Brevet FR2005722A1 — publié le 19691212

. i 2005722 69 10656 La présente invention concerne un dispositif de commande de circuit électrique (appelé dans la suite dispositif de commutation) de caractère électro-magnétique, qui a pour but de déclencher des ouvertures et fermetures (appelées ici commutations) d'une façon 5 dépendant de la pression, et qui comprend essentiellement un circuit magnétique comportant lui-même un organe commutateur pour ouvrir.et fermer le circuit, et une bobine dont les spires se trouvent dans la région du champ magnétique et sont coupées par les lignes de force du champ lors des variations du flux magnéfci-10 que, par exemple lors de la disparition ou de l'établissement du champ par ouverture ou fermeture du circuit magnétiqué. Les dispositifs de commutation de ce genre conviennent fout spécialement pour les fusées électro-magnétiques des projectiles et autres appareils analogues, car ces dispositifs ne comportent 15 aucpie pièce mobile, comme on le verra plus complètement dans la suite. On connaît déjà les fusées magnétiques. Le principe de ces fusées consiste à produire ou à faire varier le flux magnétique dans une bobine, par coupure ou fermeture mécanique d'un circuit 20 magnétique ou par production d'un mouvement mécanique relatif entre une bobine et une source de lignes de force magnétique, aimant permanent par exemple. Ces fusées déjà connues comportent des organes mobiles exactement comme les fusées purement mécaniques, ce qui entraîne ùne construction onéreuse et sensible aux incidents. 25 Le problème de la présente invention consiste au contraire à réaliser un dispositif électro-magnétique de commutation?: qui convient à des buts quelconques, mais qui convient tout spécialement pour constituer un élément dans des fusées de projectiles , et autres appareils analogues, et qui de plus est extrêmement simple 30 par sa construction, et n'exige pratiquement aucun entretien ou surveillance. A partir d'un dispositif de commutation du genre décrit ci-dessus, la présente invention résout ce problème à l'aide d'un organe commutateur constitué par un pont de contact, qui peut être 35 chargé par une pression ou bien qui supporte une pression pouvant être supprimée, et qui est inséré dans le eircuit magnétique, ce pont de contact étant lui-même constitué par un alliage métallique qui a une température de Curie variant avec la pression et qui, lors de l'application d'une pression déterminée, passe de l'état 40 ferromagnétique à l'état paramagnétique par abaissement de la 69 10656 2 2005722 température.de Curie, et inversement, lors d'une suppression ou diminution de la pression, passe de l'état paramagnétique à l'état ferromagnétique par relèvement -de .la température de 'Curie. On cannaît déjà des matériaux .possédant les propriétés préci-5 tées, et ces matériaux ont déjà été employés comme matériaux compensateurs dans la construction des circuits magàétiques. Ce sont ■ des alliages métalliques contenant en poids par exemple 30 $ de nickel et 70 % de fer et que l'on rencontre sous des formes cubiques à faces centrées. On peut régler de tels alliages par exemple 1Q- pour une température de Curie d'environ 155° C, et leur température de Curie diminue sous une augmentation dé pression à raison de 5 à 6° C/kilobar. Avec une pression d'environ 30 kilobars, on peut donc faire descendre la température de Curie jusqu'à 0° C environ. 15 Avec un alliage de ce genre qui est exposé à la température ordinaire, l'application d'uneppression de la grandeur précitée fait donc passer l'alliage de l'état ferromagnétique à l'état paramagnétique. Comme la diminution précitée de la température de Curie en fonction de l'application :d'une pression convenable est 20 réversible, le fait de supprimer l'action d'une pression du même ordre de grandeur fait également passer Tin tel alliage de l'état pauquajguétique à l'état ferromagnétique. La composition de l'alliage précité peut différer notablement des proportions indiquées plus haut. On a constaté par exemple 25 qu'un alliage contenant en poids 36 % de nickel et 64 % de fer est très utilisable. D'ailleurs, des alliages autres que les alliages précités ont également des températures de Gurie qui varient avec la pression. Il est évident que l'on peut également employer ces alliages dans les applications prévues par la présente invention. 