Brevet FR2658014A1 — publié le 19910809

Interrupteur de proximité électronique par variation de champ magnétique L'invention concerne un interrupteur de proximité électronique par variation de champ magnétique, actionné à l'approche d'un déclencheur magnétique (NS), avec un circuit oscillant haute fréquence réagissant au déclencheur, placé dans un circuit d'oscillateur dont l'agencement de bobine présente un corps pouvant être magnétisé par le champ magnétique du déclencheur, qui réagit en saturation magnétique à partir d'une intensité déterminée du champ magnétique, provoquée par le champ magnétique du déclencheur, en provoquant la coupure du circuit oscillant, le corps magnétisable étant composé d'une bande métallique amorphe ou pratiquement amorphe à haute perméabilité, dont les pertes, qui déterminent l'état d'oscillation du circuit d'oscillateur, diminuent lorsqu'augmente la saturation magnétique. Un tel interrupteur de proximité est connu sous différents modes de réalisation par le EP-OS-0 218 042. Dans tous les modes de réalisation, l'agencement de bobine contient toujours une bobine de circuit oscillant et une bobine de couplage, qui sont disposées sur un corps de bobinage commun, en faisant utilisation d'une part d'un circuit Hartley pour l'oscillateur et d'autre part d'un circuit Meissner. Tous les circuits connus destinés à l'utilisation dans des interrupteurs de proximité de ce type ont en commun que leurs oscillateurs travaillent avec deux bobinages ou avec une bobine de couplage, parce qu'il est notoire que ces types de circuit peuvent facilement être dimensionnés de telle façon que se manifeste une mise en action, respectivement une suppression régulière et reproductible de l'oscillation et une évolution d'amplitude correspondante lors de la coupure, respectivement du rétablissement de l'amortissement de l'agencement de bobine. Outre leurs avantages, ces modes de réalisation connus présentent l'inconvénient que l'adjonction de deux bobinages ou de couplage par bobines représente un coût déterminé lors de la fabrication et que le traitement ultérieure de la bobine avec trois ou quatre raccordements représente beaucoup de travail et est sujet à des défauts. En tous cas, les pertes intrinsèques des agencements de bobine connus sont élevées, ce pourquoi leur utilisation réserve des difficultés, en particulier dans le cas de circuits de commutation intégrés. L'invention a pour but, pour un interrupteur de proximité du type du préambule, de diminuer les pertes intrinsèques aux bobines. Pour résoudre ce problème, il est proposé, selon l'invention, que, dans la bobine de circuit oscillant, le corps de bobine fabriqué en matière plastique soit enrichi avec un matériau pulvérulent perméable L'invention offre l'avantage que, du fait du remplissage du corps de bobine en matière plastique avec du matériau perméable, avantageusement du fer- carbonyle, la bobine de circuit oscillant ne présente que des pertes limitées et que l'oscillation peut être maintenue grâce à un moindre apport d'énergie On obtient en même temps une amélioration de la stabilité. Selon un mode de réalisation préféré, il peut être prévu que l'agencement de bobine du circuit oscillant haute fréquence ne comprenne qu'une unique bobine Les avantages obtenus de ce fait résident d'une part dans le faible coût lors de la fabrication de la bobine Le faible volume de la bobine, imputable à la suppression du deuxième enroulement, permet une réduction supplémentaire de la forme constructive Y contribue également le fait que presque tous les constituants du circuit oscillateur peuvent être contenus dans un seul circuit de commutation intégré Enfin, les différents exemplaires de l'interrupteur de proximité se distinguent en étant notablement plus réguliers, parce qu'il y a suppression des tolérances de couplage, qui sont inévitables dans le cas d'agencement avec des bobines de couplage. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments de maintien, fabriqués en matière plastique, de la bande métallique amorphe sont également enrichis avec du matériau perméable. