EP0221801B1 - Perfectionnement aux télérupteurs électriques - Google Patents
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H47/02—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
- H01H47/04—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current
- H01H47/10—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for holding armature in attracted position, e.g. when initial energising circuit is interrupted; for maintaining armature in attracted position, e.g. with reduced energising current by switching-in or -out impedance external to the relay winding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H50/00—Details of electromagnetic relays
- H01H50/64—Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact
- H01H50/66—Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact with lost motion
Definitions
- the present invention relates to an improvement to electrical remote control devices such as remote control switches, comprising motor coils intended to cause, if they are supplied with electric motor current by means of a control member, the movement of a movable armature causing the closing (or opening) of switches or contacts placed in the user circuit, the coil being powered by electrical pulses whose duration is sufficient to cause the tilting of a bistable mechanism causing the closing (or opening ) of these switches or contacts placed on the operating circuit.
- electrical remote control devices such as remote control switches, comprising motor coils intended to cause, if they are supplied with electric motor current by means of a control member, the movement of a movable armature causing the closing (or opening) of switches or contacts placed in the user circuit, the coil being powered by electrical pulses whose duration is sufficient to cause the tilting of a bistable mechanism causing the closing (or opening ) of these switches or contacts placed on the operating circuit.
- the coils are designed and dimensioned so as to support the permanent passage of the motive electric power necessary for actuation, although only one pulse, generally of short duration, sufficient to activate the mechanism of a remote control switch and, despite this, premature aging is often observed when the device is often used.
- patents FR-A-1,151,189, GB-A-877,036, BE-A-430,975 and DE-A-2,336,238, describe electromagnets or monostable contactors providing means allowing, after a first phase of 'actuation, to decrease the electrical power in the coil, this power remaining sufficient, however, to maintain the device concerned in its active state.
- the present invention proposes to remedy the drawbacks of the prior art and to provide an improvement to this type of apparatus, which eliminates the risks of premature aging and which simultaneously makes it possible to reduce the weight, the bulk and the cost price. of these devices.
- the subject of the invention is an improvement to bistable remote control switches of the type comprising one or more coils, associated with external control means. to cause an electric motor current to pass through the coil (s), and a bistable mechanism actuated by the coil (s) and incorporating a movable element capable of being moved by the coil (s), characterized in that that a mechanical clearance is interposed between the movable element (3) and an auxiliary contact (8) so that the bistable mechanism (5) and the auxiliary contact (8) are successively actuated, the latter being actuated with a determined delay , said auxiliary contact (8) being placed on the supply circuit (A1, A2) of the coil (1) in parallel with a means (9) of electric power limitation, the limited electric power sufficient to guarantee the active position during the entire duration of the pulse which caused the moving element (3) to pass into the active position, thus avoiding untimely actuations of the bistable mechanism (5) and allowing the dimensioning of the coil (s) (1) to be reduced by adapting to the passage of the resulting brief energy pulse.
- the motor current when the motor current is applied to the coil and causes the movement of the movable element and its mechanism, the same movement causes, with an adequate delay, the opening of the auxiliary contact through which the motor current passed, so that the coil (s) are no longer supplied only by means of the only limiting means such as, for example, a resistance or a capacitance, which only authorizes the passage of a reduced power but nevertheless sufficient to maintain the armature in its position close to the coil or coils to avoid untimely actuations of the mechanism.
- the only limiting means such as, for example, a resistance or a capacitance
- the excitation pulse at full power of the coil is therefore limited to a very short duration, corresponding to this delay.
- the aforementioned delay is adjusted so that the auxiliary contact does not open until the tipping point of the device has been exceeded.
- This delay can be obtained by a simple mechanical play interposed between the mobile element and the auxiliary contact.
- the device shown is a remote control switch comprising a coil 1 wound around a fixed magnetic frame 2, for example in the shape of a U.
- a remote control switch comprising a coil 1 wound around a fixed magnetic frame 2, for example in the shape of a U.
- the motor current passes through the coil 1, it tends to tilt a mobile magnetic frame 3 around a pivot axis 4 from the inactive position shown in Figure 1 to the active position shown in Figure 3.
