Brevet FR2325172A1 — publié le 19770415

La présente invention concerne un composant électromécanique dont l'armature sert d'élément mobile de circuit magnétique et de circuit électrique et, au moins dans l'une de ses positions stables, relie des contacts électriques fixes. Ce type d'armature est utilisé particulièrement pour les relais dans lesquels un mécanisme de contact situé entre les champs d'aimants permanents est polarisé par une bobine d'excitation afin de pouvoir etre appliqué, au moins dans l'une de ses positions stables, à des contacts fixes servant en meme temps de piles magnétiques. On connais déjà un relais de ce type d'après le brevet allemand nO 1 216 430. Les propriétés de commutation de cette armature ne sont toutefois pas très bonnes du fait qu'elle présente une résistance de contact considérable et qu'elle rebondit sur le contact lors de la commutation. En outre, il est très difficile de régler la distance requise entre l'armature et les piles magnétiques. L'objet de la présente invention est donc de prévoir un composant du type précité ayant un bon comportement du point de vue de la commutation et meme n'entra m ant pratiquement pas de rebondissement des contacts (cliquetis) tout en permettant un réglage facile de la distance séparant l'armature des pâles magnétiques. L'invention réalise cet objet en utilisant un composant du type précité dans lequel l'armature est constituée par un noyau magnétisable et une enveloppe flexible conductrice du courant électrique, verrouillée à force sur le noyau. Il est intéressant de réaliser cette enveloppe par un fil enroulé en spirale qui peut par exemple etre relié uniquement aux extrémités du noyau venant se placer sur les contacts fixes. L'utilisation de fils enroulés en spirale comme éléments de contact a déjà a été décrite (Brevet allemand nO 1 514 761). Afin de conserver un faible niveau de resistance électrique dans l'armature, on relie les parties de l'enveloppe par des élements bons- conducteurs du courant. Le rebondissement des contacts (cliquetis) peut etre encore réduit si l'on augmente la flexibilité de l'enveloppe en la prolongeant audelà des extrémités du noyau. Contrairement à ce qui se passe avec des couches bien adhérentes, telles qu'un placage de cuivre, les propriétés élastiques de 1' enveloppe peuvent ètre entièrement mises à profit par l'utilisation d'une enveloppe verrouillable à force sur le noyau. On peut encore avoir avantage à prévoir une enveloppe constituée par plusieurs couches de différente épaisseur, de façon à former de nombreux points de transfert sur une meme aire de contact. La distance séparant 1 t armature des polies magnétiques peut etre ajustée de manière intéressante en utilisant du matériau magnétiquement non conducteur pour l'une des couches sous-jacentes formant l'enveloppe. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent - la figure 1, sous une forme schématique, 1' armature d'un relais conforme à l'invention - les figures 2 à 4, respectivement une vue en coupe de variantes de réalisation de l'armature de la figure 1. Entre les contacts Il et 12 d'un composant électromécanique tel que représenté par la figure 1, auxquels sont appliqués des aimants permanents 13 et 14, une liaison électrique est établie par une armature conductrice du courant 16 des que cette dernière est amenée contre les contacts. Si l'armature 16 est réalisée en matériau magnétisable, elle est magnétiquement polarisée par le champ des aimants permanents 13 et 14, de telle sorte que les piles contraires viennent se placer en regard l'un par rapport à l'autre, s'attirant mutuellement et établissant ainsi un contact mecanique avec les contacts électriques Il et 12. Cette liaison électrique peut etre electromagnétiquement supprimée par un champ magnétique de commande produit dans une bobine d'excitation 15, un champ magnétique oppose au flux permanent étant induit dans l'armature 16. Par suite, les piles magnétiques de l'armature viennent se placer en regard des pâles magnétiques permanents de meme signe, réalisant ainsi une répulsion entre l'armature et les aimants permanents. On obtient de cette manière un relais monestable dont l'armature, sous l'influence d'une impulsion du courant électrique dans la bobine d'excitation 15, passe rapidement dans la position représentée en trait mixte par la figure 1. Dans une réalisation spéciale de llinvention, l'armature 16 est pourvue d'une enveloppe 17 situe en regard des contacts fixes 11 et 12.Le rôle de cette enveloppe est d'ameliorer le transfert électrique entre les contacts 11 et 12 et l'armature 16. Elle est donc à cet effet réalisée en un matériau particulièrement bon conducteur du courant électrique. Afin que le transfert aux contacts rencontre des résistances electriques aussi faibles que possible, on prévoit une enveloppe ayant une surface souple et irrégulière offrant de nombreux points possibles de transfert électrique (figure 4). On favorisera encore les transferts en prévoyant que le contact fixe présente lui-meme une surface rugueuse, obtenue par exemple par bosselage, en correspondance avec l'enveloppe. En outre, par suite de sa flexibilité inhérente, l'enveloppe 17 est suffisannent élastique pour absorber