Electro-aimant avec équipage mobile à aimant permanent, notamment pour contacteur

Description

[0001] La présente invention concerne un électro-aimant avec équipage mobile à aimant permanent, notamment pour contacteur.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] 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:

[0005] 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.

[0006] 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.

[0007] Enfin, dans le cas d'un fonctionnement monostable, une partie seulement du flux de la bobine passe par les entrefers.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] 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.

[0020] 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.

[0021] Grâce à de guidage: précis, on élimine pratiquement tours les risques de fermeture incomplète ou en coin du circuit magnétique.

[0022] 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.

[0023] 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.

[0024] 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.

[0025] 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.

[0026] 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.

[0027] D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre.

[0028] 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.

[0029] 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.

[0030] 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.

[0031] 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.

[0032] 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.

[0033] 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.

[0034] 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.

[0035] 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.

[0036] 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).

[0037] L'âme de la bobine 1 présente une section sensiblement rectangulaire (figure 2), pratiquement remplie par les aimants et les pièces polaires.

[0038] Le fonctionnement de cet électro-aimant est le suivante

[0039] 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.

[0040] 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.

[0041] 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.

[0042] On a donc un fonctionnement bistable, mais sans faire appel à une force de rappel et avec un meilleur rendement.

[0043] 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.

[0044] 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.

[0045] 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.

[0046] 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.

[0047] 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.

[0048] On va maintenant décrire, en référence à la figure 3, une variante de réalisation de l'invention destinée à procurer un fonctionnement monostable.

[0049] 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.

[0050] 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.

[0051] 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.

[0052] 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.

[0053] 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.

[0054] 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.

[0055] La notion de zone d'entrefer reste donc valable si ces zones sont définies en référence à l'axe d'aimantation 7 ou 207.

[0056] Cette disposition limite le flux de fuite entre les pièces polaires 208 et 209 et elle facilite l'implantation d'un ressort de rappel.

[0057] 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.

[0058] A ces différences près, le fonctionnement est sensiblement le même que pour la réalistion de la figure 1.

[0059] 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.

[0060] 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.

[0061] 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.

[0062] 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.

[0063] 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.

[0064] Des lames élastiques. 430 en matériau non magnétique sont fixées sur la culasse pour jouer un rôle. de rappel.

[0065] Dans. cette réalisation, l'électro-aimant est bistable. On pourrait le rendre monostable par les modifications exposées plus haut.

[0066] 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.

[0067] 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.

[0068] 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.

Revendications

1. Electro-aimant, notamment pour contacteur, comprenant un équipage mobile en translation constitué par au moins un aimant permanent (16, 106, 206, 306, 406) et deux pièces (8,9; 108,109; 208,209; 308,309; 408,409) conductrices de flux fixées respectivement à chaque. face polaire dudit aimant perpendiculairement à l'axe d'aimentation (7, 107, 207, 307, 407) de l'aimant, lesdites pièces polaires ayant des bras (10a, 10b, 11 a, 11b; 110a, 110b, 11 Oc, 111 a; 210a, 210b, 211a, 211b; 310a, 310b, 310c, 311a; 410a, 410b, 411 a, 411b) debordant des faces polaires, au moins une des pièces polaires présentant des bras dont les extrémites (12a, 12b, 13a, 13b; 112a, 112b, 112c, 113a; 212a, 212b; 312a, 312b, 310C; 412a, 412b) sont cambrées à angle droit pour définir, avec au moins un bras de l'autre pièce polaire, deux zones d'entrefer coopérant avec une culasse (4, 104, 204, 304,404) montée sur une bobine (1, 101, 201, 301, 401) qui coopère magnétiquement avec l'aimant, ces zones d'entrefer étant disposées de part et d'autre de l'axe d'aimantation, ledit axe d'aimantation de l'aimant étant perpendiculaire à celui (3, 103, 203, 303, 403) de la bobine, la culasse fixe entourant les deux extrémités de la bobine et des parties planes (14a, 14b; 114a, 114b; 214a, 214b; 314a, 314b; 414a, 414b) 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, caractérisé en ce que ledit équipage mobile est situé à l'intérieur de la bobine (1, 101, 201, 301, 401), des moyens de guidage étant prévus pour permettre son déplacement translatif suivant l'axe (3, 103, 203, 303, 403) de la bobine de façon à constituer un noyau-plongeur, en ce que l'âme de la bobine a une section sensiblement rectangulaire occupée par l'aimant (6, 106, 206, 306, 406) et les pièces polaires (8. 9, 108, 109; 208, 209; 308, 309; 408, 409), en ce que les zones d'entrefer sont disposées aux deux extrémités de la bobine, et en ce que la culasse fixe (4, 104, 204, 304, 404) 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 (14a, 14b; 114a, 114b; 214a, 214b; 314a, 314b; 414a, 414b) de la culasse.

