Brevet FR2103649A1 — publié le 19720414

L'invention concerne un dispositif de commutation électromagnétique muni d'au moins un circuit magnétique comportant un aimant permanent muni de pièces polaires entre lesquelles se trouve un entrefer actif, une bobine d'aimantation étant élaborée autour d'une partie du 5 circuit magnétique tandis qu'une armature mobile se situe en face dudit entrefer et coopère magnétiquement avec le circuit magnétique. Un tel dispositif de commutation est connu du brevet allemand N° 1.194*980. L'armature de ce dispositif est formée d'une seule lsme en acier doux, attirée lors de l'excitation de la bobine d'aimantation. La 10 fermeture de cette armature est caractérisée par un mouvement accéléré et produit un choc. L'invention est remarquable en ce que l'armature comporte un Rimant permanent de faible épaisseur, formé par un matériau magnétique pulvérulent lié dans une matière synthétique élastique. Ce faisant, 15 par l'élasticité de l'armature, il se produit un certain amortissement du choc lors de la fermeture de l'armature. De préférence, l'aimant d'armature est rendu solidaire par sa face arrière d^une lame en acier doux servant alors de court-circuit ' pour les lignes de force magnétique sortant de la face arrière de l'ai-20 mant. Un exemple de réalisation conforme à l'invention est remarquable en ce oue le dispositif de commutation étant fermé, les deux pièces polaires reposent contre l'aimant d'armature, chaque pièce polaire coopérant magnétiquement avec un pôle magnétique de polarité opposée. 25 Dans un autre exemple de réalisation conforme à l'invention, le dispositif de commutation étant fermé, une seule pièce polaire repose contre l'aimant d'armature, tandis que l'autre pièce polaire coopère magnétiquement avec la lame en acier doux de l'armature. Pour diminuer l'influence du champ de dispersion existant dans 50 l'entrefer, on a placé un aimant auxiliaire dans cet entrefer entre les pièces polaires. Dans un dispositif de commutation fonctionnant très bien et conforme à l'invention, chaque partie d'aimant d'armature coopérant magnétiquement avec les pièces polaires est munie d'une pièce rapportée 35 en acier doux de faible épaisseur, faisant office de pièce polaire. Dans le cas où la force coercitive Hc de l'aimant principal est inférieure à 1500 Oersteds, et la force coercitive de l'aimant d'armature supérieure à 2000 Oersteds, une impulsion de courant d'intensité suffisante traversant la bobine d'aimantation inverse la polarisation d® 40 l'aimant principal. Ceci a comme résultat qu'en face de l'aimant d'arma- ■i i ^ OOPY 71 31477 2 2103649 ture peuvent se trouver également des pôles d'aimant de signes opposés, de sorte qu'il se produit une grande force de répulsion et qu'ainsi la commutation peut avoir lieu plus rapidement. La description suivante, en regard des dessins annexés, le 5 tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, La fig. 1 représente un dispositif de commutation électromagnétique conforme à l'invention, l'aimant d'armature coopérant magnétiquement avec chaque pièce polaire. 10 La fig. 2 représente un autre dispositif de commutation électro magnétique conforme à l'invention, l'aimant d'armature coopérant magnétiquement avec une seule pièce polaire. La fig. 3 représente une variante du dispositif illustré sur la fig. 2, l'aimant d'armature étant muni d'une pièce rapportée. 15 La fig. 4 représente un dispositif de commutation électro magnétique conforme à l'invention, l'aimant d'armature étant muni de plusieurs pièces rapportées. La fig. 5 est une variante du dispositif illustré sur la fig. 2, un aimant auxiliaire étant placé dans l'entrefer. 20 La fig. 6 montre un dispositif d'entraînement de bande d'en registrement, destiné à un magnétophone équipé d'un dispositif de commutation électromagnétique conforme â l'invention. Sur la fig. 1, le dispositif de commutation électromagnétique comporte un seul circuit magnétique 1 et une armature 2, ces deux 25 parties coopérant magnétiquement. Ce circuit magnétique 1 comporte un aimant permaaent principal cylindrique 3» dont une extrémité est munie d'une pièce polaire 4 en acier doux, et dont l'autre extrémité est munie d'une pièce polaire 5 en acier doux. L'aimantation de l'aimant principal 3 est dirigée axialement et de façon notamment que la pièce polaire 5 30 soit un pôle Nord, et la pièce polaire 4 un pôle