EP0026695B1 - Electro-aimant avec équipage mobile à aimant permanent, notamment pour contacteur - Google Patents
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- EP0026695B1 EP0026695B1 EP80401323A EP80401323A EP0026695B1 EP 0026695 B1 EP0026695 B1 EP 0026695B1 EP 80401323 A EP80401323 A EP 80401323A EP 80401323 A EP80401323 A EP 80401323A EP 0026695 B1 EP0026695 B1 EP 0026695B1
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Definitions
- the present invention relates to an electromagnet with movable equipment with permanent magnet, in particular for contactor.
- the known electromagnets of this center comprise a movable assembly consisting of a permanent magnet and two pole pieces conducting the flux fixed respectively to each pole face of said magnet perpendicular to the magnetization axis of the magnet.
- These pole pieces have arms projecting from the pole faces, and at least one of the pole pieces has arms whose ends are bent at right angles defining, with at least one arm of the other pole piece, two airgap zones cooperating with a cylinder head mounted on a coil which cooperates magnetically with the magnet.
- These airgap zones are arranged on either side of the supply axis, said magnetization axis of the magnet being perpendicular to that of the coil, the fisxed yoke surrounding the two ends of the coil and planar parts of the cylinder head parallel to the magnetization axis each penetrating respectively into an air gap area so that, for at least one stable position of the moving element, a planar part of the cylinder head is in contact with one of the pole pieces while the other flat part is in contact with the other pole piece.
- the cylinder head has been arbitrarily considered as carrying a fixed reference with respect to which the armature is movable. It goes without saying, however, that the movements of the cylinder head and of the armature seen in relation to other references may be different.
- electromagnets are in rotary movement, others in translational movement. These are better suited for controlling contactors.
- the parallelism and the nominal spacing of the plane parts of the cylinder head are dependent on the following tolerances: cambering angles in the cylinder heads, length of the core , crushing and perpendicularity of the crimps of the core on the cylinder heads, thickness of the cylinder heads.
- cambering angles in the cylinder heads cambering angles in the cylinder heads
- length of the core crushing and perpendicularity of the crimps of the core on the cylinder heads
- thickness of the cylinder heads a correction of the bearing surfaces of the flat parts of the cylinder heads cannot be carried out when the coil is in place.
- the present invention aims to produce an electromagnet which, by eliminating the aforementioned drawbacks, provides improved magnetic coupling between the coil, the air gaps and the permanent magnet, and a higher efficiency.
- the moving assembly is located inside the coil and that guide means are provided to allow its translational movement along the axis of the coil so to form a plunger core.
- the core of the coil has a substantially rectangular section occupied by the magnet and the pole pieces; the airgap zones are arranged at the two ends of the coil, and the fixed cylinder head is parallel to the axis of the coil and situated outside the coil so as to magnetically join together the flat parts of the cylinder head .
- the entire flux of the coil is used to counter the flux of the permanent magnet.
- the entire flux of the permanent magnet cooperates with the flux of the coil.
- the location of the plunger core makes it possible to ensure precise guidance in a simple manner.
- each pole piece forms two arms extending respectively on either side of the axis d magnetization. At least one pole piece has ends of its arms bent at right angles and the ends of one pole piece are cambered beyond the arms of the other pole piece relative to the magnetization axis.
- the first pole piece envelops the second and its cambered ends are outside the cylinder head, while the ends of the second are inside the cylinder head.
- the first pole piece in one position, touches a flat part of the cylinder head, while the other pole piece touches the other flat part of the cylinder head. In the other position, the roles of the flat parts of the cylinder head are reversed with respect to the pole pieces, and there are thus two stable positions.
- a first pole piece forms a single arm extending on a first side of the axis d magnetization, while the other pole piece has, on the first side of the magnetization axis, an arm the end of which is arched at right angles beyond said single arm of the first pole piece with respect to the magnetization axis, and, on the second side of the magnetization axis, two magnetically joined arms, the ends of which are respectively bent at right angles one beyond the other with respect to the axis of magnetization.
