  • This second end shaped boss cooperates with one or more holes 201, including one or more blind holes, provided in the bottom of the bell.
  • Pieces and holes are indexing means.
  • the locking member and the bell are shown in an indexed position, two ends 204 of pins being engaged in the holes in the bottom of the bell.
  • the locking member and the bell are shown in a non-indexed position, the ends 204 of the pins not being engaged in the holes in the bottom of the bell.
  • the locking element may have a finger passing through the bottom of the bell and cooperating with a detection means to determine the "locked" or "unlocked” configuration of the fixing device.
  • means for guiding and / or limiting the movement of the locking element in the bell may be provided.
  • the means for guiding and / or limiting the movement may have a finger integral with the locking element and passing through the bottom of the bell in a groove.
  • Double-acting elastic elements 29 and / or single-acting elastic elements 29 make it possible to elastically center the bell in the opening 82 and to press it against the first face.
  • the elastic elements are fixed to the bell via lugs 23 fitted into holes made on the bell.
  • the double-acting elastic elements 29 comprise first elastic lamellae 21 bearing on the bell on the one hand, and on the walls of the opening 82 on the other hand, to ensure an elastic centering and comprise second elastic lamellae 22 bearing on a second face of the plate to ensure the elastic plating of the first face of the plate on the shoulder 83.
  • the single-acting elastic elements 29 comprise first elastic strips 21 resting on the bell on the one hand, and on walls of the opening 82 on the other hand, to ensure an elastic centering.
  • the bell can be displaced relative to the plate along the longitudinal axes X and transverse Y (perpendicular to the axis 50) of a limited amplitude, for example from 5 mm to 10 mm and typically 6 mm.
  • the removable fixing device comprises an elastic means 5 disposed at the chassis-electric battery interface and intended to exert a return force of removal of the first and second fixing means and / or the first and second fixing means .
  • the elastic means may comprise one or more pads 5 of elastomeric material.
  • any elastic means may be suitable, in particular a spring.
  • the elastic means can comprise first means integral with the chassis of the motor vehicle and second means integral with the battery. The elastic means makes it possible to apply a stressing force between the frame and the battery so as to immobilize the latter, relative to one another, in translation along the X and Y axes by means of friction phenomena at the battery - chassis interface.
  • the battery 6 is fixed on the motor vehicle 100.
  • the tool is approached from the battery.
  • the first main element 12 of the tool is coupled first quarter-turn fastening means 4.
  • this coupling is also produced by a quarter-turn connection as shown in FIG.
  • the first main element of the tool comprises a third quarter-turn fixing means intended to cooperate with the fourth quarter-turn fixing means secured to the chassis.
  • the third fastening means has an opening 18 in which a third section 31 of the shaft 4 (for example identical to the first section 15) can rotate about the axis 50 and in which a fourth section 30 of the shaft 4 (for example identical to the second section 15) can translate along the axis 50 without it being able to rotate a given amount about this axis.
  • the section of the opening 18 is defined as the union of a circle and a rectangle.
  • the first main tool element allows with the shaft 4 quarter-turn fixing as follows:
  • the first main element 12 of the tool is oriented and displaced in a first direction along the axis 50 along a shaft portion 4 having the fourth section 30,
  • the locking member is rotated about the axis 50 relative to the shaft 4, preferably at least substantially a quarter of a turn.
  • the function of the first main element of the tool is to take up the forces along the axis 50 (in particular the vertical forces directed upwards) which will subsequently be applied to the battery and, consequently, to the motor vehicle, so that these efforts have no consequences elsewhere on the motor vehicle.
  • a third step shown in Figure 6 it brings a second main element 10 of the tool in contact with the battery holder 6, including a plate 7 of the battery holder or in contact with the battery.
  • This second main element has the function of exerting on the battery a force F1 along the axis 50 (in particular a vertical force directed upwards) to compress the elastic means 5 and, thus, to cancel the contact existing between the first means in particular, to cancel the contact of the locking element 9 with a shoulder of the shaft 4.
  • the recovery of this effort or part of this effort is ensured, as mentioned above. by the first main element of the tool which exerts a force F2 opposed to the force F1.
  • a third main element 1 1 of the tool is brought into contact with the locking element and, by virtue of this third element, a displacement of rotation about the axis 50 is applied. of the locking member with respect to the battery and with respect to the first quarter turn fixing means.
  • the rotational displacement is at least substantially a rotational movement of a quarter turn.
  • the third main element of the tool comprises for example holes 28 for receiving pins 24 provided on the locking element.
  • the first main element 12 of the tool is disengaged from the first quarter-turn fixing means 4 and away from it, for example in a translational movement.
  • the second main element 10 of the tool is also moved down while maintaining the battery. Thus, the battery is away from the motor vehicle.
  • the sixth and seventh steps can be performed simultaneously.
  • the battery In an initial state, the battery is separated from the motor vehicle.