30 Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse du dispositif de commutation proposé, les spires de la bobine qui sont coupées lors d'une variation du cKamp magnétique peuvent avantageusement entourer le pont de contact au moins sur une partie de sa longueur. Avec cette disposition, le pont de contact 35 peut avantageusement avoir une section circulaire et être entouré d'une façon concentrique par-les spires de la bobine. La bobine peut évidemment être installée également dans une autre région quelconque du circuit magnétique, par exemple dans la région d'une armature qui peut être en fer doux et qui.ferme le 40 circuit fliagnétique. Mais cette disposition produit un retard qui " 3 20SST22 69 10656 résulte de l'amortissement par courant de Foucault dans les parties magnétiquement douces de l'armature, et que l'on éyite quand la bobine est disposée concentriquement au pont de contact. Suivant un complément logique de l'invention, on peut dispo-5 ser coaxialement au pont de contact une pièce de pression pour faire agir des forces de pression sur le pont de contact. Lorsque le dispositif de commutation décrit ci-dessus est employé dans une fusée de projectile, on dispose de forces de pression de l'ordre de grandeur mentionné plus haut, quand le projee-10 tile rencontre un^olide» Suivant cette invention, ces fusées utilisent la pression d'impact pour ouvrir le circuit magnétique, du fait que la pression d'impact abaisse la température de Curie du pont de contact, et fait passer la matière du pont de contact de l'état ferromagnétique à l'état paramagnétique» 15 Si, suivant une autre caractéristique de la présente inven tion, on insère dans le circuit magnétique un aimant permanent excitant le cirtuit, et dont un pôle est relié à une extrémité du pont de contact et l'autre pôle est relié à l'autre extrémité de ce pont de contact, lêênergie magnétique emmagasinée dans le cir-20 cuit magnétique avant l'impact du projectile est nulle lorsque le circuit magnétique est fermé e©t se trouve à 1 ~sétat de rémanenceo Lorsque le pont de contact en alliage fer-nickel qui se trouve dans le circuit magnétique passe de l'état ferromagnétique à l'état paramagnétique lors de l'impact du projectile, le circuit aa-25 gnétique s'ouvre, ce qui interrompt les lignes de force magnétique, si bien qu'un champ démagnétisant apparaît. Les spires de la bobine se trouvent coupées par des lignes dè force, et la bobine est le siège d'une tension induite utilisable comme tension d'amorçage, éventuellement par l'intermédiaire d'une amplifacatioîï conTenable. 30 L'invention peut être avantageusement développée, en connec tant directement Tan pôle de l'aimant permanent à une extrémité du pont de contact, tandis que l'autre extrémité du pont de contact est reliée à l'autre pôle magnétique par l'intermédiaire d'une armature qui est de préférence en fer doux. Dans ce cas, l'aimant 35 permanent et le pont de contact peuvent être eoaxiaux. L'aimant permanent peut aussi être constitué par deux aimants plats qui se touchent et partent à peu près perpendiculairement d'une extrémité du pont de contact, tandis que le circuit magnétique est fermé par deux pièces d'armature, de préférence en fer doux, qui relient les 40 autres pôles magnétiques à l'autre extrémité du pont de contact. , 2005722 69 10656 Suivant une modification de la forme de réalisation décr ci-dessus, une autre proposition de la présente invention prë;;. q%e l'aient peraanont peut également être une pièce annulaire entoure ccacentrlquosont st à une distance radiale constante " 5 pont de contact, sur toute sa langueur, et dont les pôles scfcr' liés &vjr. On décrira maintenant la présente invention à l'aidecfës exemples de réalisation' concernant plus spécialement l'applicct-' : 10 aux fusées de projectiles et représentés schémàtiquement dans 3 -'-figures jointes. La fig. 1 représente un circuit magnétique comprenantiï'a,? -mant permanent 1, taie armature 2 magnétiquement douce, etWr.-/' de contact 3 qui est sensible à la pression et qui est en W al-15 liage fer - nickel. L'aimnt permanent est magnétisé par exemple suivant là flèche indiquée. La bobine 4 transforme 1*énergie, magnétique produite par l'impact en une énergie électrique par la pièce de pression 5 au pont de contact qui est sea^ââ.3 la pression, et qui, de ce fait, passe de l'état ferroimgiîéëïque à l'état paramagnét ique. T"r T" La fig. 2 montre une autre disposition des éléments 25 cuit magnétique. Le flux de l'aimant permanent 6, qui est tisé radialesent, est transmis au pont de contact, qui alliage fer - nickel sensible à la pression, par i'interm^^'i:: • d'une armature 7 magnétiquement douce servant également dcllpîî^ de fusée, ce qui a pour effet de fermer le circuit magnétique. La 30 bobine 9 remplit le même rôle que la bobine ^nde la_,;£ig. \. cette forme de réalisation également, la pression df impact. JË'. :-transmise au pont de contact Ô sensible à la pression, par^^ia-termédiaire de la pièce de pression 10. Dans la disposition de la fig. 3, le flux de l'aimant 'perr; 35 nent annulaire 11, qui est magnétisé axialement, est transa&s F-^-* les pièces conductrices et magnétiquement douces 12 au ponÉTife "*o?. tact 13 qui est sensible à la pression, et auquel la pressisn d'impact P est transmise par la pièce de pression 14 lors de X?lapa et. Ici encore la bobine 15 est disposée autour du pont de eon~ 40. tact sensible à la pression, et remplit le même rôle que la bad original , 2005722 69 10656 bobine 4 de la fig. 1. Le dimensionnement du circuit comprenant le ou les aimants permanents, les pièces conductrices magnétiquement douces et le pont de contact sensible à la pression doit être calculé, en ce 5 qui concerne les propriétés magnétiques, de façon à obtenir la plus forte variation possible de l'énergie magnétique lors de l'impact. Le point de fonctionnement de l'aimant lors de l'impact doit donc se rapprocher le plus possible du champ coercitif; autrement dit, il doit être franchi aussi largement que possible. 