Structure diélectrique resistant à la compression

Abstract

 L'invention se rapporte à une structure diélectrique (10) de fil ou de câble électrique, présentant un corps cylindrique interne creux (2) et un corps cylindrique externe creux (3), lesdits corps (2,3) étant concentriques et étant reliée l'un à l'autre par une pluralité d'entretoises (4a,4b,4c,14).
La principale caractéristique d'une structure diélectrique selon l'invention, est que chaque entretoise (14) est constituée d'une première paroi incurvée (15) et d'une deuxième paroi incurvée (16) dans l'autre sens, par rapport à un plan radial reliant les deux corps (2,3), lesdites parois (15,16) ayant au moins une zone (17) d'intersection, deux entretoises (14) successives étant au contact l'une de l'autre.

Description

[0001] L'invention se rapporte à une structure diélectrique destinée à un fil ou un câble électrique. Généralement, les câbles ou fils électriques sont entourés d'une structure diélectrique permettant de les isoler électriquement de tous les éléments extérieurs. Afin de préserver lesdits câbles ou fils électriques de toutes sollicitations mécaniques externes et accidentelles, pouvant conduire à leur endommagement par compression ou écrasement, ces structures diélectriques sont dimensionnées de manière à présenter une bonne résistance mécanique. Ainsi, ces structures diélectriques absorbent, partiellement ou totalement, les efforts occasionnés lors de ces sollicitations intempestives, en se déformant plus ou moins.

[0002] Les structures diélectriques existantes présentant une aptitude acceptable à la compression sont constituées par les structures de type « marguerite ». En se référant à la figure 1a, ces structures 1 présentent un corps cylindrique creux interne 2, et un corps cylindrique creux externe 3, lesdits corps 2,3 étant concentriques et étant reliés entre eux par des parois radiales 4a, régulièrement espacées dans l'espace annulaire séparant lesdits corps creux 2,3. Ces parois sont planes, et délimitent une pluralité de compartiments 5. Comme l'illustre la figure 1d, ces structures ont tendance à fortement se déformer, au delà d'une sollicitation externe seuil, de type compression, préservant de justesse l'intégrité du corps interne 2, et donc celle du fil ou du câble électrique logé à l'intérieur dudit corps 2. Outre le fait d'assurer un niveau de résistance tout juste correcte, sans marge de sécurité, ces structures « marguerite » ont l'inconvénient supplémentaire de présenter, de façon récurrente, des défauts de fabrication, inhérents au procédé d'extrusion qui les met en oeuvre. En effet, comme le montrent les figures 1b et 1c, les parois 4c peuvent ne pas être parfaitement radiales, ou lesdites parois 4b peuvent présenter des gradients de concentration de matière, ces deux approximations de fabrication pouvant se révéler rédhibitoires vis-à-vis de la bonne tenue mécanique recherchée, en accélérant le processus d'apparition d'une déformation significative. D'autres structures diélectriques peuvent montrer des propriétés de résistance mécanique intéressantes par rapport à une sollicitation de type compression. Il s'agit des structures diélectriques en mousse. Seulement, l'utilisation du fréon comme gaz moussant n'est plus autorisée aujourd'hui, et ces structures moussantes ne peuvent plus constituer des solutions satisfaisantes au problème posé.

[0003] Les structures diélectriques selon l'invention, présentent une géométrie particulière leur conférant une excellente aptitude à la résistance mécanique, vis-à-vis notamment d'un écrasement, qui pourrait, par exemple, être dû à une sollicitation externe de type compression. De plus, ces structures peuvent être fabriquées facilement et rapidement, et les quelques défauts qui pourraient survenir lors de leur fabrication, ne seraient pas susceptibles de remettre en question la résistance mécanique desdites structures, en raison de leur géométrie particulière pouvant tolérer quelques approximations de fabrication.