- the armature 3 actuates in its movement, a mechanism rod 5a which causes, during tilting in its active position , the closing (or if necessary the opening) of contact means 6, represented, for example, by two switches placed on a user electrical circuit.
- a spring 7 or another means, not shown, tends to cause the reverse movement of the armature 3 from the active position of FIG. 3, when the coil 1 is no longer supplied with current, towards the inactive position of FIG. 1.
- the supply circuit A1, A2 of the coil 1 has, for example on the conductor A1, an auxiliary contact 8 mechanically connected to the mechanism rod 5a and arranged so that, when the device is at the non-active state as shown in FIG. 1, this contact 8 is closed.
- a current limiting element such as a resistor 9, is mounted in parallel at the terminals of the contact 8. This resistor could be replaced by another current limiting means such as, for example, a capacitor.
- the value of this means 9, for example the value of the resistance is such that, taking into account the supply voltage of the circuit A1, A2, a current passing only through the resistance 9 is sufficient to maintain the armature 3 in its active position against the action of the return spring 7.
- connection between the armature 3 and the bistable mechanism 5 is effected by means of the mechanism rod 5a comprising an oblong passage 10 disposed on the rod 5a, the dimension of this oblong passage being such that in the first part of the closing stroke, from the initial position shown in FIG. 1, the mechanism rod 5a does not cause, in its movement, the auxiliary contact 8 which remains closed during this period. It is only when the end of the armature 3 has reached approximately the end of travel on the fixed armature 2 as shown in FIG. 2, that the movement of the mobile armature 3 will cause the opening of the auxiliary contact 8.
- the length of the oblong passage 10 and its arrangement are determined so that when the armature 3 will open the auxiliary contact 8, the mechanism 5 is already tilted beyond the position of non- return from which the tilting movement would continue, for example under the effect of simple inertia, to the position shown in Figure 3 even if, from this at the time, no current was anymore sent to the coil.
- the operation of the device is then as follows:
- the remote control switch is first in its inactive position in FIG. 1.
- the circuit A1, A2 is supplied with electric motor current at a voltage V.
- the coil being energized, will then cause the rapid tilting of the movable armature 3 towards the active position.
- the auxiliary contact 8 is not driven and the contact means 6 are actuated by the mechanism 5 while the auxiliary contact 8 is always in the closed position allowing the passage known as supply voltage current V.
- the continued tilting of the armature 3 causes the opening of the auxiliary contact 8. From this moment, and assuming that the voltage pulse V is extended, the coil 1 is no longer supplied only via the resistor 9 and the voltage at the terminals of the coil is, this time, limited to the value v.
- the auxiliary contact 8 remains open and the coil remains supplied with voltage v.
- the ratio of said voltages V / v is, for example, of the order of 4 but may be higher, the voltage v being preferably calculated to be simply sufficient to keep the armature 3 in its active position.
- the return to the inactive position is carried out in the usual manner, either by mechanical actuation, or under the effect of a weak spring 7 which allows the reinforcement 3 to return to its position initial inactive, and from there opening (or closing) of the contact means 6, and, after a certain time determined by the oblong passage 10, closing of the contact 8.
- the device according to the invention which has been described in relation to a remote control with movable armature but which could just as easily be described in relation to a remote control with a plunging core replacing the mobile armature, thus makes it possible to limit simply to the duration of the initial phase of tilting of the movable armature 3, the duration of the supply of the coil 1 under the driving voltage V. It is thus possible to considerably undersize the coil 1 and, consequently, reduce the price and the size of the entire device.
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Description
- La présente invention a trait à un perfectionnement aux appareils de télécommande électriques tels que télérupteurs, comportant des bobines motrices destinées à provoquer, si elles sont alimentées en courant électrique moteur par le biais d'un organe de commande, le mouvement d'une armature mobile entraînant la fermeture (ou l'ouverture) d'interrupteurs ou contacts placés dans le circuit utilisateur, la bobine étant alimentée par des impulsions électriques dont la durée est suffisante pour provoquer le basculement d'un mécanisme bistable entraînant la fermeture (ou l'ouverture) de ces interrupteurs ou contacts placés sur le circuit d'utilisation.
