Brevet FR2477309A1 — publié le 19810904

La présente invention concerne un dispositif pour la détection d'une tension mécanique anormale dans un fil ou un câble. Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend un ensemble relié au fil et incluant un organe tendeur pour régler la tension du fil à la valeur souhaitée et des moyens pour produire un effort de compression à partir d'un excès de tension du fil et un élément piézoélectrique produisant un signal électrique en réponse à cet effort de compression. De façon avantageuse, dans le cas où le fil est métallique, l'élément piézo-électrique est relié électriquement au fil. Une aptlication particulièrement avantageuse consiste à monter un/dispositif sur un fil de clôture pour constituer une clôture électrique pour le bétail. Il s'agit dans ce cas de faire subir à un animal cherchant à franchir un fil de clôture des secousses électriques qui le forcent à s'écarter du fil. Le dispositif de détection selon l'invention permet d'utiliser la poussée de l'animal sur le fil, qui aboutit à une augmentation de la tension, comme source de production de la tension électrique nécessaire. Le signal électrique émis par l'élément piézo-électrique en réponse à une poussée de l'animal est en effet renvoyé dans le fil de clôture lui-même. L'avantage essentiel d'une telle clôture électrique est qu'il n'est pas nécessaire de disposer d'une source d'alimentation électrique, à la différence des clôture classiques. Cet avantage est d'autant plus important que les clôtures électriques sont destinées à être utilisées dans des zones rurales eloi- gnées de toute habitation. Un autre avantage d'une telle clôture est qu'elle n'est pas électrifiée en permanence, une tension électrique n'étant appliquée qu'en réponse à une poussée sur le fil. Cela évite qu'une personne touchant le fil de la main, sans exercer de poussée sur le fil, reçoive des secousses électriques. De façon avantaseuse, un dispositif hydraulique agit pour multiplier l'effort exercé sur l'élément piézo-électrique. Un tel multiplicateur d 'effort permet la production d'une tension électrique beaucoup plus élevé. Cela est intéressant notamment dans l'application décrite ci-dessus où le dispositif est monté sur un fil de clôture. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après de plusieurs exemples de réalisation. Dans les dessins - la figure 1 représente une première forme de réalisation d'un élément de clôture électrique selon l'invention - la figure 2 montre une autre forme de réalisation ; - la figure 3 est une vue en coupe d'une troisième forme de réalisation, comportant un multiplicateur d'effort hydraulique - la figure 4 montre plus en détail le multiplicateur d'effort hydraulique. On voit sur la figure 1 deux fils 1 et 2 servant de c18- ture. Le fil 1 est accroché et enroulé sur un barillet 1C porté par une cage 11. On peut faire tourner le barillet de fa çon irréversible en agissant par une clé sur l'extrémité 12 de son axe, de manière à tendre le fil de la façon appropriée. L'autre fil 2 est accroché à une tige 13 qui passe librement dans une console 14 fixée à la cage 11. La tige 13 se prolonge jusqu'à une tète 15 qui retient une rondelle de maintien 16, et entre cette rondelle 16 et la console 14 sont placées une série de rondelles élastiques 17 qui se trouvent comprimées lors de la mise en tension des fils au moyen du barillet 10. La compression des rondelles assure la force de traction souhaitée dans le fil. Une cl sole 18 fixée à la cage 11 supporte dans une partie centrale/d & x cristaux piézo-électriques 20 montes en opposition. Sur la tige 13 est fixée une plaque 21 portant deux vis 22 qui traversent les consoles 14 et 18 et portent à leur extrémité un étrier 22a. La position de cet étrier, réglée à l'aide des écrous 23 est telle que les cristaux ne sont pas comprimés lorsque la tension dans les fils est normale, c'està-dire résulte du réglage du barillet 10 et de la force de rappel exercée par les rondelles 17. Si un animal, cherchant à franchir le fil de clôture, exerce une poussée sur le fil, la tension du fil augmente et par voie de conséquence, étrier 22a tend à se rapprocher de la console 18 et les cristaux se trouvent comprimés. Des charges électriques apparaissent sur la surface de contact entre les cristaux, et la tension électrique ainsi créée est appliquée par une ligne 24 à un éclateur à pointes 25. L'éclateur 25 génère une tension élevée, par exemple de l'ordre de 25 kV, qui est appliquée aux fils 1 et 2, lesquels sont, de façon connue dans les clôtures électriques, isolés des pieux maintenant les fils par des isolateurs en porcelaine ou autre. La poussée de l'animal sur le fil produit donc des fortes secousses électriques qui obligent l'animal à s'écarter du fil. La clôture électrique présente l'avantage de ne pas né-cessiter de source d'alimentation électrique telle qu'une batterie, l'énergie nécessaire à la production de la tension électrique étant fournie par l'animal. Le dispositif représenté à la figure 2, qui constitue une autre forme de réalisation, est placé à ltextrétnité d'un fil, tandis que celui de la figure 1 reliait deux brins 1 et 2. Le dispositif de la figure 2 comprend une poulie 30 sur laquelle le fil à tendre 31 est enroulé et accroché. L'axe 32 de la poulie est supporté par une cage 33 et rappelé angulairement par un ressort de torsion 34 qui assure la tension mécanique du fil 31. Un cristal piézo-électrique 35 est porté par la cage 33 et un excentrique 36 est calé sur l'axe 32 de manière à comprimer le cristal lorsque l'axe de la poulie tourne sous lef- fet d'une traction exercée sur le fil 31. Le cristal 35 est relié à un éclateur 37 capable d'envoyer des impulsions électriques dans le fil 31 à travers la masse de la cage