Brevet FR2369676A1 — publié le 19780526

L'invention se rapporte à un appareil électrique de commutation, en particulier à un contacteur ou relais comprenant un noyau magnétique fixe et une armature mobile qui déplace des contacts et dont les tales sont découpées en particulier en U ou en E. Les courbes d'actionnement des electro-aimants à courant alternatif se sont révélé avoir certaines particularites qui peuvent avoir pour consequence-que les aimants émettent un ronflement relativement fort et que les forces de retenue sont inférzeures à la moyenne des forces correspondant à la position extr8me, car les vibrations de l'induit provoquent-en moyenne un entrefer supplémentaire qui provoque une réduction de l'intensité du champ et de la force de traction.Des anneaux de court-circuit devant produire dans la surface circonscrite un flux de force déphasé par rapport au flux principal sont prévus pour restreindre le ronflement et donc calmer" les électro-ainants à courant alternatif (voir l'ouvrage de Franken, wlSchutze und Schützensteuerungen", (relais et commandes de relais) édition Springer Verlan 1959, page 80). Une autre précaution destinée à éviter en particulier le rOnflement consiste à réaliser sur l'armature et le noyau magnétique des faces polaires aussi lisses et proprement polies que possible. Le problème du ronflement des aimants de relais n'est toutefois pas encore totalement résolu.Il a pu être observé en particulier que certains types de relais tendent â ronfler malgré l'extrême précision de leur fabrication et leur uniformité; le ronflement se produit tout au moins dans une proportion relativement importante des appareils fabriqués. L'invention a pour objet un appareil de commxtation, en particulier un relais ou contacteur du type spécifié, qui est conçu de manière à éliminer totalement le ronflement ou tout au moins à le réduire à un minimum. Selon une particularité essentielle de l'invention, les faces polaires du noyau magnétique ou de l'armature qui entrent directement en contact avec les autres faces polaires lors d'une commutation comportent des cavités sur une partie de leur aire de manière â réaliser un appui a surfaces multiples des faces polaires les unes sur les autres. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, une face polaire du noyau magnétique ou de l'armature comporte deux cavités parallèles aux tales de manière à laisser subsister entre elles une surface d'appui et l'autre face polaire de ce noyau ou de cette armature ne comporte qu'une cavité laissant subsister deux surfaces d'appui juxtaposées, de manière que les centres de toutes les surfaces appui se trouvent aux sommets d'un triangle. L'davantage particulier de l'invention est le suivant Il est absolument indispensable de rectifier avec précision les surfaces des branches ou les faces polaires qui se plaquent les unes contre les autres lors d'un actionnement de manière qu'elles soient très planes pour éviter le ronflement. I1 n'est pas toujours possible de conférer à ces faces polaires une planéité optimale, de sorte qu'il peut se produire des vibrations autour d'un point ou d'une ligne avec pour conséquence un ronflement, tout au moins au début de la période de. service.L'énergie d'impact provoque toutefois une déformation des surfaces des branchos,de sorte qu'pros un certain nombre de commuta tionsfenviron 100 000), les surfaces qui se plaquent les unes contre les autres ont pris des conformations complémentaires, de sorte que le ronflement initial cesse avec le. temps.La disposition selon I'inven- tion réduit fortement ou même élimine totalement ce ronflement initial, car les trois surfaces d'application comprenant les deux surfaces d'une face polaire et la surface unique de l'autre face polaire forment nécessairement un appui stable des deux paquets de t8le de l'armature et du noyau magnétique qui s'entre-choquent. Bien entendu, il est pré érable de réaliser ces surfaces d'appui et cavités uniquement sur l'un des deux paquets de tale. Il est cependant- possible aussi de les réaliser sur les deux. Un entrefer de 0,04 mm ne devrait avoir un effet défavorable que sur la force d'attraction du système magnétique. A la fin d'un certain temps, lorsque les surfaces d'appui et les cavités se sont égalisées, c'est-à-dire lorsqu'elles sont revenues toutes dans le même plan, l'état atteint est pratiquement tel qu'il correspond à celui qui apparaissait à la fin du nombre des commutations auquel les surfaces des branches avaient formé leurs empreintes mutuelles". Les qualités magnétiques exigées imposent de ne conférer aux cavités qu'une très faible profondeur sous la surface d'appui. Les cavités optimales sont réalisées par meulage ou disposées à environ 0,02 mm sous les surfaces d'appui. I1 est bien entendu possible aussi de réaliser les surfaces d'appui en recouvrant les emplacements auxquels elles doivent ultérieurement se trouver et en sablant les autres surfaces. Les surfaces d'appui (= bossages) sont ainsi produites par formation de cratères. Il est possible de faire en sorte de cette manière que la réduction de la vie utile du relais, dont les cavités sont nécessairement la causerait une valeur faible qui soit tolérable. Ce facteur est encore favorisé par le fait que les surfaces d'appui sont relativement petites en comparaison des cavités et il est préférable que ces surfaces d'appui aient approximativement les mêmes valeurs sur les deux surfaces des branches de l'armature ou du noyau magnétique. