Brevet FR2752995A1 — publié le 19980306

A 2752995 ELECTROAIMANT A NOYAU PLONGEANT UTILISE PAR EXEMPLE DANS UN TELERUPTEUR La présente invention concerne un électroaimant du type réluctant à noyau plongeant, notamment pour un télérupteur ou similaire, cet électroaimant comportant une bobine d'activation montée sur une carcasse pourvue d'un tube de guidage axial dans lequel est disposé un noyau plongeant agencé pour coulisser dans ce tube sous l'effet des forces électromagnétiques induites par ladite bobine lorsqu'elle est parcourue par un courant électrique et une armature agencée pour entourer au moins partiellement ladite bobine et pour canaliser le champ magnétique généré par elle. On connaît déjà des électroaimants de ce type utilisés par exemple dans les télérupteurs pour commander à distance, notamment par téléphone, plusieurs interrupteurs de façon simultanée, ou dans des machines de bureau, des machines-outils, des automatismes de commande ou de réglage, des distributeurs de monnaies, etc. Ces électroaimants connus sont constitués de différentes parties assemblées selon un procédé relativement complexe, nécessitant plusieurs interventions manuelles ou semi-automatiques, de surcroît onéreuses. En particulier l'armature magnétique et la carcasse de la bobine sont constituées de plusieurs pièces assemblées par sertissage, ce qui requiert des interventions relativement coûteuses. Par ailleurs, ce type d'assemblage n'offre pas toutes les garanties de qualité et de sécurité requises. Par exemple, le mouvement du noyau peut être gêné par l'armature et engendre ainsi des nuisances sonores. De même, le flux magnétique peut être perturbé par des coupures prévues dans l'armature magnétique notamment au niveau des jonctions entre différentes parties constitutives. Le but de la présente invention est de pallier ces inconvénients en fournissant un électroaimant de construction simple, efficace et fiable, ne nécessitant qu'un outillage standard ou pas d'outillage du tout. De plus, cette réalisation est conçue pour ne pas perturber les lignes de champ magnétique et pour permettre un coulissement rapide, non entravé et n'engendrant aucune nuisance sonore par contact avec un obstacle disposé sur la trajectoire du noyau plongeant, lors de son déplacement. 2 2752995 Ce but est atteint par un électroaimant tel que défini en préambule et caractérisé en ce que ladite carcasse de la bobine est constituée d'au moins deux plaques de support parallèles reliées entre elles par ledit tube de guidage, et en ce que ladite armature comporte au moins un boîtier constitué de deux éléments sensiblement symétriques et agencés pour s'emboîter sur ladite carcasse selon un plan parallèle aux lignes de champ magnétique générées par la bobine en cet endroit, de manière à ne pas perturber le flux magnétique. Selon un mode de réalisation préféré, les plaques de support de ladite carcasse comportent chacune une ouverture centrale dont la forme et les dimensions correspondent à la forme et aux dimensions extérieures dudit tube de guidage, ces plaques de support étant montées parallèlement entre elles sur ledit tube de guidage, de telle manière qu'un tronçon de ce dernier dépasse les plaques de support de part et d'autre de la carcasse de la bobine. Cette construction permet une tenue mécanique efficace et un assemblage simplifié de la carcasse de la bobine. Lesdites plaques de support présentent avantageusement une section quadrangulaire. Le tube de guidage peut avoir une section quadrangulaire. Dans ce cas, le noyau plongeant présente également une section quadrangulaire dont les dimensions extérieures sont sensiblement égales aux dimensions intérieures du tube de guidage, de telle manière que ledit noyau plongeant coulisse avec un faible jeu à l'intérieur de ce tube. Le tube de guidage peut aussi avoir une section circulaire. Dans ce cas, le noyau plongeant présente également une section circulaire dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre intérieur du tube de guidage, de telle manière que ledit noyau plongeant coulisse avec un faible jeu à l'intérieur de ce tube. Selon le mode de réalisation préféré, les deux éléments symétriques qui constituent le boîtier de ladite armature comportent chacun au moins trois parois disposées en U, une paroi arrière et deux parois latérales parallèles entre elles, les parois latérales comportant chacune un dégagement central dont la forme et les dimensions correspondent sensiblement à la moitié du tube de guidage. Cette réalisation permet d'assurer une mise en place rapide 3 2752995 de ce boîtier par superposition des parois latérales des éléments symétriques de l'armature aux plaques de support de la carcasse de la bobine. Selon la forme du tube de guidage, les dégagements des éléments symétriques ont une forme quadrangulaire ou une forme semi-circulaire. Avantageusement les parois parallèles des éléments symétriques sont agencées pour recouvrir, par superposition sensiblement la moitié des plaques de support lorsque ladite armature est montée sur ladite carcasse de la bobine. Selon une