FR 2133559 A1 19721201 FR 7146559 A 19711224 71 46559 1 2133559 La présente invention concerne un relais él'êctro-méca-• Plus précisément, elle a pour objet un relais électrique, dit relais électro-mécanique ou électro-magnétique qui, lorsquHl 5 est commandé par un signal d'entrée, établit un contact électrique dans un circuit d'utilisation. Ce signal d'entrée peut être un courant électrique dans une bobine, ou un champ magnétique provoqué par l'approche vers le relais d'un aimant permanent. Utilisé comme inverseur, ou commutateur, l'appareil comprend deux contacts 10 fixes de travail et, suivant le signal de commande distinctif, n'établit la liaison éle.ctrique de l'armature mobile qu'avec le contact fixe correspondant au signal d'entrée. Ce fonctionnement diffère, toutefois, de celui d'un relais bipolaire classique par le fait que, quelque soit le contact de travail établi, l'armature mo-15 bile se retrouve dans un état d'équilibre stable, qui caractérise également la position du repos. Par sa conception conforme à l'invention, l'appareil est ainsi un relais électromécanique, mono ou bi-stable, à mercure qui assure, pendant une durée pratiquement illimitée, un fonctionnement 20 sans fatigue mécanique de l'armature dépourvu de rebondissements, collages ainsi que d'usure de contacts. De plus, s'adaptant aux nombreuses sujétions qu'impose la technique actuelle, le relais est hermétiquement scellé, de très petites dimensions et compensé par une polarisation magnétique. En effet, étant étanche, le relais 25 peut être implanté dans une ambiance extérieure chimiquement active. Les petites dimensions permettent de fixer le relais à même un organe mobile d'un mécanisme complexe. La compensation magnétique rend l'appareil insensible à l'attitude ainsi qu'aux chocs et accélérations de son support ou porteur. Il en résulte, que le relais 30 conforme a l'invention peut, entre autres, être avantageusement utilisé, en tant que relais sensible de protection instantanée par "tout ou rien", ou relais de seuil, ou encore relais différentiel comparant deux modules électriques. Souvent limités par les possibilités technologiques ou 35 par la conception même, les relais électriques, actuellement les plus répandus, ne présentent pas, à la fois, tous les avantages é-numérés et,de ce fait, ne répondent pas d'une manière satisfaisante aux spécifications imposées par la technique actuelle. En effet, en majeure partie les relais classiques ne présentent qu'un seul degré 40 de liberté, celui de rotation ; tout autre mouvement étant entravé. 71 46559 2 2133559 Tel est notamment le cas des relais à cadres, à pivots ou à lames encastrées. C'est également le cas des ressorts, ou spirales, contrôlant le mouvement d'un relais de type à plongeur. Dans un fonctionnement prolongé, les éléments assujéttis se déforment mé-5 caniquement et, dépassant la limite élastique, atteignent le seuil de rupture. De plus, les équipages à déviation angulaire doivent concilier des conditions difficiles, sinon contradictoires, à savoir i réaliser, à la fermeture, une pression des contacts bien déterminée assurant une jonction de faible résistance électrique, 10 éviter, à l'ouverture, une usure prématurée des plots. On réduit un certain nombre d'inconvénients en utilisant un bain de mercure. Toutefois, le mercure en abondance est susceptible de court-circui-ter les contacts encore ouverts et de chasser le mercure d*en dessous les plots, au moment de leur fermeture, provoquant ainsi un 15 fonctionnement à contacts secs. Pour pallier ces inconvénients, la présente invention impose a l'armature mobile un degré de liberté supplémentaire lui permettant de prendre un mouvement de translation sous l'influence de la force magnétique créée par le signal de commande. Cette ar-20 mature, portant le contact mobile, se déplace dans une enceinte contenant, de plus, des contacts fixes et du mercure en quantité juste suffisante pour mouiller l'armature et la paroi latérale'de 1' enceinte. Des aimants permanents assurent un état d'équilibre stable à l'armature, tant en position de travail qu'au repos. 