  • the assembly is carried out thanks to the tool described above.
  • the battery is approached from the chassis of the motor vehicle.
  • the first main element 12 of the tool is coupled to the first quarter-turn fixing means 4 as in the removal process.
  • the second main element 10 of the tool is brought into contact with the battery and the battery is applied against the chassis of the motor vehicle by exerting on it, or on a support thereof, a force F1 along the axis 50 (in particular a vertical force directed upwards) to compress the elastic means 5.
  • a force F1 along the axis 50 in particular a vertical force directed upwards
  • a fourth step bringing the third main element 1 1 of the tool into contact with the locking element and applying, thanks to this third element, a rotational movement about the axis 50 of the element of locking relative to the battery and relative to the first quarter-turn fastening means.
  • the rotational displacement is at least substantially a rotational movement of a quarter turn.
  • the battery is fixed to the chassis of the motor vehicle.
  • the third main element of the tool is disengaged from the locking element and away from it.
  • a sixth step the force applied by the second main element of the tool on the battery is canceled and the first main element of the tool is disconnected from the first quarter-turn fastening means 4.
  • the first and second main elements of the tool are remote from the battery.

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Abstract

Dispositif (1) de fixation d'une batterie électrique (6) amovible à un châssis (2) d'un véhicule automobile (100), caractérisé en ce qu'il comprend un premier moyen (4) de fixation quart de tour destiné à être solidaire du châssis du véhicule automobile et un deuxième moyen (8, 9) de fixation quart de tour destiné à être solidaire de la batterie électrique, les premier et deuxième moyens de fixation quart de tour étant destinés à coopérer pour fixer la batterie électrique au châssis du véhicule automobile.

Description

Dispositif de fixation d'une batterie électrique à un châssis
d'un véhicule automobile.
La présente invention se rapporte à un procédé de fixation d'une batterie sur un véhicule automobile et à un procédé de dépose de la batterie du véhicule automobile. Elle se rapporte aussi à un châssis d'un véhicule automobile présentant des moyens aptes à la mise en œuvre des procédés. Elle se rapporte encore à une batterie électrique présentant des moyens aptes à la mise en œuvre du procédé des procédés. Elle se rapporte également à un dispositif présentant des moyens aptes à la mise en œuvre des procédés. Elle se rapporte enfin un ensemble, tel qu'un véhicule automobile, comprenant un tel châssis et/ou une telle batterie électrique. Elle se rapporte encore à un outil de montage d'une batterie électrique sur un châssis et à un outil de démontage d'une batterie électrique d'un châssis. Certains véhicules automobiles, comme les véhicules électriques ou hybrides, comprennent une batterie d'alimentation d'un moteur électrique d'entraînement. Du fait des autonomies de ces véhicules, il peut se révéler intéressant d'échanger cette batterie, contre une nouvelle batterie remplie d'énergie, lorsque le niveau d'énergie de la première est faible. Ceci peut être fait dans une station similaire à une station service dans laquelle on peut remplir un réservoir d'essence d'un véhicule automobile.
On connaît du document JP 2000 85375 un dispositif pour fixer une batterie électrique d'alimentation d'un moteur d'entraînement d'un véhicule électrique à un châssis de ce véhicule électrique.
On connaît du document US 5 612 606 une station d'échange de batterie électrique d'alimentation d'un moteur d'entraînement d'un véhicule électrique et un procédé pour réaliser un tel échange. On connaît du document WO2008/128991 un système de fixation d'une battene d'un véhicule automobile, comprenant un moyen de fixation quart de tour sur la batterie qui comporte un verrou devant être positionné dans un orifice du véhicule puis tourné d'un quart de tour afin de fixer la batterie sur le véhicule.
L'opération d'échange de batterie devant être effectuée dans un temps limité, il existe un besoin d'un dispositif de fixation de batterie sur un véhicule automobile qui soit simple, robuste, fiable, peu coûteux et qui ne nécessite pas d'outillage complexe pour déposer et remonter la batterie.
Ainsi, le but de l'invention est de fournir un procédé de fixation d'une batterie sur un véhicule et un procédé de dépose de la batterie du véhicule qui soient compatibles avec les contraintes mentionnées précédemment. En particulier, l'invention propose un procédé de fixation/dépose simple, fiable et robuste permettant des démontages et des remontages aisés et rapides de la batterie.
Selon l'invention, le dispositif de fixation d'une batterie électrique amovible à un châssis d'un véhicule automobile est caractérisé en ce qu'il comprend un premier moyen de fixation quart de tour destiné à être solidaire du châssis du véhicule automobile et un deuxième moyen de fixation quart de tour destiné à être solidaire de la batterie électrique, les premier et deuxième moyens de fixation quart de tour étant destinés à coopérer pour fixer la batterie électrique au châssis du véhicule automobile.
Le premier moyen de fixation peut comprendre un arbre destiné à être solidaire du châssis du véhicule automobile, notamment un arbre comprenant des méplats et/ou des encoches.
