FR3092475A1 - Connecteur électrique bipolaire à double serrage mécanique sur ruban conducteur - Google Patents

Connecteur électrique bipolaire à double serrage mécanique sur ruban conducteur Download PDF

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Abstract

Dispositif répulsif électrique comprenant un générateur électrique (50) connecté par ses deux bornes à un ruban composite conducteur (3), et un connecteur assurant d’une part un serrage mécanique du ruban composite conducteur (3) autour d’un objet à protéger et d’autre part une connexion entre le générateur électrique (50) et le ruban composite conducteur (3), ledit connecteur étant caractérisé en ce qu’il comprend : - un support (1) en matière métallique ou en polymère isolante ; et - au moins deux tiges (15) montées sur le support (1) et comprenant chacune sur leur surface extérieure au moins un élément conducteur (20); et - un organe de pression maintenant en contact ledit au moins un élément conducteur (20) avec au moins une bande conductrice (31) dudit ruban composite (3); et - de deux bornes de connexion configurées pour appliquer la différence de potentiel existant entre les deux bornes du générateur électrique (50) et lesdits éléments conducteurs. Fig. 1

Description

Connecteur électrique bipolaire à double serrage mécanique sur rubanconducteur
La présente invention concerne les connecteurs électriques spéciaux et plus spécifiquement ceux adaptés aux rubans composites conducteurs.
Les connecteurs électriques objet de l’invention sont particulièrement adaptés au domaine des ceintures électriques répulsives, tout particulièrement à celles destinées à la protection des arbres fruitiers contre l’invasion des fourmis.
état antérieur de la technique
Il existe de nombreuses solutions destinées à protéger les plantations et constructions contre l’invasion d’insectes notamment nuisibles, et plus généralement ciblant les arthropodes.
Parmi ces solutions, il est connu des dispositifs comprenant un dispositif longitudinal souple pouvant faire office de barrière en épousant totalement les surfaces utilisées par les insectes pour se rendre aux points d’intérêt qu’ils affectionnent. Généralement, ces dispositifs intègrent des éléments électriquement conducteurs qui seront piétinés par les insectes durant leur traversée desdits dispositifs.
Ces éléments conducteurs sont répartis sur le dispositif longitudinal et alimentés par une source électrique de telle sorte que les insectes sont foudroyés dans le cas justifié de nuisibles ou simplement choqués dans le cas des fourmis qui ne sont pas considérées comme nuisibles. Cela survient lorsque les insectes sont soumis à la fois au potentiel positif et au potentiel négatif issus de la source électrique, par exemple lorsque les insectes piétinent le dispositif longitudinal et forment ainsi un pont conducteur de courant.
La demande de brevet américain US 2006/0143974 décrit un dispositif électrique pour protéger les constructions de l’invasion des termites, dans laquelle les insectes sont électrocutés par le passage sur des fils conducteurs contenus dans un dispositif longitudinal souple. En revanche, le dispositif de connexion entre la source de courant et le dispositif longitudinal souple n’est pas décrit dans ce document. Il apparaît donc que ce dispositif laisse des points de passage possible aux insectes, notamment via le connecteur, qu’ils peuvent franchir sans risque d’électrocution. Cela affaiblit donc le système, car la plupart des insectes découvrent ce point de passage à travers le dispositif par tâtonnements successifs.
La demande de brevet allemand DE 102016002094 décrit également un dispositif répulsif électrique mais ne décrit pas la nature et le mode de réalisation du connecteur électrique.
En revanche, les figures 3a, 3b et 11, représentent le connecteur électrique comme un élément sommaire, dont la conception ne semble pas empêcher le passage de nuisibles par son intermédiaire. Par exemple, le connecteur illustré par la figure 11 laisse à penser qu’une colonie de fourmis aurait très rapidement trouvé le passage par le dessus ou par les côtés de ce boîtier et ainsi franchir la barrière.
Il n’est donc pas aisé de trouver un connecteur qui soumis aux intempéries assure à la fois une connexion électrique sans faille et qui représente lui-même une barrière au moins aussi efficace que le dispositif longitudinal lui-même vis-à-vis des insectes.