25 Suivant une importante caractéristique de la présente invention, le relais électro-mécanique à mercure comprend notamment en combinaison une armature qui, entièrement libre mécaniquement et réalisée en matériau mouillable par le mercure, est placée dans une enceinte hermétiquement close contenant, en sus de ladite ar-30 mature, des contacts fixes ainsi que du mercure en quantité juste suffisante pour former des pellicules mouillant la paroi latérale de l'enceinte et ladite armature portant le plot mobile ; des aimants permanents, de préférence, de forme circulaire étant co-axialement fixés à ladite enceinte. 35 Suivant une autre caractéristique de la présente inven tion, l'armature mobile est réalisée sous forme d'une spirale plate dont le centre constitue le plot mobile. Suivant une autre caractéristique de la présente invention, l'enceinte étanche contient une atmosphère gazeuse, pouvant 40 être de l'hydrogène sous une pression supérieure à 7 kg par cm2. COPY 71 46559 3 2133559 D'autres traits caractéristiques apparaîtront au cours • de la description qui suit et qui, donnée à titre d'exemple non limitatif, est accomoagnée des dessins qui représentent : Fig» 1 - une vue en coupe d'un commutateur monostable, 5 conforme à l'invention qui, ouvert au repos, ferme un contact lorsqu'on applique un champ magnétique créé par un aimant permanent. Fig. 2 - une vue en couoe de l'appareil de la figure 1 modifié et ayant deux contacts fixes. Fig» 3 - une vue en coupe d'un relais électromagnétique 10 à mercure qui, conformément à l'invention, polarisé en état ouvert, se ferme lorsque la bobine est excitée. Fig» 4 - une vue en coupe d'un relais électromagnétique bistable à mercure et, conformément à l'invention, à un seul contact. 15 Fig. 5 - une vue en coupe d'un relais bistable à mercure. Fig. 6 - une vue en plan d'une armature spiralée conforme à l'invention. Fig. 7 - une vue en coupe de l'armature de la figure 6 excitée pour fermer un contact fixe. 20 Fig. 8 - une vue en coupe d'un relais conforme à l'inven tion qui comprend une enceinte en céramique garnie d'un écran mouillable par le mercure. Fig. 9 - une vue en couoe d'un relais confoime à l'invention qui, afin d'accroître efficacement la longueur linéaire de la 25 surface mouillable, comprend une enceinte, dont les parois intérieures mouillables par le mercure sont couvertes par un écran non mouillable. Fig. 10 - une vue en coupe d'un relais conforme à 1* invention comprenant une armature flottante. 30 Fig. 11 - une vue en plan de l'armature de la figure 10 pourvue d'une rainure capillaire. Fig. 12 - une vue en couoe suivant la ligne 3-3 de la figure 11 -> * Fig. 13 - une vue en coupe d'une variante du relais de 35 la figure 10 où les parois de l'enceinte comportent des saillies. Fig. 14 — une vue en coupe d'une variante du relais de la figure 10, où les parois de l'enceinte comportent des rainures. Fig. 15 - une vue en coupe partielle d'une première forme d'une armature feuilletée. 40 Fig0 16 - une vue en coupe partielle d'une deuxième forme 71 46559 4 2133559 d'wiô arwatyre feuilletée. Fig» 17 - une vue en coupe agrandie d'une armature déviée ainsi que d'un contact fixe. La figure 1 représente le culot 10, réalisé en matériau 5 non magnétique, dont l'intérieur est mouillable par le mercure.Un capot 11 ayant une surface intérieure également mouillable par le mercure, surmonte le culot à qui il est soudé par une barre de soudure ronde 12. L'ensemble, culot et capot, forme une enceinte intérieure creuse E où plonge la partie inférieure de la broche à 10 contact 14, après avoir traversé une perle isolante, en verre non mouillable 16, fixée sur le capot 11 . La broche magnétique 14 est constituée par un barreau, dont l'âme mouillable 15, en nickel-cuivre ou autre métal, porte un revêtement 15a non mouillable ; la longueur de ce dernier dépassant légèrement, dans sa partie infé-15 rieure, celle de l'âme. Ainsi, à l'intérieur de l'enceinte E 1* extrémité de l'âme mouillable est en recul par rapport au pourtour du revêtement» Soudée à la paroi intérieure du culot 10, une armature spiralée 1V est en contact électrique avec la cosse extérieure 180 La spirale de l'armature comporte plusieurs tours, de 20 sorte qu'elle agit comme une longue lame ayant son extrémité mobile 20 au centre de la spirale. La longueur et le diamètre de la spirale sont respectivement de 75 mm et de 9,4 mm environ. La spirale 17 est traitée pour être mouillable par le mercure. De plus, une ample pellicule de mercure remplit l'espace 25 entre la spirale et les surfaces intérieures du culot et du capot. L'étroitesse de l'intervalle entre les tours de la spirale, qui est de l'ordre de 0,2 mm, fait qu'aussi bien la surface intérieure de la spirale que l'espace entre les tours sont remplis de mercure. A l'intérieur de l'enceinte E, les seules surfaces non 30 mouillables par le mercure sont notamment la surface de l'isolateur 16 et celle, extérieure de la broche a contact 140 L'âme de cette dernière ne touche jamais directement l'armature spiralée, néanmoins, par l'intermédiaire du mercure qu'elle porte, elle établit un bon contact électrique avec l'armature. 