2. Electo-aimant selon la revendication 1, à deux positions stables en l'absence d'excitation de la bobine, caractérisé en ce que chaque pièce polaire (8, 9; 208, 209; 408, 409) forme deux bras (10a, 10b; 210a, 210b; 410a, 410b et respectivement 11a, 11b; 211a, 211b; 411a, 411b) s'étendant respectivement de part et d'autre de l'axe d'aimantation (7; 207, 407), en ce qu'au moins une pièce polaire (8; 208, 408) a des extrémités (12a, 12b; 212a, 212b; 412a, 412b) de ses bras (10a, 10b; 210a, 210b; 410a, 410b), cambrées à angle droit et en ce que ces extrémités sont cambrées au-delà des bras de l'autre pièce polaire (9, 209, 409) par rapport à l'axe d'aimentation.

3. Electro-aimant selon la revendication 1, à une seule position stable en l'absence d'excitation de la bobine, caractérisé en ce qu'une première pièce polaire (109; 309) forme un bras unique (111a; 311a) s'étendant d'un premier côté de l'axe d'aimantation (107, 307), tandis que l'autre pièce polaire (108; 308) a, du premier côté de l'axe d'aimantation, un bras (110a; 310a) dont l'extrémité (112a; 312a) est cambrée à angle droit au-delà dudit bras unique (11a; 311a) de la première pièce polaire (109; 309), par rapport à l'axe d'aimantation, et, du deuxième côté de l'axe d'aimantation, deux bras (110b, 110c; 310b, 310c) magnétiquement réunis, dont les extrémités (112b, 112c; 312b, 310c) sont respectivement cambrées à angle droit l'une (112b; 312b) au-delá de l'autre (112c; 310c) par rapport à l'axe d'aimantation.

4. Electro-aimant selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la culasse (4; 104; 204; 304) comprend deux demi-culasses (4a, 4b; 104a, 104b; 204a, 204b; 304a, 304b) 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 (14a, 14b; 114a, 114b; 214a; 214b; 314a, 314b) des demi-culasses.

5. Electro-aimant selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'équipage mobile est muni d'une tige de guidage (17; 117; 217; 317) disposée suivant l'axe de la bobine, coulissant dans des paliers (18; 118; 218; 318) fixés sur des étriers (19; 119; 219; 319) qui sont fixés respectivement sur chaque demi-culasse.

6. Electro-aimant selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'équipage mobile comprend deux aimants (6a, 6b) à axe parallèles, entre lesquels passe la tige de guidage (17), et en ce que les aimants (6a, 6b) sont immobilisés par des plaques (15) disposées perpendiculairement à la tige de guidage (17) et comportant des languettes (16) serties dans des trous ou des fentes des pièces polaires (8, 9).

7. Electro-aimant selon l'une des revendications 5 ou. 6, caractérisé en ce qu'un ressort à boudin à compression (222) est disposé sur la tige de guidage (217), entre, d'une part, le corps de l'équipage mobile et, d'autre part, une rondelle (223) appliquée par ledit ressort (222) contre un épaulement (224) de la tige de guidage (217), une butée fixe (227) coopérant avec ladite rondelle (223) étant prévue pour définir le point de la course de l'équipage mobile où le ressort commence son action de rappel.

8. Electro-aimant selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'une (208) des pièces polaires a ses bras (210a, 210b) cambrés à l'opposé de l'axe (203) de la bobine (201), ladite bobine comprenant un enroulement réalisé sur une ossature formée de deux demi-ossatures séparables avant bobinage.

9. Electro-aimant selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'une (308) des pièces polaires a ses bras cambrés l'un (310b) vers l'axe (303) de la bobine (301) et l'autre (310a) dans le sens opposé, la bobine (301) comprenant une ossature monobloc.

10. Electro-aimant suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la culasse (404) est un U pour envelopper au moins partiellement les extrémités de la bobine (401), la pièce polaire (408) la plus éloignée de la culasse ayant ses bras (41 Oa, 41 Ob) cambrés en direction de la culasse (404) pour envelopper au moins partiellement les branches (414a, 414b) de l'U de la culasse, et l'autre pièce polaire (409) étant rectiligne.