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bobine de circuit oscillant est un bobinage de fil de cuivre vernis ou d'un toron haute fréquence. Selon une autre caractéristique de l'invention, la dimension diamétrale et axiale des rebords du corps de bobine sont chacune plusieurs fois supérieures au perçage central et le corps de bobine présente un interstice annulaire, traversant la bobine d'oscillation, dans lequel est inséré la bande métallique amorphe. Selon une autre caractéristique de l'invention, un circuit de commutation intégré est utilisé pour la partie amplificateur du circuit oscillateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bande métallique traverse la bobine et est courbée en formant un anneau ouvert, dont l'ouverture est située entre les plans définis par les surfaces frontales du tore de bobine. Un exemple de réalisation de l'invention est expliqué ci-dessous plus en détail et représenté sur le dessin, dans lequel: Les figures 1 et 2 représentent chacune un schéma à blocs d'interrupteurs de proximité connus par la EP-OS 218 042, la figure 3 représente un schéma à blocs de l'interrupteur de proximité selon l'invention, la figure 4 représente le circuit oscillateur de l'interrupteur de proximité selon l'invention, et la figure 5 représente l'agencement de bobine du circuit oscillant haute fréquence susceptible d'être actionné comme capteur. La figure 1 représente un schéma à blocs connu d'un interrupteur de proximité connu, susceptible d'être actionné par un déclencheur magnétique NS, comportant une partie oscillateur 1, un étage d'exploitation 2, un amplificateur de commutation 3 et un élément de commutation 4, ce dernier présentant un transistor de commutation ou de préférence un thyristor La partie oscillateur 1 comprend un circuit oscillant haute fréquence 5 avec une bobine de circuit oscillant 6, qui présente un couplage 7 Une partie de la bobine de circuit oscillant 6 possède ainsi la fonction d'une bobine de couplage 8, à l'aide de quoi la partie oscillateur 1 peut être exploitée par exemple dans ce que l'on appelle un circuit Hartley Dans le cas du circuit Hartley, on obtient par l'intermédiaire du couplage de bobine que la tension de réaction produite à l'entrée de l'amplificateur, par exemple pour un circuit émetteur allant à la base du transistor, soit soumise à un décalage de phase de 180 par rapport à la tension de sortie de l'amplificateur, par exemple la tension de collecteur, de sorte que se produise un effet de couplage qui provoque, conjointement avec l'amplification du transistor la capacité d'oscillation. La figure 2 montre une variante d'agencement connue de la bobine de circuit oscillant, avec deux enroulements ou bobinages séparés, à savoir de la bobine de circuit oscillant 10 proprement-dite dans le circuit oscillant 11 et de la bobine de couplage 12 Cet agencement peut avantageusement être utilisé dans ce que l'on appelle un circuit de Meissner, dans lequel la réaction nécessaire à l'établissement de l'oscillation est obtenue grâce à la deuxième bobine, c'est-à-dire la bobine de couplage 12, de façon que la tension induite à l'intérieur de celle-ci soit amenée à l'entrée d'amplificateur correspondante, par exemple la base d'un transistor, en étant décalée de 1800 en phase, tandis que la bobine de circuit oscillant avec le condensateur est située dans le circuit de sortie de l'amplificateur Les deux parties d'oscillateur 1 et 9 des figures 1 et 2 sont utilisées respectivement, en plus de la bobine d'oscillation, de bobines de couplage, ce qui n'est pas optimal si l'on considère la taille et également la sécurité de fonctionnement. Par contre, dans l'interrupteur de proximité selon l'invention, représenté sur les figures 3 et 4, il est prévu dans le circuit d'oscillateur 13 un circuit oscillant 14 qui présente, outre le condensateur 15, une bobine de circuit oscillant 16 avec un seul enroulement, pour lequel est déterminée spécialement la partie amplificateur 17 du circuit d'oscillateur 13 On utilise pour la bobine de circuit oscillant 16 du fil de cuivre vernis ou un toron haute fréquence Le circuit oscillant 14 est raccordé, conjointement avec le tronçon collecteur- émetteur d'un transistor 18 et une résistance 19, aux raccordements 20,21 prévus pour la tension d'alimentation. Parallèlement à ce circuit est situé entre les raccordements 20,21 un circuit série composé d'une résistance réglable 22, du tronçon émetteurcollecteur d'un transistor 23 et une résistance 24 La base du transistor 18 est reliée au collecteur du transistor 23, tandis que la base du transistor 23 est reliée d'une par au raccordement 20, par l'intermédiaire d'une résistance , et d'autre part, par l'intermédiaire d'une diode 26, à un point de circuit 27, entre circuit oscillant 14 et collecteur du transistor 18 Dans ce circuit, les transistors 18 et 23 forment la partie amplificatrice Le couplage nécessaire