FR2477309A1

FR2477309A1 - Mechanical tension monitor for electrified fence wire - has wire tensioning members and compressible device, connected to piezoelectric transducer to give electrical signal related to tension

Info

Publication number: FR2477309A1
Application number: FR8004551A
Authority: FR
Original assignee: CHESNAIS GILLES DE
Current assignee: CHESNAIS GILLES DE
Priority date: 1980-02-29
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1981-09-04
Also published as: FR2477309B1

Abstract

The tension monitor, has a piezoelectric element subjected to compression when the tension in the wire exceeds a given value, to supply a corresponding electrical signal. The monitor may have two piezoelectric discs mounted in opposition which are normally free from compression, but which are compressed when the wire tension increases to provide a voltage at the contact surface used for electrification of the fence wire. Pref. a hydraulic force amplifying device is inserted between the device providing the compression and the piezoelectric discs. The hydraulic device comprises two telescopic elements together forming a tubular housing and secured to respective wire ends. The relative axial displacement of the telescopic elements caused by an increase in the wire tension is transferred to a hydraulic piston acting on the piezoceramic discs which are sandwiched between two press plates. The force is designed to prevent electricution of children, etc.

Description

La présente invention concerne un dispositif pour la détection d'une tension mécanique anormale dans un fil ou un câble. The present invention relates to a device for detecting an abnormal mechanical tension in a wire or cable.

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. The device according to the invention is characterized in that it comprises an assembly connected to the wire and including a tensioning member for adjusting the tension of the wire to the desired value and means for producing a compression force from an excess wire tension and a piezoelectric element producing an electrical signal in response to this compression force.

De façon avantageuse, dans le cas où le fil est métallique, l'élément piézo-électrique est relié électriquement au fil. Advantageously, in the case where the wire is metallic, the piezoelectric element is electrically connected to the wire.

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. A particularly advantageous application consists in mounting a / device on a fence wire to constitute an electric fence for livestock. In this case, it is to subject an animal seeking to cross a fence wire to electric shocks which force it to move away from the wire. The detection device according to the invention makes it possible to use the thrust of the animal on the wire, which results in an increase in the voltage, as a source of production of the necessary electric voltage. The electrical signal emitted by the piezoelectric element in response to a push from the animal is in fact returned to the fence wire itself.

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.The essential advantage of such an electric fence is that it is not necessary to have an electric power source, unlike conventional fences. This advantage is all the more important since electric fences are intended to be used in rural areas far from any dwelling.

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. Another advantage of such a fence is that it is not permanently electrified, an electrical voltage being applied only in response to a push on the wire. This prevents someone touching the wire in their hand, without pushing the wire, from receiving electric shock.

De façon avantaseuse, un dispositif hydraulique agit pour multiplier l'effort exercé sur l'élément piézo-électrique. Advantageously, a hydraulic device acts to multiply the force exerted on the piezoelectric element.

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. Such a force multiplier allows the production of a much higher electrical voltage. This is particularly interesting in the application described above where the device is mounted on a fence wire.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après de plusieurs exemples de réalisation. The invention will be clearly understood on reading the description below of several exemplary embodiments.

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.In the drawings
- Figure 1 shows a first embodiment of an electric fence element according to the invention
- Figure 2 shows another embodiment;
- Figure 3 is a sectional view of a third embodiment, comprising a hydraulic force multiplier
- Figure 4 shows in more detail the hydraulic force multiplier.

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. We see in Figure 1 two son 1 and 2 serving as c18- ture. The wire 1 is hung and wound on a barrel 1C carried by a cage 11. The barrel can be rotated irreversibly by acting by a key on the end 12 of its axis, so as to tension the wire in the way appropriate.

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. The other wire 2 is hooked to a rod 13 which passes freely in a console 14 fixed to the cage 11. The rod 13 extends to a head 15 which retains a retaining washer 16, and between this washer 16 and the console 14 are placed a series of elastic washers 17 which are compressed during the tensioning of the wires by means of the barrel 10. The compression of the washers provides the desired tensile force in the wire.

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. A bottom plate 18 fixed to the cage 11 supports in a central part / piezoelectric crystals 20 mounted in opposition. On the rod 13 is fixed a plate 21 carrying two screws 22 which pass through the brackets 14 and 18 and carry at their end a stirrup 22a. The position of this stirrup, adjusted using the nuts 23, is such that the crystals are not compressed when the tension in the wires is normal, that is to say the result of the adjustment of the barrel 10 and of the restoring force exerted by the washers 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. If an animal, seeking to cross the fence wire, exerts a push on the wire, the tension of the wire increases and consequently, stirrup 22a tends to approach the console 18 and the crystals are compressed. Electric charges appear on the contact surface between the crystals, and the electric voltage thus created is applied by a line 24 to a spark gap 25. The spark gap 25 generates a high voltage, for example of the order of 25 kV , which is applied to wires 1 and 2, which are, in a known manner in electric fences, isolated from the piles holding the wires by porcelain or other insulators.

La poussée de l'animal sur le fil produit donc des fortes secousses électriques qui obligent l'animal à s'écarter du fil. The push of the animal on the wire therefore produces strong electric shocks which force the animal to move away from the wire.