- the magnetic circuit In a first position, which is only stable, the magnetic circuit is closed by the single arm of the first pole piece and by the other pole piece. In the other position, the first pole piece remains off and this position is not stable.
- the cylinder head comprises two U-shaped half-cylinder heads, which fit together in an adjustable manner so as to be able to adjust the spacing between the flat parts of the half-cylinder heads.
- the movable assembly is preferably provided with a guide rod arranged along the axis of the coil, and sliding in bearings fixed on stirrups which are fixed respectively on each half-cylinder head.
- the moving assembly comprises two magnets with parallel axes, between which the guide rod passes, and the magnets are immobilized by plates arranged perpendicular to the guide rod and comprising tongues crimped in holes or slots in the pole pieces.
- a compression coil spring is disposed on the guide rod, between; on the one hand, the body of the movable assembly and, on the other hand, a washer applied by said spring against a shoulder of the guide rod, a fixed stop cooperating with said washer being provided to define the point of the stroke of the moving part where the spring begins its return action.
- one of the pole pieces can have its arms arched opposite the axis of the coil, said. coil then comprising a winding produced on a frame formed by two separable half-frames before winding.
- one of the pole pieces can have its arms arched, one towards the axis of the coil and the other in the opposite direction, the coil then comprising a monobloc frame.
- the breech is in a U to at least partially wrap the ends of the coil, the pole piece furthest from the breech having its arms arched towards the breech to at least partially wrap the branches of the U of the cylinder head, and the other pole piece being straight.
- the electromagnet comprises a coil 1 with its coil 2 wound along the axis 3 of the coil.
- a fixed yoke 4 surrounds the coil going from one end of the core of the coil to the other end of this core.
- this cylinder head comprises two half-cylinder heads: 4a, 4b in the shape of a U, fitting one into the other along the axis 3 of the coil. and held together by screws 5.
- Elongated holes 5a made in one of the half-cookers allow this interlocking to be adjusted.
- a plunger core capable of moving in translation along the axis 3 of the coil.
- This plunger core is constituted by a movable assembly which comprises, on the one hand, a permanent magnet 6 arranged so that its magnetization axis 7 is perpendicular to the axis 3 of the coil and on the other hand two pole pieces flux conductors 8 and 9, fixed respectively to each pole face, N, S of the magnet 6, perpendicular to its magnetization axis 7.
- Each pole piece 8, 9 has two arms 10a, 10b and respectively 11a, 11b projecting of the polar faces N, S of the magnet 6.
- the magnet 6 consists of two magnets 6a, 6b with axes 7a, 7b for purely constructive reasons. In what follows, all of these two magnets will generally be designated by the reference 6 for convenience.
- the arms of the pole pieces are bent at right angles to the axis 3 of the coil, by determining parallel ends 12a, 12b and respectively 13a, 13b. More precisely, the ends 12a, 12b of the pole piece 8 are located respectively beyond the ends 13a, 13b of the pole piece 9 with respect to the magnetization axis 7.
- a guide rod 17 is made integral with the movable assembly and is guided along the axis 3 of the coil by bearings 18 fixed on stirrups 19, themselves fixed on each half-yoke 4a ⁇ 4b by screws.
- the guide rod 17 passes between the magnets 6a, 6b (FIG. 2) and passes right through the mobile assembly while being fixed to the latter by nuts 20 (FIG. 1).
- the core of the coil 1 has a substantially rectangular section (Figure 2), almost filled with magnets and pole pieces.
- the closed air gaps 12a-14a and 13b-14b give forces in the same direction which keep the moving element in its extreme low position.
- the pole piece 109 here has only one arm 111a, arched at 113a.
- another arm 110c parallel to the arm 11 Ob of the pole piece 8, another arm 110c has been added magnetically joined to the arm 110b and having an end 112c bent at a right angle so as to be in the plane which the end previously occupied. 13b of the arm 11b in the embodiment of FIG. 1.
- the pole piece 209 is rectilinear and has no arched ends, the surface of the air gaps being given directly by the edge (or cross section) of the arms 211 a and 211 b.