[0004] L'invention a pour objet une structure diélectrique de fil ou de câble électrique, présentant un corps cylindrique interne creux et un corps cylindrique externe creux, lesdits corps étant concentriques et étant reliée l'un à l'autre par une pluralité d'entretoises. La principale caractéristique d'une structure selon l'invention est que chaque entretoise est constituée d'une première paroi incurvée et d'une deuxième paroi incurvée dans l'autre sens, par rapport à un plan radial reliant les deux corps, lesdites parois ayant au moins une zone d'intersection, et deux entretoises successives étant au contact l'une de l'autre. L'objectif visé par cette géométrie spécifique des entretoises occupant l'espace intercalaire situé entre les deux corps creux, est de pouvoir annuler l'effet des efforts transmis dans la structure lors d'une compression externe, de manière à ne provoquer qu'une déformation minime de ladite structure, voire à préserver sa forme initiale. En effet, la forme particulière de chaque entretoise, associée à leur agencement les unes par rapport aux autres, permet de mettre en relief une série continue de parois positionnées en opposition géométrique deux à deux, annulant ainsi les efforts transmis dans la structure lors d'une compression. Le choc, qui a initialement une composante radiale, se transmet le long des parois de chaque entretoise selon une direction sensiblement radiale, jusqu'à atteindre la zone d'intersection des parois de chaque entretoise. Au niveau de chacune de ces zones d'intersection, le choc possède alors deux composantes tangentielles et opposées, qui s'annulent mutuellement, évitant audit choc de progresser vers le corps interne creux. Selon un mode de réalisation préféré d'une structure diélectrique selon l'invention, ladite structure comprend vingt et une entretoises identiques.

[0005] Selon un autre mode de réalisation préféré d'une structure selon l'invention, les deux parois d'une même entretoise possèdent une seule zone d'intersection, permettant de solidariser leur partie centrale. De cette manière, chaque entretoise est composée de deux parois incurvées, la section de ladite entretoise ayant une forme sensiblement en X. Le fait que la zone de d'intersection des deux parois, corresponde à une mise au contact de leur partie centrale, ne signifie pas pour autant que ce contact a lieu rigoureusement et précisément au niveau de leur centre géométrique. En effet, la partie centrale de chaque paroi est considérée comme étendue suivant une direction radiale de la structure, et la zone d'intersection peut être réalisée au niveau d'une sous partie excentrée de cette partie centrale, selon un axe radial. De cette manière, suivant les configurations rencontrées, cette zone d'intersection peut se retrouver, soit plus proche du corps interne, soit plus proche du corps externe, soit équidistante desdits corps.

[0006] Avantageusement, deux entretoises successives sont au contact l'une de l'autre, la première entretoise possédant une paroi qui est au contact d'une paroi de la deuxième entretoise, ledit contact étant réalisé au niveau des deux extrémités de chaque paroi. Cette configuration peut se résumer à une mise au contact de deux objets ayant chacun une section en forme de X identique, cette mise au contact se répercutant en continu autour de l'espace intercalaire séparant les deux corps creux. Le fait que toutes les entretoises se touchent deux à deux et de proche en proche, constitue la version la plus optimisée d'une structure diélectrique selon l'invention, pour résister à une compression, puisque toutes les entretoises coopèrent entre elles pour annuler la composante générale des efforts transmis. Il est à préciser que la notion d'extrémités pour les parois, sont à considérer par rapport à un axe radial de la structure.

[0007] De façon préférentielle, l'espace ménagé entre deux entretoises successives à la forme d'un losange, dont les deux sommets reliés par un axe tangentiel sont arrondis. Pour être plus précis, chaque entretoise a une section en forme de X, et la mise au contact de deux entretoises situées à la même hauteur, permet de mettre en relief un interstice « inter entretoises » en forme de losange. Les deux sommets arrondis proviennent de la forme incurvée des parois des entretoises. Le fait de supprimer deux sommets anguleux du losange, permet de faire disparaitre deux zones de rupture, susceptibles de favoriser l'écrasement de la structure dans le cas d'une compression.

[0008] De façon avantageuse, chaque losange est allongé selon une direction radiale de la structure.

[0009] Selon un mode de réalisation préféré d'une structure diélectrique selon l'invention, le rapport de la largeur du losange sur sa longueur est compris entre 0,3 et 0,7. La longueur du losange est sa dimension prise selon un axe radial de la structure, et sa largeur est sa dimension prise selon un axe tangentiel de ladite structure.

