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EP0203857A1 - Poteau, notamment pour supporter des lignes électriques ou téléphoniques - Google Patents

Poteau, notamment pour supporter des lignes électriques ou téléphoniques Download PDF

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EP0203857A1
EP0203857A1 EP86401076A EP86401076A EP0203857A1 EP 0203857 A1 EP0203857 A1 EP 0203857A1 EP 86401076 A EP86401076 A EP 86401076A EP 86401076 A EP86401076 A EP 86401076A EP 0203857 A1 EP0203857 A1 EP 0203857A1
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EP
European Patent Office
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post according
walls
post
wall
fibers
Prior art date
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EP86401076A
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German (de)
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EP0203857B1 (fr
Inventor
Pierre Bourrieres
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Manufacture dAppareillage Electrique de Cahors SA
Original Assignee
Manufacture dAppareillage Electrique de Cahors SA
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Publication date
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/02—Structures made of specified materials

Definitions

  • the present invention relates to a pole, in particular for supporting electrical or telephone lines.
  • the object of the invention is to provide a post which can be particularly light given the load in bending-compression which it can withstand.
  • the post in particular for supporting electrical or telephone lines, comprising a hollow longitudinal interior space surrounded by a shell, is characterized in that the shell comprises a substantially rigid internal wall itself surrounded at a certain radial distance by an outer wall, connecting means being provided between the outer and inner walls, while the outer wall comprises fibers extending in a substantially tangential direction forming an angle with a longitudinal axis of the post.
  • the connecting means ensure that the two walls cannot deform independently of one another, so that the shell locally has, in each sector of its periphery, a relatively large moment of inertia.
  • the weakness of the local moment of inertia which, despite the large value of the total moment of inertia, allows the known post to bend under relatively low loads.
  • the substantially tangential fibers forming an angle with the longitudinal axis prevent the external wall from bursting, in particular when the post is working in torsion (twisting).
  • the post shown in FIG. 1 comprises a cylindrical shell 1, of circular profile, surrounding a longitudinal internal hollow space 2.
  • the lower end of the post is planted, that is to say embedded, in the ground 3.
  • This kind of pole carries for example telephone or electric lines. It thus supports its own weight, the weight of the lines, and horizontal forces due for example to the wind or to the mechanical tension in the lines when they follow a non-rectilinear path in the horizontal plane. This results in horizontal forces F1 applied to the pole in the vicinity of its upper end, and vertical forces Fh generally spaced from the axis of the pole.
  • This type of loading, in flexion-compression, tends very strongly to make the post bend just above its recess.
  • the shell 1 of the post according to the invention com takes a substantially rigid inner wall 4 adjacent to the space 2 and an outer wall 6 which surrounds the inner wall 4 at a certain radial distance from the latter.
  • the two walls 4, 6 are connected by a connecting means 7 which adheres firmly to each of them and consequently prevents one from deforming independently of the other.
  • the connecting means 7 is a filling material such as foam or felt.
  • each of the walls 4 and 6 is made of plastic material containing reinforcing fibers extending in the longitudinal direction of the post.
  • the walls 4 and 6 are obtained by the pultrusion process, that is to say a process of the extrusion type in which the product by the reinforcing fibers is pulled out of the extruder to keep the reinforcing fibers their orientation during extrusion.
  • the outer wall 6 contains fibers arranged in any order 11, some therefore being oriented in a substantially tangential direction and forming an angle with the longitudinal axis 12 (Figure 1) of the post.