- the decrease in the airgap area gives a greater slope to the force curve as a function of the stroke, which may be acceptable or desirable in. certain cases.
- the ends. curved 212a and 212b of the pole piece 208 are curved outward with respect to the axis 203 of the coil. It follows that the forces are generated further from the axis 203, but the corresponding torque can be collected by the guide rod 217. On the other hand these outward curvatures require for the assembly to realize the framework of the coil 201 into two separable parts before winding.
- the air gap 12a-14a of FIG. 1 is now replaced by an air gap 212a-214a, the flat part 214a of the half-yoke 204a being at the same level as the flat part 14a of FIG. 1.
- air gap zone therefore remains valid if these zones are defined with reference to the magnetization axis 7 or 207.
- This arrangement limits the leakage flow between the pole pieces 208 and 209 and it facilitates the installation of a return spring.
- a coil spring 222 is disposed on one end of the guide rod 217. This spring is compressed between the plate 215a and a washer 223, itself abutting on an elastic ring 224 inserted in a groove of the rods guide 217. Another elastic ring 225 can replace the nut 20 of FIG. 1.
- the bearing 218a can be screwed more or less deeply on the stirrup 219a and locked by a nut 226.
- a shoulder 227 of the bearing 218a serves as a fixed stop for the washer 223, in. the movement of the latter towards. the corresponding end of the race. It can therefore be seen that the moment of travel can be adjusted when the spring 222 exerts its restoring force on the moving assembly.
- pole piece 309 has only one arm. 311a, and la. pole piece 308 has a third arm 310c magnetically joined to the arm 310b.
- the curvature 312a of the pole piece 308 is still directed towards the outside, but the curvature 312b is directed towards the inside as well as the arm 310c. This arrangement facilitates mounting and allows the use of a one-piece coil frame.
- the cylinder head 404- comprises a single U-shaped part which at least partially envelops the ends of the coil 401, the ends of the branches of the U constituting flat parts 4.14a, 4-14b.
- the moving equipment is analogous to. that shown in Figure 3, with this difference quie, if the pole piece 408 has arms 410a, 410b, arched at 412a, 412b so as to wrap the branches 414a; 414b of the U of the cylinder head, the pole piece 409 is rectilinear as in the case of FIG. 4 and only works by the song of the arms 411 a, 411 b.
- the clearance between the moving part and the reel is expected to be very small, so that it is the framework of the reel which serves as a guide for this crew.
- Elastic blades. 430 of non-magnetic material are attached to the cylinder head to play a role. reminder.
- the electromagnet is bistable. We could make it monostable by the modifications exposed above.
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Description
- La présente invention concerne un électro-aimant avec équipage mobile à aimant permanent, notamment pour contacteur.
- Les éléctro-aimants connus de ce gentre comprennent un équipage mobile constitué par un aimant permanent et deux pièces polaires conductrices du flux fixées respectivement à chaque face polaire dudit aimant perpendiculairement à l'axe d'aimantation de l'aimant. Ces pièces polaires ont des bras débordant des faces polaires, et au moins une des pièces polaires présente des bras dont les extrémités sont cambrées à angle droit définer, avec au moins un bras de l'autre pièce polaire, deux zones d'entrefer coopérant avec une culasse montée sur une bobine qui coopère magnétiquement avec l'aimant. Ces zones d'entrefer sont disposées de part et d'autre de l'axe d'aimentation, ledit axe d'aimantation de l'aimant étant perpendiculaire à celui de la bobine, la culasse fisxe entourant les deux extrémités de la bobine et des parties planes de la culasse parallèles à l'axe d'aimantation pénétrant chacune respectivement dans une zone d'entrefer de sorte que, pour au moins une position stable de l'équipage mobile, une partie plane de la culasse soit en contact avec une des pièces polaires tandis que l'autre partie plane est en contact avec l'autre pièce polaire.
- Dans ce qui précède, on a considéré arbitrairement la culasse comme porteuse d'un repère fixe par rapport auquel l'armature est mobile. Il va cependant de soi que les mouvements de la culasse et de l'armature vus par rapport à d'autres repères peuvent être différents.
