Brevet FR2783642A1 — publié le 20000324

La présente invention concerne une structure métallique telle qu'une enveloppe de distribution électrique ou une gaine de canalisation électrique, comprenant au moins deux éléments métalliques allonges à assembler entre eux, et un embout de liaison assurant leur assemblage. De telles structures, par exemple des ossatures d'armoires ou de cellules de distri- bution, nécessitent une continuité électrique entre leurs éléments constituants afin de garantir que ces éléments seront au même potentiel, notamment au potentiel de terre ou de masse. Lorsque les pièces qui assurent l'assemblage mécanique des éléments sont métalliques, la continuité de potentiel est assurée par ces pièces; si la structure est une ossature d'armoire, les pièces en question sont généralement des pièces d'angle: embouts, noix ou tripodes, de forme complexe, et leur réalisa- tion par exemple en alliage de type zamak s'avère coûteuse. Lorsque l'ossature comporte des montants métalliques et un châssis revêtu d'une couche protectrice non conductrice, il peut aussi être prévu d'ajouter à l'ossature des agrafes métalliques élastiques ou des pièces métalliques spéciales à griffes pour assurer la continuité du potentiel entre les montants et le chassis. Dans ce cas, on doit donc avoir recours à des pièces supplémentaires pour assurer l'écou- lement des charges électriques. L'invention a pour but d'obtenir, dans une structure du type décrit, un assemblage résistant de ses éléments métalliques constituants, en assurant entre les éléments la continuité de potentiel recherchée, au moyen de pièces non métalliques, peu coûteuses et mécaniquement résistantes. Selon l'invention, I'embout de liaison se compose d'un noyau en matière polymère électriquement isolante et mécaniquement résistante, doté d'éléments de forme propres à assurer l'assemblage des éléments métalliques, et d'une garniture en matière polymère électriquement conductrice, la garniture étant solidarisée avec le noyau pour former sur des faces de celui-ci des surfaces propres à assurer la con- duction électrique avec les éléments métalliques. 2 2783642 De préférence, I'embout de liaison est monobloc et rigide et le noyau de l'embout est en matière thermoplastique isolante, la garniture de l'embout étant une peau en matière thermoplastique à charge conductrice, de même famille que la matière du noyau; le noyau et sa garniture sont avantageusement obtenus par bi-injection de matières polymères isolante et conductrice à fonctions amides. Bien que la garniture puisse être injectée sur toute la surface du noyau, il est moins coûteux de ne la prévoir que localement; lorsque le noyau de l'embout comprend des orifices prévus pour le passage d'organes de serrage tels que des vis, la gar- niture conductrice est prévue notamment au voisinage du débouché des orifices sur des zones sélectives des faces de l'embout appliquées contre des faces respecti- ves des pièces métalliques à joindre. La description qui suit en regard des dessins annexés est relative à un mode de réalisation non limitatif de l'invention. La figure 1 montre en perspective schématique une armoire de distribution et/ou de contrôle électrique conforme à l'invention. La figure 2 est une perspective éclatée montrant à plus grand échelle l'assemblage d'un montant et d'un cadre de l'armoire. La figure 3 est une vue en élévation de l'embout emboîté à l'extrémité supérieure du montant. La figure 4 est une vue de dessus agrandie de la figure 3. La figure 5 est une élévation en coupe de l'embout seul. Les figures 6 et 7 sont des vues en perspective de l'embout vers l'extérieur et res- pectivement l'intérieur de l'armoire. L'armoire ou cellule représentée comporte une ossature métallique 10 composée de quatre montants 11 de section générale polygonale, par exemple carrée ou ici triangulaire, ainsi que deux cadres rectangulaires 12 supérieur et inférieur formés de longerons 13 préassemblés par exemple par soudage, les cadres 12 étant as- semblés aux montants à l'aide d'embouts 14 de forme complexe fixés aux extrémi- tés respectives des montants. L'assemblage de l'ossature a lieu exclusivement au 3 2783642 moyen des embouts considérés et d'ensembles vis-écrou associés. Bien entendu, on peut substituer aux cadres de l'ossature des longerons transversaux et longitu- dinaux indépendants assurant la même fonction d'entretoisement. A l'ossature sont rapportés des panneaux fixes ou ouvrants non représentés. L'armoire est destinée à loger des appareils et conducteurs électriques fixés sur des traverses ou châssis eux-mêmes solidarisés avec les montants. Chaque montant 11 présente une section triangulaire avec une face de base 15 tournée vers l'extérieur et deux faces perpendiculaires 16 situées vers les longerons 13 des cadres 12. La face 15 possède près de ses extrémités au moins un orifice 17 pour la fixation de l'embout respectif au moyen d'une vis 18 et les faces 16 pos- sèdent des orifices 19 prévus à pas régulier pour permettre la fixation de traverses ou autres éléments de l'armoire. A chaque angle des cadres 12, on prévoit un dièdre métallique 20 à deux faces perpendiculaires 21,22 et, près de l'arête du dièdre, un orifice taraudé 23 ou un écrou pour fixer l'embout 14, emboîté dans le dièdre, au moyen d'une vis 24. L'embout 14 est une pièce composite de forme complexe bi-injectée à l'aide de deux matières thermoplastiques formant un noyau isolant A et une garniture con- ductrice B. Il comprend un pied 25 et une tête 26. La forme du pied 25 est adaptée à la section du montant, donc ici de forme générale triangulaire, pour s'emmancher dans l'extrémité du montant. La garniture B du pied 25 est située sur des plages P1 qui viennent au contact du montant: une face 27 applicable respectivement contre la paroi 15 du montant 11 et deux faces latérales perpendiculaires 28 applicables contre les parois 16 du montant 11. Le pied 25 comprend des orifices