Brevet FR2331877A1 — publié le 19770610

a présente invention concerne un relais électromagnetique a haute sensibilité decollenent de palette. flans ce type de relais, la palette mobile est, en position normale, maintenue attirée magnétiquenent contre deux faces polaires par une partie du flux d'un aimant permanent, l'autre partie de ce flux, généralement la plus importante, entant dérivée dans un shunt magnétique. Le décollement de la palette mobile est obtenu par diminution ou annulation du flux circulant dans la palette au moyen d'un flux autogoniste produit par une bobine de commande dont le circuit magnétique comprend la palette mobile et le shunt magnétique. L'effet mécanique produit nar le décollement de la palette est amplifié par un ressort de déclenchement qui provoque ltouverture de la palette. Le but de l'invention est de réaliser un relais de ce type comportant une sensibilité plus grande et une force de collage de la palette plus importante que dans les relais connus. Un autre but de l'invention est de réaliser un relais ayant un aimant de faible volume donc peu onéreux ; et protège contre les champs magnétlques parasites. Un autre but de l'invention est de réaliser un relais de fabrication aisée, dont les caractéristiques peuvent être facilement réglées. Un autre but de ltinvention est de simplifier la structure du relais en vue de réduire son coût de fabrication en réalisant les pièces magnétiques à partir de formes ne nécessitant pas un usinage important. Un autre but de l'invention est de réaliser des relais de caractéristiques diff-érentes dans une meme chaine de fabrication. Le relais selon l'invention comportant un aimant permanent, deux pieces -magnétiques, un shunt magnétique, une palette mobile coopérant avec les deux pièces magnétiques et une bobine de commande, est caractérisé en ce que les deux pièces magnétiques sont constituées par deux flasques plats en forme de U qui enserrent entre eux aimant permanent et le shunt magnétique pour constituer un ensemble plat. Le relais peut en outre comporter au moins l'une des caractéristiques suivantes - le shunt magnetique est situé un coude des flasques magnétiques et forme une entretoise entre les deux flasques disposés parallelement, l'aimant étant serre entre les parties centrales des flasques et un intercalaire amagnétique étant dispose entre le shunt magnétique et un flasque, - un organe de déclenchement indépendant du porte-palette, cet organe de déclenchement avec ressort de rappel agissant dans le sens de l'ouverture lors du décollement de la palette mobile, - un ressort de rappel a la fermeture de la palette qui agit en fin de course de la palette, - une structure plate constituée par deux flasques en mumétal en forme de U disposés parallèlement avec un écartement entre les deux flasques de faible valeur. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtroat de la description ci-après d'une forme de réalisation d'un relais selon l'invention, donnée titre d'exemple nullement limitatif a l'aide du dessin annexé dans lequel La figure 1 est une vue éclatee du relais, La figure 2 est une vue en élévation du relais fixé sur son support, La figure 3 est une vue de dessus du relais selon la figure 2. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures, en se référant plus particulièrement à la figure 1, le relais comporte un aimant permanent enserré entre deux flasques magnétiques 2 et 3 en forme de U dont deux des jambages forment deux pôles 4 et 5 coopérant avec une palette mobile 6 et dont les deux autres jambages forment support d'articulation du porte-palette. Les deux flasques plats 2 et 3 sont réunis par un shunt magnétique cylindrique 7 en fer-nickel à haute perméabilité par exemple en numéral ; ce shunt est monté sur un boulon 8, en métal non magnétique, en laiton par exemple, passé dans un trou 01 des flasques.Un intercalaire amagnétique 9 constitué par une feuille en matière plastique est interposé entre le shunt magnétique 7 et un flasque 3 nar exemple. Les deux flasques 2 et 3 en métal à haute perméabilité tel que le mumétal sont assemblés à l'autre angle du U au moyen d'un boulon 11 passé dans un deuxième trou 02 des flasques, et d'une entretoise 