Cette caractéristique permet de faire porter la fonction d'accrochage de la batterie essentiellement par le véhicule, ce qui réduit le coût de fabrication des batteries, au dépend d'une petite augmentation du coût de fabrication du véhicule, cependant préférable pour un constructeur de véhicules électriques lorsque les batteries de ces véhicules sont également gérées par lui.
Le premier moyen de fixation peut comprendre un moyen de reprise d'efforts. Ce moyen de reprise d'efforts permet de verrouiller une batterie électrique, de plusieurs centaines de kilogrammes, sur un véhicule électrique, sans que celui-ci ne soit soulevé ou que l'utilisateur ne ressente une secousse importante, lorsque la batterie est positionnée sous le véhicule pour verrouillage. En effet une tension très importante doit être exercée sur le châssis du véhicule afin de pouvoir verrouiller la batterie.
Le deuxième moyen de fixation peut comprendre un élément de verrouillage destiné à être monté mobile en rotation par rapport à la batterie et destiné à coopérer avec le premier moyen de fixation.
L'élément de verrouillage peut comprendre une ouverture allongée, par exemple rectangulaire ou oblongue.
L'élément de verrouillage peut être monté mobile en rotation sur une cloche destinée à être solidaire de la batterie.
Le premier moyen de fixation et/ou le deuxième moyen de fixation peut comprendre un moyen élastique destiné à exercer un effort rappelant les premier et deuxième moyens de fixation et/ou le châssis et la batterie dans une position relative de repos. Ce moyen élastique consiste par exemple en des plots caoutchoucs, moins chers que l'utilisation de rondelles « Belleville ».
Selon l'invention, le châssis d'un véhicule automobile est caractérisé en ce qu'il comprend un premier moyen de fixation quart de tour destiné à coopérer avec un deuxième moyen de fixation quart de tour prévu sur une batterie électrique pour fixer la batterie électrique au châssis du véhicule automobile.
Le premier moyen de fixation peut comprendre un arbre solidaire du châssis du véhicule automobile.
Le premier moyen de fixation peut comprendre un moyen élastique destiné à exercer un effort rappelant les premier et deuxième moyens de fixation et/ou le châssis et la batterie dans une position relative de repos.
Selon l'invention, la batterie électrique d'alimentation d'un moteur électrique d'entraînement d'un véhicule automobile est caractérisée en ce qu'elle comprend un deuxième moyen de fixation quart de tour destiné à coopérer avec un premier moyen de fixation quart de tour pour fixer la batterie électrique au châssis du véhicule automobile.
Le deuxième moyen de fixation peut comprendre un élément de verrouillage monté mobile en rotation par rapport à la batterie et destiné à coopérer avec le premier moyen de fixation.
L'élément de verrouillage peut être monté mobile en rotation sur une cloche solidaire de la batterie.
Le deuxième moyen de fixation peut comprendre un moyen élastique destiné à exercer un effort rappelant les premier et deuxième moyens de fixation et/ou le châssis et la batterie dans une position relative de repos.
Selon l'invention, le procédé de dépose d'une batterie électrique d'un châssis d'un véhicule automobile est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
fournir la batterie électrique et le châssis, un élément élastique étant interposé entre eux et exerçant un effort de rappel et un élément de verrouillage bloquant, dans une position relative de la batterie électrique par rapport au châssis dans laquelle le moyen élastique est déformé, le mouvement relatif de la batterie électrique par rapport au châssis sous l'effet de l'effort de rappel, - exercer un effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis, l'effort de rapprochement déformant le moyen élastique et le moyen élastique exerçant un effort de rappel opposé à l'effort de rapprochement,
déplacer, par rotation d'au moins sensiblement un quart de tour, l'élément de verrouillage.
L'effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis peut être repris par un élément d'un outil en liaison mécanique avec le châssis. Selon l'invention, le procédé de fixation d'une batterie électrique à un châssis d'un véhicule automobile est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
fournir la batterie électrique et fournir le châssis en interposant entre eux un moyen élastique,
- exercer un effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis, l'effort de rapprochement déformant le moyen élastique et le moyen élastique exerçant un effort de rappel opposé à l'effort de rapprochement,
déplacer, par rotation d'au moins sensiblement un quart de tour, un élément de verrouillage bloquant, dans une position relative de la batterie électrique par rapport au châssis dans laquelle le moyen élastique est déformé, le mouvement relatif de la batterie électrique par rapport au châssis sous l'effet de l'effort de rappel. L'effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis peut être repris par un élément d'un outil en liaison mécanique avec le châssis. Selon l'invention, l'ensemble, en particulier un véhicule automobile et notamment un véhicule automobile électrique, comprend une batterie électrique définie précédemment et un châssis défini précédemment.