35 L'ammature spiralée 17 peut être mise en contact avec la partie inférieure de la broche 14 par le champ magnétique d'un aimant permanent mobile M s'approchant du. relais. L'armature spiralée peut être maintenue en position ouverte par sa propre ré-si liane e ou, de préférence,, par le champ magnétique radial d'un 40 aimant de polarisation, 21 monté sur un barreau 22 coaxialement 71 46559 5 2133559 fixé au culot 10o L'utilisation d'un champ magnétique symétrique assure une polarisation, ou une prémagnétisation, uniforme à tous les tours de la spirale 17 tendant à éloigner le ressort du contact» Dans certaines conceptions, le ressort, une fois mis en mouvement, 5 n'est arrêté que par la paroi intérieure du culot 10. Si ce fait produit des collages ou implique une trop grande amplitude, on peut prévoir des protubérances non mouillables qui assurent l'arrêt (non figurés). La figure 2 illustre un relais à 2 positions, c'est-a-10 dire un relais à deux contacts 30, 31 et une seule armature spiralée 32. Le capot 33 et le culot 34 non magnétiques, soudés à leur jonction 25, forment une enceinte cylindrique H, Dans l'une des conceptions, le diamètre total du capot est de l'ordre de S ami» Toutes les autres dimensions du relais figuré sont à la même échel-15 le. Les broches à contact 30 et 31 sont constituées chacune par un assemblage étanche d'une âme, respectivement 37 et 36, mouillable par le mercure et d'un tube creux en alliage de cuivre, non magnétique pour la broche 30 et magnétique pour là 31. Les parties inférieures des broches 30 et 31 pénètrent dans 18enceinte E en 20 traversant respectivement les perles de verre 4G et 41. Comme les âmes des broches sont légèrement plus courtes que les tubes, les extrémités inférieures des broches forment aux centres deux alvéoles en retrait 38 et 39. Grâce à l'action de lfaimant permanent de polarisation 21, l'armature dans sa position de repos est en con-25 tact avec la broche 30 ; situation, pour la clarté du dessin, non représentée sur la figure 2. De même que sur la figure 1', l'application d'un champ magnétique extérieur amène l'armature en contact avec l'extrémité de la broche 31. Le mercure 42 couvre toutes les surfaces, toutefois, à l'exception des parois extérieures des bro-30 ches 30 et 31 ainsi que de celles des perles isolantes. Le rélais de la figure 2 est monostable, a cause de 1 * armature 32 en contact, au repos, avec la broche 30 % contact dû à la présence ou à 1® absence de l'aimant de polarisation 21. La figure 3 illustre une structure d'un relais du type 35 A, c'est-à-dire d'un relais ouvert au repos et fermé lorsqu'on excite la bobine 48 , montée sur le noyau 31. La figure 4 montre comment le commutateur de la figure 3 peut être adapté pour constituer un relais qui, ouvert au repos par l'action conjointe des bobines d'excitation 46, 48, se verrouille à la fermeture grâce à 40 l'aimant permanent de polarisation 45. La figure 3, essentiellement 71 46559 6 2133559 la même, dans son principe, que la figure 1, est dessinée a une échelle où le diamètre de l'enceinte représente environ 8 mm» La figure 3 porte, par conséquent, peu de repères de référence. Sur la figure 3, les emplacements et le nombre nécessaire de pellicu-5 les de mercure sont différents de ceux de la figure 1, mais une telle situation se présente quand les intervalles entre l'armature et la paroi varient. En somme, l'addition à l'aimant de verrouillage 45, à champ radial, d'une bobine supplémentaire 46, dont le noyau magnétique est soudé au capot 49, produit l'attraction de 10 l'armature 17 vers la broche 14, lorsque la bobine 48 du type A est excitée, l'armature y reste verrouillée par l'action de 1' aimant permanent 45. En excitant la bobine 46, on surmonte le verrouillage et l'on ouvre le commutateur, qui demeure ensuite