- On connaît les avantages que procure l'introduction d'aimants permanents dans les circuits magnétiques d'électro-aimants: meilleur rendement, plus grande course, forces plus importantes en fin de course, possibilité de fonctionnement bistable:
- Certains de ces électro-aimants sont à mouvement de rotation, d'autres à mouvement de translation. Ces derniers sont mieux adaptés à la commande des contacteurs.
- Les électro-aimants connus de ce genre présentent un certain nombre d'inconvénients qui limitent leur rendement. Principalement, en raison de leur disposition, une partie du flux de la bobine se referme dans l'air ou par des parties magnétiques parasites et n'est pas utilisée pour contrarier le flux de l'aimant permanent. De même, une partie du flux de l'aimant permanent se referme dans l'air et n'est pas utilisée pour coopérer avec le flux de la bobine.
- Enfin, dans le cas d'un fonctionnement monostable, une partie seulement du flux de la bobine passe par les entrefers.
- D'autres part, d'un point de vue mécanique, le guidage de l'équipage mobile est incertain, ce qui conduit à des fermetures d'entrefers incomplètes ou en coin. Il est en outre difficile, même au prix de tolérances serrées, d'assurer la fermeture simultanée des entrefers.
- Ainsi, dans l'électro-aimant décrit dans le document FR-A-2.358.006, le parallèlisme et t'écartement nominal des parties planes de la culasse sont tributaires des tolérances suivantes: angles de cambrage en baïonnette des culasses, longeur du noyau, écrasement et perpendicularité des sertissages du noyau sur les culasses, épaisseur des culasses. Or, une rectification des portées des parties planes des culasses ne peut être effectuée quand la bobine est en place.
- De plus, il est souvent demandé dans les contacteurs que la bobine puisse facilement être changée. Cette opération est impossible dans l'électro-aimant conforme au document précité.
- La présente invention vise à réaliser un électro-aimant qui, par la suppression des inconvénients précités, assure un couplage magnétique amélioré entre la bobine, les entrefers et l'aimant permanent, et un rendement supérieur.
- Ce résultat est obtenu, conformément à l'invention, par le fait que l'équipage mobile est situé à l'intérieur de la bobine et que des moyens de guidage sont prévus pour permettre son déplacement translatif suivant l'axe de la bobine de façon à constituer un noyau-plongeur. En outre, l'âme de la bobine a une section sensiblement rectangulaire occupée par l'aimant et les pièces polaires; les zones d'entrefer sont disposées- aux deux extrémités de la bobine, et la culasse fixe est parallèle à l'axe de la bobine et située à l'extérieur de la bobine de manière à réunir magnétiquement entre elles les parties planes de la culasse.
- Grâce à ces caractéristiques, la totalité du flux de la bobine est utilisée pour contrarier le flux de l'aimant permanent. Réciproquement, la totalité du flux de l'aimant permanent coopère avec le flux de la bobine. En outre, la localisation du noyau-plongeur permet d'en assurer un guidage précis de façon simple.
- Suivant un premier type de réalisation de l'invention, prévu pour obtenir deux positions stables en l'absence d'excitation de la bobine, chaque- pièce polaire forme deux bras s'étendant respectivement de part et d'autre de l'axe d'aimantation. Au moins une pièce polaire a des extrémités de ses bras cambrées à angle droit et les extrémités d'une pièce polaire sont cambrées au-delà des bras de l'autre pièce polaire par rapport à l'axe d'aimantation.
- La première pièce polaire enveloppe la seconde et ses extrémités cambrées sont extérieures à la culasse, tandis que les extrémités de la seconde sont intérieures à la culasse. La première pièce polaire, dans une position, touche une partie plane de la culasse, tandis que l'autre pièce polaire touche l'autre partie plane de la culasse. Dans l'autre position, les rôles des parties planes de la culasse sont inversés par rapport aux pièces polaires, et l'on a ainsi deux positions stables.