variante de réalisation, les plaques de support comportent des moyens de fixation des deux éléments symétriques qui constituent ledit boîtier de ladite armature. De préférence, ces moyens de fixation comportent au moins deux organes d'assemblage protubérants solidaires des plaques de support, diamétralement opposés et agencés pour s'engager dans des logements appropriés ménagés dans les éléments symétriques formant le boîtier de ladite armature. D'une manière avantageuse et économique, les deux éléments symétriques formant le boîtier de l'armature sont découpés à plat dans une feuille de fer doux et pliés suivant au moins deux axes de pliage parallèles. Les deux éléments symétriques formant le boîtier de l'armature présentent, de préférence, un espace qui les sépare, cet espace étant disposé dans un plan de symétrie médian de l'électro-aimant. Dans une autre variante de réalisation, la carcasse de la bobine est réalisée en un matériau électriquement isolant et les deux éléments symétriques formant le boîtier de ladite armature sont électriquement indépendantes et comportent des bornes de raccordement électrique de ladite bobine. 4 2752995 D'autres caractéristiques de la présente invention et leurs principaux avantages ressortiront mieux de la description des exemples de réalisation décrits ci-dessous, et en référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels: - La figure 1 représente une vue en perspective éclatée illustrant les composants d'un électroaimant selon l'invention, avant leur assemblage, La figure 2 est une vue en perspective de l'électroaimant selon l'invention, représenté par la figure 1, complètement assemblé, - La figure 3 est une vue en perspective éclatée illustrant les composants d'une autre forme de réalisation d'un électroaimant selon l'invention, avant leur assemblage, - La figure 4 est une vue en perspective de l'électroaimant selon l'invention, représenté par la figure 3, complètement assemblé, - La figure 5 représente une vue partielle en perspective éclatée illustrant les composants d'une variante de l'électroaimant de la figure 1, selon l'invention, avant leur assemblage, - La figure 6 est une vue partielle en perspective de l'électroaimant selon l'invention, représenté par la figure 5, complètement assemblé, et La figure 7 est une vue en plan représentant un électroaimant selon l'invention avec des bornes de raccordement disposées sur les éléments symétriques constitutifs de l'armature. En référence aux figures 1 et 2, l'électroaimant représenté 10 comporte principalement une carcasse de bobine 11 qui supporte une bobine 12, une armature 13 et un noyau plongeant 14. La carcasse de la bobine est constituée d'un tube de guidage 15 à l'intérieur duquel est logé le noyau plongeant 14 et deux plaques de support 16 et 17, parallèles entre elles et montées sur le tube de guidage 15. L'armature 13 comporte un bottier fait de deux éléments symétriques 13a et 13b qui sont agencés pour s'emboiter sur ladite carcasse 11 selon un plan de symétrie médian M de l'électroaimant. s 2752995 Les plaques de support 16 et 17 de la carcasse 11 comportent chacune une ouverture centrale dont la forme et les dimensions correspondent sensiblement à la forme et aux dimensions extérieures du tube de guidage 15. De cette manière deux tronçons d'extrémité du tube de guidage 15 sont engagés dans les ouvertures centrales des plaques de support 16 et 17, qui sont de ce fait montées d'une manière rapide, efficace et stable, parallèlement entre elles. La bobine 12 est constituée d'un enroulement fait sur le tube de guidage 15 et délimité de part et d'autre par les plaques de support 16 et 17. Dans l'exemple représenté, le tube de guidage 15 a une section transversale quadrangulaire. Il en est de même du noyau plongeant 14. Les dimensions de ce dernier sont telles qu'il puisse coulisser, pratiquement sans jeu, à l'intérieur du tube de guidage 15. De ce fait, aucun obstacle n'entrave son déplacement induit par les forces électromagnétiques générées par la bobine 12 lorsqu'elle est alimentée par un courant électrique, de sorte que le déplacement du noyau plongeant s'effectue sans bruit. Lorsque la bobine est sous tension, la partie mobile est attirée vers une position d'équilibre au milieu de l'électroaimant. Le boîtier qui constitue l'armature 13 se compose de deux éléments symétriques identiques 13a et 13b comportant trois parois disposées en forme de U. Ces trois parois comprennent une paroi arrière 20 et deux parois latérales 21 et 22. L'écartement des parois latérales 21 et 22, parallèles entre elles, est sensiblement égal ou légèrement supérieur à l'écartement des plaques de support 16 et 17. Les deux parois latérales 21 et 22 comportent chacune un dégagement 23 et 24 dont les dimensions correspondent sensiblement à la moitié du profil du tube de guidage 15 de telle manière que les éléments symétriques 13a et 13b puissent être montés sur la carcasse 11 de la bobine 12, comme le montre la figure 2, les parois latérales 21 et 22 étant superposées aux plaques de support 16 et 17 et les tronçons d'extrémité