Brevet FR2139659A1 — publié le 19730112

la présente invention, concernant des relais électriques, est plus spécifiquement relative à un relais électromagnétique polarisé et plus particulièrement à un relais comportant un ai nuant permanent qui sollicite la palette du relais dans l'un ou l'autre de deux états stables-, la palette pouvant ttre amenée dtun état à l'autre sous l'effet de courants de sens opposé traversant une bobine. Un tel relais est parfois appelé relais de maintien ou à verrouillage. L'invention permet de réaliser un relais comprenant au soins un jeu de contacts et un circuit magnétique incluant un aimant permanent avec une première pièce polaire et une deuxié- me pièce polaire, une bobine enroulée sur un noyau, ce dernier étant relié à une entrémité à ladite première pièce polaire, une palette pour faire fonctionner ledit jeu de contacts, comportant un premier bras coopérant avec le noyau pour définir un premier entrefer, un deuxième bras coopérant avec au moins ladite première pièce polaire pour définir un deuxième entrefer et un troisième bras coopérant avec ladite deuxième pièce pofaire pour définir un troisième entrefer, et une culasse reliée à ladite palette par l'intermédiaire d'un pivot pour la palette et à ladite deuxième pièce polaire, la palette ayant une première position stable dans laquelle lesdits premier et troisième entrefers sont minimaux et dans laquelle ledit deuxième entrefer est maximal, et une deuxième position stable dans laquelle lesdits premier et troisième entrefers sont maximaux et dans laquelle ledit deuxième entrefer est minimal, le flux établi par ledit airant permanent agissant pour maintenir la palette dans l'une ou l'autre desdites positions stables et la bobine pouvant être excitée par des courants électriques de sens opposés pour déplacer la palette dune dite position stable à 1 'au- tre et coniater par suite le jeu de contacts. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtrent d'après la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin ci-joint sur lequel: La figure 1 représente schématiquement le circuit magne- tique d'un relais de maintien dans un de ses états stables et, la figure 2 est une illustration analogue, le relais étant dans son autre état stable. Le mode de réalisation de l'invention représenté sur le dessin correspond à un relais de maintien comprenant une palette à quatre bras 10, 12, 14 et 16. Le bras 40 pivote sur une culasse 18 qui relie la palette à une pièce polaire 20 d'un aimant permanent 22. L'autre pièce polaire 24 de l'aimant est reliée au noyau 26 d'une bobine d'actionnement 28. La partie d'extrémité du bras 12 coopère avec l'extrémité du noyau 28 pour définir un entrefer d'air 30. Le bras 14 coopère avec les pièces polaires 20 et 24 pour définir des antrefers d'air respectifs 32 et 34. Le bras 16 coopère avec la pièce polaire 20 pour définir un entrée fer d'air 36. Lorsque la palette est dans la position représen- tée sur la figure 1, les entrefers 30 et 36 sont minimaux, tandis que les entrefers 32 et 34 sont maximaux et inversement pour les largeurs des entrefers en question dans le cas de la figure 2. Un jeu de contacts inverseurs 38 est lié mécaniquement à la palette et comprend un contact mobile 38Â et des contacts fixes 38B et 380. Le jeu de contacts 38 est sollicité élastiquement vers la position représentée sur la figure 2, dans laquelle les contacts 38A et 38B ont été appliqués l'un contre l'autre.ha liaison entre le bras 14 et le contact 38A comprend un doigt 39 qui appuie sur la lame de contact pour relier les contacts 38 & et 38C, comme représenté sur la figure 1, et se dégage de la lame de contact pour permettre la jonction des contacts 38A et 38B,comme il est représenté sur la figure 2. les trajets du flux dd à 11 aimant permanent 22 et du flux provenant du courant d'excitation dans la bobine 28 sont repr*- senties respectivement en trait interrompu et en trait plein et pointillé sur les figures 1 et 2. Lors que le relais se trouve dans la position représentée sur la figure 1, le trajet du flux dû à l'aimant permanent va à partir de la pièce polaire 24, le long du noyau 26, par l'entrefer 30 qui est peti-s et ciono une faible réluctance dans cette position de la palette, et le long du bras 12 de 1a palette te; à partir du bras 12, le flux se divise, une partie" passant le long du bras 10, par le pivot- et le long de la- culasse 18 et allant à la pièce polaire 20, tandis qu'une autre partie passe le long du bras 16 et par l'entrefer 36 qui possède également une faible réluctance dans cette position de la palette.Un flux de fuite passe naturellement par d'autres trajets, mais ces trajets de fuite ont une réluctance sensiblement supérieure, de sorte qu'on peut normalement négliger ce flux de fuite. La palette étant dans la position représentée sur la figure 1, un courant d'excitation de sens approprié, produisant un flux opposé à celui dft à l'aimant permanent dans les entrefers 30 et 36 provoquera la commutation du relais.Le trajet du flux dû à ce courant d'excitation va à partir du noyau 26, par la pièce polaire 24 et l'aimant 22 à la pièce polaire 2Q; le flux se divise à partir de la pièce polaire 20, une partie passant le long de la calasse 18, par le pivot et le long du bras 10 jusqu'au bras 12, et une autre partie par l'entrefer 36 et le long du bras 16 jusqu'au bras 12; à partir de ce dernier le flux passe par l'entrefer 30 dans le noyau 26.L'aimant 22 présente une réluctance assez élevée et il existe un autre trajet du flux, provenant du courant d'excitation, qui présente une réluctance encore plus élevée, mais il ne faut pas négliger ce trajet, lequel va du noyau 26 par la pièce polaire 24 