- Suivant un second type de réalisation de l'invention, prévu pour obtenir une seule position stable en l'absence d'excitation de la bobine, une première pièce polaire forme un bras unique s'étendant d'un premier côté de l'axe d'aimantation, tandis que l'autre pièce polaire a, du premier côté de l'axe d'aimantation, un bras dont l'extrémité est cambrée à angle droit au-delà dudit bras unique de la première pièce polaire par rapport à l'axe d'aimantation, et, du deuxième côté de l'axe d'aimantation, deux bras magnétiquement réunis, dont les extrémités sont respectivement cambrées à angle droit l'une au-delà de l'autre par rapport à l'axe d'aimantation.
- Dans une première position, qui est seule stable, le circuit magnétique se ferme par le bras unique de la première pièce polaire et par l'autre pièce polaire. Dans l'autre position, la première pièce polaire reste hors circuit et cette position n'est pas stable.
- Suivant une réalisation avantageuse de l'invention, la culasse comprend deux demi-culasses en forme d'U, s'emboîtant d'une manière réglable l'une dans l'autre de façon à pouvoir régler l'écartement entre les parties planes des demi-culasses.
- Tout en conservant une très grande simplicité.de fabrication, on peut ainsi faire en sorte d'obtenir une fermeture simultanée du circuit magnétique sur les deux pièces polaires.
- L'équipage mobile est de préférence muni d'une tige de guidage disposée suivant l'axe de la bobine, et coulissant dans des paliers fixés sur des étriers qui sont fixés respectivement sur chaque demi-culasse.
- Grâce à de guidage: précis, on élimine pratiquement tours les risques de fermeture incomplète ou en coin du circuit magnétique.
- Dans une réalisation particulière de l'invention, l'équipage mobile comprend deux aimants à axes parallèles, entre lesquels passe la tige de guidage, et les aimants sont immobilisés par des plaques disposées perpendiculairement à la tige de guidage et comportant des languettes serties dans des trous ou des fentes des pièces polaires.
- Suivant une variante de réalisation de l'invention, un ressort à boudin à compression est disposé sur la tige de guidage, entre; d'une part, le corps de l'équipage mobile et, d'autre part, une rondelle appliquée par ledit ressort contre un épaulement de la tige de guidage, une butée fixe coopérant avec ladite rondelle étant prévue pour définir- le point de la course de l'équipage mobile où le ressort commence son action de rappel.
- Dans cette réalisation, l'une des pièces polaires peur avoir ses bras cambrés à l'opposé de l'axe de la bobine, ladite. bobine comprenant alors un enroulement réalisé sur une ossature formée de deux demi-ossatures séparables avant bobinage.
- Alternativement, l'une des pièces polaires peut avoir ses bras cambrés l'un vers l'axe de la bobine et l'autre dans le sens opposé, la bobine comprenant alors une ossature monobloc.
- Suivant une variante de réalisation de . l'invention, la culasse est en U pour envelopper au moins partiellement les extrémités de la bobine, la pièce polaire la plus éloignée de la culasse ayant ses bras cambrés en direction de la culasse pour envelopper au moins partiellement les branches de l'U de la culasse, et l'autre pièce polaire étant rectiligne.
- D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre.
- Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs:
- ― la: figure 1 est une vue en coupe verticale suivant I―I de la figure 2 de l'électro-aimant suivant l'invention, dans un mode de réalisation en fonctionnement bistable;
- ― la figure 2 est une vue en coupe suivant: II―II de la figure 1;
- ― la figure 3 est une vue analogue à la figure 1, mais dans une mode de réalisation en fonctionnement monostable;
- - les figures 4 et 5 sont des vues. analogues à la figure 1, dans une variante de disposition des pièces polaires, avec l'adjonction d'un ressort de rappel; et
- ― la figure 6 est une vue analogue dans une variante de réalisation faisant intervenir une culasse en U.
