Brevet FR2415867A1 — publié le 19790824

La présente invention concerne un dispositif applicable à l'ensemble des mécanismes de fonctionnement et des organes de manoeuvre des interrupteurs, commutateurs, permutateurs, destinés à établir ou interrompre, séparèment ou suc cessivement, un ou plusieurs circuits électriques dans les tensions utilisées couramment dans les usages domestiques ou industriels de lténergie électrique. Le même dispositif simplifié s'applique également aux boutons de sonnerie. Le même dispositif, agencé spécialement à cet effet, s'applique au mécanisme de transmission de forces des télérupteurs. Dans les dispositifs connus pour aboutir au même résultat que le dispo sitif proposé par l'invention le mécanisme de fonctionnement est jusqu'à ce jour toujours fondé soit sur la compression et la détente d'un ressort à boudin, soit sur une simple manoeuvre manuelle directe. Dans les interrupteurs, en particules actuellement fabriqués, le rôle du ressort à boudin est d'assurer d'une part, une certaine vitesse d'enclanchement ou de déclanchement, déterminant en partie essentielle le pouvoir de fermeture et le pouvoir de coupure desdits interrupteurs et, d'autre partune certaine pression sur les contacts assurant la fermeture des circuits électriques, et trés accessoirement une fixité dans la position ouverte ou fermée desdits interrupteurs.Quelques rares dispositifs actuels utilisent un aimant permanent agissant sur une lamelle d'acier déformable ou élastique pour assurer un contact électrique également par lamelles déformables ou élastiqués. Tous ces dispositifs présentent l'inconvénient majeur de dépende de la pérennité et de la robustesse du ressort à boudin, ou bien, trés rarement utilisées, des lamelles déformables et élastiques. Lesdits ressorts à boudin sont également utilisés dans la généralité des disJoncteurs ou des télérupteurs actuellement fabriqués pour accélérer le mouvement assuré par des bobines produisant un champ magnétique instantané et puissant et maintenir la position des contacts.Enfin la phase finale des contacts électriques assures par un ou plusieurs ressorts à boudin est la moins rapide du mouvement puisque ledit ressort est proche de son point de repos prévu par le mécanisme. Le dispositif, suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients, outre qu'il apporte des simplifications dans la fabrication des appareils. Dans celui-ci en effet, la substitution de champs magnétiques permanents, créés par des aimants permanents, à la force mécanique des ressorts à boudin permet d'éviter l'usure, la fatigue ou la rupture desdits ressorts à boudin, tout en simplifiant la technologie de la fabrication des appareils concernés.D'autre part, selon le dispositif, le renversement par une manoeuvre manuelle ou télécarnandée de la balance des forces, constituées par les cnamps magnét-c-es équilibrés 3ur un axe fixe ou un plan fixe réel ou fictif, est dans sa phase la plus rapide et la plus intense, au moment de la diminution par le propres forces des champs magnétiques de la distance de 11 entrefer des aimants permanents judicieusement disposés ; ceci assure un contact électrique trés rapide et permanent jusqu'au prochain renversement volontaire de la dite balance des forces magnétiques. Selon le dispositif, il est possible de fabriquer des appareils à fermeture ou à ouverture totalement indépendante selon la définition de la norme française AFilOR C - 61 - 110. k principe fondamental du dispositif, objet de l'invention, réside dans la création permanente de champs magnétiques dont les lignes de force sont, soit opposées, soit coopérantes, selon les besoins propres de chaque appareil, pour constituer une balance parfaite ou imparfaite des forces agissant sur les pièces mobiles des mécanismes d'ouverture ou de fermeture de circuits électriqu le point d'équilibre étant toujours dépassé par la force vive résultant du commencement du mouvement de manoeuvre de telle sorte qu'il ne peut exister en fait que deux positions possibles, ou bien une ouverture totale et franche, correspondante à une parfaite "distance dans l'air", telle que celle-ci est définie par la Norme Française AFNOR C - 61 - 110, ou bien une fermeture également totale et franche du ou des circuits électriques dont