Selon l'invention, l'outil de fixation et/ou de dépose d'une batterie électrique définie précédemment relativement à un châssis défini précédemment est caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'application d'un effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis et/ou un moyen de déplacement d'un élément de verrouillage et/ou un moyen de reprise de l'effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis.
La batterie électrique, le châssis, les procédés, l'ensemble et l'outil de fixation selon l'invention présentent des avantages analogues à ceux du dispositif selon l'invention tels que présentés plus haut.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un mode d'exécution d'un procédé de dépose selon l'invention et des moyens, notamment un dispositif de fixation amovible, une batterie électrique, un châssis de véhicule automobile, permettant de mettre en œuvre un tel procédé.
Les figures 1 , 3, 4, 6, 7, 8, 9 et 10 sont des vues schématiques illustrant les principales étapes d'un mode d'exécution du procédé de dépose selon l'invention.
Les figures 2 et 5 sont des vues en coupe transversale d'un dispositif de fixation selon l'invention.
La figure 1 1 est une vue en coupe longitudinale d'une première variante de support de batterie. La figure 12 est une vue de dessus d'une batterie selon l'invention.
La figure 13 est une vue de dessus d'une cloche et d'un élément de verrouillage d'une batterie selon la première variante.
Les figures 14 et 15 sont des vues en coupe longitudinale d'une deuxième variante de support de batterie, dans deux configurations différentes.
Les figures 16 et 17 sont des vues de côté d'un arbre utilisé dans le dispositif de fixation selon l'invention.
Dans la description qui suit, par « moyen élastique », on entend tout moyen se déformant élastiquement sous l'effet d'un effort. Par « fixation quart de tour », on entend tout moyen de fixation dont deux parties peuvent être assemblées de manière amovible par une première action de translation de l'une des pièces par rapport à l'autre, puis par une action de rotation de l'une des pièces par rapport à l'autre, de préférence une rotation d'un quart de tour. L'action de rotation peut néanmoins présenter une amplitude autre qu'un quart de tour, notamment un demi-tour ou trois quart de tour.
Par « au moins sensiblement un quart de tour », on entend « un quart de tour » ou « sensiblement un quart de tour ».
Le véhicule automobile 100, représenté partiellement aux figures 1 , 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, comprend principalement un châssis 2 et un support 6 de batterie électrique (non représentée), notamment une batterie électrique d'alimentation d'un moteur d'entraînement du véhicule automobile. La batterie électrique est destinée à être fixée au châssis. Par exemple, la batterie peut être fixée sous le châssis. Elle peut être implantée dans un logement accessible depuis le dessous du châssis du véhicule automobile. Dès lors, après mis en place de la batterie dans son logement, une partie inférieure de la batterie reste accessible par le dessous du véhicule, notamment par le dessous du châssis.
Le véhicule automobile 100 comprend en particulier un dispositif 1 de fixation amovible d'un support de batterie 6 au châssis 2 du véhicule automobile. L'élément de stockage d'énergie électrique de la batterie est solidaire du support 6. Le dispositif de fixation amovible comprend un premier moyen 4 de fixation quart de tour prévu sur le châssis du véhicule automobile et un deuxième moyen 8, 9 de fixation quart de tour prévu sur la batterie électrique. Les premier et deuxième moyens de fixation quart de tour sont destinés à coopérer pour fixer la batterie électrique au châssis du véhicule automobile.
Le premier moyen de fixation quart de tour comprend par exemple un arbre 4 présentant un axe 50 et solidaire du châssis 2 du véhicule automobile, en particulier solidaire d'une platine 3 fixée au châssis. De préférence, cet arbre comprend une première section 15 de forme carrée ou circulaire au niveau du plan de la coupe ll-ll de la figure 1 et une deuxième section 13 de forme rectangulaire en dessous de ce plan. D'autres formes de section sont possibles pour assurer la fixation quart de tour qui est décrite plus en détail par la suite. Un mode de réalisation particulier est représenté aux figures 16 et 17. Dans ce mode de réalisation, l'arbre comprend un moyen 70 comme un premier épaulement pour reprendre les efforts appliqués par un outil sur la batterie ou sur un support solidaire de la batterie lors du montage et du démontage. L'arbre comprend aussi un moyen 71 comme un deuxième épaulement pour coopérer avec le deuxième moyen de fixation. De préférence, cet arbre à une forme globale de révolution sur laquelle ont été réalisés de manière symétrique, deux méplats (visibles sur la figure 16, représentés par des croix).