Le brevet français FR 2 842 705 propose quant à lui un connecteur comportant des picots permettant d’assurer aussi bien la connexion électrique qu’un serrage mécanique dudit dispositif longitudinal autour d’un objet à protéger. Pour ce faire, ce connecteur utilise des picots isolants se logeant entre deux rubans conducteurs dudit dispositif longitudinal.
Afin de pouvoir se loger dans les faibles espaces séparant deux rubans conducteurs électriques, les picots isolants doivent présenter un très faible diamètre, de l’ordre du millimètre. Ainsi, le serrage dudit dispositif longitudinal par ce système de picots est aléatoire et la connexion est rendue difficile voire impossible à mettre en œuvre.
Le problème technique que vise à résoudre l’invention est donc de proposer un dispositif électrique muni d’un connecteur pouvant assurer le maintien d’un ruban composite conducteur autour d’un objet à protéger, la connexion électrique de ce ruban composite avec une source électrique, et enfin, de représenter une barrière infranchissable contre les insectes
La présente invention propose de résoudre ce problème technique par un dispositif répulsif électrique comprenant un générateur électrique connecté par ses deux bornes à un ruban composite incluant des pistes conductrices, et un connecteur assurant d’une part un serrage mécanique du ruban composite conducteur autour d’un objet à protéger et d’autre part une connexion entre le générateur électrique et les pistes conductrices du le ruban composite conducteur.
Plus précisément, ledit connecteur est caractérisé en ce qu’il comprend avantageusement:
  • un support s’étendant sur la largeur du ruban ; et
  • au moins deux tiges montées sur le support et comprenant chacune sur leur surface extérieure au moins un élément conducteur ; et
  • un organe de pression maintenant en contact ledit au moins un élément conducteur avec au moins une piste conductrice dudit ruban composite ; et
  • de deux bornes de connexion configurées pour appliquer la différence de potentiel existant entre les deux bornes du générateur électrique et lesdits éléments conducteurs.
Selon un premier mode de réalisation de l’invention, l’organe de pression est une matière compressible montée sur le boîtier de fixation en regard des deux tiges.
Selon un second mode de réalisation de l’invention, l’organe de pression est un excentrique portant chacune des deux tiges.
Le ruban composite peut être réalisé de diverses manières.
Dans un mode de réalisation avantageux, le ruban composite est un film souple comportant des pistes métalliques parallèles, c’est-à-dire séparées par une zone isolante. Ces pistes peuvent être obtenues de différentes manières, par dépôt, collage, colaminage ou analogue. De façon préférée, les pistes peuvent être créées à partir d’une couche métallique continue présente sur le film souple, cette couche métallique étant supprimée par gravure chimique, mécanique ou thermique dans les zones de séparation entre pistes. Ce film souple peut être remplacé par un textile enduit sur une face duquel sont formées les pistes conductrices.
Dans un autre mode de réalisation, le ruban composite conducteur est un ruban textile à l’intérieur duquel sont tissées des bandes conductrices formant les pistes conductrices, séparées par le matériau isolant formant le fils du tissu parallèles auxdites pistes.
Dans ce cas, les bandes conductrices peuvent être formées par des feuillards en acier inoxydable.
Avantageusement, les bandes conductrices sont isolées entre elles et sont chacune en contact avec au moins un desdits éléments conducteurs.
Avantageusement, les éléments conducteurs du connecteur sont des entretoises métalliques avantageusement inoxydables enfilées autour desdites bornes de connexion, alternativement avec des canons isolants.
Avantageusement, chaque tige comprend un axe alimenté par l’une des deux bornes dudit générateur.
De façon avantageuse, le générateur électrique est une cellule photovoltaïque par exemple en silicium amorphe délivrant une tension électrique comprise entre 8 volts et 17 volts. Dans le cas des fourmis arboricoles dont l’activité est diurne, il n’est pas nécessaire de disposer d’une batterie tampon pour la nuit.
Dans un autre mode de réalisation, le générateur électrique délivre des impulsions électriques par un oscillateur à haut rendement réglable en intensité et/ou en fréquence par l’utilisateur.