dans cette position de repos. La broche magnétique 47, qui ne porte 15 aucun contact, ne pénètre pas dans l'enceinte. Un relais du type C est illustré sur la figure 5. Celle-ci diffère de la figure 2 en ce que d'une part les deux broches sont magnétiques, pendant que la broche 36 de la figure 2 ne l'est que facultativement et que, d'autre part le relais est, aux deux 20 contacts, ouvert, quand l'armature 17 est centrée. Pour réaliser un commutatéur bistable verrouillable, on utilise 2 bobines 46, 48 et deux aimants permanents", à champ radial, identiques 45 et 45a» Dans ce cas, ces derniers doivent être.suffisamment puissants pour verrouiller quand l'armature est volontairement activée. 25 En supprimant l'aimant 45, on assure un verrouillage du type A, d'un côté seulement. En utilisant un aimant 45 suffisamment fort et la bobine 46 uniquement, on réalise un commutateur monostable. Par contre, si l'on supprime les deux aimants permanents, les deux bobines assurent un fonctionnement de va-et-vient, 3 0 du type K, mais sans verrouillage. La figure 6 illustre une très efficiente spirale plate réalisée d'un seul tenant et formée par une rainure spiralée 50. Cette dernière est obtenue en gravant ou en emboutissant un mince disque métallique et magnétique. Celui-ci, feuilleté ou traité pour 35 être mouillable par le mercure, porte, gravée à l'acide, une rainure hélicoïdale de largeur de 0,19 mm, dont l'intervalle 51 entre 2 tours est de l'ordre de 0,5 mm. Par commodité de construction, la spirale est constituée par des cercles concentriques reliés entre eux par des lignes droites et de ce fait, n'est pas une 40 vraie spirale géométrique» On pourrait, par le même procédé, exécu 71 46559 7 2133559 ter plusieurs spirales. Il est toutefois,de beaucoup plus avantageux de ne réaliser qu'une spirale unique, car alors elle procure un accessoire plus flexible et plus œnsible correspondant à une lame de longueur maximale. En effet, une lame unique peut être ex-5 trèmement longue, tandis que plusieurs spirales constituent plusieurs lames, chacune d'elles relativement courte, donc, relativement raide. Le nombre total de tours de la spirale dépend de la sensibilité désirée qui, par ailleurs, peut être ajustée notamment par l'épaisseur, la largeur de la spirale ainsi que par la trempe 10 du matériau ou par des traitements analogues. La figure 7 illustre, quoique exagérément, l'aspect de l'armature spiralée en fonctionnement, quand elle est attirée. La spirale est distordue, car le bord extérieur freiné s'oppose au mouvement, tandis que le centre se déplace pour entrer en contact 15 avec l'extrémité de la broche 14. Celle-ci comporte une âme 15 mouillable par le mercure et en retrait par rapport au tube extérieur non mouillable, 15a. A cause de ce recul, l'armature, à la fin de sa course, heurte 1'épaulement, non mouillable, 15b de la broche 14. Cet enfoncement est, toutefois, peu profond, de sorte 20 qu'une goutte de mercure peut réaliser le contact avec le centre 52 de l'armature 17. Ainsi, l'armature, pleinement activée, met le centre 52 en contact avec l'épaulement 15b de la broche 14. Il a été mentionné que l'aptitude de capturer le mercure dépend de la longueur totale de l'élément de rétention, mais non 25 de sa surface, car la force totale de la tension de surface croît en même temps que lalongueur de l'élément. La longueur peut être augmentée en fixant contre les fonds du culot et du capot, par e-xemple, des spirales, écrans ou d'autres éléments qui, tout en rompant la continuité de la surface, assurent une plus grande lon-30 gueur de bordure. Un tel agencement est illustré sur la figure 9, où des spirales et des écrans non mouillables ont été soudés aux parois latérales du culot et du capot, 10 et 11» Ces écrans divisent la surface de la paroi en une quantité de régions étroites, mais, en -35 même temps, augmentent la longueur totale du périmètre de la surface auquel s'accroche le mercure et, partant, la force disponible. La figure 8 reorésente les capot et culot 80, 81, réalisé eft céramiqueo Un écran à couche mouillable 82 couvre les parois intérieures de l'enceinte. Les relais 8 et 9 utilisent les mêmes 40 éléments fonctionnels et de construction que ceux des figures 1 à 71 46559 8 2133559 50 Réciproquement, les enceintes illustrées sur les figures 8 et 9 peuvent, s'il est souhaitable, être