traversants 29 et 30; I'orifice 29 est axé à 45 pour le passage de la vis 18, et s'ouvre dans la face 27 du pied; les orifices 30 s'ouvrent sur les faces latérales 28 du pied au droit des orifices 19 des montants et sont destinés à loger des vis de fixation de traver- ses ou d'accessoires. La tête 26 de l'embout présente d'une part, vers l'extérieur de l'armoire, une face 31 sur laquelle s'ouvre un orifice traversant 32 de passage pour la vis 24 de fixation du 4 2783642 cadre 12 au montant et d'autre part deux faces latérales perpendiculaires 33 mu- nies de la garniture B et destinées à s'appliquer et à être serrées par la vis 24 con- tre les faces 21,22 du dièdre 20 du cadre 12. Aux vis 18,24 sont associées des ron- delles 18a,24a de répartition d'effort. Certains des orifices 29,30,32 de l'embout peuvent comporter la garniture conductrice B. L'embout est moulé d'une pièce par bi-injection: injection d'une matière thermo- plastique isolante et mécaniquement résistante pour former son noyau A, qui cons- titue l'essentiel de son volume, et injection d'une matière thermoplastique électri- quement conductrice pour former la garniture de peau B; la garniture B est locali- sée sur les surfaces de la tête 26 et du pied 25 destinées à venir en contact avec les faces 21,22 du cadre et les parois 15,16 du montant par emmanchement à cou- lissement doux et/ou sous l'effet du serrage des vis 24,18. La garniture B peut être prévue sur toute la surface de noyau A; de préférence, pour réduire le coût de l'embout, elle est prévue sur les plages Pld'emmanchement et P2 de serrage du noyau A dans ou sur les éléments d'ossature à joindre. Les matières du noyau A et de la garniture B sont de préférence des polymères de même famille, par exemple à fonctions amides; il peut s'agir de polyarylamides ou de polyphtalamides renforcés ou non renforcés; la matière de A présente une bonne résistance mécanique pour que l'embout reprenne les efforts impartis aux éléments de l'ossature; son module d'Young peut se situer entre 23 000 et 26 000 Mpa. La matière de B a une charge conductrice adéquate et son module d'Young est inférieur ou supérieur à celui de la matière de A. La matière de B est injectée sur des plages sélectives P1 des faces 28, éventuellement de la face 27, du pied de l'embout et sur des plages sélectives P2 des faces 33 de la tête de l'embout. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit. Elle peut s'appliquer dans toutes les enveloppes pour matériel ou conducteurs électriques, armoires, coffrets, châssis, bacs, gaines de canalisations, etc.. o l'on souhaite écouler des charges électriques vers la terre ou la masse. L'embout décrit peut être réalisé avec une autre forme, par exemple équerre ou tripode, dont chaque pied, emboîté dans un montant, longeron ou traverse de l'enveloppe, est revêtu totale- ment ou de préférence sélectivement de matière polymère conductrice. 2783642 Revendications 1. Structure métallique telle qu'enveloppe de distribution ou de contrôle électrique ou canalisation électrique, comprenant au moins deux éléments métalliques allon- gés (13) à assembler entre eux, et un embout de liaison (14) assurant leur assem- blage, caractérisée par le fait que: - I'embout de liaison (14) se compose d'un noyau (A) en matière polymère électri- quement isolante et mécaniquement résistante, doté d'éléments de forme propres à assurer l'assemblage des éléments métalliques, et d'une garniture (B) en matière polymère électriquement conductrice, la garniture étant solidarisée avec le noyau pour former sur des faces (27, 28,33) de celui-ci des surfaces propres à assurer la conduction électrique avec les éléments métalliques (13). 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'embout de liaison (14) est monobloc, son noyau (A) étant rigide et en matière thermoplastique iso- lante et son revêtement de surface (B) étant une peau rigide en matière thermo- plastique à charge conductrice. 3. Structure selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les matières plasti- ques isolante et conductrice de l'embout présentent des fonctions amides. 4. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'embout de liaison (14) est obtenu par bi-injection de matière polymère conductrice et de matière po- lymère isolante. 5. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le noyau (A) en matière polymère isolante de l'embout de liaison (14) comprend d'une part des orifi- ces (29,32) prévus pour le passage d'organes de serrage (18,24) et débouchant sur 6 2783642 des faces (27,33) du noyau appliquées contre des faces respectives (15, 21,22) des éléments métalliques (11,12) à joindre, et comprend d'autre part, au voisinage du débouché des orifices (29,32), des plages conductrices (P2) garnies sélectivement de matière polymère conductrice. 6. Structure selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le noyau de l'em- bout présente des orifices (30) destinés au passage d'organes de serrage, ces orifi- ces étant garnis de matière polymère conductrice. 7. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait la garniture (B) est pré- vue sur les plages d'emmanchement (P1) de l'embout (14) dans un élément métal- lique (11) de l'ossature. 8. Structure métallique telle qu'enveloppe de distribution ou de contrôle ou canali- sation électrique, comprenant au moins deux éléments métalliques (11,12) à as- sembler entre eux, et un embout de liaison (14) assurant leur assemblage, caractérisée par le fait que: - I'embout de liaison (14) est une pièce unique rigide composée d'une part d'un noyau (A) en matière polymère électriquement isolant, rigide et mécaniquement résistant, appliqué sur les éléments métalliques sous l'effet d'organes de serrage, et d'autre part d'une garniture (B) en matière à base polymère électriquement conduc- trice recouvrant des plages (P1,P2) de la surface du noyau dans ses régions appli- quees contre les éléments métalliques.