  • some of the fibers 11 extend in a substantially circumferential direction.
  • the two walls 4 and 6 are made in one piece with the connecting means 7. It is indeed envisaged according to the invention to form a felt tube in the pultrusion machine, to guide this felt tube in the axis of the orifice of the pultrusion machine, and to carry out the pultrusion by pulling on the assembly formed by the two walls 4 and 6 between which the felt tube 7 is interposed. This gives very good adhesion. between each face of the felt tube and the adjacent wall 4 or 6 because the plastic material permeates the surface of the felt during extrusion.
  • the longitudinal fibers are guided by coaxial layers to be assigned to one or the other wall, and even to be distributed in the thickness of each wall. It is therefore possible to selectively introduce into the outer wall 6, the fibers in any order 11, by placing them between the longitudinal fibers intended for the outer wall.
  • the connecting means 7 is a foam
  • the two walls 4 and 6 can be produced independently of one another, then position the wall 4 in the wall 6 and inject the foam between the two walls.
  • the foam will be chosen for its qualities of adhesion to the plastic of the walls 4 and 6 and of good resistance to shear stresses.
  • the inner wall 4 and the connecting means 7 are unchanged.
  • the outer wall 6 is constituted by a filament winding produced in the circumferential direction around the connecting means 7.
  • the filament winding consists in winding on a body of multi-fiber wicks impregnated with resin.
  • the connecting means 7 are constituted by bridges 8 connecting the two walls 4, 6.
  • the bridges 8 are ribs extending axially over the entire length of the post.
  • the two walls 4 and 6 are integral with the ribs 8.
  • the whole is made of plastic reinforced with fibers extending in the longitudinal direction of the post. This one-piece structure can be obtained in a single operation by pultrusion.
  • the outer wall Q also contains, substantially at mid-thickness and over its entire periphery, a fiberglass fabric 13. Due to its nature of fabric, the fiber fabric 13 necessarily comprises fibers extending tangentially forming an angle with the axis of the post. The tissue 13 is introduced into the extruder, by positioning relative to the longitudinal fibers.
  • the internal wall 4 is made in one piece with the ribs 8, of plastic material reinforced with longitudinal fibers, the whole obtained by pultrusion as in FIGS. 6 and 7.
  • the external wall 6 is constituted by a filament winding bearing on the tops of the ribs 8.
  • the external wall 6 has a polygonal profile whose vertices coincide with the tops of the ribs 8.
  • the walls 4, 6 can be extremely thin and the connecting means 7 very light, either because of their low density (felt or foam), or because of the hollows left between them (ribs 8). But in all cases, the local moment of inertia of the beam is considerably increased.
  • local moment of inertia we mean the moment of inertia of part of the circumference of the profile of the beam, for example the part enclosed in the rectangle 9 in FIG. 3. It is more precisely the moment of inertia around the axis 11 of greatest weakness which is considered.
  • moment of inertia of a part of the profile we designate the moment of inertia of this part independently of the support which can be given to it by the rest of the profile.
  • the moment of inertia of the profile part such as 9 around the axis 11 is much greater than the moment of inertia of a corresponding part of a single-walled tube of equivalent weight. Thanks to this increase in the local moment of inertia at each point of the periphery of the profile, the initial deformation which is necessary in the compressed region of a beam cannot occur for the buckling to take place.
  • the invention can be implemented with walls 4, 6 produced by a process other than pultrusion.
  • a material of the felt or foam type can be provided in the circumferential spaces between the ribs 8.
  • the tangential fibers could be made with the fabric of Figures 6 and 7.
  • the fibers in any order of Figures 1 to 3 could be used to make the tangential fibers of the embodiment according to Figures 6 and 7.

