Brevet FR2333340A1 — publié le 19770624

Ira présente invention a trait à un commutateur de contacts par relais électromagnétique polarisé et dispositif équipé dtun tel commutateur. Elle concerne, plus particulièrement, un commutateur à plusieurs circuits et deux positions de contacts commandées par une alimentation fournissant l'énergie de transfert appliquée à l'enroulement de la bobine du relais comportant dans l'entrefer, formé entre les poules de son circuit magnétique, un aimant dont la course linéaire en fonction de l'orientation du champ magnétique engendré se traduit par un déplacement dans un sens donné des contacts mobiles du commutateur. Il est à noter qu'un commutateur auxiliaire intervient dans le fonctionnement de l'ensemble commutateur-relais. le domaine de l'invention est principalement celui de circuits électro-mécaniques de commutation à deux positions stables. Dans l'art antérieur connu on peut mentionner plusieurs réalisations.l'une d'elles correspond au relais électro-magnétique, par exemple du type téléphone. Toutefois cette réalisation nécessite une alimentation permanente en courant appliquée au bobinage pour assurer la stabilité de la position du contact établi, volet attiré, l'autre position étant maintenue par un moyen de rappel. Dans une autre réalisation comportant deux bobinages, la position du/des contacts mobiles correspond à l'un des bobinages qui reçoit le courant d'excitation. l'élément ferromagnétique mobile est disposé entre les extrémités des deux bobines d'induction distinctes qui commandent respectivement l'une de ces deux positions. Une telle réalisation impose deux bobinages, un cablage plus compliqué entre un nombre relativement plus élevé de composants, donc un prix relativement plus élevé et, en outre, impose l'application d'un courant permanent dans le bobinage excité. Dans encore une autre réalisation comportant également deux bobines distinctes recevant sélectivement le courant d'excitation par l'intermédiaire d'un inverseur à deux positions, l'élément ferromagnétique mobile est attiré par le bobinage excite. Son déplacement commande la position des contacts et coupe le courant d'excitation. Dans ce cas, il n'y a pas de verrouillrge des deux positions. En outre, on peut mentionner une réalisation sensiblement semblable à celle juste sus-mentionnée et munie d'un verrouillage mécanique fragile et onéreux. La présente invention propose une réalisation pratiquement exempte des inconvénients sus-mentionnés. Un des objets de l'invention est un commutateur de contacts par relais électromagnétique polarisé comportant un bobinage d'excitation et un ensemble de contacts de position coramutables, est principalement caractérisé en ce qu'un aimant tripolaire disposé dans l'entrefer du relais constitue un organe mobile commandé, rendu solidaire d'un mécanisme à deux positions stables où sont réalisées les commutations et qui dépendent des emplacements relatifs occupés par ledit aimant à chacune des extrémités de sa course dans ledit entrefer, la direction de cette course étant déterminée par l'orien- tation du champ magnétique engendré par la bobine du relais à l'aide de moyens auxiliaires. Différents autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple en se référant aux figures annexées qui représentent les figures la et lb ; une vue en perspective, partiellement en arraché, montrant dans le commutateur selon l'invention les deux positions de commutation et son circuit d'alimentation sous une forme schématisée La figure 2 : un schéma synoptique simplifié du commutateur et son mode d'alimentation utilisant un circuit électronique interrupteur. le commutateur de contacts par relais électromagnétique polarisé sera décrit à l'aide de la figure la illustrant une première position de commutation, et la figure lb, complémentaire, est destinée à montrer les différents éléments occupant une seconde position. Dans l'ensemble tel que représenté sur ces dessins faits à une échelle arbitraire, on distingue, en haut, la partie relais raccordée à l'alimentation d'excitation, au milieu, les éléments de l'organe mobile commandé, et, en bas, l'ensemble des éléments fixes coopérant avec l'organe mobile. On notera que pour faciliter le dessin les contacts mobiles sont représentés par des couteaux et les contacts fixes par des pinces, ces pièces de contacts peuvent être respectivement inversées sans inconvénient sur la réalisation effective. La