Le deuxième moyen de fixation quart de tour comprend un élément de verrouillage 9 monté mobile en rotation par rapport à la batterie et destiné à coopérer avec le premier moyen de fixation. De préférence, cet élément de verrouillage est mobile en rotation par rapport à la batterie autour d'un axe 60 confondu avec l'axe 50 de l'arbre 4 lorsque la batterie est mise en place sur le châssis du véhicule automobile. Comme représenté à la figure 2, l'élément de verrouillage peut être réalisé grâce à une rondelle présentant une ouverture 14 dans laquelle la première section 15 de l'arbre 4 peut tourner autour de l'axe 50 et dans laquelle la deuxième section 13 de l'arbre 4 peut se translater selon l'axe 50 sans qu'elle ne puisse tourner d'une quantité donnée autour de cet axe. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, la section de l'ouverture 14 est définie comme l'union d'un cercle et d'un rectangle. Ainsi, dans ce mode de réalisation, l'élément de verrouillage 9 permet, avec l'arbre 4, la fixation quart de tour comme suit :
- l'élément de verrouillage 9 est orienté et déplacé dans un premier sens selon l'axe 50 le long d'une portion d'arbre 4 présentant la deuxième section 13,
- une fois que l'élément de verrouillage a atteint une portion d'arbre présentant la première section 15, l'élément de verrouillage est déplacé en rotation autour de l'axe 50 relativement à l'arbre 4, de préférence d'au moins sensiblement un quart de tour.
Alternativement, l'ouverture 14 peut simplement avoir une forme allongée, par exemple rectangulaire ou oblongue.
Dans cette dernière position de l'élément de verrouillage relativement à l'arbre, du fait de la géométrie de la deuxième section 13 de l'arbre et de la géométrie de la section de l'ouverture 14 de l'élément de verrouillage, l'élément de verrouillage ne peut pas être déplacé dans un deuxième sens opposé au premier sens selon l'axe 50 le long de l'arbre. En effet, dans cette position, un épaulement de l'arbre vient buter contre l'élément de verrouillage en interdisant le déplacement axial (dans le deuxième sens) de celui-ci relativement à l'arbre.
Dans une première variante représentée aux figures 1 1 et 13, l'élément de verrouillage 9 est monté mobile en rotation sur une cloche 8 solidaire d'une plaque 7 et formant avec elle le support de batterie. En particulier, l'élément de verrouillage peut être monté au fond 81 de la cloche. Comme représenté à la figure 13, avantageusement, le fond de la cloche présente des rainures 25 permettant de guider et de limiter le mouvement de l'élément de verrouillage 9 par rapport à la cloche. Ces rainures sont destinées à coopérer avec des doigts 26 prévus sur l'élément de verrouillage et agissant sur un moyen de détection, par exemple un interrupteur, permettant de déterminer l'état « déverrouillé » ou « verrouillé » de la batterie sur le châssis.
Les rainures peuvent aussi présenter des moyens d'indexation 40 pour indexer en position, aux extrémités des rainures, ces positions extrêmes correspondant à deux états « verrouillé » et « déverrouillé » des premier et deuxième moyens de fixation quart de tour. Les moyens d'indexation peuvent par exemple comprendre de petits bossages 40 dans les rainures précédemment mentionnées. Alternativement, ils peuvent comprendre des bossages et des trous prévus pour coopérer les uns avec les autres sur des faces en regard des pièces 8 et 9.
Dans une deuxième variante représentée aux figures 14 et 15, l'élément de verrouillage 9 est monté mobile en rotation dans une cloche 8' solidaire de la plaque 7 et formant, avec elle, le support de batterie 6. En effet, un segment 205 mis en position dans la cloche arrête en translation l'élément de verrouillage 9\ Ce segment 205 comprend des éléments élastiques 206 appuyant sur l'élément de verrouillage pour rappeler celui-ci en contact avec le fond de la cloche. Par ailleurs, l'élément de verrouillage est traversé par un ou plusieurs pions 202. Une première extrémité 203 d'un pion permet l'entraînement en rotation de l'élément de verrouillage par un outil et une deuxième extrémité 204 d'un pion permet l'indexation en position de l'élément de verrouillage par rapport à la cloche. Cette deuxième extrémité est conformée en bossage constituant une saillie sur la face de l'élément de verrouillage venant au fond de la cloche. Cette deuxième extrémité conformée en bossage coopère avec un ou plusieurs trous 201 , notamment un ou plusieurs trous borgnes, prévus dans le fond de la cloche. Les pions et les trous constituent des moyens d'indexation. Sur la figure 14, l'élément de verrouillage et la cloche sont représentés dans une position indexée, deux extrémités 204 de pions étant engagées dans les trous pratiqués dans le fond de la cloche. Sur la figure 15, l'élément de verrouillage et la cloche sont représentés dans une position non-indexée, les extrémités 204 des pions n'étant pas engagées dans les trous pratiqués dans le fond de la cloche. Ainsi, dans cette configuration, l'élément de verrouillage n'est pas plaqué contre le fond de la cloche et les moyens élastiques 206 précédemment mentionnés sont déformés.