Avantageusement, le dispositif est alimenté en courant continu par un circuit comprenant une batterie qui peut être utilisée seule ou couplée à une cellule photovoltaïque.
Description sommaire des figures
La manière de réaliser l’invention, ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent, à l’appui des figures annexées dans lesquelles :
la figure 1 est une vue de dessus du connecteur électrique selon un premier mode de réalisation de l’invention; et
la figure 2 est une vue en coupe sur le plan I-I’ du connecteur électrique de la figure 1; et
la figure 3 est une vue de face du connecteur électrique selon un second mode de réalisation de l’invention ; et
la figure 4 est une vue en coupe sur le plan II-II’ du connecteur électrique de la figure 3.
Description détaillée
L’invention concerne un dispositif répulsif électrique comprenant un générateur électrique50connecté par ses deux bornes51,52à un ruban composite conducteur3, et un connecteur assurant d’une part un serrage mécanique du ruban composite conducteur3autour d’un objet à protéger et d’autre part une connexion entre le générateur électrique50et le ruban composite conducteur3.
L’objet à protéger de l’invasion d’insectes tels que des fourmis est ceint d’un ruban composite conducteur. Ce ruban composite conducteur est composé d’une âme isolante30à laquelle sont solidarisées plusieurs bandes conductrices31parallèles et de même largeur.
Avantageusement, et tel que visible sur la figure 2, le ruban3présente une surface extérieureSe. Selon une manière préférée de réaliser l’invention, l’âme30de ce ruban3est composée d’un film de polyester de 50 µm à 150 µm d’épaisseur, typiquement de 75µm d’épaisseur comportant sur au moins une de ses faces les bandes conductrices31, de telle sorte que la surface extérieureSesoit composée de la surface supérieure dudit film de polyester30et de la surface supérieure desdites bandes conductrices31.
En pratique ces bandes conductrices peuvent être réalisée à partir d’une couche d’aluminium soit déposée par PVD, soit co-laminée sur le film 30. La couche d’aluminium est ultra pure et possède une épaisseur comprise entre 100 nm et 12 µm, idéalement voisine de 9 µm. Le motif électrique sur la couche d’aluminium est obtenu soit par gravure laser, soit par gravure chimique. On peut par exemple procéder par photo sensibilisation d’un vernis protecteur déposé sur la couche d’aluminium, puis dissolution du vernis sensibilisé et dissolution de l’aluminium non souhaité par un bain tiède d’une dilution d’hydroxyde de sodium.
La surface extérieureSedudit ruban3est située vers l’extérieur de l’objet à protéger, de telle sorte à être accessible au piétinement d’insectes, qui grimperaient par exemple sur cet objet.
Selon un premier mode de réalisation de l’invention illustré par la figure 1, le connecteur comprend un support1composé d’un fond de support10, et de deux ailes11,12identiques, rattachées par leur base au fond de support10. Le fond de support10et les deux ailes11,12présentent un profil parallélépipédique, et sont avantageusement composés d’un matériau métallique inoxydable ou d’un matériau plastique électriquement isolant. Avantageusement, le support1est composé de tôles rigides de matériau métallique tels que l’acier inoxydable, ces tôles ayant une épaisseur comprise entre 0,6 mm et 2 mm, préférentiellement 1 mm.
Le support peut être aussi réalisé en matériau plastique, tel que le polychlorure de vinyle (PVC) ou le polyméthacrylate de méthyle (PMMA). Ces tôles de matériau plastique ont une épaisseur comprise entre 3 et 10mm, avantageusement proche de 5mm.
Chacune des deux ailes11,12est percée de deux trous débouchants14,15. Avantageusement, les deux trous14,15sont situés sur une droite parallèle au plus grand côté desdites ailes11,12.
Les trous14de chacune des deux ailes11,12se font face et partagent ainsi un même axe. De même, les trous15de chacune des deux ailes11,12se font face et partagent un axe identique.
L’axe défini par l’alignement des trous14porte une première tige, sous la forme d’un cylindre connecteur2a. De la même manière, l’axe défini par l’alignement des trous15porte une seconde tige, sous la forme d’un cylindre connecteur2b.