du tube de guidage 15 qui dépassent les plaques de support 16 et 17 étant engagés dans les dégagements 23 et 24 desdites parois latérales 21 et 22 des éléments symétriques 13a et 13b. On notera que les deux éléments symétriques 13a et 13b ménagent entre eux un espace 25 qui les sépare, cet espace étant disposé dans un plan parallèle aux lignes de champ 6 2752995 magnétique généré en cet endroit par la bobine. Ce plan correspond au plan de symétrie médian M de l'électroaimant. Les figures 3 et 4 illustrent une forme de réalisation très proche de celle décrite précédemment, mais dans laquelle le noyau plongeant 34 a une forme cylindrique et le tube de guidage 35 a une section circulaire, agencée pour que le noyau plongeant puisse coulisser à l'intérieur de ce tube, pratiquement sans jeu. Dans ce cas, les dégagements 43 et 44 des parois latérales 41 et 42 des éléments symétriques 33a et 33b, qui constituent le boîtier de l'armature 33 de l'électroaimant 30, ont une forme semi-circulaire. Les autres composants de l'électroaimant 30 sont identiques à ceux qui leur correspondent de l'électroaimant 10. En particulier la bobine 32 est sensiblement identique à la bobine 12, et les plaques de support parallèles de la carcasse 31, désignées par les références 36 et 37 sont sensiblement identiques aux plaques de support 16 et 17 de l'électroaimant 10. Toutefois l'ouverture centrale qui permet le passage des tronçons d'extrémité du tube de guidage 35 est de forme circulaire et non plus quadrangulaire. Les figures 5 et 6 illustrent une variante de réalisation de l'électroaimant décrit en référence aux figures 1 et 2. La carcasse 51 de cet électroaimant 50 comporte deux plaques de support 56 et 57 de la bobine (non représentée), qui sont équipées de moyens de fixation des deux éléments symétriques 53 a et 53b constituant le boîtier de l'armature 53. Ces moyens de fixation sont constitués d'organes d'assemblage protubérants 60 disposés aux quatre angles de chacune des plaques de support 56 et 57. Ces organes d'assemblage protubérants sont agencés pour s'engager dans des logements appropriés 61 ménagés dans les deux éléments symétriques 53a et 53b, aux angles de leur paroi arrière. Les organes d'assemblage protubérants 60 ont une forme de coin et sont conçus pour s'engager par clipsage dans les logements correspondants. Ce mode d'assemblage est particulièrement efficace et rapide. Il est rendu possible grâce à l'élasticité des plaques de support 56 et 57 qui se déforment légèrement au moment de la mise en place des éléments symétriques 53a et 53b du boîtier de l'armature. La figure 7 représente un des électroaimants précédemment décrit, vu en plan. Dans cette réalisation les bornes d'entrée et de sortie respectivement 70 et 71 de la bobine 12 sont 7 2752995 montés directement sur les deux éléments symétriques 13a et 13b de l'armature 13 de l'électroaimant 10. Dans cette construction, il est évident que les deux plaques de support 16 et 17 ainsi que le tube de guidage 15 doivent être réalisés en un matériau isolant et que les éléments symétriques 13a et 13b qui constituent le boîtier de l'armature 13 doivent être réalisés d'une manière suffisamment précise pour que l'espace 25 ménagé entre eux soit suffisamment grand pour éviter un court-circuit au niveau de la bobine. Dans les réalisations décrites, les deux éléments symétriques qui constituent le boitier de l'armature 13, 33 et 53 comportent trois parois symétriques en forme de U, une paroi arrière et deux parois latérales parallèles entre elles. Pour réaliser ces deux éléments, on procède habituellement par découpage d'une pièce correspondante dans une feuille de tôle en fer doux disposée à plat et l'on plie les parois latérales selon deux axes de pliage parallèles aux extrémités de la paroi arrière. Dans une variante envisageable, l'armature pourrait être plus enveloppante et comporter une paroi arrière et deux paires de parois latérales parallèles deux à deux dont chacune est adjacente à un côté de la paroi arrière. La fabrication de ces éléments pourrait être sensiblement la même que celle décrite précédemment, à savoir par découpage d'une feuille de tôle en fer doux et pliage des parois latérales autour de quatre axes de pliage correspondant aux quatre côtés de la paroi arrière. Les organes d'assemblage protubérants 60 pourraient avoir des formes différentes de celles décrites. Ces organes disposés aux quatre angles des plaques de support pourraient être remplacés par deux organes disposés sensiblement au milieu de deux côtés opposés desdites plaques de support parallèles. De même, le noyau plongeant pourrait présenter par exemple une forme prismatique ou bien être constitué par un empilage de plusieurs tôles. 8 2752995 REVENDICATIONS 1.