Dans cette deuxième variante également, l'élément de verrouillage peut présenter un doigt traversant le fond de la cloche et coopérants avec un moyen de détection pour déterminer la configuration « verrouillé » ou « déverrouillé » du dispositif de fixation. De même, des moyens de guidage et/ou de limitation du mouvement de l'élément de verrouillage dans la cloche peuvent être prévus. Les moyens de guidage et/ou de limitation du mouvement peuvent présenter un doigt solidaire de l'élément de verrouillage et traversant le fond de la cloche dans une rainure. Comme représenté aux figures 1 1 et 12, la cloche 8 est solidarisée à la plaque 7 via un accouplement souple 21 , 22. En effet, la cloche est mise en place dans une ouverture 82 réalisée dans la plaque et vient en appui, grâce à un épaulement 83, sur une première face de la plaque. Des éléments élastiques double effet 29 et/ou des éléments élastiques simple effet 29 permettent de centrer élastiquement la cloche dans l'ouverture 82 et de plaquer celle-ci contre la première face. De préférence, les éléments élastiques sont fixés à la cloche via des ergots 23 emmanchés dans des perçages réalisés sur la cloche. Les éléments élastiques double effet 29 comprennent de premières lamelles élastiques 21 prenant appui sur la cloche d'une part, et sur des parois de l'ouverture 82 d'autre part, pour assurer un centrage élastique et comprennent des deuxièmes lamelles élastiques 22 prenant appui sur une deuxième face de la plaque pour assurer le placage élastique de la première face de la plaque sur l'épaulement 83. Les éléments élastiques simple effet 29 comprennent de premières lamelles élastiques 21 prenant appui sur la cloche d'une part, et sur des parois de l'ouverture 82 d'autre part, pour assurer un centrage élastique. Ainsi, la cloche peut être déplacée par rapport à la plaque selon les axes longitudinal X et transversal Y (perpendiculaires à l'axe 50) d'une amplitude limitée, par exemple de 5 mm à 10 mm et typiquement de 6 mm.
De préférence, le dispositif de fixation amovible comprend un moyen élastique 5 disposé à l'interface châssis - batterie électrique et destiné à exercer un effort de rappel d'éloignement des premier et deuxième moyens de fixation et/ou des premier et deuxième moyens de fixation. Par exemple, le moyen élastique peut comprendre un ou plusieurs plots 5 en matériau élastomère. Néanmoins, tout moyen élastique peut convenir, notamment un ressort. Bien que représenté solidaire du premier moyen de fixation quart de tour et solidaire du châssis du véhicule automobile, il est clair que le moyen élastique peut alternativement être solidaire du deuxième moyen de fixation quart de tour et de la batterie. Alternativement encore, le moyen élastique peut comprendre de premiers moyens solidaires du châssis du véhicule automobile et des deuxièmes moyens solidaires de la batterie. Le moyen élastique permet d'appliquer un effort de contrainte entre le châssis et la batterie de façon à immobiliser ceux-ci, l'un par rapport à l'autre, en translation selon les axes X et Y grâce à des phénomènes de frottement à l'interface batterie - châssis.
Un mode d'exécution d'un procédé de dépose une batterie d'un véhicule automobile est décrit ci-après en référence aux figures 1 , 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 10.
Dans un état initial, la batterie 6 est fixée sur le véhicule automobile 100.
Sa dépose ou son démontage est réalisé grâce à un outil comprenant trois éléments principaux 10, 1 1 , 12.
Dans une première étape représentée à la figure 3, l'outil est approché de la batterie. Dans une deuxième étape représentée à la figure 4, le premier élément principal 12 de l'outil est accouplé premier moyen de fixation quart de tour 4. De préférence, cet accouplement est réalisé également par une liaison quart de tour comme représenté à la figure 5. Le premier élément principal de l'outil comprend un troisième moyen de fixation quart de tour destiné à coopérer avec le quatrième moyen de fixation quart de tour solidaire du châssis. Comme représenté à la figure 4, le troisième moyen de fixation présente une ouverture 18 dans laquelle une troisième section 31 de l'arbre 4 (par exemple identique à la première section 15) peut tourner autour de l'axe 50 et dans laquelle une quatrième section 30 de l'arbre 4 (par exemple identique à la deuxième section 15) peut se translater selon l'axe 50 sans qu'elle ne puisse tourner d'une quantité donnée autour de cet axe. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4, la section de l'ouverture 18 est définie comme l'union d'un cercle et d'un rectangle. Ainsi, dans ce mode de réalisation, le premier élément principal outil permet avec l'arbre 4 la fixation quart de tour comme suit :
- le premier élément principal 12 de l'outil est orienté et déplacé dans un premier sens selon l'axe 50 le long d'une portion d'arbre 4 présentant la quatrième section 30,
- une fois que l'élément de verrouillage a atteint une portion d'arbre présentant la troisième section 31 , l'élément de verrouillage est déplacé en rotation autour de l'axe 50 relativement à l'arbre 4, de préférence d'au moins sensiblement un quart de tour.