partie relais représentée en haut du dessin comporte une bobine d'excitation 5 connectée aux bornes 19 et 23. le bobinage est réalisé sur un noyau ferromagnétique 10 dont une extrémité 9 est orientée vers l'entrefer 2 et l'autre extrémité Il est montée adjacente à un c8té 14 d'un circuit magnétique 13. le côté opposé 12 de ce circuit se trouve en vis à vis de l'extrémité 9 du noyau et la distance les séparant forme l'entrefer 2. les dimensions de l'entrefer sont choisies pour permettre le montage et le déplacement d'un aimant tripolaire 1 ayant une course d'environ 4 mm et qui constitue l'organe mobile commandé entre deux pièces polaires par l'faction d'un champ magnétique d'intensité suffisante présent dans le relais. les éléments de l'organe mobile commandé, représentés dans la partie médiane du dessin, constituent le mécanisme mobile et, comportent une tirette 3 dont les deux positions extrêmes sont représentées sur les figures la et lb ; cette tirette en matériau isolant repose sur deux paliers 7 et 8. Telle que représentée sur le dessin, la face supérieure de la tirette comporte un support 6 monté de manière que l'aimant t qu'il supporte puisse se déplacer dans l'entrefer 2. les cotés de cette tirette sont munis de contacts mobiles 4 en forme d'un U dont les branches forment deux contacts mobiles ; le déplacement de cet ensemble, formant mécanisme, dépend de l'orientation du champ magnétique parcourant le bobinage 5 et agissant sur l'aimant I. la partie inférieure sur le dessin représente un support isolant 17 rendu solidaire des paliers 7 et 8 muni de contacts fixes 15 montés en ligne par leurs picots 16 qui le traversent et sont connectables aux circuits associés non représentés. Dans cet ensemble, les contacts mobiles 4 sont représentés en type couteau et les contacts fixes 15 sont représentés en type pince ; la tirette 3 est entrainée par le déplacement de l'aimant 1 o dans 11 entrefer 2 et constitue l'organe de commutation. l'alimentation d'excitation de la bobine 5 est appliquée à ses bornes de raccordement 19 et 23 prévues sur le support 17. le circuit magnétique 13 referme le champ créé dans la bobine 5 et permet à l'aimant de rester collé par attraction dans une position contre une extrémité 12 du circuit ou en une autre position contre l'extrémité 9 du noyau ferromagnétique 10 suivant le sens du courant traversant le solénolde et créant une polarité Nord ou Sud. Suivant le sens de cette polarité l'aimant 1 est attiré d'un côté et repoussé de l'autre, ses pôles Nord se trouvant de part et d'autre de l'aimant comme cela est schématiquement indiqué sur la figure 2. Un inverseur auxiliaire est prévu pour inverser le sens du courant d'excitation. Cet inverseur est constitué soit par un commutateur mécanique, 18 sur le dessin de la figure la et lb, soit par un circuit interrup teurelectronique 26 asservi à un interrupteur 25 d'un circuit à touche à effleurement 24 Une borne 23 de la bobine d'excitation 5 est connectée au pôle positif d'un condensateur polarisé ayant son armature négative réunie à un point de potentiel de référence 21 constitué par la masse. l'autre borne 19 de la bobine 5 est connectée par l'intermédiaire de l'inverseur soit à une source 20 de courant continu de 12 volts d'alimentation d'excitation, soit à la masse 21. lorsque dans le cas d'une commutation mécanique, Fig la et lb, le bouton de commande de l'inverseur 18 est enclenché le circuit de l'alimentation 12 volts est fermé. le courant s'établit dans le solenoide 5 et charge le condensateur polarisé 22. Lorsque le condensateur est chargé le courant cesse et l'alimentation ne débite plus, ce qui est un avantage très appréciable. l'impulsion de courant parcourant le solenolde a positionné l'aimant 5 en position représentée sur la figure la. Cet aimant reste dans cette position du fait de son attraction permanente contre la pièce polaire 12 en fer doux. lorsque le bouton de l'inverseur 18 se trouve être mis sur la position "ouvert'l le circuit d'alimentation 12 volts est déconnecté de la borne 19 qui est mise à la masse 21 comme c'est représenté sur la figure lb. l'énergie emmagasinée par le condensateur 22 est récupérée sous la forme d'une décharge dans le solénoïde et crée un champ électromagnétique en sens inverse du précédent. L'aimant 1 se trouve sollicité vers l'extrémité 9 du noyau 10. Dans son déplacement il entraîne la tirette 3 et les contacts mobiles 4 réalisant la commutation et