CH633882A5 - Percuteur a attraction et verrouillage magnetiques. - Google Patents

Percuteur a attraction et verrouillage magnetiques. Download PDF

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CH633882A5
CH633882A5 CH246080A CH246080A CH633882A5 CH 633882 A5 CH633882 A5 CH 633882A5 CH 246080 A CH246080 A CH 246080A CH 246080 A CH246080 A CH 246080A CH 633882 A5 CH633882 A5 CH 633882A5
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Lucien Siffroi
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Telemecanique Electrique
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Description

L'invention se rapporte à un percuteur à attraction et verrouillage magnétique comprenant d'une part, un bobinage d'excitation, et un noyau plongeur magnétique ayant une première portion qui pénètre axialement dans le bobinage, une deuxième portion et une troisième portion toutes deux extérieures au bobinage, et d'autre part, une culasse magnétique dont un élément pénètre partiellement dans le bobinage pour présenter une première surface polaire coopérant par un entrefer axial avec la première portion, d'autres éléments de cette culasse s'étendant ensuite autour du bobinage pour former une deuxième surface polaire, coopérant par un deuxième entrefer radial avec la deuxième portion du noyau, et former ensuite une troisième surface polaire coopérant avec la troisième portion du noyau par un troisième entrefer axial de valeur faible et déterminée.
Un percuteur répondant à la constitution définie ci-dessus est connu par exemple par le brevet Suisse no 230 351.
Dans ce dispositif connu, la deuxième surface polaire de la culasse est placée entre les première et troisième surfaces polaires et le noyau plongeur est monté sur une tige coulissante, constituée par un matériau non magnétique, qui sert à son guidage, et comporte à cet effet un prolongement traversant la troisième surface polaire. Le verrouillage magnétique est ici effectué dans un circuit magnétique comprenant les première et troisième surfaces polaires par la coopération entre la troisième portion du noyau et la troisième surface polaire, cette dernière étant susceptible de se saturer rapidement, tandis que le flux principal nécessaire à l'appel du noyau se referme à travers les première et deuxième surfaces polaires et à travers les première et deuxième portions du noyau.
Ces dispositions se traduisent en fonctionnement par un flux de maintien qui est faible et difficile à régler, et qui donne par suite, lieu à des variations importantes du seuil de déverrouillage; ces phénomènes, qui s'observent par ailleurs tant pour des courants de bobine faibles que pour des courants importants, sont préjudiciables lorsque de tels percuteurs doivent être utilisés dans des disjoncteurs où l'on cherche à obtenir un seuil de fonctionnement précis et de bonnes limitations des courants de court-circuit. L'invention se propose par suite, d'apporter à un dispositif connu dans l'art antérieur des perfectionnements susceptibles d'améliorer le seuil de déclenchement.
Selon l'invention, ce résultat est atteint grâce au fait que la troisième portion du noyau est disposée entre la première portion et la seconde portion.
Des mesures complémentaires visant à obtenir le résultat visé lorsque les courants circulant dans la bobine sont élevés, apparaîtront dans la description ci-dessous qui est accompagnée par:
Les figures la et lb, représentant en coupe axiale un premier mode de réalisation du percuteur et du noyau, et
Les figures 2a et 2b qui illustrent un second mode de réalisation du percuteur, et des surfaces polaires placées à l'intérieur du bobinage.
Un percuteur magnétique tel que représenté à la figure la comporte un enroulement (I) disposé sur une bobine (2) pour constituer le bobinage d'excitation, un noyau plongeur (4) apte à se déplacer axialement à l'intérieur de l'alésage (3) de la bobine, est constitué en un matériau magnétisable et comporte une première portion (5) comprise entre une face latérale (14) et la ligne tracée en pointillé, une troisième portion (6) faisant suite à la première et limitée par une surface annulaire radiale (17) et enfin, une seconde portion (7) ayant un diamètre cylindrique (20) plus réduit que celui de la troisième portion (6) et faisant suite à cette dernière.
Une culasse magnétique (8) coopère avec ce bobinage et se trouve formée par plusieurs éléments successifs dont le premier élément (9) pénètre partiellement à l'intérieur de l'alésage en étant limite par sa surface polaire (13) perpendiculaire à l'axe XX' ; les autres éléments (10), (11) et (12) prolongent le premier élément en entourant le bobinage, et le dernier élément de carcasse (12) est dirigé vers l'axe pour former d'une part une surface polaire (19) entourant la deuxième surface (22) de la portion (7) tout en laissant subsister un entrefer annulaire (21), et d'autre part, une surface annulaire (16) dirigée vers le bobinage et placée perpendiculairement à l'axe XX'.
Deux entrefers (15) et (18) de valeurs respectives ei et e2 existent également entre les faces (13,14) et respectivement les faces (17) et (16).
Un ressort de rappel non représenté, mais ayant une grande élasticité, tend à placer le noyau plongeur dans les positions représentées à la figure la et dans la région supérieure R de la figure h.
Enfin, le premier élément de carcasse (9) est percé d'un alésage (23) destiné à recevoir un poussoir amagnétique (24) qui transmettra à un organe approprié les mouvements du noyau dirigés vers la gauche et visibles à la région inférieure T de la figure lb.
Ce dispositif est dimensionné de façon que pour une intensité de courant comprise entre une valeur nulle et une valeur de seuil, les flux magnétiques parcourant le trajet O 1 et O' 1 (figure lb), maintiennent le noyau vers la droite de la figure en créant en (16) et (17) une force d'attraction supérieure à celle développée entre les surfaces polaires (13) et (14). Pour une certaine intensité du courant, une saturation apparaît au niveau des surfaces polaires (16) et (17) et les forces développées par les surfaces polaires (13) et (14) devenant prépondés io
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rantes, le noyau se déplace rapidement vers la gauche; au cours de ce déplacement, l'entrefer entre (16) et (17) augmente tandis que l'entrefer entre ( 13) et (14) diminue, et que l'entrefer entre les surfaces polaires (19) et (20) permet au flux O 2 de se refermer par une faible réluctance sans créer d'attractions axiales parasites, voir figure h.
Ce dispositif qui procure une amélioration de la force de verrouillage du noyau dans sa position de la figure lb R, permet également un réglage plus facile et plus fidèle de l'entrefer (18) qui se traduit par une intéressante constance de la force de verrouillage.
Lorsque des intensités importantes sont appelées à traverser le bobinage, il faut recourir à un artifice supplémentaire pour augmenter la force de maintien sans perdre les bénéfices obtenus par le dispositif décrit ci-dessus.
A la figure 2a, où l'on a mis en œuvre ces mesures complémentaires, la première portion (5) du noyau plongeur est entourée au moins partiellement sur une longueur (1) par une jupe cylindrique magnétisable (25) concentriquement reliée au premier élément (9) de la carcasse, soit en venant d'une seule pièce, soit en étant fixée par ajustement (voir les traits tiretés). Entre la surface intérieure (33) de cette jupe et la surface extérieure (26) de la première portion et de la troisième portion du noyau, subsiste un entrefer (27) de valeur (e4) de cet entrefer, ainsi que les surfaces polaires qui le limitent, sont placées en parallèle sur l'entrefer (15) de valeur ei placé entre (13) et (14).
A l'état de repos du noyau, obtenu par exemple par le faible ressort (31) et visible sur la portion R de la figure 2b, le flux O 3 traversant les surfaces polaires (16) et (17) emprunte maintenant un trajet <&' 3 passant principalement par l'entrefer (27) de valeur e4 dont la réluctance est plus faible que celle de l'entrefer (21), de sorte que la force de maintien est améliorée; les flux O" 3 et O'" 3 sont faibles devant le flux <S>' 5 3.
Par ailleurs, la jupe (25) a une épaisseur mesurée par d sur la figure 2a dont la valeur est choisie pour qu'une saturation apparaisse ici également pour une certaine intensité du courant circulant dans le bobinage.
io Dans la région T de la figure 2b correspondant à un déplacement du noyau, on voit que le flux 4 est devenu prépondérant devant les flux secondaires d>' 4 et O" 4 passant par les entrefers e'2 et e4.
Un cinquième entrefer es existant par ailleurs entre l'extré-15 mité frontale de la jupe dirigée vers l'élément de carcasse (12) et celle-ci ne concourt pas à créer de force d'attraction ou de maintien.
Toutefois, la position de ce dernier entrefer en parallèle sur les flux totaux O d et O c visibles à la figure 2b permet d'effec-20 tuer certains ajustements par modifications de la longueur de la jupe allant éventuellement jusqu'à la portion (12).
Les entrefers tels que (27) de valeur e4, (21) de valeur (e3) peuvent naturellement être matérialisés par des fourrures telles que (28) respectivement (29) qui seront réalisées à l'aide 25 de matériaux non magnétiques dont les bonnes propriétés de frottement permettront de les utiliser le cas échéant pour assurer le guidage du noyau. Enfin, pour améliorer la vitesse de déplacement du noyau, sa masse peut être allégée par la présence d'un alésage intérieur tel que celui montré en (32) à 30 la figure 2b.
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Claims (3)