Ansprüche

1. Elektromagnet, insbesondere für einen Magnetschalter, mit einem translationsbeweglichen Teil bestehend aus wenigstens einem Permanentmagneten (6, 106, 206, 306, 406) und zwei den Fluß leitenden Polstücken (8, 9; 108, 109; 208, 209; 308, 309; 408, 409), die jeweils an einer Polfläche des Magneten senkrecht zur Magnetisierungsachse (7, 107, 207, 307, 407) des Magneten befestigt sind und über die Polflächen hinausragende Schenkel (20a, 10b, 11 a, 11 b; 110a, 11b, 110c, 111a; 21Oa, 21 Ob; 231a, 211b; 310a, 310b, 310c, 311 a; 410a, 41 Ob, 411a, 411 b) aufweisen, wobei wenigstens eines der Polstücke Schenkel aufweist, deren Enden (12a, 12b, 13a, 13b; 112a, 112b, 112c, 113a, 212a, 212b; 213a, 312b, 310c; 412a, 412b) im rechten Winkel abgebogen sind, um mit wenigstens einem Schenkel des anderen Polstückes zwei Spaltzonen zu bilden, die mit einem auf einer Spule montierten Magnetjoch (4, 104, 204, 304, 404) zusammenwirken, wobei die Spule mit dem Magneten magnetisch zusammenwirkt und die Spaltzonen auf beiden Seiten der Magnetisierungsachse angeordnet sind, die ihrerseits senkrecht zur Achse (3, 103, 203, 303, 403) der Spule verläuft, und wobei das feste Magnetjoch die beiden Enden der Spule umgibt und ebene Teile (14a, 14b; 114a, 114b; 214a, 214b; 314a, 314b; 4.14a, 414b) des: Magnetjochs, die parallel zur Magnetisierungsachse verlaufen, jeweils derart in eine Spaltzone hineinragen, daß für wenigstens eine stabile Position des beweglichen Teils ein ebener Teil des Mägnetjochs in Kontakt mit einem der Polstücke steht, während der andere ebene Teil in Kontaktmit dem anderen Polstück ist, dadurch gekennzeichnet; daß der bewegliche Teil im Inneren der Spule (1, 101, 201, 301, 401) angeordnet ist, wobei Führungsmittel vorgesehen sind, um seine Translationsbewegung längs der Achse (6, 106; 206, 306; 406) der Spule zu erlauben so daß ein Tauchkern gebildet wird, daß die Öffnung der Spule einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzt, in dem sich die Magneten (6, 106, 206, 306, 406) und die Polstücke (8, 9; 108, 109; 208, 209; 308, 309; 408, 409;) befinden, daß die Spaltzonen an den beiden Enden der Spule angeordnet sind und daß das feste Magnetjoch (4, 104, 204, 304, 404) parallel zur Achse der Spule liegt und außerhalb der Spule derart angeordnet ist, daß die ebenen Teile (14a, 14b; 114a, 114b; 214a, 214b; 314a, 314b; 414a, 414b) des Magnetjochs magnetisch miteinander verbunden werden.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, mit zwei stabilen Positionen bei Nichtvorhandensein einer Erregung der Spule, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Polstück (8, 9; 208, 209; 408, 409) zwei Schenkel (10a, 10b; 210a, 210b; 410a, 41 Ob bzw. 11a, 11b; 211a, 211b; 411 a, 411 b) bildet, die sich auf beiden Seiten der Magnetisierungsachse (7, 207, 407) erstrecken, daß wenigstens ein Polstück (8, 208, 408) an den Enden (12a, 12b; 212a, 212b; 412a, 412b) seiner Schenkel (10a, 10b; 210a, 210b; 4-10a, 4.10b) im rechten Winkel abgebogen ist, und daß diese Enden bezüglich der Magnetisierungsachse jenseits des jeweiligen Schenkels des anderen Polstücks (9, 209, 409) abgebogen sind.

3. Elektromagnet nach Anspruch 1, mit einer einzigen stabilen Position bei Nichtvorhandensein einer Erregung der Spule, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Polstück (109, 309) einen einzigen Schenkel (111 a, 311a) bildet, der sich auf einer ersten Seite der Magnetisierungsachse (107, 307) erstreckt, während das andere Polstück (108, 308) auf dieser ersten Seite der Magnetisierungsachse einen Schenkel (110a, 310a) aufweist, dessen Ende (112a, 312a) bezüglich der Magnetisierungsachse jenseits des einen Schenkels (111 a, 311 a) des ersten Polstücks (109, 309) in einem rechten Winkel abgebogen ist und auf der anderen Seite der Magnetisierungsachse zwei magnetisch verbundene Schenkel (11 Ob, 110c; 310b, 310c) bildet, deren Enden (112b, 112c; 312b, 310c) eines (112b; 312b) hinter dem anderen (112c; 310c) in bezug auf die Magnetisierungsachse abgebogen sind.