Chaque cylindre2a,2best porté en son centre par un axe cylindrique25, réalisé avantageusement à partir d’acier inoxydable. Cet axe25est composé d’une succession de plusieurs portions cylindriques partageant un même axe, colinéaire à l’axe des trous14pour le cylindre2aet des trous15pour le cylindre2b.
Notamment, chaque axe25comporte, à l’une de ses extrémités, une section de connexion26de diamètre réduit par rapport au diamètre général de l’axe, défini entre deux épaulements. La section de connexion26permet avantageusement d’appliquer à chacun des axes25une différence de potentiel issue d’un générateur50, par l’intermédiaire de fils de liaison51,52. Chacun de ces fils de liaison51,52est prolongé par un clip non représenté, venant entourer de manière réversible chacun des axes25. Ce clip peut prendre la forme d’un ressort circulaire, dont les extrémités permettent d’une part d’assurer un effort contrariant l’effet de ressort, et ainsi de mettre en place le ressort sur l’axe25. D’autre part, cette extrémité peut être conçue pour recevoir une cosse de connexion présente en extrémité du fil de liaison51,52.
Chacun des cylindres connecteurs est monté rotatif par rapport au connecteur1par l’intermédiaire de deux paliers isolants24disposés à chacune des extrémités des axes25. Ces paliers24sont constitués de matière plastique, avantageusement en polyamide (PA 6), dont le diamètre intérieur épouse le diamètre extérieur desdits axes25. Avantageusement, les paliers24permettent d’isoler électriquement les ailes11,12de chacun des axes25, et ainsi d’isoler les axes25entre eux.
Entre les deux paliers24s’étend une portion longitudinale27, définie comme étant la partie la plus longue de cet axe25. Cette portion longitudinale27présente le diamètre le plus élevé de toutes les portions composant l’axe25.
Sur chaque portion longitudinale27sont montées trois entretoises actives20, et trois entretoises passives21. Les entretoises actives20et passives21sont des disques de même épaisseur et de même diamètre extérieur, percés d’un trou en leur centre définissant ainsi un diamètre intérieur de chacune de ces entretoises.
De manière avantageuse, les entretoises actives20et passives21sont obtenues à partir d’acier inoxydable, leur apportant une résistance accrue aux aléas météorologiques auxquels elles seront soumises.
Il est à noter que le diamètre intérieur des entretoises actives20est plus étroit que celui des entretoises passives21.
En effet, une alternance entre chaque entretoise active20et passive21est créée sur chaque axe25. Les entretoises actives20sont montées directement sur l’axe25, de sorte à mettre en contact leur diamètre intérieur avec la surface extérieure de l’axe. Cela permet ainsi avantageusement de transmettre le potentiel électrique auquel chacun des axes25est soumis aux entretoises actives20.
Au contraire, les entretoises passives21sont montées sur l’axe25par l’intermédiaire de canons isolants22. Chaque canon isolant22, avantageusement électriquement isolant et obtenu à partir de PA6, est composé d’un disque du centre duquel s’étend une extrusion cylindrique. L’ensemble est percé d’un orifice central dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre intérieur des entretoises actives20.
Le moulage de ces canons isolants22présente une longueur inférieure à la moitié de l’épaisseur des entretoises passives21, et leur diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre intérieur de ces entretoises.
L’épaisseur de chacun des disques des canons isolants22est comprise entre 0,5 et 2mm, en étant avantageusement proche de 1mm, et leur diamètre extérieur est inférieur au diamètre des entretoises actives20et passives21.
Deux canons isolants22sont montés tête-bêche dans le trou de chacune des entretoises passives21. Chacun des ensembles passifs ainsi formés est ensuite monté sur l’axe25, en alternance avec des entretoises actives20, de sorte à former les cylindres2a,2b. Ainsi, la distance entre les entretoises actives20et passives21est constante.