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Abstract

Une coque (1) cylindrique entoure un espace longidutinal interne creux (2). La coque (1) comprend deux parois coaxiales (4, 6) en matière plastique renforcée de fibres longitudinales. Les deux parois sont réunies par un feutre à faible densité (7). Utilisation pour réaliser un poteau léger ayant une bonne résistance au flambement.

Description

  • La présente invention concerne un poteau, notamment pour supporter des lignes électriques ou téléphoniques.
  • On sait réaliser des poteaux légers, notamment métalliques, en leur donnant une structure tubulaire. Toutefois, l'allègement obtenu est relativement restreint. En effet, ces poteaux sont sollicités en flexion-compression, ce qui favorise le flambement, c'est-à-dire le pliage brusque du poteau, notamment au voisinage de son encastrement, à savoir sa base. Or, en raison de l'effet dit "de coque", les éléments tubulaires à paroi mince préviennent mal ce risque. Ils sont susceptibles de flambement sous des charges bien inférieures à celles résultant du calcul simplement basé sur les moments d'inertie.
  • Le but de l'invention est de proposer un poteau qui puisse être tout particulièrement léger compte tenu de la charge en flexion-compression à laquelle il peut résister.
  • Suivant l'invention, le poteau, notamment pour supporter des lignes électriques ou téléphoniques, comprenant un espace intérieur longitudinal creux entouré par une coque, est caractérisé en ce que la coque comprend une paroi interne sensiblement rigide elle-même entourée à une certaine distance radiale par une paroi externe, des moyens de liaison étant prévus entre les parois externe et interne, tandis que la paroi externe comprend des fibres s'étendant selon une direction sensiblement tangentielle formant un angle avec un axe longitudinal du poteau.
  • Ainsi, même si les deux parois sont très minces, le flambement n'apparaît que pour des charges relativement importantes. En effet, les moyens de liaison font en sorte que les deux parois ne peuvent se déformer indépendamment l'une de l'autre, si bien que le coque a localement, en chaque secteur de son pourtour, un moment d'inertie relativement important. C'est au contraire la faiblesse du moment d'inertie local qui, malgré la valeur importante du moment d'inertie total, permet au poteau connu de plier sous des charges relativement faibles. Les fibres sensiblement tangentielles formant un angle avec l'axe longitudinal empêchent l'éclatement de la paroi extérieure, notamment lorsque le poteau travaille en torsion (vrillage).
  • D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après.
  • Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs:
    • . la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale, avec arrachement, d'un poteau conforme à l'invention;
    • . la figure 2 est une vue en perspective du poteau de la figure 1, également avec arrachement;
    • . la figure 3 est une vue du détail 111 de la figure 2, ramené dans un plan de coupe transversal;
    • . la figure 4 est une vue en coupe transversale d'un second mode de réalisation du poteau;
    • . la figure 5 est une vue du détail V de la figure 4;
    • . la figure 6 est une vue en perspective d'un troisième mode de réalisation du poteau, avec arrachement;
    • . la figure 7 est une vue à échelle agrandie du détail VII de la figure 6;
    • . la figure 8 est une vue en coupe transversale d'un quatrième mode de réalisation du poteau; et
    • . la figure 9 est une vue à échelle agrandie du détail IX de la figure 8.
  • Le poteau représenté à la figure 1 comprend une coque cylindrique 1, de profil circulaire, entourant un espace creux interne longitudinal 2. L'extrémité inférieure du poteau est plantée, c'est-à-dire encastrée, dans le sol 3.
  • Ce genre de poteau porte par exemple des lignes téléphoniques ou électriques. Il supporte ainsi son propre poids, le poids des lignes, et des efforts horizontaux dus par exemple au vent ou encore à la tension mécanique dans les lignes lorsqu'elles suivent un trajet non rectiligne dans le plan horizontal. Il en résulte sur le poteau des efforts horizontaux F1 appliqués au voisinage de son extrémité supérieure, et des efforts verticaux Fh généralement écartés de l'axe du poteau. Ce type de chargement, en flexion-compression, tend très fortement à faire plier le poteau juste au-dessus de son encastrement. Pour remédier à cela, la coque 1 du poteau selon l'invention comprend une paroi interne 4 sensiblement rigide adjacente à l'espace 2 et une paroi externe 6 qui entoure la paroi interne 4 à'une certaine distance radiale de cette dernière. Les deux parois 4, 6 sont raccordées par un moyen de liaison 7 qui adhère fermement à chacune d'elles et empêche par conséquent l'une de se déformer indépendamment de l'autre. Dans l'exemple représenté aux figures 1 à 3, le moyen de liaison 7 est une matière de remplissage telle qu'une mousse ou un feutre.
  • Comme le montre la figure 3, chacune des parois 4 et 6 est réalisée en matière plastique contenant des fibres de renforcement s'étendant selon la direction longitudinale du poteau. De préférence, les parois 4 et 6 sont obtenues par le procédé de pultrusion c'est-à-dire un procédé du type extrusion dans lequel on tire le produit par les fibres de renforcement hors de l'extrudeuse pour conserver aux fibres de renforcement leur orientation pendant l'extrusion.
  • De plus, la paroi externe 6 renferme des fibres disposées en ordre quelconque 11, certaines étant donc orientées selon une direction sensiblement tangentielle et formant un angle avec l'axe longitudinal 12 (figure 1) du poteau. Notamment, certaines des fibres 11 s'étendent en direction sensiblement circonférentielle.