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1. Percuteur à attraction et verrouillage magnétique comprenant d'une part, un bobinage d'excitation (1) et un noyau plongeur magnétique ayant une première portion (5) qui pénètre axialement dans le bobinage, une deuxième portion (7) et une troisième portion (6), toutes deux placées vers l'extérieur du bobinage et, d'autre part, une culasse magnétique dont un élément (9) pénètre partiellement dans le bobinage pour présenter une première surface polaire (13) coopérant par un entrefer axial (ei) avec la première portion, d'autres éléments (10-11-12) de cette culasse s'étendant ensuite autour du bobinage (1) pour former une deuxième surface polaire (19) coopérant par un deuxième entrefer radial avec la deuxième portion (7) du noyau, et former ensuite une troisième surface polaire (16), coopérant avec la troisième portion du noyau par un troisième entrefer (ea) axial, caractérisé en ce que la troisième portion (6) du noyau (4) est disposée entre la première portion (5) et la seconde portion (7).
2. Percuteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première portion (5) du noyau (4) est entourée au moins sur une portion ( 1 ) de sa longueur par une jupe cylindrique magnétisable (25) reliée à un élément (9) de la culasse qui pénètre dans le bobinage (1), un quatrième entrefer (27) étant disposé radialement entre ladite jupe et ladite première portion.
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REVENDICATIONS
3. Percuteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des paliers de guidage (28,29) amagnétiques sont disposés autour des première et deuxième portions du noyau (5), respectivement (7) et servent accessoirement à assurer l'uniformité des entrefers (27,21) dans lesquels ils sont disposés.
CH246080A 1979-03-30 1980-03-28 Percuteur a attraction et verrouillage magnetiques. CH633882A5 (fr)

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