[0010] Selon un autre mode de réalisation préféré d'une structure diélectrique selon l'invention, les deux parois d'une même entretoise possèdent deux zones d'intersection, permettant de solidariser leurs extrémités.

[0011] De façon préférentielle, la section de chaque entretoise laisse apparaitre un évidement central, ayant la forme d'un losange.

[0012] Avantageusement, les deux sommets du losange reliés par un axe tangentiel à la structure, sont arrondis. Pour cette configuration, l'évidement central a sensiblement une forme oblongue, élargie au niveau de sa partie centrale. Le fait de préciser que les sommets sont arrondis signifie que lesdits sommets ne sont pas anguleux, et ne présentent donc pas une arête susceptible de constituer une ligne de rupture lors d'une compression.

[0013] Avantageusement, la structure diélectrique est réalisée en une seule pièce, par extrusion.

[0014] Les structures diélectriques pour câbles ou fils électriques selon l'invention, présentent l'avantage de posséder des propriétés de résistance mécanique à la compression largement augmentées par rapport aux structures déjà existantes, par une simple modification géométrique, ne nécessitant aucune technique de fabrication complexe, ni ajout de pièces de renforcement. De plus, cette modification permet de préserver les contours généraux de la structure, permettant à celle-ci de remplacer les structures déjà existantes, sans y apporter d'aménagement ou de réajustement de montage.

[0015] On donne ci-après, une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'une structure diélectrique selon l'invention, en se référant aux figures 1 à 3.

• La figure 1a, déjà décrite, est une vue en coupe axiale transversale d'un premier mode de réalisation d'une structure diélectrique de l'état de la technique,
• La figure 1b, déjà décrite, est une vue en coupe axiale transversale d'un deuxième mode de réalisation d'une structure diélectrique de l'état de la technique,
• La figure 1c, déjà décrite, est une vue en coupe axiale transversale d'un troisième mode de réalisation d'une structure diélectrique de l'état de la technique,
• La figure 1d, déjà décrite, est une vue axiale transversale de l'un des trois modes de réalisation préféré d'une structure selon l'invention, après avoir subi une compression externe,
• La figure 2a est une vue en coupe axiale transversale d'un mode de réalisation préféré d'une structure diélectrique selon l'invention,
• La figure 2b est une vue en perspective de la structure de la figure 2a,
• La figure 3 est un diagramme comparatif, permettant de déterminer à partir de quel niveau de compression, une structure diélectrique selon l'état de la technique et une structure diélectrique selon l'invention se déforment.

[0016] En se référant à la figure 2a, une structure 10 diélectrique selon l'invention, présente un corps cylindrique creux interne 2 et un corps cylindrique creux externe 3, reliés entre eux par une pluralité d'entretoises 14 identiques. Chaque entretoise 14 est constituée d'une première paroi incurvée 15, et d'une deuxième paroi incurvée 16 dans l'autre sens par rapport à un plan radiale reliant les deux corps 2,3, et séparant lesdites parois 15,16, ces parois 15,16 étant solidarisées l'une à l'autre sensiblement au niveau de leur partie centrale. Cette zone 17 de contact entre les deux parois 15,16 d'une entretoise 14, peut ne pas être rigoureusement centrale, et peut varier autour de cette position centrale avec une certaine tolérance. L'essentiel pour cette configuration, est que la section de chaque entretoise 14, dans un plan transversal par rapport à un axe de révolution longitudinal de la structure diélectrique 10 selon l'invention, a globalement la forme d'un X. Chaque paroi 15,16 d'une entretoise 14 présente une première extrémité 18 au contact du corps cylindrique ceux interne 2, et une deuxième extrémité 19 au contact du corps cylindrique creux externe 3. Les entretoises 14 sont arrangées entre elles autour de l'espace annulaire laissé vacant entre les deux corps creux 2,3 de la structure 10, de manière à ce que deux entretoises 14 successives soient au contact l'une de l'autre. Autrement dit, une paroi 15 d'une première entretoise 14 et une paroi 16 d'une deuxième entretoise contiguë 14, se retrouvent au contact l'une de l'autre au niveau de leurs deux extrémités 18,19, cette notion d'extrémité étant à considérer par rapport à un axe radial de la structure 10. Ainsi, une paroi 15 d'une première entretoise 14 et une paroi 16 d'une deuxième entretoise 14 avec laquelle elle se retrouve au contact, délimitent une ouverture 20 allongée selon une direction radiale de la structure 10, et dont la partie centrale, située à mi distance entre les deux corps cylindriques creux 2,3, est élargie avec un contour arrondi. Les deux extrémités de cette ouverture 20, situées chacune au voisinage de chacun desdits corps 2,3, sont délimitées par les deux parois 15,16 faisant entre elles un angle aigu. De façon schématisée, chaque ouverture 20 ménagée entre deux entretoises successives 14, a la forme d'un losange allongé, dont les deux sommets reliés par un axe tangentiel à la structure 10 sont arrondis. Une structure diélectrique 10 selon l'invention, possède vingt et une entretoises 14 et est réalisée en une seule pièce par extrusion. En effet, pour les besoins de la description de la géométrie particulière d'une structure diélectrique 10 selon l'invention, cette structure 10 a été divisée en une pluralité d'entretoises 14 unitaires et identiques, mais en réalité, selon un mode de réalisation préféré d'une structure 10 diélectrique selon l'invention, cette structure 10 est constituée par un seul bloc, fabriqué en une seule opération d'extrusion.