La fonction du premier élément principal de l'outil est de reprendre les efforts selon l'axe 50 (en particulier les efforts verticaux dirigés vers le haut) qui vont être appliqués par la suite à la batterie et, par conséquent, au véhicule automobile, afin que ces efforts n'aient pas de conséquences ailleurs sur le véhicule automobile.
Dans une troisième étape représentée à la figure 6, on amène un deuxième élément principal 10 de l'outil en contact avec le support de batterie 6, notamment une plaque 7 du support de batterie ou en contact avec la batterie. Ce deuxième élément principal a pour fonction d'exercer sur la batterie un effort F1 selon l'axe 50 (en particulier un effort vertical dirigé vers le haut) pour comprimer le moyen élastique 5 et, ainsi, annuler le contact existant entre le premier moyen de fixation et le deuxième moyen de fixation, en particulier, annuler le contact de l'élément de verrouillage 9 avec un épaulement de l'arbre 4. La reprise de cet effort ou d'une partie de cet effort est assurée, comme mentionné précédemment, par le premier élément principal de l'outil qui exerce un effort F2 opposé à l'effort F1 . Dans une quatrième étape représentée à la figure 7, on amène un troisième élément principal 1 1 de l'outil en contact avec l'élément de verrouillage et on applique, grâce à ce troisième élément, un déplacement de rotation autour de l'axe 50 de l'élément de verrouillage par rapport à la batterie et par rapport au premier moyen de fixation quart de tour. De préférence, le déplacement de rotation est au moins sensiblement un déplacement en rotation d'un quart de tour. Pour assurer ce déplacement, le troisième élément principal de l'outil comprend par exemple des trous 28 destinés à recevoir des pions 24 prévus sur l'élément de verrouillage. Ainsi, la batterie se retrouve déverrouillée du châssis du véhicule.
Dans une cinquième étape représentée à la figure 8, le troisième élément principal 1 1 de l'outil est désolidarisé de l'élément de verrouillage et éloigné de celui-ci.
Dans une sixième étape représentée à la figure 9, le premier élément principal 12 de l'outil est désolidarisé du premier moyen de fixation quart de tour 4 et éloigné de celui-ci, par exemple dans un mouvement de translation. Dans une septième étape représentée à la figure 10, le deuxième élément principal 10 de l'outil est lui aussi déplacé vers le bas, alors qu'il maintient la batterie. Ainsi, la batterie est éloignée du véhicule automobile.
Les sixième et septième étapes peuvent être réalisées simultanément.
Inversement, un mode d'exécution d'un procédé de montage ou de fixation d'une batterie sur un véhicule automobile est décrit ci-après.
Dans un état initial, la batterie est séparée du véhicule automobile.
Le montage est réalisé grâce à l'outil décrit précédemment. Dans une première étape, grâce au deuxième élément principal de l'outil, on approche la batterie du châssis du véhicule automobile. Dans une deuxième étape, le premier élément principal 12 de l'outil est accouplé au premier moyen de fixation quart de tour 4 comme dans le procédé de dépose.
Dans une troisième étape, on amène le deuxième élément principal 10 de l'outil en contact avec la batterie et on applique la batterie contre le châssis du véhicule automobile en exerçant sur celle-ci, ou sur un support de celle- ci, un effort F1 selon l'axe 50 (en particulier un effort vertical dirigé vers le haut) pour comprimer le moyen élastique 5. La reprise de cet effort ou d'une partie de cet effort est assurée, comme mentionné précédemment, par le premier élément principal de l'outil qui exerce un effort F2 opposé à l'effort F1 .
Dans une quatrième étape, on amène le troisième élément principal 1 1 de l'outil en contact avec l'élément de verrouillage et on applique, grâce à ce troisième élément, un déplacement de rotation autour de l'axe 50 de l'élément de verrouillage par rapport à la batterie et par rapport au premier moyen de fixation quart de tour. De préférence, le déplacement de rotation est au moins sensiblement un déplacement en rotation d'un quart de tour. Ainsi, la batterie est fixée au châssis du véhicule automobile.
Dans une cinquième étape, le troisième élément principal de l'outil est désolidarisé de l'élément de verrouillage et éloigné de celui-ci.
Dans une sixième étape, l'effort appliqué par le deuxième élément principal de l'outil sur la batterie est annulé et le premier élément principal de l'outil est désolidarisé du premier moyen de fixation quart de tour 4. Les premier et deuxième éléments principaux de l'outil sont éloignés de la batterie.

Claims

Revendications
1 . Dispositif (1 ) de fixation d'une batterie électrique (6) amovible à un châssis (2) d'un véhicule automobile (100), comprenant un premier moyen (4) de fixation quart de tour destiné à être solidaire du châssis du véhicule automobile et un deuxième moyen (8, 9) de fixation quart de tour destiné à être solidaire de la batterie électrique, les premier et deuxième moyens de fixation quart de tour étant destinés à coopérer pour fixer la batterie électrique au châssis du véhicule automobile, .caractérisé en ce que le premier moyen de fixation comprend un arbre
(4) destiné à être solidaire du châssis du véhicule automobile, ledit arbre comprenant des méplats et/ou des encoches.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier moyen de fixation comprend un moyen (70) de reprise d'efforts.