  • De préférence, les deux parois 4 et 6 sont réalisées d'un seul tenant avec le moyen de liaison 7. Il est en effet envisagé selon l'invention de former un tube de feutre dans la machine de pultrusion, de guider ce tube de feutre dans l'axe de l'orifice de la machine de pultrusion, et de réaliser la pultrusion en tirant sur l'ensemble constitué par les deux parois 4 et 6 entre lesquelles est interposé le tube de feutre 7. On obtient ainsi une très bonne adhérence entre chaque face du tube de feutre et la paroi 4 ou 6 adjacente car la matière plastique imprègne la surface du feutre pendant l'extrusion.
  • Pour former le tube en feutre, mousse ou autre matière, on peut assembler côte à côte des bandes dans le sens longitudinal, ou bien refermer sur elle-même une bande ayant une largeur égale au périmètre du tube, ou encore enrouler héiico'idaiement une bande.
  • Pendant la pultrusion, les fibres longitudinales sont guidées par nappes coaxiales pour être affectées à l'une ou l'autre paroi, et même pour être réparties dans l'épaisseur de chaque paroi. Il est donc possible d'introduire sélectivement dans la paroi extérieure 6, les fibres en ordre quelconque 11, en les disposant entre les fibres longitudinales destinées à la paroi extérieure.
  • Si le moyen de liaison 7 est une mousse, on peut réaliser les deux parois 4 et 6 indépendamment l'une de l'autre, puis positionner la paroi 4 dans la paroi 6 et injecter la mousse entre les deux parois. La mousse sera choisie pour ses qualités d'adhérence à la matière plastique des parois 4 et 6 et de bonne résistance aux contraintes de cisaillement.
  • Dans l'exemple des figures 4 et 5, la paroi interne 4 et le moyen de liaison 7 sont inchangés. Cependant, la paroi externe 6 est constituée par un enroulement filamentaire réalisé dans le sens circonférentiel autour du moyen de liaison 7. Comme l'on sait, l'enroulement filamentaire consiste à enrouler sur un corps des mèches à fibres multiples imprégnées de résine.
  • Dans les exemples des figures 6 à 9, les moyens de liaison 7 sont constitués par des ponts 8 raccordant les deux parois 4, 6. Dans les modes de réalisation présentés, les ponts 8 sont des nervures s'étendant axialement sur toute la longueur du poteau.
  • Dans l'exemple des figures 6 et 7, les deux parois 4 et 6 sont monoblocs avec les nervures 8. Le tout est en matière plastique renforcée par des fibres s'étendant selon la direction longitudinale du poteau. Cette structure monobloc peut être obtenue en une seule opération par pultrusion.
  • La paroi extérieure Q renferme en outre, sensiblement à mi-épaisseur et sur tout son pourtour, un tissu en fibre de verre 13. En raison de sa nature de tissu, le tissu en fibre 13 comporte nécessairement des fibres s'étendent tangentiellement en formant un angle avec l'axe du poteau. L'introduction du tissu 13 se fait dans l'extrudeuse, par positionnement relativement aux fibres longitudinales.
  • Dans l'exemple des figures 8 et 9, la paroi interne 4 est réalisée monobloc avec les nervures 8, en matière plastique renforcée de fibres longitudinales, le tout obtenu par pultrusion comme aux figures 6 et 7.
  • Cependant, la paroi externe 6 est constituée par un enroulement filamentaire prenant appui sur les sommets des nervures 8. Ainsi, la paroi externe 6 a un profil polygonal dont les sommets coïncident avec les sommets des nervures 8.
  • Dans tous les exemples qui viennent d'être décrits, les parois 4, 6 peuvent être extrêmement minces et les moyens de liaison 7 très légers, soit en raison de leur faible densité (feutre ou mousse), soit en raison des creux laissés entre eux (nervures 8). Mais dans tous les cas, le moment d'inertie local de la poutre est considérablement accru. Par moment d'inertie local, on désigne le moment d'inertie d'une partie de la circonférence du profil de la poutre, par exemple la partie renfermée dans le rectangle 9 à la figure 3. C'est plus précisément le moment d'inertie autour de l'axe 11 de plus grande faiblesse qui est considéré. Par moment d'inertie d'une partie du profil, on désigne le moment d'inertie de cette partie indépendamment du soutien qui peut lui être apporté par le reste du profil. Grâce à la configuration selon l'invention, le moment d'inertie de la partie de profil telle que 9 autour de l'axe 11 est nettement plus grand que le moment d'inertie d'une partie correspondante d'un tube à simple paroi de poids équivalent. Grâce à cette augmentation du moment d'inertie local en chaque point du pourtour du profil, il ne peut pas se produire la déformation initiale qui est nécessaire dans la région comprimée d'une poutre pour que le flambement ait lieu.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.
  • C'est ainsi que l'invention peut être mise en oeuvre avec des parois 4, 6 réalisées par un procédé autre que la pultrusion.
  • Dans l'exemple des figures 6 à 9, un matériau du genre feutre ou mousse peut être prévu dans les espaces circonférentiels entre les nervures 8.
  • Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, les fibres tangentielles pourraient être réalisées avec le tissu des figures 6 et 7. De même, les fibres en ordre quelconque des figures 1 à 3 pourraient servir à réaliser les fibres tangentielles du mode de réalisation selon les figures 6 et 7. Au lieu de tout cela, on pourrait encore prévoir dans les deux modes de réalisation (figures 1 à 3, 6 et 7) de réaliser les fibres tangentielles par enroulement filamentaire entourant une paroi extrudée qui pourrait alors ne renfermer que des fibres longitudinales.