- Dans de tels dispositifs, les bobines sont conçues et dimensionnées de façon à supporter le passage permanent de la puissance électrique motrice nécessaire à l'actionnement, bien qu'une seule impulsion, généralement de courte durée, soit suffisante pour mettre en action le mécanisme d'un télérupteur et, malgré cela, on observe souvent un vieillissement prématuré lorsque l'appareil est souvent sollicité.
- On a déjà proposé de réaliser des relais électriques monostables dans lesquels le mouvement mécanique provoqué par l'alimentation de la bobine entraîne, vers la fin du mouvement, l'ouverture d'un contact par lequel transite le courant d'alimentation de la bobine de sorte qu'après l'ouverture de ce contact, la bobine se trouve alimentée par l'intermédiaire d'une résistance branchée en parallèle avec le contact, ce qui réduit le courant traversant la bobine et permet ainsi d'économiser de l'énergie.
- En particulier, les brevets FR-A-1.151.189, GB-A-877.036, BE-A-430.975 et DE-A-2.336.238, décrivent des électroaimants ou des contacteurs monostables prévoyant des moyens permettant, après une première phase d'actionnement, de diminuer la puissance électrique dans la bobine, cette puissance restant cependant suffisante pour maintenir le dispositif concerné dans son état actif.
- Cependant, dans le cas d'appareils électriques tels que les télérupteurs, la réduction de la dissipation de puissance dans le but d'économiser de l'énergie ne présente aucun intérêt en raison des faibles énergies normalement mises en jeu, ces télérupteurs étant basculés dans leurs états stables alternés par de simples impulsions de courant.
- La présente invention se propose de remédier aux inconvénients de l'art antérieur et de fournir un perfectionnement à ce type d'appareils, qui élimine les risques de vieillissement prématuré et qui permette simultanément de diminuer le poids, l'encombrement et le prix de revient de ces appareils.
- L'invention a pour objet un perfectionnement aux télérupteurs bistables du type comprenant une ou plusieurs bobines, associées à des moyens de commande extérieurs pour provoquer le passage d'un courant électrique moteur dans la ou les bobines, et un mécanisme bistable actionné par la ou les bobines et incorporant un élément mobile susceptible d'être déplacé par la ou les bobines, caractérisé en ce qu'un jeu mécanique est interposé entre l'élément mobile (3) et un contact auxiliaire (8) de façon que soient actionnés successivement le mécanisme bistable (5) et le contact auxiliaire (8), ce dernier étant actionné avec un retard déterminé, ledit contact auxiliaire (8) étant placé sur le circuit d'alimentation (A1, A2) de bobine (1) en parallèle avec un moyen (9) de limitation de puissance électrique, la puissance électrique limitée suffisant à garantir la position active pendant toute la durée de l'impulsion qui à provoqué le passage de l'élément mobile (3) en position active évitant ainsi des actionnements intempestifs du mécanisme bistable (5) et permettant la diminution du dimensionnement de la ou des bobines (1) en les adaptant au passage de la brève impulsion d'energie qui en résulte.
- Ainsi, lorsque le courant moteur est appliqué à la bobine et provoque le mouvement de l'élément mobile et de son mécanisme, le même mouvement provoque, avec un retard adéquat, l'ouverture du contact auxiliaire par lequel passait le courant moteur, de sorte que la ou les bobine(s) ne sont plus alimentées que par le biais du seul moyen de limitation tel que, par exemple, une résistance ou une capacité, qui n'autorise que le passage d'une puissance réduite mais néanmoins suffisante pour maintenir l'armature dans sa position rapprochée de la ou des bobines pour éviter des actionnements intempestifs du mécanisme.
- L'impulsion d'excitation à pleine puissance de la bobine se trouve donc limitée à une durée très courte, correspondant à ce retard.
- Le retard précité est réglé de façon que le contact auxiliaire ne s'ouvre qu'une fois que le point de basculement de l'appareil est dépassé. Ce retard peut être obtenu par un simple jeu mécanique interposé entre l'élément mobile et le contact auxiliaire.