utilisées dans les systèmes des figures 1 à 5 inclus. Les relais et les commutateurs décrits peuvent présenter 5 le danger d'un auto-verrouillage non désiré sous l'influence des forces dues à la tension de surface seule ou à cette dernière ajoutée aux forces magnétiques des aimants permanents, éventuellement utilisés» Un tel danger peut notamment apparaître lors d'un choc, d'une altitude, vibration, accélération ou d'une cause sem-10 blable. Pour éviter une telle éventualité, on peut prévoir des aimants permanents coplanaires avec l'armature spiralée. Celle-ci tend alors à s'aligner, d'ellesnême> avec le champ créé par ces aimants permanents. Sur les figures 8 et 9, on remarque les aimants permanents 15 85 qui, polarisant l'armature 17, la maintiennent coplanaire. Cette solution peut avantageusement être utilisée dans l'un quelconque des relais des 'figures 1 à 5. Il est opportun d'utiliser, dans des pareils cas, des bâtonnets aimantés, toutefois, on peut remarquer que des aimants circulaires entourant les enceintes sont plus 20 efficaces. Etant donné que les commutateurs décrits sont très sensibles, ceux-ci peuvent être commandés plutôt par un aimant permanent que par un électro-aimant. En montant l'aimant permanent sur un bras mobile, l'ensemble forme une combinaison réalisant un 25 relais à seuil n'exigeant aucun contact matériel (voir figure 1). A cet égard, il a été trouvé qu'un aimant permanent peut être utilisé pour mouvoir l'armature dans l'une ou l'autre direction, celle-ci dépendant de la position de l'aimant par rapport à l'armature» Si le champ de l'aimant est symétrique autour 30 de la ligne centrale, ou de l'axe, de l'armature, la présence de l'aimant attire toujours l'armature vers luio Si, par contre, le champ est asymétrique, ou n'est pas dans l'axe, il se manifeste alors soit une répulsion, soit une attraction» En effet, une armature aimantée présente un réseau de lignes magnétiques imiformé-35 ment distribuées, où chacune a ses pôles libres Nord et Sud diamétralement situés. Ainsi, le pôle Nord d'un aimant excentré produira, par son déplacement, une attraction quand il se dirige vers le pôle Sud de ce réseau et une répulsion s'il s'approche du pôle Nord» Ceci est suffisamment clair dans le cas où l'armature est préalablement 40 aimantée par tout dispositif autre que l'approche du pôle Nord de 71 46559 9 2133559 l'aimant mobile. On peut déterminer empiriquement que des résultats semblables sont obtenus avec une armature non polarisée magnétiquement» En d'autres termes, l'approche de l'un des pôles d'un aimant donne lieu à aes chamos induits qui produisent 1'attraction, ou la répulsion suivant la position relative du pôle mobile par rapport a l'armature» Les figures 10 à 17 montrent un relais à lame modifié utilisant une enceinte hermétiquement scellée. Celle-ci, formée par un culot et un capot soudé a lui, renferme un ressort en soi-rele faisant fonction d'une armature. Feuilletée dans le but d'incorporer un métal de conductivité élevée, cette armature est pourvue d'une rainure capillaire hélicoïdale ou d'une surface rugueuse servant de mèche au mercure» Non soudée à l'enceinte, cette armature, en suspension libre dans le mercure, fonctionne dans une atmosphère d'nydrogène sous une pression de l'ordre de 14 à 17,5 kg/ cm2„ La rainure contient juste assez de mercure pour former de minces pellicules qui mouillent les surfaces intérieures de l'enceinte ainsi que de l'armature, ou bien uniquement l'armature, si l'enceinte est réalisée dans un matériau non mouillable. Cette armature est si proche des parois de l'enceinte, intervalle de 1' ordre de 0,25 mm, que, à chaque fois qu'elle est mise en action, son contact avec les parois est inévitable» Ces contacts fréquents contribuent, ainsi à la répartition du mercure dans l'enceinte. De ce fait, la quantité du mercure dans le commutateur peut;, sans danger, être moindre que celle, qui autrement9 serait nécessaire® 1.* utilisation a ®-.