à l'excitation du circuit oscillant s'effectue à partir du circuit collecteur du transistor 23, dont le couplage provoque simultanément l'inversion de phase qui est nécessaire Les résistances 19, 24, 25 servent à déterminer les points de travail des transistors On peut régler la sensibilité du dispositif à l'aide de la résistance variable 22 La tension de sortie de l'oscillateur, pour les parties de circuit aval telles que l'étage d'exploitation 2, l'amplificateur de commutation 3 et l'élément de commutation 4, est prélevée en un point de circuit 28, entre émetteur du transistor 23 et résistance variable 22 Comme leur structure est connue, il ne sera pas rentré dans leur détail. La figure 5 représente en coupe la bobine de circuit oscillant 16, avec le corps de bobine en matière plastique 29, dont les flasques 30,31 sont de dimensions diamétrale et axiale respectivement plusieurs fois supérieures au perçage central, les flasques se prolongeant d'un côté diamétralement par rapport à la bobine 16 Dans les flasques 30,31 et dans le perçage central du corps de bobine 29 est ménagé un entrefer ou interstice annulaire 32, dans lequel est inséré une bande métallique amorphe 33 Le corps de bobine 29 et les flasques 30,31 servant de maintien sont enrichis avec un matériau pulvérulent perméable 34, ce qui augmente l'inductivité de la bobine 16 La bande métallique 33 traverse la bobine 16 et est courbée en un anneau ouvert dont l'ouverture 35 est située entre les plans définis par les surfaces frontales du tore de bobine. Les figures 3 et 4 montrent seulement le principe de l'agencement de bobine Dans la réalisation concrète, les composants de la partie amplificateur 17, à savoir les parties 18,19,22 à 25, sont des composants d'un circuit de commutation intégré spécial, qui peut également encore comprendre les étages de commutation 2 et 3. REVENDICATIONS 1 Interrupteur de proximité électronique par variation de champ magnétique, actionné à l'approche d'un déclencheur magnétique (NS), avec un circuit oscillant haute fréquence ( 14) réagissant au déclencheur, placé dans un circuit d'oscillateur ( 13) dont l'agencement de bobine présente un corps pouvant être magnétisé par le champ magnétique du déclencheur, qui réagit en saturation magnétique à partir d'une intensité déterminée du champ magnétique, provoquée par le champ magnétique du déclencheur, en provoquant la coupure du circuit oscillant ( 14), le corps magnétisable étant composé d'une bande métallique amorphe ou pratiquement amorphe ( 33) à haute perméabilité, dont les pertes, qui déterminent l'état d'oscillation du circuit d'oscillateur ( 13), diminuent lorsqu'augmente la saturation magnétique, caractérisé en ce que, dans la bobine de circuit oscillant ( 16), le corps de bobine ( 29) fabriqué en matière plastique est enrichi avec un matériau pulvérulent perméable ( 34). 2 Interrupteur de proximité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agencement de bobine du circuit oscillant haute fréquence ( 14) ne comprend qu'une unique bobine ( 16). 3 Interrupteur de proximité selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le matériau perméable ( 34) est du fer-carbonyle. 4 Interrupteur de proximité selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments de maintien ( 30,31), fabriqués en matière plastique, de la bande métallique amorphe ( 33) sont également enrichis avec du matériau perméable ( 34). Interrupteur de proximité selon 1 ' une-' des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bobine de circuit oscillant ( 16) est un bobinage de fil de cuivre vernis ou d'un toron haute fréquence. 6 Interrupteur de proximité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dimensions diamétrale et axiale des flasques ( 30,31) du corps de bobine ( 29) sont chacune plusieurs fois supérieures au perçage central et le corps de bobine ( 29) présente un interstice annulaire ( 32), traversant la bobine d'oscillation ( 16), dans lequel est inséré la bande métallique amorphe. 7 Interrupteur de proximité selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un circuit de commutation intégré est utilisé pour la partie amplificateur ( 17) du circuit oscillateur ( 13). 8 Interrupteur de proximité selon 1 ' -une, des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la bande métallique ( 33) traverse la bobine ( 16) et est courbée en formant un anneau ouvert, dont l'ouverture ( 35) est située entre les plans ( 36,37) définis par les surfaces frontales du tore de bobine.