[0017] En se référant à la figure 3, la grandeur en ordonnée du diagramme est proportionnelle à la déformation globale de la structure 1,10, tandis que l'abscisse correspond à la pression imposée à ladite structure 1,10. On peut voir que la pression nécessaire à déformer la structure 10 diélectrique selon l'invention, matérialisée par la courbe en pointillés, est beaucoup plus grande que celle nécessaire à déformer la structure 1diélectrique de l'état de la technique, matérialisée par la courbe en trait plein. En effet, il est aisé de constaté que la structure 1 « marguerite » se déforme à partir d'une pression de 0.3, alors que la structure diélectrique 10 selon l'invention ne commence à se déformer qu'au-delà d'une pression de 0.9, trois fois supérieure. Cela tend à montrer qu'une structure diélectrique 10 selon l'invention est au moins trois fois plus résistante à la compression, qu'une structure diélectrique 1 de type « marguerite » de l'état de la technique.

Revendications

1. Structure diélectrique (10) de fil ou de câble électrique, présentant un corps cylindrique interne creux (2) et un corps cylindrique externe creux (3), lesdits corps (2,3) étant concentriques et étant reliée l'un à l'autre par une pluralité d'entretoises (4a,4b,4c,14), caractérisée en ce que chaque entretoise (14) est constituée d'une première paroi incurvée (15) et d'une deuxième paroi incurvée (16) dans l'autre sens, par rapport à un plan radial reliant les deux corps (2,3), lesdites parois (15,16) ayant au moins une zone (17) d'intersection, et en ce que deux entretoises (14) successives sont au contact l'une de l'autre.

2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux parois (15,16) d'une même entretoise (14) possèdent une seule zone d'intersection (17), permettant de solidariser leur partie centrale.

3. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux entretoises (14) successives sont au contact l'une de l'autre, la première entretoise (14) possédant une paroi (15,16) qui est au contact d'une paroi (15,16) de la deuxième entretoise (14), ledit contact étant réalisé au niveau des deux extrémités de chaque paroi (15,16).

4. Structure selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'espace (20) ménagé entre deux entretoises (14) successives a la forme d'un losange, dont les deux sommets reliés par un axe tangentiel à la structure, sont arrondis.

5. Structure selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque losange (20) est allongé selon une direction radiale de la structure.

6. Structure selon la revendication 5, caractérisée en ce que le rapport de la largeur du losange sur sa longueur est compris entre 0,3 et 0,7.

7. Structure selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux parois (15,16) d'une même entretoise (14) possèdent deux zones d'intersection, permettant de solidariser leurs extrémités (18,19).

8. Structure selon la revendication 7, caractérisée en ce que la section de chaque entretoise (14) laisse apparaitre un évidement central (20), ayant la forme d'un losange.

9. Structure selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux sommets du losange, reliés par un axe tangentiel à la structure, sont arrondis.

10. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle réalisée en une seule pièce, par extrusion.

Dessins