3. Dispositif (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième moyen de fixation comprend un élément de verrouillage (9) destiné à être monté mobile en rotation par rapport à la batterie et destiné à coopérer avec le premier moyen de fixation.
4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément de verrouillage comprend une ouverture allongée (14), par exemple rectangulaire ou oblongue.
5. Dispositif (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément de verrouillage est monté mobile en rotation sur une cloche (8) destinée à être solidaire de la batterie.
6. Dispositif (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier moyen de fixation et/ou le deuxième moyen de fixation comprend un moyen élastique (5) destiné à exercer un effort rappelant les premier et deuxième moyens de fixation et/ou le châssis et la batterie dans une position relative de repos.
Châssis (2) d'un véhicule automobile comprenant un premier moyen (4) de fixation quart de tour destiné à coopérer avec un deuxième moyen (8, 9) de fixation quart de tour prévu sur une batterie électrique pour fixer la batterie électrique au châssis du véhicule automobile, caractérisé en ce que le premier moyen de fixation comprend un arbre (4) destiné à être solidaire du châssis du véhicule automobile, ledit arbre comprenant des méplats et/ou des encoches.
Châssis selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier moyen de fixation comprend un moyen élastique (5) destiné à exercer un effort rappelant les premier et deuxième moyens de fixation et/ou le châssis et la batterie dans une position relative de repos.
Batterie électrique (6) d'alimentation d'un moteur électrique d'entraînement d'un véhicule automobile, comprenant un deuxième moyen (8, 9) de fixation quart de tour destiné à coopérer avec un premier moyen de fixation quart de tour pour fixer la batterie électrique au châssis du véhicule automobile, caractérisée en ce que ledit deuxième moyen (8, 9) de fixation quart de tour comprend un élément de verrouillage (9) comprenant une ouverture allongée (14) et destiné à être monté mobile en rotation par rapport à la batterie.
10. Batterie électrique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'élément de verrouillage est monté mobile en rotation sur une cloche (8) solidaire de la batterie.
1 1 . Batterie électrique selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que le deuxième moyen de fixation comprend un moyen élastique destiné à exercer un effort rappelant les premier et deuxième moyens de fixation et/ou le châssis et la batterie dans une position relative de repos.
12. Procédé de dépose d'une batterie électrique (6) selon la revendication 9 d'un châssis (2) selon la revendication 7 d'un véhicule automobile (100), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- fournir la batterie électrique et le châssis, un élément élastique (5) étant interposé entre eux et exerçant un effort de rappel et I' élément de verrouillage (9) bloquant, dans une position relative de la batterie électrique par rapport au châssis dans laquelle le moyen élastique est déformé, le mouvement relatif de la batterie électrique par rapport au châssis sous l'effet de l'effort de rappel, exercer un effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis, l'effort de rapprochement déformant le moyen élastique et le moyen élastique exerçant un effort de rappel opposé à l'effort de rapprochement,
- déplacer, par rotation d'au moins sensiblement un quart de tour, l'élément de verrouillage (9).
13. Procédé de dépose selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis, est repris par un élément (12) d'un outil en liaison mécanique avec le châssis.
14. Procédé de fixation d'une batterie électrique (6) ) selon la revendication 9, à un châssis (2) selon la revendication 7 d'un véhicule automobile (100), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : fournir la batterie électrique et fournir le châssis en interposant entre eux un moyen élastique (5),
exercer un effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis, l'effort de rapprochement déformant le moyen élastique et le moyen élastique exerçant un effort de rappel opposé à l'effort de rapprochement,
déplacer, par rotation d'au moins sensiblement un quart de tour, l'élément de verrouillage (9) bloquant, dans une position relative de la batterie électrique par rapport au châssis dans laquelle le moyen élastique est déformé, le mouvement relatif de la batterie électrique par rapport au châssis sous l'effet de l'effort de rappel.
15. Procédé de fixation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis, est repris par un élément (12) d'un outil en liaison mécanique avec le châssis.
16. Ensemble, en particulier un véhicule automobile (100) et notamment un véhicule automobile électrique, comprenant une batterie électrique selon l'une des revendications 9 à 1 1 et un châssis selon l'une des revendications 7 à 8.
17. Outil (10, 1 1 , 12) de fixation et/ou de dépose d'une batterie électrique selon l'une des revendications 9 à 1 1 relativement à un châssis selon l'une des revendications 7 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (10) d'application d'un effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis et/ou un moyen (1 1 ) de déplacement de I' élément de verrouillage et/ou un moyen (12) de reprise de l'effort de rapprochement de la batterie électrique et du châssis.
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