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé illustrant deux exemples de réalisation à titre nullement limitatif et sur lequel - la figure 1 représente en perspective la forme des ailes d'une armature dont les lamelles de tEle sont découpées en E; et - la figure 2 représente schématiquement en perspective les surfaces des branches d'un noyau magnétique formé d'un assemblage de lamelles de tble en U. Une armature ll comporte des lamelles découpées en E. Cette armature comporte à gauche et à droite des branches extérieures 12 et 13 dont les faces polaires,également dénommées surfaces des branches, 14 et I5,coopèrent avec les surfaces des branches d'un noyau magnétique non représenté. La branche médiane 16 est plus courte que les deux branches extérieures 12 et 13 de manière à former un entrefer. La surface de la branche 14 comporte des cavités 17 et 18 parallèles aux lamelles, représentées par des hachures et situées de part et d'autre d'une surface d'appui 19, tandis que la surface de la branche 15 comporte des surfaces d'appui surélevées 21 et 22 de part et d'autre d'une cavité 20. Les surfaces d'appui 19, 21 et 22 disposées en triangle coopèrent avec le noyau magnétique dont les surfaces des branches sont rectifiées absolument à plat, de manière à garantir un appui étroit et de plus de réduire ou même d'éviter totalement le ronflement- Le fond des cavités 17 et 18 ainsi que 20 est à une profondeur d'environ 0,02 mm par rapport aux surfaces d'appui 19, 21 et 22. La tolérance éventuellement admise peut être de - 0,01 mm. Les surfaces d'appui n'occupent approximativement qu'un quart des faces polaires et donc elles ont pratiquement "creusés leur empreinte" à.la fin d'un certain temps relativement court d'adaptation, c'est-à-dire qu'elles se sont égalisées après environ 100 000 commutations et qu'elles sont au même niveau que les cavités. La figure 2 représente un noyau magnétique 31 à lamelles découpées en U. Les deux branches portent les références 32 et 33 (l'entrefer n'est pas représenté pour simplifier le dessin). Les surfaces des branches portent les références 34 et 35, la surface 34 se trouvant sur la branche 32 et la surface 35r sur la branche 33. La surface 34 comporte une cavité 36 représentée par les hachures et, de part et d'autre, des surfaces d'appui 37 et 38, tandis que la surface 35 comporte au milieu une surface d'appui 39 et, de part et d'autre, des cavités 40 et 41. Dans ce cas également, les cavités 36, 40 et 41 ont une profondeur d'environ 0,02 mm (avec une tolérance de - 0,01 mm). Les surfaces d'appui 37, 38 et 39 occupent aussi un quart des surfaces 34 et 35 des branches de ce mode de réalisation. R E V E N D-I C A T I O N S 1. Appareil électrique de commutation, en particulier relais ou contacteur à noyau magnétique fixe et à armature mobile qui déplace les contacts mobiles, les tales de ce noyau et de cette armature étant découpées en particulier en U ou en E, caractérisé en ce que les faces polaires (14, 15) du noyau magnétique ou de l'armature (11) qui, lors d'une commutation, entrent directement en contact avec les faces polaires de l'autre comportent des cavités (17, 18, 20) sur une partie de leur aire de manière à réaliser un appui à surfaces multiples des faces polaires les unes sur les autres. 2. Appareil de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une face polaire (14) du noyau magnétique ou de l'armature (11) comporte deux cavités (17, 18) parallèles aux tales et destinéesà former entre elles une surface d'appui (19), tandis que l'autre face polaire (15 > du noyau magnétique ou de l'armature (11) ne comporte qu'une cavité (20) de manière à former deux surfaces d'appui juxtaposées (21, 22), toutes les surfaces d'appui étant disposées de manière que leur centre se trouve à tm sommet d'un triangle. 3. Appareil de commutation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fond des cavités (17, 18, 20) se trouve approximativement à 0,02 mm sous les surfaces d'appui (19, 21, 22). 4. Appareil de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que l'aire totale des différentes surfaces dtappui (19, 21, 22) est plus petite que celle des cavités (17, 18, 20). 5. Appareil de commutation- selon la revendication 4, caractérisé en ce que les surfaces d'appui (19, 21, 22) occupent dans lten- semble approximativement un quart des faces polaires (14, 15). 6. Appareil de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5s caractérisé en ce que les faces d'appui (19, 21, 22) d'une face polaire ont une aire qui est sensiblement égale à celle des surfaces d'appui de autre face polaire.