- Conformément à l'invention, on peut donc sous-dimensionner considérablement la ou les bobines par rapport aux caractéristiques qu'elle(s) devrai(en)t présenter si elle(s) étai(en)t parcourue(s) par la puissance d'alimentation motrice pendant toute la durée d'activation.
- D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple et se référant au dessin annexé, dans lequel :
- la figure 1 représente une vue schématique d'un télérupteur perfectionné selon l'invention à l'état inactif ;
- la figure 2 représente une vue de ce télérupteur pendant son basculement vers l'état actif ;
- la figure 3 représente une vue de ce télérupteur à l'état actif.
- L'appareil représenté est un télérupteur comportant une bobine 1 enroulée autour d'une armature magnétique fixe 2, par exemple en forme de U. Lorsque le courant moteur passe à travers la bobine 1, il tend à faire basculer une armature magnétique mobile 3 autour d'un axe de pivotement 4 depuis la position inactive représentée sur la figure 1 vers la position active représentée sur la figure 3. L'armature 3 actionne dans son mouvement, une tige de mécanisme 5a qui provoque, lors du basculement dans sa position active, la fermeture ( ou le cas échéant l'ouverture) de moyens de contact 6, représentés, par exemple, par deux interrupteurs placés sur un circuit électrique utilisateur.
- Un ressort 7 ou un autre moyen non représenté, tend à provoquer le mouvement inverse de l'armature 3 depuis la position active de la figure 3, lorsque la bobine 1 n'est plus alimentée en courant, vers la position inactive de la fig. 1.
- La position (ouverte ou fermée) (des interrupteurs 6 reste maintenue, même lorsque l'armature revient en position inactive grâce à la présence d'un mécanisme bistable 5, de type usuel, de sorte qu'un changement de position n'interviendra que lors d'une nouvelle excitation de la bobine.
- Conformément à l'invention, le circuit d'alimentation A1, A2 de la bobine 1 possède, par exemple sur le conducteur A1, un contact auxiliaire 8 mécaniquement relié à la tige de mécanisme 5a et agencé de façon que, lorsque le dispositif est à l'état non actif tel que représenté sur la figure 1, ce contact 8 soit fermé. Un élément limiteur de courant, tel qu'une résistance 9, est monté en parallèle aux bornes du contact 8. Cette résistance pourrait être remplacée par un autre moyen limiteur de courant tel que, par exemple, une capacité. La valeur de ce moyen 9, par exemple la valeur de la résistance, est telle que, compte tenu de la tension d'alimentation du circuit A1, A2, un courant ne passant que par la résistance 9 suffit à maintenir l'armature 3 dans sa position active contre l'action du ressort de rappel 7.
- On voit, par ailleurs, que la liaison entre l' armature 3 et le mécanisme bistable 5 s'effectue par l'intermédiaire de la tige de mécanisme 5a comportant un passage oblong 10 disposé sur la tige 5a, la dimension de ce passage oblong étant telle que dans la première partie de la course de fermeture, à partir de la position initiale représentée sur la figure 1, la tige de mécanisme 5a n'entraîne pas, dans son mouvement, le contact auxiliaire 8 qui reste fermé pendant cette période. Ce n'est que lorsque l'extrémité de l'armature 3 est parvenue approximativement en fin de course sur l'armature fixe 2 comme représenté sur la figure 2, que la suite du mouvement de l'armature mobile 3 va provoquer l'ouverture du contact auxiliaire 8. La longueur du passage oblong 10 et sa disposition sont déterminées de façon qu'au moment où l'armature 3 va ouvrir le contact auxiliaire 8, le mécanisme 5 se trouve déjà basculé au-delà de la position de non-retour à partir de laquelle le mouvement de basculement se poursuivrait, par exemple sous l'effet de la simple inertie, jusqu'à la position représentée sur la figure 3 même si, à partir de ce moment, aucun courant n'était plus adressé à la bobine.