- En référence aux figures 1 et 2, l'électro-aimant comprend une bobine 1 avec son bobinage 2 bobiné suivant l'axe 3 de la bobine. Une culasse fixe 4 entoure la bobine en allant d'une extrémité de l'âme de la bobine à l'autre extrémité, de cette âme. En pratique cette culasse comprend deux demi-culasses: 4a, 4b en forme d'U, s'emboîtant l'une- dans l'autre suivant l'axe 3 de la bobine. et maintenues ensemble par des vis 5. Des trous allongés 5a pratiqués dans l'une des demi-cuiasses permettent de rendre cet emboîtement réglabie.
- A l'intérieur de l'âme de la bobine se trouve un noyau-plongeur susceptible de se déplacer par translation suivant l'axe 3 de la bobine. Ce noyau-plongeur est constitué par un équipage mobile qui comprend, d'une part, un aimant permanent 6 disposé de façon que son axe d'aimantation 7 soit perpendiculaire à l'axe 3 de la bobine et d'autre part deux pièces polaires conductrices de flux 8 et 9, fixées respectivement à chaque face polaire, N, S de l'aimant 6, perpendiculairement à son axe d'aimantation 7. Chaque pièce polaire 8, 9 a deux bras 10a, 10b et respectivement 11a, 11b débordant des faces polaires N, S de l'aimant 6.
- Dans l'exemple décrit, l'aimant 6 se compose de deux aimants 6a, 6b d'axes 7a, 7b pour des raisons purement constructives. Dans ce qui suit l'ensemble de ces deux aimants sera en général désigné sous la référence 6 pour plus de commodité.
- Les bras des pièces polaires sont cambrés a angle droit vers l'axe 3 de la bobine, en déterminant des extrémités parallèles 12a, 12b et respectivement 13a, 13b. Plus précisément, les extrémités 12a, 12b de la pièce polaire 8 se trouvent respectivement au-delà des extrémités 13a, 13b de la pièce polaire 9 par rapport à l'axe d'aimantation 7.
- De la sorte sont définies deux zones d'entrefer, localisées respectivement entre les extrémités parallèles 12a―13a d'une part, et 12b-13b d'autre part. Ces zones d'entrefer sont disposées aux deux extrémités de la bobine 1, de part et d'autre de l'axe d'aimantation 7.
- D'autre part, des parties planes 14a―14b des culasses 4a, 4b, parallèles à l'axe d'aimantation 7, pénètrent respectivement chacune dans une zone d'entrefer. Les pièces poiaires 8, 9 sont fixées à l'aimant 6 par des plaques 15 perpendiculaires à l'axe 3 de la bobine, et comportant des languettes 16 serties dans des fentes des pièces polaires.
- Une tige de guidage 17 est rendue solidaire de l'équipage mobile et est guidée suivant l'axe 3 de la bobine par des paliers 18 fixés sur des étriers 19, euxmêmes fixés sur chaque demi-culasse 4a―4b par des vis.
- La tige de guidage 17 passe entre les aimants 6a, 6b (figure 2) et traverse de part en part l'équipage mobile en étant fixée à ce dernier par des écrous 20 (figure 1).
- L'âme de la bobine 1 présente une section sensiblement rectangulaire (figure 2), pratiquement remplie par les aimants et les pièces polaires.
- Le fonctionnement de cet électro-aimant est le suivante
- Lorsque l'équipage mobile (représenté en position intermédiaire sur la figure 1) occupe sa position extrême basse, le flux sortant de l'aimant permanent 6 par la face polaire N passe dans la pièce polaire 8, le bras 10a, l'extrémité cambrée 12a et la partie plane 14a de la culasse 4a. De là, par les bras en U des demi-culasses, 4a, 4b, il passe à la partie plane 14b de la culasse 4b, à l'extrémité cambrée 13b, à la pièce polaire 9 et à la face polaire S de l'aimant 6.
- Les entrefers fermés 12a-14a et 13b-14b donnent des forces dans le même sens qui maintiennent l'équipage mobile dans sa position extrême basse.
- Si la bobina est excitée dans un sens créant un flux opposé au précédent, les forces précédentes sont annulées et il apparaît des forces attractives entre les-entrefers 13a-14a et 12b-14b, amenant l'équipage mobile dans sa position extrême haute.