De part et d’autre de l’assemblage alterné défini par les entretoises actives20et passives21sont montées deux entretoises de centrage23. Ces entretoises de centrage23sont avantageusement obtenues à partir de PA6. Leur diamètre extérieur est inférieur au diamètre extérieur des entretoises actives20et passives21. Un trou percé en leur centre définit le diamètre intérieur des entretoises isolantes23, qui est avantageusement sensiblement égal au diamètre extérieur de chaque axe25.
Ces entretoises de centrage23permettent de centrer l’assemblage alterné entre les deux ailes11,12.
Il est à noter qu’au sens de l’invention, les assemblages alternés portés par les cylindres connecteurs2a,2bsont de motif opposé, c’est-à-dire que les entretoises opposées sont différentes les unes des autres. Cela permet avantageusement qu’une bande conductrice31dudit ruban composite longitudinal3soit en contact avec une seule entretoise active20et une seule entretoise passive21.
En effet, le ruban composite longitudinal3est inséré au sein du connecteur sous les tiges conductrices2a,2bet repose sur une mousse déformable13recouvrant le fond de support10. Le ruban composite longitudinal se superpose au niveau du connecteur, en un pli supérieur et un pli inférieur.
La mousse déformable13, composée de matériau polymérique, présente une épaisseur comprise entre 5 et 15mm, avantageusement proche de 10mm. Elle présente la capacité de pouvoir être déformée de manière réversible, c’est-à-dire qu’elle présente une élasticité. Elle agit tel un moyen de serrage, en permettant avantageusement de comprimer le ruban composite longitudinal3contre les tiges conductrices, de sorte à assurer une conduction électrique entre les entretoises actives20et les bandes conductrices31, et permettant aussi d’assurer un maintien du serrage mécanique dudit ruban composite conducteur3autour de l’objet à protéger.
Ainsi, la surface extérieureSeest maintenue comprimée contre les deux cylindres conducteurs2a,2bpar la mousse déformable13, de telle sorte que chaque bande conductrice31soit en contact avec respectivement une entretoise active20et une entretoise passive21.
De cette manière, chaque bande conductrice31est soumise à un seul potentiel. Ainsi, un insecte qui entre en contact simultané avec deux bandes conductrices31adjacentes, comme par exemple lors d’un piétinement, crée par son corps un pont électrique. Son corps est alors traversé par le courant électrique, provoquant son électrocution, assurant ainsi la protection de l’objet à protéger.
Selon un second mode de réalisation de l’invention, représenté sur les figures 3 et 4, le moyen de pression est composé d’un excentrique.
Cet excentrique est formé par un décalage de l’axe de la portion longitudinale27. En effet, l’axe de la portion longitudinale27est parallèle à l’axe de l’axe25, en ayant une valeur de décalage comprise entre 5 et 10mm, avantageusement proche de 7mm.
Ainsi, lorsque l’axe25pivote au sein des paliers24, la portion longitudinale27ne pivote pas selon son axe de révolution, définissant ainsi un mouvement d’excentrique.
Au moyen d’un orifice28percé selon un axe perpendiculaire à l’axe25, à proximité de l’épaulement26, l’utilisateur peut ainsi mettre en rotation l’axe25, permettant ainsi, par le biais de l’excentrique défini par la portion longitudinale27, d’écraser le ruban composite conducteur3.
Le connecteur électrique selon l’invention est particulièrement adapté à une utilisation en extérieur. En effet, le choix des matériaux, tels que l’acier inoxydable et le PA6 rendent sa résistance élevée face aux agressions naturelles comme la corrosion et les rayons ultraviolets.
Aussi, le fait que les cylindres2a,2bsont exposés à l’extérieur du connecteur rend avantageusement infranchissable le dispositif répulsif par les insectes. En effet, le dispositif ne présente pas de discontinuité dans la protection qu’il confère autour de l’objet à protéger.
Le générateur50est avantageusement une batterie, par exemple une pile de type 12V MN21 ou 12V MN27. Avantageusement, cette batterie est connectée à un panneau photovoltaïque permettant de la maintenir chargée. Par exemple, le panneau photovoltaïque pouvant être utilisé est celui commercialisé par SOLEMS sous la référence 13/55/32. De manière avantageuse, un chargeur branché sur le secteur permet également de recharger la batterie lorsqu’elle est déchargée.