- Le fonctionnement du dispositif est alors le suivant :
Le télérupteur est d'abord dans sa position inactive de la figure 1. A ce moment, on alimente le circuit A1, A2 en courant électrique moteur sous une tension V. La bobine, étant excitée, va alors provoquer le basculement rapide de l'armature mobile 3 vers la position active. Comme cela a été vu, pendant une première partie de la course de basculement, le contact auxiliaire 8 n'est pas entraîne et les moyens de contact 6 sont actionnés par le mécanisme 5 alors que le contact auxiliaire 8 est toujours en position fermée permettant le passage dit courant d'alimentation sous tension V. - Une fois que la position de la figure 2 a été atteinte, la poursuite du basculement de l'armature 3 provoque cette fois-ci l'ouverture du contact auxiliaire 8. A partir de ce moment, et en admettant que l'impulsion de tension V se prolonge, la bobine 1 n'est plus alimentée que par l'intermédiaire de la résistance 9 et la tesion aux bornes de la bobine est, cette fois-ci, limitée à la valeur v. Lorsque l'armature 3 est arrivée à sa position finale active, le contact auxiliaire 8 reste ouvert et la bobine reste alimentée sous la tension v. Le rapport desdites tensions V/v est, par exemple, de l'ordre de 4 mais peut être supérieur, la tension v étant calculée de préférence pour être simplement suffisante pour maintenir l'armature 3 dans sa position active.
- A la fin de l'impulsion, le retour en position inactive s'effectue de façon usuelle, soit par un actionnement mécanique, soit sous l'effet d'un faible ressort 7 ce qui permet le retour de l'armature 3 dans sa position initiale inactive, et à partir de là ouverture ( ou la fermeture) des moyens de contact 6, et, au bout d'un certain temps déterminé par le passage oblong 10, la fermeture du contact 8.
- Le dispositif selon l'invention, qui a été décrit à propos d'un télérupteur à armature mobile mais qui pourrait tout aussi bien être décrit à propos d'un télérupteur à noyau plongeant remplaçant l'armature mobile, permet ainsi de limiter simplement à la durée de la phase initiale de basculement de l'armature mobile 3, la durée de l'alimentation de la bobine 1 sous la tension motrice V. On peut ainsi considérablement sous-dimensionner la bobine 1 et, en conséquence, réduire le prix et l'encombrement du dispositif tout entier.
Claims (5)
- Télérupteur bistable du type comprenant une ou plusieurs bobines (1) associées à des moyens de commande extérieurs pour provoquer le passage d'un courant électrique moteur dans la ou les bobines (1) et un mécanisme bistable (5) actionné par la ou les bobines (1) et incorporant un élément mobile (3) susceptible d'être déplacé par la ou les bobines (1), caractérisé en ce qu'un jeu mécanique est interposé entre l'élément mobile (3) et un contact auxiliaire (8) de façon que soient actionnés successivement le mécanisme bistable (5) et le contact auxiliaire (8), ce dernier étant actionné avec un retard déterminé, ledit contact auxiliaire (8) étant placé sur le circuit d'alimentation (A1, A2) de bobine (1) en parallèle avec un moyen (9) de limitation de puissance électrique, la puissance électrique limitée suffisant à garantir la position active pendant toute la durée de l'impulsion qui a provoqué le passage de l'élément mobile (3) en position active évitant ainsi des actionnements intempestifs du mécanisme bistable (5) et permettant la diminution du dimensionnement de la ou des bobines (1) en les adaptant au passage de la brève impulsion d'energie qui en résulte.
- Télérupteur bistable selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un moyen (10) déterminant le susdit retard dans l'actionnement du mécanisme (5) pour n'autoriser l'ouverture dudit contact auxiliaire (8) qu'une fois que le point de non-retour du mouvement du mécanisme bistable (5) a été dépassé.
- Télérupteur bistable selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit moyen de limitation de puissance électrique est une résistance (9).
- Télérupteur bistable selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit moyen de limitation de puissance électrique est une capacité.
- Télérupteur bistable selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une tige de mécanisme (5a) qui coopère avec l'élément mobile (3) et avec le mécanisme bistable (5) et qui présente un passage oblong (10) conçu pour actionner le contact auxiliaire (8) avec ledit retard par rapport au mécanisme bistable (5).
Priority Applications (1)
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| FR8515185A FR2588691B1 (fr) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | Perfectionnement aux telerupteurs electriques |
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Family Applications (1)
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Country Status (4)
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| AT (1) | ATE99452T1 (fr) |
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