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. The electric fence has the advantage of not requiring an electric power source such as a battery, the energy necessary for the production of the electric voltage being supplied by the 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. The device represented in FIG. 2, which constitutes another embodiment, is placed at the end of a wire, while that of FIG. 1 connected two strands 1 and 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. The device of Figure 2 comprises a pulley 30 on which the soft wire 31 is wound and hooked. The axis 32 of the pulley is supported by a cage 33 and angularly recalled by a torsion spring 34 which ensures the mechanical tension of the wire 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. A piezoelectric crystal 35 is carried by the cage 33 and an eccentric 36 is fixed on the axis 32 so as to compress the crystal when the axis of the pulley rotates under the effect of a traction exerted on the wire 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. The crystal 35 is connected to a spark gap 37 capable of sending electrical pulses into the wire 31 through the mass of the cage and the pulley
The eccentric 36 can be replaced by an element comprising several bosses and therefore producing several pulses at each revolution of the shaft 32.

Les figures 3 et 4 représentent un dispositif pour clôture électrique muni d'un multiplicateur d'effort hydraulique. Figures 3 and 4 show an electric fence device provided with a hydraulic force multiplier.

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.The device comprises two sleeves 40, 41 having
parts which interpenetrate in such a way as to allow
relative axial displacement of the sleeves 40, 41, but not
relative angular displacement. The set of two scabbards
forms a tubular shoemaker.

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.The sheath 40 is rigidly connected by a rod 42 to a
tensioner 43 provided with a barrel 44 on which is wound and
hung a fence wire 45.

L'autre fourreau 41 porte à son extrémité un crochet 46
pour la liaison avec l'autre fil de clôture 47.The other sleeve 41 carries at its end a hook 46
for connection with the other fence wire 47.

Un disque de poussée 48 est solidaire du fourreau 41. A thrust disc 48 is integral with the sheath 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.This disc has the same function as the caliper 22a in realizing
tion of Figure 1, namely the transformation of a force
of traction which tends to move the two sleeves apart in an effort
compression. A tension spring 49 mounted between the dis
that 48 and the bottom of the sheath 40 ensures the tension in the
wires 45, 47 like elastic washers 17 in the fig
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.The thrust is transmitted by a piston 50 which is mounted
sliding in a cylinder 51, which cylinder is fixed to
an envelope 52 carried by the sheath 40 and in which,
as shown in figure 4, are housed two cera discs
piezoelectric mics 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.The cylinder 51 ends with an additional flange
large diameter 55 fixed to the casing 52. A deformed membrane
table 56 is clamped at its periphery between the collar 55 and
the envelope 52. This membrane defines with the piston 50 and the
cylinder 51 a chamber in which a liquid is contained
hydraulic.

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.The piezoelectric discs 53, 54 are arranged between
two pressure pieces, namely a fixed anvil 57 in support
against the bottom of the envelope 52 and a movable hammer 58 in
contact with the 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.The discs 53, 54 are surrounded by an insulating jacket
flexible 59. Between the discs 53, 54 mounted in polarity oppo
sée is placed a disc electrode 60 connected to a wire 61 while
that the opposite faces of the discs 53, 54 are brought to the
Earth.

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. The hydraulic device composed of the piston 50, the cylinder 51 and the casing 52, the membrane 56 and the hammer 58 constitutes a force multiplier, the multiplication ratio being equal to the ratio of the section of the hammer to the section of the piston 50. The level of the electrical signal produced by the piezoelectric elements is multiplied by the same 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. It should also be noted that the casing 52 has an annular shoulder 62 which is arranged so as to act as a stop for the hammer 58, in order to prevent excessive compression of the piezoelectric discs.

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. Returning to FIG. 3, it will be noted that a compression spring 63 is mounted between the thrust disc 48 and the casing 52 in order to compensate for the mechanical tension exerted on the wires by the tensioner 43. The piezoelectric discs do not are therefore subjected to no force when the thread tension is at its normal value. A witness, not shown, indicates the spacing between the sleeves 40, 41 which corresponds to this normal value.

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. Also seen in Figure 3 the spark gap 64 connected to the wire 61. The spark gap 64 produces a discharge voltage which is applied to the hook 46 connected to the fence wire 47. The grounding of the piezoelectric discs can be made with the other fence wire 45.

Claims

1.- Device for detecting an abnormal mechanical tension in a wire or cable, characterized in that it comprises an assembly connected to the wire and including a tensioning member for adjusting the tension of the wire to the desired value and means for producing a compression force from an excess of wire tension, and a piezoelectric element producing an electrical signal in response to this compression force.

2.- Device according to claim 1, characterized in that an elastic member is associated with the tensioning member to recall the said assembly in the position corresponding to the desired tension of the thread.

3.- Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that a hydraulic force multiplier device is mounted between said means producing a compression force and the piezoelectric element.

4.- Device according to claim 3, characterized in that the force multiplier device comprises a piston mounted sliding in a cylinder and subjected to the compressive force, a membrane deformable by its periphery fixed to an enlarged part of the cylinder and delimiting with the piston and the cylinder a chamber containing a hydraulic liquid, and a thrust piece in contact on the one hand with the membrane and on the other hand with the piezoelectric element.

5.- Device according to claim 1, characterized in that it comprises a cage, carrying the piezoelectric element, a pulley whose axis is rotatable relative to the cage and on which the wire is hung, a spring acting on the axis of the pulley to adjust the tension of the wire to a desired value, and a cam element mounted on the axis of the pulley and acting to compress the piezoelectric element when the axis of the pulley turned.

6.- Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the case where the wire is metallic, the piezoelectric element is electrically connected to the wire.

7. An electric fence comprising at least one wire stretched between piles, characterized in that it comprises at least one device according to claim 6.

8.- Electric fence according to claim 7t characterized in that the piezoelectric element is connected to the wire via a spark gap.