Sud. Les pièces polaires sont en forme de L, un entrefer 8 étant formé entre les ailes 6 et 7 des L, situées dans un même plan. Sur toute sa longueur, l'aimant principal cylindrique 3 est entouré d'une bobine d'aimantation 9» 55 L'armature 2 est une lame 11 en acier doux de faible épaisseur, placée de façon à pouvoir tourner, (on n'a pas illustré la façon dont a lieu cette rotation). À la lame 11, on a fixé un aimant auxiliaire plan 12 qui, par % sa face plane, repose presque entièrement contre les ailes 6 et 7 des 40 pièces polaires 4 et 5 lorsque le dispositif de commutation électro 71 31477 3 2103649 magnétique est fermé. Sur cette face en contact avec les pièces polaires 4 et 5» se trouve, en face de chacune des ailes 6, 7» un pôle magnétique dont le signe est opposé à celui du pôle magnétique de l'aile adjacente; de cette façon, un pôle Nord N se situe en face du pôle Sud S de l'aile 5 6, et un pôle Sud S se situe en face du pôle Ford N de l'aile 7» L'aimant permanent 3 est en Ticonal 700, dont la force coercitive H = 700 Oersteds et dont le produit énergétique (BH) «=7.10^ c max Oersteds. Pour un aimant permanent ayant une longueur de 6 mm et un 10 diamètre de 5 mm» on a constaté qu'une impulsion électrique d'une intensité de 40 Ampères dans la bobine d'aimantation formée par 60 spires suffit pour inverser la polarisation de l'aimant permanent. Le matériau formant l'aimant d1armature_12 est un plastoferrite P 120, dont il n'est pas facile d'inverser la polarisation. La force 15 coercitive H de ce matériau est égale à 2200 Oersteds, son produit ® 6 énergétique (BH)mgT étant égal à 1,2.10 Oersteds. Le dispositif de commutation est fermé en conditions normales, c'est-à-dire lorsqu'à travers la bobine d'aimantation 9» une impulsion de 9 courant fait défaut. Les pôles magnétiques du circuit magnétique 1 formé 20 par les ailes 6 et 7 des pièces polaires 4 et 5 attirent les pôles magnétiques de l'aimant d'armature 12, de signes opposés. La trajectoire des lignes de force magnétique est indiquée par des flèches ,sur la fig. 1. Le circuit magnétique est fermé par l'armature 11 en acier doux. Lorsqu'à travers la bobine d'aimantation 9 est envoyée une 25 impulsion de courant d'intensité suffisante, la polarisation de l'aimant principal 3 est inversée, ce qui veut dire que la polarisation des ailes 6 et 7 change. Les pôles magnétiques des ailes correspondent maintenant à ceux de l'aimant d'armature et ceux-ci sont de ce fait repoussés. Le dispositif de commutation est alors ouvert. En présence d'une impulsion 30 de courant suivante traversant la bobine d'aimantation 9» il se produit une nouvelle inversion de la polarisation de l'aimant principal 3» et le dispositif de commutation se ferme. La force caractérisant la fermeture est amortie par l'élasticité du matériau constituant l'aimant de l'armature 11. 35 La fig. 2 montre une variante du dispositif de commutation conforme à l'invention. Le circuit magnétique 1 est formé par un aimant principal 3 à pièces polaires 4 et 5» tandis qu'une bobine d'aimantation est placée autour de cet aimant 3«Comme sur la fig. 1, l'armature est formée par une lame 11 en acier doux, munie d'un aimant d'armature 40 16. La pièce polaire 4 est en forme de L, mais l'aile 14 de cet L repo- 71 31477 4 2103649 aant contre l'aimant 16 est maintenant plus longue. Cette longueur correspond pratiquement à la longueur de l'aimant 16, La pièce polaire 5 est formée par une seule pièce plane. La polarisation de l'aimant 16 est dirigée transversalement. 5 La surface d'aimant d'armature coopérant avec l'aile 14 est munie d'un pôle Nord N, Lorsque le dispositif de commutation est fermé, l'aile 14 repose contre l'aimant plan 16. L'extrémité 15 de la pièce polaire 5 repose alors contre une partie de la lame 11 en acier doux. Cette partie 10 présente alors un pôle Sud S, qui coopère magnétiquement avec le pôle magnétique N de l'extrémité 15 de la pièce polaire 5* La fig. 3 montre une construction similaire, l'aimant d'armature 20 étant toutefois réalisé autrement. Cet aimant 20 est plus long et présente un prolongement 22, plus étroit, situé à l'endroit de la 15 pièce polaire 5» dont l'extrémité 15 ne vient pas en contact avec ce prolongement 22, l'espace entre cette extrémité 15 et le prolongement 22 étant rempli d'une pièce rapportée 23, en acier doux. La polarisation du prolongement 22 est transversale aussi, mais dirigée dans le sens opposé à celui caractérisant l'aimantation de l'aimant 20. 