12 en métal non magnétique en laiton par exemple. Sur une des branches polaires 4 ou 5 est montée une bobine de déclenchement 10 dont le flux, lorsqu'elle est alimentée en courant continu, ou en courant alternatif pour une alternance, s'oppose à celui créé par 1 'aimant 1 dans la palette mobile. La palette 6 est montée libre dans une cage 13 fixée à une extrémité d'un porte-palette 14 dont l'autre extrémité 15 constitue une queue de déclenchement. Le partie centrale du porte-palette 14 s'articule entre deux jambages 17, 18 des flasques en U, opposés aux deux pieces polaires 4 et 5, au moyen d'un axe 19 passé dans un troisième trou 03 des flasques. Un ressort 21 agissant dans le sens du réenclenchement de la palette mobile 6 est monté entre un têton 16 du porte-palette 14 et une vis de réglage 27 (fig. 3). Sur la queue de déclenchement 15 s'appuie une vis réglable de butée 20 d'un levier de déclenchement 22 articulé sur un axe 23 supportant un ressort de rappel 24 agissant dans le sens de l'ouverture de la palette 6 dès que celle-ci s'est décollée des pieees polaires 4 et 5 sous l'action d'un courant de commande excitant la bobine 10.Lorsque la vis butée 20 du levier de déclenchement 22 est libérée par la queue 15 du fait du décollement de la palette 6, le levier 22 tourne sous l'action du ressort 24 et commande le mecanisme de déclenchement du disjoncteur. L'axe 23 est monté sur le support 25 qui supporte également le boîtier 26 dans lequel est fixé le relais. Le boîtier 26 est fixé sur le support 25 au moyen d'ergots 2R et d'une agrafé 29. Le porte-palette en 3 parties 13-14-15 est de préférence réalisé en matière plastique moulée d'une seule pièce. Le réarmement s'effectue en ramenant le levier 22 dans sa position de la figure 2 ; le porte-palette 14 se réarme et la palette 6 se recolle automatiquement en fin de course sur les pâles 4 et-5 sous l'action du ressort 21. L'aimant 1 est maintenu entre les deux branches centrales des deux flasques 2 et 3. On peut obtenir un réglage du flux de l'aimant en le déplaçant perpendiculairement aux flasques. La sensibilité peut également être réglée par la vis 27 qui agit sur le ressort de réarmement 21 et augmente la forcée collage. Si on considère-X1 la largeur de la pièce polaire 4,5 d'un flasque, X2 l'écartement entre les deux flasques, X3 l'épaisseur ou diamètre du shunt magnétique, X4 l'épaisseur de l'intercalaire équivalent à un shunt-air, on constate que l'on obtient un relais ayant une force d'attraction importante de la palette, de l'ordre de 300 g, avec une grande sensibilité, de l'ordre de 40 à 100 plrA, en donnant a X1 une valeur -de 4, 327 nmi dans la plage de 4 a 5 mm, X3 de 2,95 ma dans la plage de 2 a 6 mn, X4 de 0,013 mm dans la plage de 0,01 à 0,02 ma en evitant la saturation dans les pièces magnétiques ; la recherche de la valeur optimum de X2 est en étroite corrélation avec X1 - X3 - X4. Le relais peut fonctionner en courant alternatif et en courant continu. L'utilisation de deux flasques en U et d'une bobine sur l'une des-branches permet d'éviter la saturation dans le circuit alternatif de déclenchement. En effet seules les sections S1 et S2 des flasques 2 et 3 au niveau de l'aimant sont saturées et régularisent ainsi le flux d'aimant rendant l'induction dans les branches 4 et 5 (sections S3, S4), indépendante des tolérances sur les caractéris tiques de l'aimant. En plus les sections S1 et S2 ne sont pas traversées par le courant alternatif de déclenchement, d'ou il résulte que leur saturation ntentral- ne pas une augmentation de puissance consommée.La position de I'aimant entre les flasques permet de le soustraire a l'action des champs magnétiques ou électriques extérieur s. Les proportions entre les sections S1 -S2, S3 -S4, les volumes du shunt magnétique 7 et de l'entrefer 9 sont telles que les inductions dues a l'aimant sont le double dans les sections S1 S2 (dans la plage 7000 a 8000a) de celles dans les sections S3-S4(en dessous de 4nCQG). Le ressort de déclenchement est monte de façon indépendante du circuit magnétique du relais. On peut obtenir des relais de differentes sensibilités en agissant sur des caracteristiques corrélatives de façon relativement