la connande est la fonction essentielle des appareils. Selon une réalisation possible de l'invention, il peut être créé des champs magnétiques dont les lignes de force sont opposées par des aimants permanents appropriés, lesquels champs soumettent une pièce ferromagnétique solidaire d'une barrette de contact électrique à des forces variables - égales mais opposées selon la FIG.1, Planche Ici/1, dans laquelle des aimants opposés sont indiqués par les (1) et (2) et la pièce ferromagnétique par le (3). Il est clair que, lorsque F1 est égale à F2 l'équilibre de la balance des forces est établie, compte tenu de la puissance des aimants permanents, laquelle peut être inégale, ce qui aurait pour unique effet de faire varier les distances A1 et A2 ; c'est la figuration de l'état d'équilibre instable théoriquement narfait de la balance des forces ; une poussée d'une puissance infime, dans un sens ou dans un autre, rompt cet état d'équilibre - trés inégales, le devenant de plus en plus au cours du mouvement imposé par la poussée P, et toujours opposés ; à la limite selon la FIG.2 la force F2 devient tout à fait prépondérante sur la force Fl et la pièce ferromagnétique (3) vient coller littéralement à l'aimant (2), dans le même temps la barrette (4), solidaire de la pièce (3), met en contact les poles (5)et (6) et assure la fer meture du circuit électrique unipolaire indiqué à la FIG.2, Planche III/1. - trés inégales de la même façon et pour les mêmes raisons dans le cas de la FIG 3 où la force F1 devient tout à fait prépondérante sur la force F2 ; ainsi l'ouverture du circuit électrique unipolaire indiqué à la FIG 3 Planche III/1, est assurée, sous effet d'une poussée P identique à la précédente ou inférieure à celle-ci, proportionnellement à la puissance des aimants permanents utilisés. Bien entendu il est clair que le dispositif peut être utilisé sur des circuits électriques multipolaires et également pour inverser le sens de certains de ces circuits, et peut constituer un inverseur ou un commutateur de préférence à un interrupteur. Selon une autre réalisation possible de l'imTention, il peut être créé un seul composé Qu deux champ magnétique au moyen de trolsarmants permanents appropriés, lesquels champs magnétiques soumettent les aimants magnétiques eux-mêmes et toutes pièces métalliques solidaires d'un de ceux-ci à des forces variables de répulsion et d'attraction. - dans la FIG 4, Planche Ici/1, l'aimant permanent nO (1), percé en son centre pour laisser passage à un axe (A), attire l'amant mobile n0 (2) vers lui ; ainsi la barrette solidaire dudit aimant nO (2) est hors contact des poles du circuit électrique et ledit circuit est ouvert : la sonnerie ou le télérupteur sont hors fonction. - dans la FIG 5, Planche III/1, l'aimant permanent nO (2) sous l'effet de la force P exercée par l'utilisateur en appuyant sur l'extrémité apparente de l?e (A) (bouton de sonnerie), s'approche au plus près possible, sans jamais y coller, selon le réglage de ltentrefer, de l'aimant fixe ni(3), tout en étant repoussé par lui, par la force F1 ; ainsi la barrette (4) vient au -contact des poles (5) et (6) fermant, aussi longtemps que la force P s'exerce sur le bouton, le circuit électrique unipolaire indiqué à la FIG 5 : la sonnerie ou le télérupteur sont en fonction. Selon une autre réalisation possible de l'invention il peut être créé des champs magnétiques dont les lignes de force sont dirigées dans le sens de l'attractionbéciproque au moyen d'aimants permanents appropriés lesquels champs magnétiques soumettent les aimants magnétiques eux-mêmes et toutes pièces métal liques solidaires d'un de ceux-ci à des forces variables - égales mais opposées sur un axe fixe, selon la figure FIG 6, Planche III/2, cet axe est désigné par le nO (4), les aimants permanents sont indiqués par les nO (1), (2) et (3). Il est clair que lorsque Fl est égale à F2, l'équilibre de la balance des forces est réalisé, et qu'il s'agit d'un équilibre tout à fait instable, et qu'enfin -une poussée d'une puissance infime, dans un sens ou dans un autre, rompt cet état d'équilibre. - trés inégales, le devenant de plus en plus au cours du mouvement imposé par la poussée P et toujours opposées ; à la limite selon la FIG 7, Planche Tir/2, la force F2 devienttout