•usir--.?.té minimale -2e mercure réduit, sinon crime. les inconvénients • r: anrcie tain ca mercure* Ce dernier serait susceptible soit -se court-circuiter les contacts, soit d'expulser suffisamment de mercure pour donner des contacts secs» Les réalisations décrites utilisent un contact fixe amélioré, non collant par construction. La présente invention ne revendique pas cette caractéristique. On remarque, en se référant aux figures, les culot 100 et canot 101 métalliques, dont les parois Intérieureséeuvent être mc-uillaciss car le .Tireure•• créférence3 le métal est non maqné-xic.;ue. Cependant, un matériau magnétique-, csi 12acier au carbone, présenterait l'avant-r-ge -:1e vrs-Jiliter le.5 scellements du verre au métal qui n'ont nullement besoin d'être mouillable par le mercure. Le capot et le culot, de même matière, si l'on désire, sont soudés l'un à l'autre par un rond de soudure 102* Les contacts fixes 103, 71 46559 10 2133559 104, constitués par des barreaux à noyaux en nickel-cuivre, traversent axialement les capots. Les couches extérieures des barreaux, constituée chacune par un revêtement non mouillable 105, pénètrent dans l'enceinte plus profondément que les noyaux. Les 5 perles en verre 107, non mouillables par le mercure, isolent les broches magnétiques 103, 104 du culot et capot 100, 101. Une armature spiralée 108 est placée à l'intérieur de l'enceinte E formée par le culot 100 et le capot 101. Le centre de l'armature 109 (figure 17) tend vers une broche, lorsque un cou-10 rant parcourt la bobine 202 ou la 203. Quand l'armature a dévié d* un ou de l'autre côté, l'un des aimants permanents 205 , 206 verrouille le contact effectué qui, réduisant au minimum la longueur d'une des branches du circuit magnétique du relais, rend l'état de ce dernier stable. De plus, les forces de tension de surface tendent 15 à maintenir le contact réalisé dans sa position fermée. Un tel agencement permet, si l'on désire, de réaliser un relais bistable. L'armature 108, constituée par une spirale à plusieurs tours, agit comme une longue lame ayant son contact terminal 109 au centre de la spirale. La longueur de la spirale peut être de 20 l'ordre de 50 mm, et son diamètre de 9,4 mm environ. Un optimum est constitué par 3 à 5 tours espacés l'un de l'autre de 0,2 mm. Ce nombre n'est pas critique, car plus ou moins de tours sont encore utilisables. L'armature spiralée 108, mouillable au mercure, est, à 25 l'instar d'un ressort principal d'une montre, hautement flexible. Dans l'une des réalisations de la présente invention, les surfaces intérieures de l'enceinte 2» ainsi que toutes les surfaces de l'armature, sont couvertes d'une pellicule de mercure. Dans l'enceinte, il y a assez de mercure pour former une pellicule, mais la 30 quantité est insuffisante pour créer un bain de mercure. Un tel agencement procure au relais l1avantage d'être insensible à 1' altitude, car des forces élevées de tension de surface font adhérer les pellicules de mercure aux surfaces mouillables du relais. L'armature flotte dans le mercure, plus précisément 35 dans les congés, tels 208, qui se forment dans les coins de 1' enceinte 2 cas figures et 1 ?-, au autour de la bague 306 de la figure 140 De cette façon, l'armature, exemote de problèmes liés à la soudure, acquiert une liberté de mouvement semblableà celle d'un piston, ou bien, d'une lame élastique» Ce fait assure un 40 contact plus ferme entre l'armature 108 et les broches fixes 104# 71 46559 11 2133559 De plus, grâce aux pellicules de mercure, l'armature peut, par ses régions éloignées du centre, s'approcher de près, ou toucher, les surfaces intérieures de l'enceinte H et, partant, contribuer, aussi bien à l'ouverture qu'à la fermeture, à la répartition du 5 mercure entre las parois et l'armature. Dans l'une des réalisations de la présente invention, les seules surfaces à l'intérieur de l'enceinte H, qui ne sont pas mouillables par le mercure, sont notamment les surfaces des isolateurs 107 ainsi que les surfaces extérieures 105 et les rebords 10 des broches 104. Les noyaux 106 des broches sont mouillables et leurs extrémités légèrement en retrait, de sorte qu'elles ne sont jamais directement en contact avec l'armature. Les noyaux portant unefcellicule de mercure font avec l'armature un contact électrique, mais nullement un contact mécanique. 