10 L'avantage le plus important de la fusée prévue par la pré sente invention consiste en ce que cette fusée ne comporte aucune pièce déplacée mécaniquement. Gela donne à la fusée une très grande stabilité mécanique. De plus, cette fusée a un fonctionnement très rapide puisque son fonctionnement ne nécessite aucune accélé-15 ration d'aucune pièce. Si la fusée est exposée au danger d'être échauffée au delà de la température de Curie de l'alliage fer - nickel, une.autre proposition de la présente invention prévoit dans ce cas que l'on rend impossible le déclenchement, par l'installation d'un contact 20 bi-métallique 16 (fig. 3) dans la ligne électrique qui contient la bobine d'amorçage. Dans le cas où la pression d'impact P est faible, on peut néanmoins obtenir le fonctionnement de la fusée par une amplification convenable de la force produite par la pièce de pression qui 25 transmet l'onde de choc à l'alliage fer — nickel. 69 10656 * 2005722 aEYEMDICATIOHS 1) Dispositif électro-aagnétique de commande dïun circuit électrique (dispositif de comoutation) destiné à coamander un circuit d'une façon dépendant de la pression, comprenant essentielle» 5 ment un circuit magnétique, un organe commutateur inséré dans ee eirtuit peur l'ouvrir et le fermer, et une bobine dont les spires se trouvent dans la région du champ magnétique et sont coupées par les lignes de force du champ lors de la suppression ou de l'établissement du champ par ouverture ou fermeture du circuit magnéti-10 que, ce dispositif électro-magnétique étant caractérisé par le fait que : l'organe commutateur est constitué par un pont de contact 3, Ô, 13, qui peut être chargé par une pression ou bien supporte une pression pouvant fttre supprimée, qui est en un alliage métallique dont la température varie avec la pression, et qui, lors de l'ap-15 plieation d'une pression déterminée, passe de l'état ferromagnétique à l'état paramagnétique par abaissement de la température de Curie, et inversement, lors d'une suppression ou diminution de la pression, passe de l'état paramagnétique à l'état ferromagnétique par relèvement de la température de Curie* 20 2) Dispositif électro-magnétique de commutation conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que le pont de contact 3, d, 13 est constitué par un alliage fer - nickel contenant en poids environ 30$ à 36# de nickel et 70# à 64# de fer. 3) Dispositif électro-magnétique de commutation conforme aux 25 revendications 1, ou 2, caractérisé par le fait que les spires de la bobine 4, 9, 15 qui sont coupées lors d'une variation du champ magnétique, entourent le pont de contact 3, &, 13 au moins sur une partie de ss^Longueur. 4) Dispositif électro-magnétique de commutation conforme à la 30 revendication 3, caractérisé par le fait que le pont de contact 3, &, 13 a une section circulaire, et est entouré concentriquement par les spires de la bibine 4, 9, 15. 5) Dispositif électro-magnétique de commutation conforme aux revendications 1,2,3, 4,caractérisé par le fait qu'une pièce de 35 pression 5, 10, 14 est disposée caaxialement au pont de contact 3, 3, 13 pour appliquer des forces de pression sur ce pont de contact. 6) Dispositif électro-magnétique de commutation conforme aux revendications 1,2,3,4,5, caractérisé par le fait qu'il comprend un aimant permanent 1, 6, 11 placé dans 1* eircuit magnétique pour c- 40 citer celui-ci, et dont un pôle est relié à une extrémité du pont bad original 69 10656 7 2005722 de contact et dont l'autre pôle est relié à l'autre extrémité du pont de contact. 7) Dispositif électro-magnétique de commutation conforme à la revendication 6, caractérisé par le fait que l'aimant permas©ât 5 1, 6, est connecté directement à une extrémité du pont de contae'ë 3, Ô, tandis que l'autre extrémité du pont de contact est connectée à l'autre pôle magnétique par l*intermédiaire d'une arfliaturc 2, 7, qui est de préférence en fer doux. Ô) Dispositif électro-magnétique de commutation conforme à la .10 revendication 7, caractérisé par le fait que l'aimant permanent 1 et le pont de contact 3 sont eoaxiaux (fig. 1). 9) Dispositif électron-magnétique de commutation conforme à la revendication 7, caractérisé par le fait que l'aimant permanent est constitué par deux plaques magnétiques 6 à peu près perpendi- 15 culaires sur une extrémité du pont de contact ô et se touchent r tandis que le circuit magnétique est fermé par deux parties d*armature qui sont de préférenc^fer doux et qui relient l'autre pSle magnétique à l'autre extrémité du pont de contact (fig. 2). 10) Dispositif électro-magnétique de commutation conforme â 20 la revendication 6, caractérisé par le fait que I*aimant permc,acat; est tin aimant annulaire 11 qui entoure concentriquement le pont contact 13 sur toute sa longueur et à unejcertaine distancé radiql% et dont les pôles sont reliés aux extrémités du pont de contact par l'intermédiaire de plaques d'extrémités 12 qui sont des pièces 25 magnétiquement conductrices* BAD ORIGINAL