à fait prépondérante sur la force Fl ; ainsi l'aimant permanent nO (2) vient-il coller littéralement sur l'aimant nO (3), dans leme-me temps la barrette (5), solidaire dudit aimant nO (2), met en contact les poles (6) et (7), et assure la fermeture du circuit électrique unipolaire indiqué à la FIG 5. - trés inégales, le devenant de plus en plus au cours du mouvement imposé par la poussée P, dirigée elle-meme dans le sens opposé de la figure précédente à la limite selon la FIG 8, Planche III/2, la force F1 devient tout à fait prépondérante sur la force F2 ; ainsi l'aimant permanent nO (1) vient-il collé littéralement sur l'aimant nO (3), et dans le même temps la barrette (5), solidaire de l'autre aimant mobile n0(2) s'écarte des contacts des poles (6) et (7), et assure ainsi l'ouverture du circuit électrique unipolaire indiqué à la FIG 6. Bien entendu, il est clair que le dispositif peut être utilsé sur des circuits électriques multipolaires et également pour inverser le sens de certains de ces circuits. Ce dispositif constitue un interrupteur de préférence ou à la limite, un inverseur ou un commutateur à bascule. Selon une autre réalisation possible de l'invention, à partir du dispositif décrit par les figures FIG 6, FIG 7, et FIG 8, Planche III/2, constitu- ant un interrupteur à bascule, il est possible d'ajouter un dispositif complémentaire qui permette de répondre aux besoins d'un télérupteur, c'est à dire que le mouvement d' inversion du premier appareil décrit est assuré par une bobine déployant des forces magnétiques instantanées. Ce dispositif complémentaire est décrit dans les figures FIG 9, FIG 10, FIG 11, FIG 12 de la Planche III/3. Il peut se substituer aisèment au dispositif actuel de basculement à ancre avec ressort à boudin. Ledit dispositif complèmentaire comprend - un aimant permanent fixe nO (8) de petite puissance, disposé en opposition du champ magnétique instantané de la bobine BB de telécoXmande, de sorte que le manche du fléau A est maintenu ou rappelé en position haute dès la coupure de la bobine BB, - un manche de fléau A alternativement attiré soit par l'aimant permanent ni(8) soit par la bobine BB, se mouvant à partir d'un axe fixe X. - un bras de fléau B, de longueur constante, se mouvant autour d'un axe fixe Y, disposé à l'extrémité du manche de fléau A. La partie supérieùre de ce bras de fléau se déplace solidairement avec l'axe fixe Y. La partie inférieure de ce même bras de fléau est soumise aux forces magnétiques de champs opposés ayant pour origine des redans en forme de plaquettes aimantées, disposes Itun, pièce nO 9 à l'extrémité de l'aimant nO (1) de l'interrupteur, l'autre, pièce nO 10, également à l'extrémité de l'aimant n (2) de ce meme irterraptelr. Le fonctionnement de ce dispositif se décomposé en auatre phases 1) celle correspondant à la fermeture du circuit électrique, FIG 9, Planche Ici/3, pendant celle-ci la force magnétique de la bobine BB, appelée F1 est fres supérieure à la force antagoniste F2 déployée par l'aimant 1108 ; cette force F1 est appliquée à l'extrémité de l'aimant n (2) en devenant F1, car le bras de fléau B a été attiré en ce point par la plaquette aimantée nO 10 de 1 'extrémité de l'aimant nO (2) en raison du fait que la distance, entre ledit bras et ladite plaquette, à l'origine du mouvement était inférieure à la distance existant entre l'autre plaquette n (9) et ce même bras. Ainsi la force F4 est plus grande que la force F3.Ceci maintient donc le bras de fléau B en position d'arc boutant du mouvement, d'autant plus qu'une barrette longétudinale à ce bras, ftxee sur le dos de l'aimant nO (2) contraint ledit bras à se maintenir à ce point pen dant tout le mouvement décrit ; 2) celle correspondant à la première position d'attente après fermeture, FIG 10, Planche III/3 : dans ce cas F1 disparait, l'axe fixe Y remonte solidairement avec le manche du fléau A, de ce fait le bras de fléau B est dégagé de l'attraction de la force F4, et est sollicité par la force F3.Le bras de fléau B reste en position d'attente d'actionner le mouvement inverse de bascule de l'interrupteur, pour permettre l'ouverture de celui-ci à la prochaine action de la bobine BB; 3) celle correspondant à l'ouverture du circuit par l'interrupteur FIG 11, Planche III/3, : le bras