4. Elektromagnet nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetjoch (4; 104; 204; 304) zwei Halbjoche (4a, 4b; 104a, 104b; 204a, 204b; 304a, 304b) in U-Form aufwehst, die einstellbar ineinandergreifen, so daß die: lichte Weite zwischen den ebenen Teilen (14a, 14b; 114a, 114b; 214a, 214b; 314a, 314b) der Halbjoche einstellbar ist.

5. Elektromagnet nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil mit einem längs der Spulenachse angeordneten Führungsschaft (17; 117; 217; 317) versehen ist, der in Lagern (18; 118; 218; 318) gleitet; welche auf jeweils auf den Haibjochen befestigten Bügeln (19; 119; 219; 319) angebracht sind-

6. Elektromagnet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil zwei Magneten (6a, 6b) mit parallelen Achsen aufweist, zwischen denen der Führungsschaft (17) verläuft, und daß die magneten (6a, 6b) durch Platten (15) unbeweglich. gemacht sind, die senkrecht zum Führungsschaft (17) angeordnet sind und Zungen (16) tragen, die in Öffnungen oder Schlitze der Polstücke (8,9) eingesetz sind.

7. Elektromagnet nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schraubendruckfeder (222) auf dem Führungsschaft (217) zwischen dem Körper des beweglichen Teils . einerseits und einter Unterlegscheibe (223) anderseits angeordnet ist, die mittels der Feder (222) gegen eine Schulter (224) des Führungsschaftes (217) gedrückt wird, wobei ein mit der Unterlegscheibe (223) zusammenwirkender fester Anschlag (227) vorgesehen ist, um den Punkt des Weges des beweglichen Teils festzulegen, an dem die Feder die Rückstellaktion beginnt.

8. Elektromagnet nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eines (208) der Polstücke von der Achse (203) der Spule (201) weggebogene Schenkel (210a, 210b) aufweist und daß die Spule eine Wicklung aufweist, die auf einem Spulenkörper aufgebracht ist, der aus zwei Halbkörpem gebildet ist, die vor der Bewicklung trennbar sind.

9. Elektromagnet nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eines (308) der Polstücke Schenkel aufweist, die auf einer Seite (310b) gegen die Spulenachse (301) und auf der anderen Seite (310a) im entgegengesetzten Sinn gebogen sind, wobei die Spule (301) einen einteiligen Spulenkörper aufweist.

10. Elektromagnet nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetjoch (404) U-förmig ausgebildet ist, um wenigstens teilweise die Enden der Spule (401) zu umfassen, und daß das vom Magnetjoch am entfemtesten angeordneten Polstück (408) zum Magnetjoch (404) agbebogene Schenkel (41 Oa,. 410b) aufweist und wenigstens teilweise die Schenkel (414a, 414b) des U des Magnetjochs übergreift, während das andere Polstück (409) gerade ausgebildet ist.

Claims

1. An electromagnet especially for a contactor and comprising a moving system movable by translation and constituted by at least one permanent magnet (6, 106, 206, 306, 406) and two flux-conducting pole-pieces (8, 9; 108, 109; 208, 209; 308, 309; 408, 409) secured respectively to each pole face of said magnet at right angles to the axis of magnetization (7, 107, 207, 307, 407) of the magnet, said pole-pieces being provided with arms (10a, 10b, 11a, 11b; 110a, 110b, 110c; 111a; 210a, 210b, 211a, 211b; 310a, 310b, 310c, 311a; 410a, 410b, 411a, 411b) which project from the pole faces, at least one of the pole-pieces being provided with arms whose ends (12a, 12b, 13a, 13b; 112a, 112b, 112c, 113a; 212a, 212b; 312a, 312b, 310c; 412a, 412b) are bent at right angles so as to define two air-gap zones with at least one arm of the other pole-piece, said air-gap zones being adapted to cooperate with a yoke (4,104, 204, 304, 404) mounted on a coil unit (1, 101, 201, 301, 401) which cooperates magnetically with the magnet, said. air-gap zones being located on each side of the magnetization axis, said axis of magnetization being perpendicular to that (3, 103, 203, 303, 403) of the coil unit the stationary yoke surrounding the two ends of the coil unit, while flat portions (14a, 14b; 114a, 114b; 214a, 214b; 314a, 314b; 414a, 414b) of the yoke, which are parallel to the axis of magnetization, each penetrate respectively into one air-gap zone so that, in at least one stable position of the moving system, one flat portion of the yoke is in contact with one of the pole-pieces whilst the.other flat portion is in contact with the other pole-piece, characterized in that said moving system is placed within the interior of the coil unit (1,101, 201, 301, 401), guiding means being provided so as to permit translational displacement of said system along the axis (3, 103, 203, 303, 403) of the coil unit in such a manner as to constitute a sliding armature, in that the space inside the coil unit has a substantially rectangular cross-section occupied by the magnet (6, 106, 206, 306, 406) and the pole-pieces (8, 9, 108, 109, 208, 209, 308, 309, 408, 409), in that the air-gap zones are located at the two ends of the coil unit, and in that the stationary yoke (4, 104, 204, 304, 404) is parallel to the axis of the coil unit such as to magnetically connect together the flat portions (14a, 14b; 114a, 114b; 214a, 214b; 314a, 314b; 414a, 414b).