15 Sur la figure 11 est représentée une vue en plan de l'ar mature qui, conformément à l'invention, consiste en une spirale dont les tours 300 s'enroulent autour du centre 301. L'armature a une épaisseur de l'ordre de 0,075 mm. Suivant l'une des réalisations de l'invention, une rainure capillaire 302 s'étend tout du long des 20 tours de l'armature, afin d'accroître la tension de surface en facilitant, grâce à un canal, un écoulement plus aisé du mercure. Cette rainure capillaire peut, toutefois, être modifiée, ou complétée, pour donner une variante avantageuse. Les surfaces de l'armature peuvent être plaquées par un matériau mouillable par le mercu-25 re, tel du nickel sur cuivre, ou cuivre sur nickel. Le placage peut être rugueux, comme en 303 sur la figure 16, afin d'accroître la tension de surface et faciliter l'écoulement du mercure. Pareillement, les surfaces intérieures du capot et du culot peuvent être munies de rainures canillaires, ou de saillies. Ces surfaces peu-30 vent seulement être ébauchées et , par ce fait, augmenter la tension de surface et faciliter l'écoulement. Une surface, qui est seulement ébauchée, procure de multiples conduites élémentaires, comme c'est le cas des figures 10 et 13, où l'enceinte, non magnétique, est mouillable par le mercure. Si, par contre, l'enceinte est magné-35 tique, mais non mouillable, cas de la figure 14, ces solutions avantageuses ne sont pas applicables à l'enceinte elle-même. Un anneau 306 de nickel, ou autre matériau mouillable, est soudé aux capot et culot, ou à l'un d'eux seulement, en procurant, par l'intermédiaire du mercure, un bon contact entre ces deux constituants. Cet anneau 40 peut être ébauché, ou autrement fini, afin de présenter une superfi- 71 46559 12 2133559 exe accrue. L'armature, elle-même, peut être plaquée» Elle doit être magnétique et sa surface mouillable0 Elle peut consister en une lamelle magnétique 307 intercalée, par placage ou laminage, entre 5 les surfaces mouillables des clinquants non magnétiques 308, Elle peut également être constituée par un complexe, dont l'intérieur non magnétique 309 est recouvert extérieurement par des feuilles magnétiques 400, plaquées par de fines surfaces rugueuses d'un métal mouillable, tel le nickel-cuivre. Dans les deux éventualités, 10 au moins l'une des lamelles constituantes de l'armature doit avoir une résistivité plus faible que celle du mercure, de façon à shunter le filet de mercure entre l'enceinte et le contact fixe 104o Ce dernier, ainsi qu'il a été mentionné, doit avoir une superficie mouillable par le mercure en retrait 405 et une région en 15 saillie 406 qui, entourant l'aire 405, reçoit les points d'impact physiques de l'armature. Un tel agencement supprime le collage. Les couches extérieures de 1'armature peuvent être déposées électro-chimiquement, d.e même que les capillaires et les rainures peuvent être gravées électrochimiquement. 20 La description détaillée de quelques réalisations con formes à l'invention montre que le commutateur à mercure, utilisé en tant que relais verrouillable, assure un fonctionnement mono ou bistable à l'abri de la fatigue de l'armature mobile ainsi que des rebondissements et de l'usure de contacts et, partant, assure un 25 fonctionnement d'une durée pratiquement illimitée. De plus, étant hermétiquement scellé, peu encombrant et insensible à l'altitude, le commutateur, en vue d'agir comme relais à seuil commandé magnétiquement sans transmission mécanique, peut être implanté à même un organe mobile composant un mécanisme complexe devant exécuter 30 des mouvements à amplitudes rigoureusement définies. Il est entendu que les réalisations décrites ne sont pas limitatives et que les modifications de détails qui peuvent être apportées aux constructions présentées et illustrées ci-dessus, ne sortent pas du cadre de la présente invention. 71 46559 13 2133559 REVENDICATIONS 1o Procédé de commutation d'un relais électro-mécanique à mercure dont l'armature mobile, placée dans une enceinte scellée et actionnée par le champ d'une source magnétique, établit un contact électrique avec l'une des électrodes d'utilisation émergeant de l'enceinte, caractérisé en ce que le mouvement de translation de l'armature, mécaniquement libre, est imprimé par la force d'attraction magnétique de commande opposée à la résultante de la force élastique de l'armature et de la force superficielle, due à la tension de surface développée par les pellicules de mercure mouillant la surface latérale de l'enceinte ainsi que les superficies de l'armature ; des champs magnétiques créés par -des aimants permanents ou électroaimants de verrouillage, disposés perpendiculairement à l'axe de 1' armature, et quelque soit l'attitude assurant à ladite armature un équilibre stable, tant à l'état de relais ouvert que fermé. 2» Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 1' enceinte scellée est remplie d'un gaz sous pression ayant pour fonctions d'une part d'établir rapidement un équilibre thermique entre les ambiances extérieure et intérieure dejfl'enceinte, et d'autre part de protéger le mercure et les constituants de l'enceinte contre la corrosion par l'atmosphère extérieure. 3o Relais mono ou bistable à mercure, constitué par une armature mobile commandée magnétiquement et placée dans l'enceinte d*un boîtier hermétiquement scellé ainsi que par, au moins', une électrode fixe à noyau magnétique portant un contact fixe, caractérisé en ce qu'il comprend une armature mouilJable par le mercure et en suspension libre dans l'enceinte contenant, dans une atmosphère gazeuse, du mercure ; un aimant permanent, ou électro-aimant, fixé coaxialement et à l'extérieur de l'enceinte, maintenant, au repos, et quelque soit l'attitude, ladite armature en équilibre stable et dans une position normale à l'axe de l'enceinte. 4» Relais à mercure, suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'armature, constitué par un mince disque rond9 est placée dans une enceinte de forme cylindrique qui, ayant une surface latérale mouillable par le mercure et un diamètre excédant de quelques dixièmes de mm celui du disque, contient du mercure dont la quantité limitée crée de minces pellicules mouillant 71 46559 14 2133559 suffisamment, sans inonder, l'armature et ladite surface latérale de l'enceinte. 5. Relais à mercure,suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le disque de l'armature mobile est formé par unelame, pouvant être d'un seul tenant, enroulée en spirale plate et faisant plusieurs tours faiblement espacés dont les intervalles contiennent des pellicules de mercure ; ladite spirale pouvant être obtenue en gravant à l'acide une rainure capillaire mouillable par le mercure sur l'une, au moins, des faces dudit disque. 6. Relais à mercure, suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la surface latérale de ladite enceinte est rugueuse portant des rainures capillaires et des protubérances mouillables par le mercure. 70 Relais à mercure, suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'enceinte formée par un boîtier non mouillable est garnie de saillies et/ou d'un écran mouillables par le mercure. 80 Relais à mercure, suivant ls revendication 4, caractérisé en ce que l'armature mobile comprend, au moins, une feuille métallique dont la résistance électrique par unité de longueur est sensiblement plus faible que celle de la pellicule de mercure de même surface que l'armature. 9» Relais à mercure, suivant les revendications 4 et 8, caractérisé en ce que le disque formant l'armature mobile est constitué Pay par un complexe obtenu^placage ou laminage, d'au moins, 3 feuilles métalliques minces, dont les deux feuilles extérieures sont mouillables par le mercure, l'une des trois est magnétique et une autre a une résistance électrique plus faible que celle de la pellicule de mercure en dérivation sur ladite armature. 10. Relais à mercure, suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'enceinte du boîtier hermétiquement scellé contient un gaz, tel l'hydrogène, sous une pression plus élevée que 7 kg/cm2 et, en particulier, sous une pression de l'ordre de 14 à 17f5 kg/cm2. 11. Méthode de fabrication d'une armature mobile d'un relais électrique caractérisé en ce qu'elle consiste en une pellicule de mercure couvrant un disque mince magnétique d'épaisseur de l'ordre de 0,075 mm et dont la résistance électrique par unité de longueur est plus faible que celle de ladite couche de 71 46559 15 2133559 mercure. 12. jMéthode de fabrication, suivant la revendication 11, caractérisée en ce qu'une rainure capillaire, de largeur de 0,19 mm environ et de forme hélicoïdale, est gravée électrochimiquement sur, au moins, l'une des surfaces extérieures dudit disque-qui constitue ainsi une longue lame, de largeur de 0,5 mm et de longueur totale de 75 mm, formant une spirale plate de 5 tours environ dont le diamètre total est de l'ordre de 9,4 mm. 130 Méthode de fabrication d'une armature mobile, suivant la revendication 11, caractérisée en ce que les deux surfaces extérieures du disque magnétique sont recouvertes par un dépôt électrochimique électriquement conducteur.