à travers l'entrefer 34, - qui présente une réluctance élevée, car il est grand dans cette position de la palette -, le long des bras 14 et 12 et en traversant l'entrefer 30 jusqu'au noyau 26; le flux dans ce trajet augmente lorsque la palette se déplace vers la position de la figure 2.On voit que le flux dû au courant d'excitation passe le long d'un trajet qui est fondamentalement semblable à celui du flux dû à l'aimant et s'oppose partout au flux da à l'aimant dans les trajets communs; par conséquent l'attraction magnétique résultante entre les faces opposées des entrefers 30 et 36 est faible lorsque le courant d'excitation circule, tandis qu'il existe une plus grande attrac tion magnétique à Itentrefer 34 pour faire commuter la palette, em partie avec l'assistance de la sollicitation élastique du jeu de contacts 38. En l'absence de courant d'excitation le flux t & I 'aimant produit une attraction aux entrefers 30 et 36 qui maintient la palette à l'encontre de la réaction du jeu de contacts 38. Lorsque la-ralette est dans la position de la figure 2, le trajet principal pour le flux dd à l'aimant part de la pièce polaire 24 et passe par l'entrefer 34, le bras 14 et l'entrefer 32 pour aller jusqu'à la pièce polaire 20; la réluctance des entrefers 32 et 34 est alors tellement faible que le bras 14 shunte effectivement l'ensemble des pièces polaires 20 et 24, mais le flux passe également, suivant un trajet parallèle, à partir de la pièce polaire 24 par entrefer 34, et le long des bras 14 et 10 et, traversant le pivot et la culasse 18, va jusqu'à la pièce polaire 20.Le courant d'excitation servant à commuter la palette a un sens contraire à celui correspondant à la position de la figure 1 et le trajet de flux va, à partir du noyau 26, à travers l'entrefer 30, qui présente alors une réluctance élevée et le long du bras 12; à partir du bras 12 le trajet se divise, une partie passant le long du bras 10, par le pivot et le long de la culasse 18, par la pièce polaire 20, à travers l'entrefer 32 et le bras 14 et une autre partie passe directement le long du bras 14; à partir du bras 14 le flux traverse l'entrefer 34 et va, par la pièce polaire 24, au noyau 26. On voit que le flux dA à l'aimant est en sens contraire du flux provenant du courant d'excitation dans le bras 14 et les entrefers 32 et 34, de sorte que l'attraction magnétique aux entrefers 32 et 34 est faible lorsque le courant d'excitation circule, tandis qu'il y a une attraction à l'entrefer 30 pour commuter la palette. En l'absence de courant d'excitation, le flux dA à l'aimant produit une attraction aux entrefers 32 et 34 qui maintient la palette. Dans une des positions stables de la palette ou dans son autre position stable le flux, dA à l'aimant 22, est suffisant en l'absence de courant d'excitation pour maintenir la palette en dépit d'un mouvement parasite partiel ou transitoire, pouvant résulter par exemple d'un choc mécanique ou d'une vibration. On comprendra que le dessin n'est que schématique et qu'en pratique le principe illustré peut entre réalisé suivant diverses formes géométriques. Par exemple les bras 14 et 16 peuvent entre chacun en deux parties et comprendre comme il est représenté) des pièces communes. La bobine 28 peut comporter plus d'un enroulement. il peut y avoir plus d'un jeu de contacts. Dans la forme de réalisation préférée, les entrefers d'air variables 30, 32, 34 et 36 sont définis, pour leur largeur minimale, par des faces en butée; néanmoins ceci n'est pas nécessaire tant que la largeur minimale de chaque entrefer est bien inférieure à sa largeur maximale. L'endroit où le bras 16 part du bras 14 est, jusqu'à un certain point, ad libitun; en particulier il peut entre près de l'extrémité libre du bras 14. R E V E N D I C A T I O N S 1. Relais comprenant au moins un jeu de contacts et un circuit magnétique incluant un aimant permanent avec une première pièce polaire et une deuxième pièce polaire, une bobine enroulée sur un noyau, ce dernier etant relié à une extrémité à ladite première pièce polaire, une palette pour faire fonctionner ledit jeu de contacts, comportant un premier bras coopérant avec le noyau pour définir un premier entrefer, un deuxième bras coopérant avec au moins ladite première pièce polaire pour définir un deuxième entrefer et un troisième bras coopérant avec ladite deuxième pièce polaire pour définir un troisième entrefer, et une culasse reliée à ladite palette par l'intermédiaire dtun pivot pour la palette et à ladite deuxième piece polaire, la palette ayant une première position stable dans laquelle lesdits premier et troisième entrefers sont minimaux et dans laquelle ledit deuxième entrefer est maximal, et une deuxième position stable dans laquelle lesdits premier et troisième entrefers sont maximaux et dans laquelle ledit deuxième entrefer est minimal, le flux établi par ledit aimant permanent agissant pour maintenir la palette dans l'une ou l'autre desdites positions stables et la bobine pouvant être excitée par des courants électriques de sens opposés pour déplacer la palette a'une dite position stable à l'autre et commuter. par suite le jeu de contacts. 2. Relais selon la revendication 1, dans lequel ledit deuxième bras coopère également avec ladite deuxième pièce polaire pour définir un quatrième entrefer qui est respectivement maximal et minimal dans lesdites première et deuxième positions stablés, de sorte que dans ladite deuxième position stable ledit deuxième bras shunte directement lesdites pièces polaires. 3. Relais selon la revendication 1 ou 2 dans lequel, dans ladite première position au moins, ledit ou chaque dit jeu de contacts exerce sur ladite palette une force de rappel élastique.