et de la poulie L'excentrique 36 peut être remplacé par un élément comportant plusieurs bossages et produisant donc plusieurs impulsions à chaque tour de l'arbre 32. Les figures 3 et 4 représentent un dispositif pour clôture électrique muni d'un multiplicateur d'effort hydraulique. Le dispositif comprend deux fourreaux 40, 41 présentant des parties qui s'interpénètrent de manière à permettre un déplacement axial relatif des fourreaux 40, 41, mais non un déplacement angulaire relatif. L'ensemble des deux fourreaux forme un bottier tubulaire. Le fourreau 40 est relié rigidement par une tige 42 à un tendeur 43 muni d#un barillet 44 sur lequel est enroulé et accroché un fil de clôture 45. L'autre fourreau 41 porte à son extrémité un crochet 46 pour la liaison avec l'autre fil de clôture 47. Un disque de poussée 48 est solidaire du fourreau 41. Ce disque a la même fonction que l'étrier 22a dans la réalisa tion de la figure 1, à savoir la transformation d'un effort de traction qui tend à écarter les deux fourreaux en un effort de compression. Un ressort de traction 49 monté entre le dis que 48 et le fond du fourreau 40 assure la tension dans les fils 45, 47 à l'instar des rondelles élastiques 17 à la figu re 1. La poussée est transmise par un piston 50 qui est monté coulissant dans un cylindre 51, lequel cylindre est fixé à une enveloppe 52 portée par le fourreau 40 et dans laquelle, comme le montre la figure 4, sont logés deux disques de céra mique piézo-électriques 53, 54. Le cylindre 51 se termine par une collerette de plus grand diamètre 55 fixée à l'enveloppe 52. Une membrane défor mable 56 est serrée à sa périphérie entre la collerette 55 et l'enveloppe 52. Cette membrane définit avec le piston 50 et le cylindre 51 une chambre dans laquelle est contenu un liquide hydraulique. Les disques piézo-électriques 53, 54, sont disposés entre deux pièces de pression, à savoir une enclume fixe 57 en appui contre le fond de l'enveloppe 52 et un marteau mobile 58 en contact avec la membrane 56. Les disques 53, 54 sont entourés d'une chemise isolante souple 59. Entre les disques 53, 54 montés en polarité oppo sée est placé un disque-électrode 60 relié à un fil 61 tandis que les faces opposées des disques 53, 54 sont mises à la terre. Le dispositif hydraulique composé du piston 50, du cylin- dre 51 et de l'enveloppe 52, de la membrane 56 et du marteau 58 constitue un multiplicateur d'effort, le rapport de multiplication étant égal au rapport de la section du marteau à la section du piston 50. Le niveau du signal électrique produit par les éléments piézo-électriques s'en trouve multiplié dans la même proportion. Il faut encore indiquer que l'enveloppe 52 présente un épaulement annulaire 62 qui est disposé de façon à servir de butée pour le marteau 58, afin d'empêcher une compression excessive des disques piézo-électriques. En revenant à la figure 3, on notera qu'un ressort de compression 63 est monté entre le disque de poussée 48 et l'enveloppe 52 afin de compenser la tension mécanique exercée sur les fils par le tendeur 43. Les disques piézo-électriques ne sont ainsi soumis à aucune force lorsque la tension des fils est à sa valeur normale. Un témoin, non représenté, indique l'espacement entre les fourreaux 40, 41 qui correspond à cette valeur normale. On voit également sur la figure 3 l'éclateur 64 relié au fil 61. L'éclateur 64 produit une tension de décharge qui est appliquée au crochet 46 relié au fil de clôture 47. La mise à la terre des disques piézo-électriques peut être réalisée avec l'autre fil de clôture 45. Revendications 1.- Dispositif pour la détection d'une tension mécanique anormale dans un fil ou un câble, caractérisé par le fait qu'il comprend un ensemble relié au fil et incluant un organe tendeur pour régler la tension du fil à la valeur souhaitée et des moyens pour produire un effort de compression à partir d'un excès de tension du fil, et un élément piézo-électrique produisant un signal électrique en réponse à cet effort de compression. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un organe élastique est associé à l'organe tendeur pour rappeler le dit ensemble dans la position correspondant à la tension souhaitée du fil. 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'un dispositif multiplicateur d'effort hydraulique est monté entre lesdits moyens produisant un effort de compression et l'élément piézo-électrique. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le dispositif multiplicateur d'effort comprend un piston monté coulissant dans un cylindre et soumis à l'effort de compression, une membrane déformable par sa périphérie fixée à une partie élargie du cylindre et délimitant avec le piston et le cylindre une chambre contenant un liquide hydraulique, et une pièce de poussée en contact d'une part avec la membrane et d'autre part avec l'élément piézo-électrique. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une cage,portant l'élément piézo-électrique, une poulie dont l'axe est rotatif par rapport à la cage et sur laquelle le fil est accroché, un ressort agissant sur l'axe de la poulie pour régler la tension du fil à une valeur souhaitée, et un élément à came monté sur l'axe de la poulie et agissant pour comprimer l'élément piézo-électrique lorsque l'axe de la poulie tourne. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que dans le cas où le fil est métallique, l'élément piézo-électrique est relié électriquement au fil. 7.- Clôture électrique comprenant au moins un fil tendu entre des pieux, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins un dispositif selon la revendication 6. 8.- Clôture électrique selon la revendication 7t caractérisée par le fait que l'élément piézo-électrique est relié au fil par l'intermédiaire d'un éclateur.