Brevet FR2222746A1 — publié le 19741018

La présente invention concerne un dispositif destiné à faciliter la commutation électromécanique des circuits dans les systèmes utilisant des moyens électriques ou électroniques, en particulier, lorsque l'isolement est indispensable entre circuit de commande et circuits commandés. Dans l'état actuel de la technique, les moyens disponibles permettent d'assurer correctement llisolement et la commutation, mais les appareils utilisés n'ont pas des caractéristiques suffisantes pour permettre une inclusion ou une harmonisation parfaite dans les circuits usuels. En particulier, les appareils disponibles pour montage sur les cartes de circuits imp-:imés possèdent un nombre trop réduit de contacts, une puissance de coupure trop faible ou une trop grande sensibilité aux chocs et accélérations. En outre, il n'existe p2S de modèles bi ou tristables pouvant être utilisés industriellement car ils ne sont actuellement réalisés que pour des besoins très spéciaux. Le dispositif selon ltinvention permet par contre de pallier ces inconvénients par l'utilisation 1") d'un circuit magnétique tétrapolaire, 20) d'une palette, possédant un axe equidistant des quatre pôles et dont les deux extrémités symétriques portent chaclme les éléments mobiles de contact sans quril soit nécessaire de prévoir des liaisons électriques souples pour assurer la continuité du circuit. Le gain de place dû à l'utilisation des deux extrémités de la paulette permet l'emploi de contacts à double coupure. La description suivante montre comment est réalisé et comment fonctionne le dispositif, objet de l'invention. I1 est constitué d'un aimant possédant deux épanouissements polaires par pôle, lesquels sont disposés à une distance suffisante pour loger les bobines de champ et la palette elle-mdme. L'entrefer entre les pôles est la somme de lrépaisseur de la palette augmentée du déplacement de celle-ci. La palette est entourée par deux bobines, créant un champ longitudinal dans la palette, disposées par convenance de part et d'autre de l'axe d'articulation de celle-ci. Cet axe d'articulation se trouvant dans le plan de la palette et étant équidistant des pôles, permet à celle-ci d'occuper deux seules positions stables de manière que le champ magnétique de l'aimant se referme au travers d'elle-même et provoque son verrouillage en position. Le courant, traversant les bobines, aimante la palette et selon le sens de cette aimantation, la position instantanée est - soitmaintenoe par augmentation du flux préexistant, - soit inversée si le champ des bobines crée un flux opposé plus important que le flux préexistant. Cet alors que la palette change brusquement de position et conserve la dernière position obtenue lorsque le courant disparait. On dispose alors d'un relais bi-stable ou relais à mémoire. L'absence de ressort permet ainsi d'obtenir un mouvement plus rapide de la palette que dans les dispositifs conventionnels puisque les foces mises en jeu sont toujours concourantes. Dans le cas où la palette est constituée d'un matériau magnétique dur, c'est-à-dire gardant l'aimantation, cette palette a toujours la même position de repos. Le mouvement de bascule s'obtient en envoyant dans les bobines un courant dans un sens tel que le flux magnétique est inversé. On dispose alors d'un relais monostable, en prenant toutefois la précaution de choisir, pour la constitution de la palette, un matériau dont la force coercitive est suffisante pour éviter la désaimantation de la palette par le champ des bobines. Dans une réalisation préférentielle de l'invention, l'aimantation de la palette est réalisée par un aimant cylindrique extra-plat, par exemple un petit disque de ferrite dur. Dans ce cas la palette est constituée d'un matériau magnétique -doux usiné de manière à créer une fente longitudinale augmentant la reluctance dans le sens transversal et doté en son centre d'un logement circulaire dans lequel vient s'encastrer l'aimant. De sorte qu'il y a deux positions possibles de l'aimant: :avec les pôles alignés suivant l'axe de la palette ou les pôles perpendiculaires à cet axe. C'est alors que les extrémités seront non polarisées ou au contraire polarisées à ltétat de repos. Une rotation d'un quart de tour de cet aimant suffit pour passer de la fonction bi-stable à la fonction monostable. Enfin, par l'adjonction de deux pièces polaires supplémentaires, on peut canaliser une partie du flux magnétique de l'aimant principal de manière à l'amener dans un plan par lequel passe la palette au cours de son transfert d'un pôle à l'autre, soit à mi-distance de ces deux pôles. En établissant convenablement ce flux dérive, par un calibrage approprié des épanouissements polaires supplémentaires, et en tarant judicieusement le courant des bobines, une troisième position stable peut être ainsi créée, dans laquelle tous les contacts sont ouverts. On disposera alors d'un relais tri-stable La parfaite symétrie de l'équipage mobile de ce type de relais le rend insensible aux accéIérations suivant les trois axes. L'emploi d'une palette en ferrite supprime la nécessité de prévoir l'isolement des contacts mobiles qui peuvent supporter de ce fait une densité de courant plus élevé. La présence d'un champ magnétique au niveau des contacts souffle les arcs de rupture et augmente les possibilités d'emploi de ltappareil. Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les cas de commutation avec ou sans mémoire, en particulier lorsque le faible encombrement et la résistance aux accélérations sont des impératifs à respecter, En outre, la double coupure par pôle permet la commutation de courants importants, opération qui abrégerait anormalement la vie des matériels conventionnels de dimensions comparables. RENVENDICATIONS 1 - Dispositif de commutation électromagnétique caractérisé par le fait qulil comporte une palette portant les organes de commutation en ses extrémités et se déplaçant autour d'un axe situé dans son plan, dans le champ créé par un aimant tétrapolaire et comportant un moyen de rendre le dispositif moni, bi ou tri-stable. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la palette comporte en son centre un aimant orientable. 3 - Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que la palette est en matériau magnétique fritté usuellement appelé fer rite. 4 - Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la palette porte les contacts mobiles sans interposition d'isolant. 5 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'aimant, situé au centre de la palette, peut etre orienté sans ouvrir l'appareil. 6 - Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la palette est formée de deux éléments parallèles. 7 - Dispositif selon les revendications précédentes prises ensemble ou séparément, caractérisé par I'adjonction de deux prolongements polaires. 8 - Dispositif selon les revendications précédentes prises ensemble ou séparément, caractérisé en ce que la palette ne comporte pas de rappel mécanique. 9 - Dispositif selon les revendications précédentes prises ensemble ou séparément, caractérisé en ce que les éIéments constituant la palette et ses contacts sont parfaitement symétriques par rapport à l'axe de pivotement. 10 - Dispositif selon toutes les revendications précédentes prises ensemble ou séparément, caractérisé en ce que la palette possède une position magnétique stable intermédiaire avec contacts ouverts entre les deux positions extrêmes.