Claims (10)

1. Poteau, notamment pour supporter des lignes électriques ou téléphoniques, comprenant un espace intérieur longitudinal creux (2) entouré par une coque (1), caractérisé en ce que la coque (1) comprend une paroi interne sensiblement rigide - (4) elle-même entourée à une certaine distance radiale par une paroi externe (6), des moyens de liaison (7) étant prévus entre les parois externe (6) et interne (4), tandis que la paroi externe (6) comprend des fibres (11) s'étendant selon une direction sensiblement tangentielle formant un angle avec un axe longitudinal (12) du poteau.
2. Poteau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres comprennent un enroulement filamentaire dans le sens sensiblement circonférentiel autour des moyens de liaison (7).
3. Poteau selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les fibres comprennent des fibres (11, 13) noyées dans une masse de matière plastique.
4. Poteau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la paroi interne (4) et une partie au moins de la paroi externe (6) sont réalisées d'un seul tenant avec les moyens de liaison (7).
5. Poteau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de liaison (7) comprennent des ponts (8) s'étendant entre les deux parois (4, 6).
6. Poteau selon la revendication 5, caractérisé en ce que les ponts (8) sont des nervures s'étendant longitudinalement entre les deux parois (4, 6).
7. Poteau selon la revendication 6, caractérisé en ce que les nervures (8) sont réalisées monoblocs avec l'une au moins des parois (4, 6).
8. Poteau selon la revendication 7, caractérisé en ce que cette paroi (4) et les nervures (8) sont en matière plastique renfermant des fibres s'étendant sensiblement selon la longueur du poteau.
9. Poteau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens le liaison (7) comprennent une matière à faible densité telle que feutre ou mousse.
10. Poteau selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins la paroi interne (4) est réalisée en matière plastique par pultrusion.
EP86401076A 1985-05-28 1986-05-22 Poteau, notamment pour supporter des lignes électriques ou téléphoniques Expired - Lifetime EP0203857B1 (fr)

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FR8507953 1985-05-28
FR8507953A FR2582706B1 (fr) 1985-05-28 1985-05-28 Poteau, notamment pour supporter des lignes electriques ou telephoniques

Publications (2)

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EP0203857A1 true EP0203857A1 (fr) 1986-12-03
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JP (1) JPS61277780A (fr)
CN (1) CN86103634A (fr)
AT (1) ATE58407T1 (fr)
DE (2) DE203857T1 (fr)
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