de fléau est repoussé vers le bas par la force F1 de la bobine BB, qui devient F1 au point d'application ; cette dernière force fait basculer l'aimant nO (1) sur l'aimant n (3) sur lequel il est solidarisé : en fin de mouvement le bras de fléau B est libéré de la force F3 qui le maintenait appliqué à la plaquette nO 9 ; 4) celle correspondant à la seconde position d'attente, après ouverture cette fois, FIG 12, Planche III/3 : l'axe fixe Y est revenu à son point le plus haut, donc le bras de fléau B, libéré enfin du précédent mouvement est soumis à la force prépondérante F4 et vient se plaquer contre la plaquette aimantée nO 10, qui est située à l'extrémité de l'aimant nO (2). Le cycle est ainsi achevé, et le dispositif est prêt à procéder la fermeture de l'interrupteur à bascule tel que décrit au premier paragraphe. Ce dispositif de télérupteur entièrement magnétique, soit permanent, soit instantané, peut être rendu trés silencieux par l'emploi de contacts judicieusement sélectionnés, ainsi que d'aimants permanents parfaitement adaptés aux besoins spécifiques. De me-me il peut fonctionner en outres positions, alors que les télérupteurs actuellement fabriqués doivent impérativement fonctljnner en position horizontale ou verticale, mais de toutes façons fixes pour être parfaitement fiables. Le dispositif général, objet de l'invention, peut-être utilisé dans tous les cas où il s'agit d'ouvrir ou de fermer un ou des courants électriques à l'aide dtinterrupteurs, commutateurs, permutateurs ou boutons de sonnerie ae tous types, adaptés à toutes intensités et voltages desdits courants électriques avec un pouvoir de coupure ou un pouvoir de fermeture parfaitement adapté 1 l'autre, au cas particulier, et ce conformément à la norme française AFNOR C 61 - 110. REEDiDICATIONS 1 - Dispositif permettant d'ouvrir ou de fermer un ou plusieurs courants électri ques, de les commuter ou de les permuter selon les types d'appareIls auxquels il est adjoint ou incorporé, caractérisé par le fait qu il utilise pour 1 'assistan- ce du mouvement initial manuel ou télécommandé, le jeu des forces magnétiques, créés par les champs magnétiques d 'aimants permanents judicieusement disposés en fonction des effets et des résultats recherchés par chacun des appareils. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif comporte l'application générale des propriétés spécifiques des aimants permanents dans tous les mécanismes de mouvement de fermeture et d'ouverture de tous courants électriques au sein de tous appareils destinés à ces fonctions. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'application particulière du dispositif général, en constituant une balance des forces magnétiques de part et d'autre d'un plan mobile, par le moyen d'aimants permanents judicieusement disposés, permet de fabriquer aisèment des appareils désignés couramment sous le nom de commutateur ou permutateur ou encore un bouton de sonnerie, sans avoir recours pour ce faire à l'utilisation d'aucune sorte de ressorts à boudin, ni de lamelles flexibles. 4 - Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait que l'application particulière du dispositif général, en constituant une balance des forces magnétiques autour d'un axe fixe, par le moyen d'aimants permanents judicieusement disposés, permet de fabriquer aisèment des appareils désignés couramment sous le nom d'interrupteurs sans avoir recours pour ce faire à l'utilisation d'aucune sorte de ressorts à boudin, ni de lamelles flexibles. 5 - Dispositif selon la revendication 4; caractérisé par le fait que l'application particulière du dispositif général, en constituant deux balances des forces magnétiques par le moyen d'aimants permanents judicieusement disposés, l'une autour d'un axe fixe pour permettre la réalisation d'un interrupteur selon la revendication 3, l'autre autour d'un axe, rendu mobile dans l'espace par l'action d'une force électromagnétique instantanée, pour permettre à la dite force de s'appliquer judicieusement au point précis où son action réalise le souhait de l'utilisateur à distance, permet de fabriquer aisèment des appareils désignés couramment sous le nom de télérupteurs, sans avoir recours pour ce faire à l'utilisation d'aucune sorte de ressorts à boudin, ni de lamelles flexibles.