2. An electromagnet according to claim 1 and having two stable positions when the coil is not energized, characterized in that each pole-piece (8, 9; 208, 209; 408, 409) forms two arms (10a, 10b; 210a, 210b, 410a, 410b and respectively 11a, 11b; 211a, 211b; 411a, 411 b) extending respectively on each side of the axis of magnetization (7, 207, 407), in that the arms (10a, 10b; 210a, 210b; 410a, 410b) of at least one pole piece (8; 208; 408) has end portions (12a, 12b; 212a, 212b; 412a, 412b) which are bent at right angles and in that said end portions are bent beyond the arms of the other pole-piece (9, 209, 409) with respect to the axis of magnetization.

3. An electromagnet according to claim 1 and having a single stable position when the coil is not energized, characterized in that a first pole-piece (109; 309) forms a single arm (111 a; 311 a) extending on a first side of the axis of magnetization (107, 307) whilst the other pole-piece (108; 308) is provided on the first side of the axis of magnetization with an arm (110a, 310a) whose end portion (112a; 312a) is bent at right angle beyond said single arm (111a, 311a) of the first pole-piece (109; 309) with respect to the axis of magnetization and is provided on the second side of the axis of magnetization with two magnetically coupled arms (110b, 110c; 310b, 310c) whose end portions (112b, 112c; 312b, 312c) are respectively bent at right angles and one (112b; 312b) beyond the other (112c, 310c) with respect to the axis of magnetization.

4. An electromagnet according to claim 2 or claim 3, characterized in that the yoke (4; 104; 204; 304) comprises two U-shaped half-yokes (4a, 4b; 104a, 104b; 204a, 204b; 304a, 304b) which can be adjustably interengaged so as to permit adjustment of the spacing between the flat portions (14a, 14b; 114a, 114b; 214a, 214b; 314a, 314b) of said half-yokes.

5. An electromagnet according to claim 4, characterized in that the moving system is provided with a guide rod (17; 117; 217; 317) placed along the axis of the coil unit and slidably mounted in bearings (18; 118; 218; 318) secured on stirrups (19, 119, 219, 319) which are secured respectively on each half-yoke.

6. An electromagnet according to claim 5, characterized in that the moving system comprises two magnets (6a, 6b) having parallel axes between which the guide rod (17) passes and in that the magnets (6a, 6b) are locked in position by means of plates (15) located at right angles to the guide rod (17) and provided with tongues (16) force-fitted in holes or slots of the pole-pieces (8, 9).

7. An electromagnet according to claim 5 or claim 6, characterized in that a helical compression spring (222) is placed on the guide rod (217) between on the one hand the body of the moving system and on the other hand a washer (223) applied by said spring (222) against an annular shoulder (224) of the guide rod (217), a stationary stop (227) cooperating with said washer (223) and being adapted to define the point of the travel of the moving system at which the spring begins its restoring action.

8. An electromagnet according to claim 7, characterized in that the arms (210a, 210b) of one (208) of the pole-pieces are bent away from the axis (203) of the coil unit, said unit comprising a winding formed on a frame consisting of two half-frames which are separable prior to winding.

9. An electromagnet according to claim 7, characterized in that one arm (31Ob) of one (308) of the pole-pieces is bent towards the axis (303) of the coil unit (301) whilst the other arm (310a) is bent in the contrary direction, said coil unit (301) comprising a one-piece frame.

10. An electromagnet according to claim 2 or claim 3, characterized in that the yoke (404) has the shape of a U so as to embrace the ends of the coil unit (401) at least to a partial extent, the arms (410a, 410b) of the pole-piece (408) which is located at the greatest distance from the yoke being bent towards yoke (404) in order to embrace the branches (414a, 414b) of the U of the yoke at least to a partial extent whilst the other pole-piece (409) is rectilinear.

Dessins