- Electroaimant (10, 30, 50) à noyau plongeant, notamment pour un télérupteur ou similaire, cet électroaimant comportant une bobine d'activation (12, 32) montée sur une carcasse (11, 31, 51) pourvue d'un tube de guidage axial (15, 35, 55) dans lequel est disposé un noyau plongeant (14, 34) agencé pour coulisser dans ce tube sous l'effet des forces électromagnétiques induites par ladite bobine lorsqu'elle est parcourue par un courant électrique et une armature (13, 33, 53) agencée pour entourer au moins partiellement ladite bobine et pour canaliser le champ magnétique généré par elle, caractérisé en ce que ladite carcasse (11, 31, 51) de la bobine (12, 32) est constituée d'au moins deux plaques de support (16, 17, 36, 37, 56, 57) parallèles reliées entre elles par ledit tube de guidage (15, 35, 55), et en ce que ladite armature (13, 33, 53) comporte au moins un boîtier constitué de deux éléments sensiblement symétriques (13a, 13b, 33a, 33b, 53a, 53b) et agencés pour s'emboîter sur ladite carcasse (11, 31, 51) selon un plan M parallèle aux lignes de champ magnétique générées par la bobine en cet endroit, de manière à ne pas perturber le flux magnétique. 2.- Electroaimant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques de support (16, 17, 36, 37, 56, 57) de ladite carcasse (11, 31, 51) comportent chacune une ouverture centrale dont la forme et les dimensions correspondent à la forme et aux dimensions extérieures dudit tube de guidage (15, 35, 55) et en ce que ces plaques de support sont montées parallèlement entre elles sur ledit tube de guidage, de telle manière qu'un tronçon de ce dernier dépasse les plaques de support de part et d'autre de la carcasse de la bobine. 3.- Electroaimant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube de guidage (15, 55) a une section transversale de forme quadrangulaire et en ce que le noyau plongeant (14) présente également une section quadrangulaire dont les dimensions extérieures sont sensiblement égales aux dimensions intérieures du tube de guidage, de telle manière que ledit noyau plongeant coulisse avec un faible jeu à l'intérieur de ce tube. 9 2752995 4.- Electroaimant selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les plaques de support (16, 17, 36, 37, 56, 57) présentent une section transversale de forme quadrangulaire. 5.- Electroaimant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube de guidage (35) a une section circulaire et en ce que le noyau plongeant (34) présente également une section circulaire dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre intérieur du tube de guidage, de telle manière que ledit noyau plongeant coulisse avec un faible jeu à l'intérieur de ce tube. 6.- Electroaimant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les deux éléments symétriques (13a, 13b, 33a, 33b, 53a, 53b) qui constituent le boîtier de ladite armature (13, 33, 53) comportent chacun au moins trois parois disposées en U, une paroi arrière (20, 40) et deux parois latérales (21, 22, 41, 42) parallèles entre elles, les parois latérales comportant chacune un dégagement central (23, 24, 43, 44) dont la forme et les dimensions correspondent sensiblement à la moitié du tube de guidage (15, 35, 55). 7.- Electroaimant selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits dégagements (23, 24) des éléments symétriques ont une forme quadrangulaire. 8.- Electroaimant selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits dégagements (43, 44) des éléments symétriques ont une forme semicirculaire. 9.- Electroaimant selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites parois latérales (21, 22, 41, 42) parallèles des éléments symétriques sont agencées pour recouvrir, par superposition sensiblement la moitié des plaques de support (16, 17, 36, 37) lorsque ladite armature (13, 33, 53) est montée sur ladite carcasse (11, 31, 51) de la bobine. 10.- Electroaimant selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdites plaques de support (56, 57) comportent des moyens de fixation des deux éléments symétriques (53a, 53b) qui constituent ledit boîtier de ladite armature (53). 2752995 11.- Electroaimant selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation comportent au moins deux organes d'assemblage protubérants (60) solidaires des plaques de support (56, 57), diamétralement opposés et agencés pour s'engager dans des logements (61) appropriés ménagés dans les éléments symétriques (53a, 53b) formant le boîtier de ladite armature (53). 12.- Electroaimant selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux éléments symétriques (13a, 13b, 33a, 33b, 53a, 53b) formant le boitier de l'armature sont découpés à plat dans une feuille de fer doux et pliés suivant au moins deux axes de pliage parallèles. 13.- Electroaimant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux éléments symétriques (13a, 13b, 33a, 33b, 53a, 53b) formant le boîtier de l'armature présentent un espace (25) qui les sépare, cet espace étant disposé dans un plan de symétrie médian (M) de l'électroaimant. 14.Electroaimant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la carcasse (11, 31, 51) de la bobine est réalisée en un matériau électriquement isolant et en ce que les deux éléments symétriques (13a, 13b, 33a, 33b, 53a, 53b) formant le boîtier de ladite armature sont électriquement indépendantes et comportent des bornes (70, 71) de raccordement électrique de ladite bobine.