20 Pour réduire considérablement l'intensité du champ de disper sion, le dispositif de commutation qui est illustré sur la fig. 4 et dont la conception est identique à celle illustrée sur la fig. 2, est muni d'un aimant auxiliaire 30 placé entre l'extrémité 31 de l'aile 14 et la face latérale 32 de la pièce polaire 5. Cet aimant auxiliaire 30, 25 de faible épaisseur, est aimanté dans le sens transversal. 11 est réalisé en plastoferrite P 120. L'aimant 30 comporte un pôle Nord N à la face latérale 32, et un pôle Sud S à l'extrémité 31. Grâce à cet aimant auxiliaire, les lignes de force magnétique sont obligées de suivre la trajectoire dessinée sur la fig. 4* 30 Le dispositif de commutation illustré sur la fig. 5 est conçu d'une autre façon, mais son fonctionnement est identique à celui des dispositifs de commutation précités. Le circuit magnétique est formé par l'aimant principal 40, occupant le centre du circuit en acier doux, la plaque supérieure 41, la 35 plaque inférieure 42 et le bord 43 en forme de pot. La bobine d'aimantation 44 entoure l'aimant principal 40. La plaque supérieure 41 forme avec le bord 43 un entrefer annulaire 45* L'armature 2, représentée en coupe, est formée par une lame 46 en acier doux, et par un aimant d'armature 47 dont le bord 48 est plus 40 mince que la partie centrale 49» La direction de magnétisation du bord 71 31477 5 2103649 48 est opposée à celle de cette partie centrale 49» Sur son bord, 1*aimant 47 est muni d'une pièce rapportée annulaire 50, en acier doux. La plaque supérieure 41 coopère magnétiquement avec la partie médiane 49» tandis que le bord 43 coopère avec la pièce rapportée 50. 5 La fig. 6 illustre une application du dispositif de commuta tion conforme à l'invention. Le dispositif dessert ici le mécanisme d'entraînement d'un appareil d'enregistrement ou de reproduction de signaux magnétiques. Le dispositif de commutation 60 est formé par un circuit magné-10 tique immobile 61, tel que décrit ci-dessus. L'armature 62 peut pivoter autour d'un pivot 63, alors qu'un bras 64 est solidaire d'un galet de pression 65 en caoutchouc qui, lorsque le dispositif de commutation est fermé, applique une bande magnétique contre le galet d'entraînement 66. Ce dernier occupe le centre d'un volant 67. 71 31477 6 2103649 REVENDICATIONS! 1. Dispositif de commutation électromagnétique muni d'au moins un circuit magnétique comportant un aimant permanent muni de pièces polaires entre lesquelles se trouve un entrefer actif, une bobine d'ai- 5 mantation étant élaborée autour d'une partie du circuit magnétique tandis qu'une armature mobile se situe en face dudit entrefer et coopère magnétiquement avec le circuit magnétique, caractérisé en ce que l'armature comporte un aimant permanent de faible épaisseur, formé par un matériau magnétique pulvérulent lié dans une matière synthétique élasti-10 que. 2. Dispositif de commutation électromagnétique selon la revendica tion 1, caractérisé en ce que par sa face arrière, l'aimant d'armature est solidaire d'une lame en acier doux* 3. Dispositif de commutation électromagnétique selon la revendica 15 tion 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif étant fermé, les deux pièces polaires reposent contre l'aimant d'armature, chaque pièce polaire coopérant magnétiquement avec unpSLe magnétique de polarité opposée. 4. Dispositif de commutation électromagnétique selon la revendica 20 tion 2, caractérisé en ce que le dispositif étant fermé, une seule pièce polaire repose contre l'aimant d'armature, tandis que l'autre pièce polaire coopère magnétiquement avec la lame en acier de l'armature. 5. Dispositif de commutation électromagnétique selon la revendica tion 4» caractérisé en ce qu'un aimant auxiliaire est placé dans l'entre 25 fer des pièces polaires. 6. Dispositif de commutation électromagnétique selon l'une des revendications 1 à 5» caractérisé en ce que chaque partie d'aimant d'armature coopérant avec les pièces polaires est munie d'une pièce rapportée en acier doux de faible épaisseur, faisant office de pièce 30 polaire. 7• Dispositif de commutation électromagnétique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la force coercitive H de 0 l'aimant principal e3t inférieure à 1500 Oersteds, celle de l'aimant d'armature étant supérieure à 2000 Oersteds.