simule. Awnl-catiors. L'invention est applicable avantageusement aux relais dé clencheurs pour la conmande du mécanisme de déclenchement d'un disjoncteur, en particulier pour disjoncteur de protection à courants de défaut. Mais elle peut aussi recevoir des applications diverses pour réaliser des commandes à faible puissance . Le forme en U des flasques est une forme simple facilitant la fabrication et rendant plus aisées les opérations de rectification et de polissage des surfaces magnétiques. La position de ces sections saturées, en dehors du circuit magnétique de décollement de la palette Dar le courant dans la bobine, n' amène pas d'auxmen- tation de la puissance consommée. L'augnentation de la force d'attraction du relais ameliore sa tenue aux chocs et vibrations. REVENDICATIONS 1/Relais électromagnétique à haute sensibilité comportant un aimant permanent, de caractéristiques optimisées, deux pièces magnétiques, un shunt magnétique, une palette mobile coopérant avec les deux pièces magnétiques et une bobine de commande, caractérisé en ce que les deux pièces magnétiques sont constituées par deux flasques plats (2 et 3) en fotme de U qui enserrent entre eux l'aimant permanent (1) et le shunt magnétique (7) pour constituer un ensemble plat et que la palette mobile (6) s'applique, gormalement, sur un jamb-age de chaque flasque. 2/ Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce que le shunt magnétique est situé a un coude des flasques magnétiques et forme une entretoise entre les deux flasques (2 et 3) disposés parallèlement, l'aimant (I) étant serré entre les parties centrales des flasques, la saturation desdites parties centrales assurant la régulation du flux d'aimant et par suite l'indépendance de l'induction dans les pièces polaires (4, 5) vis-è-vis des tolérances sur les caractéristiques de L'aimant. 3/ Relais selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu1un intercalaire (9) amagnétique est disposé entre le shunt-magnétique (7) et un flasque (3). 4/ Relais selon l'une des revendications 1 a 3, caractérisé en ce qutil comporte un organe de déclenchement (22) avec ressort de rappel (24) agissant sur le porte-palette (14) dans le sens de l'ouverture de la palette mobile (6), cet organe de declenchement étant indépendant du porte-palette. 51 Relais selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort de rappel (21) à la fermeture de la palette qui agit en fin de course de la paulette, ledit ressort étant réglable. 6/Relais selon la revendication 2, caractérisé en ce que les flasques en forme de U comportant deux jambages (2 et 3) formant pièces polaires=(4 et 5) pour la palette (6) ,- les deux autres jambages forment support d'articulation pour le porte-palette (14) et sont assemblés par une entretoise non magnétique. 7/ Relais selon l'une des revendications I à 6, caractérisé en ce que le portepalette (14) comporte une queue (15) formant levier d'amplifiçation mécanique. 8/ Relais selon l'ne des revendications précédentes, caractérisé en ce que le porte-palette est en trois parties : cage support de palette, bras d'articulation et queue de déclenchement, qui sont réalisées en matière plastique moulée d'une seule pièce. 9/ Relais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qui il comporte un aimant plat de petites dimensions enserré dans une structure plate constituée par les deux flasques en nunétal en forme de U disposés parallèlement avecXun écartement entre les deux-fl-asques de faible valeur. 10/ Relais selon la revendication 9, caractérisé en ce que la largeur d'une pièce polaire d'un flasque (X1) est de 4, 327 mm dans la plage de 4 a 5 mm, l'épaisseur (X3) du shunt magnétique (7) est de 2,95 mm dans la plage de 2 à 6 mm et l'épaisseur (X4) de l'intercalaire (9) de 0,013 mm dans la plage de 0,005 à 0,02 mm. 11/ Relais selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que les proportions entre les sections du circuit magnétique (S1, S2, S3, S4), les volumes du shunt magnétique (7) et de l'intercalaire (9) sont telles que les inductions dues à 1' aimant sont le double dans les sections des parties centrales (S1, S2) des flasques au niveau de l'aimant de celles dans les sections (S3, S4) des pièces polaires.