les impacts mécaniques se produisant au cours du rebondissement des contacts. Donc, son élasticlté est amortie autant qu'il est possible. C'est ce qui se passe par exemple avec une enveloppe 21 se prolongeant librement au-delà des extrémités du noyau, commue représenté par la figure 2. Etant donné que les propriétés magnétiques de l'armature sont déjà entièrement assurées par son noyau 16, 11 enveloppe n'a plus besoin d'etre elle-même magnétisable. D'autres possibilités sont donc offertes pour la sélection du matériau de l'enveloppe. Ainsi, par exemple, on peut réaliser l'enveloppe élastique à partir d'un fil à surface noble dont les spires sont placées transversalement au sens de la polarisation des aimants élémentaires de l'armature. En fait, ceci constitue un facteur défavorable en ce qui regarde la magnétisation mais peut etre tenu pour négligeable puisque le noyau 16 a les propriétés magnétiques requises. On peut également enrouler plusieurs fils l'un derrière l'autre ou l'un pardessus l'autre autour du noyau, et le noyau lui-meme peut etre réalisé en fil, tel qu'un fil Bowden. A l'aide dune enveloppe non magnétisable 17 il est toutefois possible d'ajuster la distance ou écartement par rapport aux piles magnétiques ou pièces polaires 13 et 14, les impulsions des champs magnétiques se trouvant par ce moyen adaptées à l'armature. On peut ainsi éviter d'avoir a utiliser des plaques d'écartement supplémentaires qui nécessiteraient un montage et un ajustage particuliers afin d'obtenir la distance voulue par rapport aux pâles. Selon une réalisation interessante, l'enveloppe 17 peut encore etre constituée de plusieurs couches corne illustre par les couches 17 et 31 de l'armature sur le noyau 16 représenté par la figure 3. Chacune de ces couches peut avoir des propriétés spéciales. Par exemple, les enveloppes 21 et 31 peuvent avoir une surface qui conduit bien le courant électrique tandis que lrenveloppe 17 peut posséder une élasticité absorbant l'énergie mécanique. Afin d'assurer un bon contact électrique entre les parties de l'enveloppe, on prendra soin d'établir an transfert électrique direct au moyen d'un fil de liaison 32. En outre, lors de la conception de l'enveloppe externe, on veillera à distribuer l'abrasion du contact de manière plus uniforme en prévoyant que l'armature tout entière utilise des spires orientées constamment dans le eme sens et effectue de ce fait une rotation sur elle-me',' au cours de l'operation de ccrutation. De cette manière, l'abrasion se trouve distribuez tout autour de la surface de l'armature Dans ie cas ou la couche d'enveloppe défInissant la distance qui sépare l'armature des poles ne se trouve pas directement à la surface, on peut également empêcher l'abrasion du contact de modifier la distance des poles en prévoyant que l'enveloppe soit elle, dans ce cas, magnétiquement conductrice (couche 17 de la figure 3 par exemple). Les avantages de l'armature prévue par la présente invention sont également obtenus au moyen de différentes realisations du noyau 16 dont on adapte les propriétés mécaniques et magnétiques au type de construction du dispositif de commutation utilisé. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qutà titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent etre envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Composant électromécanique comportant une armature qui remplit la fonction d'élément mobile de circuit magnétique et de circuit électrique et qui, au moins dans l'une de ses positions stables, connecte des contacts électriques fixes, caractérisé par le fait quel'armature est constituée par un noyau magnétisable et par une enveloppe flexible conductrice du courant électrique verrouillée à force sur le noyau. 2. Composant conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que l'enveloppe de l'armature est constituée par un fil enroulé en spirale. 3. Composant conforme aux revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'enveloppe de l'armature est disposée uniquement aux points du noyau venant effectivement toucher les contacts fixes. 4. Composant conforme à la revendication 3, caractérisé par le fait que l'enveloppe de l'armature est disposée uniquement sur les extrémités du noyau. 5. Composant conformé à l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l'enveloppe de l'armature s'étend au-delà des extrémités du noyau 6. Composant conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que le noyau de l'armature n'est que partiellement entouré par une enveloppe, les différentes parties de l'enveloppe étant électriquement reliées entre elles. 7. Composant conforme à l'une quelconque des revendications 1à 6, caractérise par le fait que l'enveloppe de l'armature présente sur sa longueur différents diamètres extérieurs. 8. Composant conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'enveloppe de l'armature est constituée en plusieurs couches. 9. Composant conforme à l'une quelconque des revendications I a 8, caractérisé par le fait que l'enveloppe de l'armature est magnétiquement non conductrice. 10. Composant conforme à la revendication 8, caractérisé par le fait qu'une couche sous-jacente de ladite enveloppe est magnétiquement conductrice.