restant en position stable jusqu a ce Considérons maintenant le cas d'une commutation électronique ou par un interrupteur simple. la mise à la masse d'un accès, borne 19, du bobinage s'effectue alors suivant par exemple une réalisation représentée sur le schéma synoptique simplifié de la figure 2. Sur le dessin un bloc 26 comporte un transistor monté en interrupteur suivant tout schéma conventionnel, ainsi qu'une diode. Ce transistor monté entre la borne 19 et la masse 21 est bloqué par une tension de polarisation appliquée à sa base et fournie par la source de tension d'excitation 20. lorsque cette source est coupée, la tension de polarisation de la base s'annule et le transistor devenu passant laisse la charge du condensateur 22 s'écouler vers la masse en inversant le cycle précédent. le commutateur conforme à l'invention trouve son utilisation principale pour commuter les fréquences de balayage en télévision, 625 et 819 lignes par exemple, ou son faible encombrement, prix et poids sont avantageux. En outre, à la place de commutation de contacts, la pièce de transfert de mouvement est susceptible de commander un mécanisme à deux positions verrouillées, par exemple les positions ouverte ou fermée d'une serrure, RE'VENDICAT IONS 1. Commutateur de contacts par relais électromagnétique polarisé, comportant un bobinage d'excitation et un ensemble de contacts de position commutables, caractérisé en ce qu'un aimant tripolaire (1) disposé dans entrefer (2) du relais constitue un organe mobile commandé, rendu solidaire d'un mécanisme (3) à deux positions stables où sont réalisées les commutations et qui dépendent des emplacements relatifs occupés par ledit aimant à chacune des extrémités de sa course dans ledit entrefer, la direction de cette course étant déterminée par l'orientation du champ magnétique engendré par la bobine (5) du relais à l'aide de moyens auxiliaires. 2. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit entrefer (2) est formé entre une extrémité (9) du noyau ferromagnétique (10) de la bobine (5) du relais et une extrémité (12) d'un circuit magnétique (13) dont l'autre extrémité (14) est adjacente à l'autre extrémité (11) dudit noyau, les deux extrémités en vis à vis (9 ; 12) délimitant ledit entrefer constituent deux pièces polaires de polarité déterminée par l'orientation du champ présent dans la bobine (5). 3. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit aimant (I) est monté sur une pièce de transfert de mouvement qui constitue un support (6) de l'aimant et est fixé sur une tirette isolante (3) qui repose sur des paliers (7 ; 8) et forme ledit mécanisme à deux positions stables auquel sont fixés des contacts mobiles (4). 4. Commutateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits contacts mobiles (4) sont constitués par une pièce en forme d'un U dont la base est fixée sur ladite tirette (3) et les deux bras constituent les contacts mobiles de raccordement, des contacts fixes (15) étant montés en ligne par leurs picots (16) sur un support isolant (17) de sorte que la commutation s'effectue entre un contact central et l'un ou l'autre des contacts fixes qui l'encadrent et ledit contact mobile, les pièces de contact étant auto-nettoyantes. 5. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens auxiliaires associés à ladite bobine (5) comportent un moyen de commutation (18) d'une première borne (19) du bobinage entre une source de tension d'excitation (20) et un point de potentiel de référence (21), et un condensateur polarisé (22) de récupération et de restitution d'énergie réuni à une seconde borne (23) du bobinage (5). 6. Co=nutateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen.de commutation (18) est un commutateur mécanique à deux positions. 7. Commutateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen de commutation (18) est un commutateur électromécanique dont un circuit à touche (24) commande la liaison et la coupure de ladite source d'excitation (20) par l'intermédiaire d'un interrupteur (25) connecté à ladite première borne (19) réunie audit potentiel de référence (21) à travers un circuit (26) électroniolue interrupteur. 8. Commutateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite pièce de transfert de mouvement (3) commande un mécanisme à deux positions verrouillées. 9. Dispositif équipé d'un commutateur commandé caractérisé en ce qu'il comporte un commutateur selon l'une quelconque des revendications.