- On a donc un fonctionnement bistable, mais sans faire appel à une force de rappel et avec un meilleur rendement.
- Bien entendu, pour éviter de shunter l'entrefer 12a-14a, il est nécessaire de ménager dans la culasse 4a une ouverture 21 a suffisante autour du bras 10a. De même pour le bras 10b avec l'ouverture 21b. Ces ouvertures facilitent aussi l'assemblage des demi-culasses sur la bobine équipée de son noyau-plongeur.
- Par ailleurs, il est nécessaire d'obentir la fermeture simultanée et complète des entrefers pour chaque position extrême, de façon à ne pas voir diminuer considérablement les performances de l'électro-aimant.
- Comme toutes les surfaces d'entrefer sont parallèles entre elles et que le mouvement de translation de l'équipage mobile est bien guidé, on évite les fermetures en coin des entrefers.
- Au moment de l'assemblage de l'équipage mobile, il est facile d'obtenir des distances identiques entre les extrémités cambrées 12a-13a et respectivement 12b-13b.
- Pour obtenir la fermeture complète des entrefers, il suffit alors de régler la distance entre les parties planes 14a et 14b des culasses, en réglant par exemple l'emboîtement des demi-culasses. Cela peut se faire simplement en ne bloquant les vis 5 que lorsque l'électro-aimant est sous tension.
- On va maintenant décrire, en référence à la figure 3, une variante de réalisation de l'invention destinée à procurer un fonctionnement monostable.
- Sur cette figure, les éléments identiques ou analogues à ceux de la réalisation précédemment décrite portent le même numéro de référence augmenté de 100. Sauf exception, on ne décrira que les éléments nouveaux ou différents.
- Le pièce polaire 109 ne comporte ici qu'un seul bras 111 a, cambré en 113a. Par contre, parallèlement au bras 11 Ob de la pièce polaire 8, on a ajouté en autre bras 110c magnétiquement réuni au bras 110b et ayant une extrémité 112c cambrée à angle droit de façon à se trouver dans le plan qu'occupait précédemment l'extrémité 13b du bras 11b dans la réalisation de la figure 1. Il en résulte de cette disposition que, dans la position haute de l'équipage mobile, il n'y a rien de changé- par rapport au cas précédent Au contraire, dans la position basse, le circuit magnétique ne peut pas se fermer par la pièce polaire 109, qui ne possède pas de bras inférieur pour coopérer avec la partie plane 114b, de sorte quie les parties planes 114a et 114b des demi-culasses 104a et 104b sont magnétiquement directement réunies par la pièce polaire- 108 et ses bras et extrémités cambrées, sans passer par l'aimant permanent 106. Sous l'effet de la réaction d'une charge mécanique commandée, ou sous l'effet d'un ressort de rappel, l'équipage mobile reviendra donc dans sa position haute après la coupure de l'excitation de la bobine. Le fonctionnement de l'électro-aimant est donc devenu monostable.
- On va maintenant décrire, en référence à la figure 4, une autre réalisation de l'invention. Dans cette réalisation, les éléments indentiques ou analogues à ceux des réalisations précédentes ont reçu le même numéro de référence avec le chiffre 2 comme chiffre des con- taines. La description qui sa suivre portera essentiellement sur les différences.
- La pièce polaire 209 est rectiligne et n'a pas d'extrémités cambrées, la surface des entrefers étant donnée directement par le chant (ou coupe transversale) des bras 211 a et 211 b. La diminution de la surface d'entrefer donne une plus grande pente à la courbe de la force en fonction de la course, ce qui peut être acceptable ou souhaitable dans. certains cas.
- D'autre part, les extrémités. cambrées 212a et 212b de la pièce polaire 208 sont cambrées vers l'extérieur par rapport à l'axe 203 de la bobine. Il en résulte que les forces sont engendrées plus loin de l'axe 203, mais le couple correspondant peut être encaissé par la tige de guidage 217. D'autre part ces courbures vers l'extérieur nécessitent pour le montage de réaliser l'ossature de la bobine 201 en deux parties séparables avant bobinage.