Avantageusement, le générateur50délivre un courant continu sous la forme d’impulsions électriques. Un dispositif électronique permet en outre à un utilisateur de moduler ces impulsions en intensité et/ou en fréquence.
On comprend bien de tout ce qui précède que le connecteur électrique possède la faculté fondamentale d’opposer une barrière électrique aussi efficace que celle procurée par le ruban composite conducteur3qu’il alimente.
On comprend sans difficulté que le dispositif décrit ci-dessus avec des pistes conductrices identiques peut être modifié pour être adapté à d’autres configurations. Ainsi, on peut concevoir des rubans composites conducteurs spéciaux possédant de multiples groupes de pistes conductrices. En effet, si l’on souhaite par exemple barrer la route à deux groupes de fourmis de tailles très différentes, il sera nécessaire de réaliser sur le même ruban composite conducteur deux séries connexes de pistes électriques barrières.
Par exemple, dans le sud de la France on trouve communément des fourmis familleMessor barbarusdont la taille varie de 4 mm à 12 mm qui cohabitent avec des fourmisMonomorium carbonariumdont la taille varie de 1,4 mm à 1,8 mm.
Pour une efficacité d’arrêt total en étant certain que les fourmis de chaque type soit toujours électrochoquée, on pourra prévoir au moins trois pistes de 6 mm isolées de 1 mm pour les fourmisMessor barbarus, alors que pour les petitesMonomorium carbonarium,on prévoira 4 pistes de 3 mm isolées de 1 mm. Ce ruban composite particulier a ainsi la faculté d’être adapté pour bloquer des insectes de différentes tailles. Le connecteur électrique décrit ci-avant est parfaitement adapté à ce type de ruban composite conducteur multipistes à pas multiples.

Claims (11)

  1. - Dispositif répulsif électrique comprenant un générateur électrique (50) connecté par ses deux bornes à un ruban composite conducteur (3) incluant des pistes conductrices (31), et un connecteur assurant d’une part un serrage mécanique du ruban composite conducteur (3) autour d’un objet à protéger et d’autre part une connexion entre le générateur électrique (50) et le ruban composite conducteur (3), ledit connecteur étantc aractérisé en ce qu’il comprend :
    - un support (1) s’étendant sur la largeur du ruban ; et
    - au moins deux tiges (2a, 2b) montées sur le support et comprenant chacune sur leur surface extérieure au moins un élément conducteur (20) ; et
    - un organe de pression maintenant en contact ledit au moins un élément conducteur avec au moins une piste conductrice (31) dudit ruban composite (3); et
    - deux bornes de connexion (51, 52) configurées pour appliquer la différence de potentiel existant entre les deux bornes du générateur électrique (50) et lesdits éléments conducteurs (20).
  2. - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l’organe de pression est une matière compressible (13) montée sur le boîtier de fixation en regard des deux tiges (2a, 2b).
  3. - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l’organe de pression est un excentrique portant chacune des deux tiges (2a, 2b).
  4. - Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les éléments conducteurs (20,5,7) sont des entretoises métalliques enfilées autour desdites bornes de connexion, alternativement avec des canons isolants (22,6,8).
  5. - Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le ruban composite conducteur (3) est un film souple (30) présentant une au moins une face couverte d’une couche métallique sur laquelle sont formées des pistes conductrices séparées.
  6. - Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le ruban composite conducteur (3) est un textile dans lequel sont tissées des bandes conductrices et des fils isolants séparant lesdites pistes.
  7. - Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les pistes conductrices (31) sont des feuillards en acier inoxydable.
  8. - Dispositif selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque tige (2a, 2b) comprend un axe (25) alimenté par l’une des deux bornes dudit générateur (50).
  9. - Dispositif selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il est alimenté en courant continu par une cellule photovoltaïque, avantageusement en silicium amorphe.
  10. - Dispositif selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le générateur électrique (50) délivre des impulsions électriques par un oscillateur à haut rendement réglable en intensité et/ou en fréquence par l’utilisateur.
  11. - Dispositif selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il est alimenté en courant continu par un circuit comprenant une batterie.
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