- L'entrefer 12a-14a de la figure 1 est maintenant remplacé par un entrefer 212a-214a, la partie plane 214a de la demi-culasse 204a étant au même niveau que la partie plane 14a de la figure 1.
- La notion de zone d'entrefer reste donc valable si ces zones sont définies en référence à l'axe d'aimantation 7 ou 207.
- Cette disposition limite le flux de fuite entre les pièces polaires 208 et 209 et elle facilite l'implantation d'un ressort de rappel.
- Un ressort à boudin 222 est disposé sur une des extrémitée de la tige de guidage 217. Ce ressort est comprimé entre la plaque 215a et une rondelle 223, elle-même venant en butée sur un anneau élastique 224 introduit dans une gorge de la tiges de guidage 217. Un autre anneau élastique 225 peut remplacer l'écrou 20 de la figure 1. D'autre part, le palier 218a peut être vissé plus ou moins profondément sur l'étrier 219a et bloquée par un écrou 226. Un épaulement 227 du palier 218a sert de butée fixe à la rondelle 223, dans. le mouvement de cette dernière vers. la fin der course correspondante. On voit donc qu'on peut régler le moment de la course où le ressort 222 exerce sa force de rappel sur l'équipage mobile.
- A ces différences près, le fonctionnement est sensiblement le même que pour la réalistion de la figure 1.
- La dernière réalisation décrite peut être réalisée: dans une version monostable (figure 5). Dans cette version, la pièce polaire 309 ne comporte qu'un bras. 311a, et la. pièce polaire 308 possède un troisième bras 310c magnétiquement réuni au bras 310b. Ces dispositions sont analogues à celles représentées sur la figure 3 et procurent un fonctionnement monostable suivant les explications de fonctionnement données à propos de cette figure.
- La courbure 312a de la pièce polaire 308 est encore dirigée vers l'extérieur, mais la courbure 312b est dirigée vers l'intérieur ainsi que le bras 310c. Cette disposition facilite le montage et permet d'utiliser une ossature de bobine monobloc.
- On va maintenant décrire, en référence à la figure 6, une variante simplifiée de réalisation de l'invention. Dans cette variante, la culasse 404- comprend une seule pièce en U qui enveloppe au moins partiellement les extrémités de la bobine 401, les extrémités des branches de l'U constituant des parties plates 4.14a, 4-14b.
- L'équipage mobile est analogue à. celui représenté à la figure 3, avec cette différence quie, si la pièce polaire 408 présente bien des bras 410a, 410b, cambrés en 412a, 412b de manière à envelopper les branches 414a; 414b de l'U de la culasse, la pièce polaire 409 est rectiligne comme dans le cas de la figure 4 et ne travaille que par le chant de bras 411 a, 411 b.
- Le jeu entre l'équipage mobile et la bobine est prévu très faible, de sorte que c'est l'ossature de la bobine qui sert de guidage à cet équipage.
- Des lames élastiques. 430 en matériau non magnétique sont fixées sur la culasse pour jouer un rôle. de rappel.
- Dans. cette réalisation, l'électro-aimant est bistable. On pourrait le rendre monostable par les modifications exposées plus haut.
- Grâce aux progrès apportès par l'invention dans le domaine du couplage magnétique, on a pu obtenir une remarquable amélioration du rendement. Ainsi, avec une section de fer de 25 mm 2 et une épaisseur d'aimant de 2 mm, on peut obtenir un déplacement de 4 mm avec des forces en fin de course de. l'ordre de 10 Newton; en utilisant seulement une puissance de l'ordre d'un watt.
- On retrouve les avantages que procurent les circuits magnétiques à noyau plongeur sans aimant. permanent, notamment en ce qui concerne le couplage magnétique entre la bobine et les entrefers, ainsi que pour le guidage de l'équipage mobile.
- Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux exemples décrits mais couvre toute. variante technologique à la portée de l'homme de l'art.
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