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FR2743934A1 - Interruptable magnetic coupling data transfer unit for electricity consumption measurement - Google Patents

Interruptable magnetic coupling data transfer unit for electricity consumption measurement
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Abstract

The magnetic transfer coupling unit has a box arrangement containing an outer inductive coil (4) and a centre ferrite body (5). There is an outer circular section (6) around the inner section, intended to provide centering of the first bobbin, for interaction with a second magnetically coupled circuit. The base of the unit has an elastic deadener section made of a recyclable material, such as spongy polyurethane, to absorb shocks when a second unit is placed against the magnetic coupling unit.

Description

Translated fromFrench

L'invention a trait à un dispositif de couplage magnétique interruptible et à un système de transfert de données comprenant un tel dispositif de couplage magnétique interruptible. The invention relates to an interruptible magnetic coupling device and to a data transfer system comprising such an interruptible magnetic coupling device.

Un dispositif de couplage magnétique constitue l'extrémité d'un conducteur électrique relié à un appareil électrique ou électronique susceptible de transmettre des informations sous forme d'un flux magnétique. Un exemple de réalisation d'un tel dispositif de couplage magnétique interruptible est utilisé dans les systèmes de mesure de la consommation électrique des habitations ou des locaux industriels. Un compteur électrique est installé à l'intérieur de la partie privative de l'habitation ou du local industriel et est relié par un bus de communication à un dispositif de couplage magnétique interruptible logé dans un coffret facilement accessible par un agent d'exploitation, ce coffret pouvant être placé dans la rue ou dans les parties communes d'un immeuble. A magnetic coupling device constitutes the end of an electrical conductor connected to an electrical or electronic device capable of transmitting information in the form of a magnetic flux. An exemplary embodiment of such an interruptible magnetic coupling device is used in systems for measuring the electrical consumption of dwellings or industrial premises. An electric meter is installed inside the private part of the dwelling or industrial premises and is connected by a communication bus to an interruptible magnetic coupling device housed in a box easily accessible by an operating agent. box that can be placed in the street or in the common parts of a building.

Un dispositif de couplage magnétique comprend essentiellement une bobine inductive et un corps en ferrite susceptible de coopérer avec une seconde bobine inductive et un second corps en ferrite d'un dispositif du même type placé à proximité pour transmettre un flux magnétique du dispositif de couplage magnétique interruptible vers un second dispositif de couplage magnétique interruptible et réciproquement à travers un entrefer constitué par l'épaisseur des capotages des deux dispositifs de couplage. En pratique, un dispositif de couplage magnétique interruptible est fixé à l'intérieur d'un coffret alors qu'un autre dispositif de couplage magnétique interruptible susceptible de coopérer avec le premier est relié avec un terminal de saisie portable manipulé par l'opérateur d'exploitation.Ainsi, l'opérateur peut connecter son terminal au compteur électrique d'une habitation ou d'un local industriel en faisant coopérer deux dispositifs de couplage magnétique interruptible. A magnetic coupling device essentially comprises an inductive coil and a ferrite body capable of cooperating with a second inductive coil and a second ferrite body of a device of the same type placed nearby to transmit a magnetic flux from the interruptible magnetic coupling device towards a second interruptible magnetic coupling device and vice versa through an air gap formed by the thickness of the covers of the two coupling devices. In practice, an interruptible magnetic coupling device is fixed inside a box while another interruptible magnetic coupling device capable of cooperating with the first is connected with a portable input terminal operated by the operator. In this way, the operator can connect his terminal to the electric meter of a house or industrial premises by making two interruptible magnetic coupling devices cooperate.

Un problème essentiel des dispositifs de couplage magnétique interruptible est qu'ils sont soit logés dans des coffrets facilement accessibles, soit transportés à longueur de journée par un opérateur. Dans tous les cas, ces dispositifs doivent pouvoir supporter des accélérations importantes dues à des chocs. C'est pourquoi il est admis que ces dispositifs doivent pouvoir supporter des chocs normalisés correspondants à une énergie de cinq joules, soit approximativement à l'impact d'un poids d'un kilogramme en chute libre sur 50 cm. On a donc envisagé de noyer la bobine et le corps en ferrite qui lui est associé dans une résine en polyuréthane remplissant l'ensemble du boîtier du dispositif de couplage magnétique interruptible. An essential problem with interruptible magnetic coupling devices is that they are either housed in easily accessible boxes or transported all day long by an operator. In all cases, these devices must be able to withstand significant accelerations due to shocks. This is why it is accepted that these devices must be able to withstand standardized shocks corresponding to an energy of five joules, or approximately the impact of a weight of one kilogram in free fall over 50 cm. It has therefore been envisaged to drown the coil and the ferrite body associated therewith in a polyurethane resin filling the entire housing of the interruptible magnetic coupling device.

Si cette solution est satisfaisante du point de vue de la résistance aux chocs des dispositifs de couplage magnétique interruptible, elle ne permet pas d'envisager le démontage de ces dispositifs pour les opérations de maintenance qui sont nécessaires au cours de la durée de vie d'un tel dispositif. En outre, le moulage de la résine polyuréthane ne permet pas de recycler tout ou partie des éléments constitutifs des dispositifs de couplage magnétique de l'art antérieur.If this solution is satisfactory from the point of view of the impact resistance of the interruptible magnetic coupling devices, it does not make it possible to envisage dismantling these devices for the maintenance operations which are necessary during the service life of such a device. In addition, the molding of the polyurethane resin does not make it possible to recycle all or part of the constituent elements of the magnetic coupling devices of the prior art.

Le but essentiel de l'invention est de définir un dispositif de couplage magnétique interruptible apte à résister à des chocs importants, tout en étant démontable et recyclable. The essential object of the invention is to define an interruptible magnetic coupling device capable of withstanding large shocks, while being removable and recyclable.

Dans cet esprit, l'invention concerne un dispositif de couplage magnétique interruptible comprenant un boîtier contenant une bobine inductive, un corps en ferrite et un moyen de centrage de ladite bobine par rapport à une seconde bobine appartenant à un second dispositif de couplage. Le dispositif de couplage de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un amortisseur élastique occupant sensiblement l'ensemble du volume laissé libre par ladite bobine, ledit corps en ferrite et ledit moyen de centrage à l'intérieur dudit boîtier. In this spirit, the invention relates to an interruptible magnetic coupling device comprising a housing containing an inductive coil, a ferrite body and a means for centering said coil relative to a second coil belonging to a second coupling device. The coupling device of the invention is characterized in that it further comprises an elastic damper occupying substantially the entire volume left free by said coil, said ferrite body and said centering means inside said housing.

Grâce à l'invention, les éléments constitutifs essentiels du dispositif de couplage magnétique interruptible sont fermement maintenus en position à l'intérieur du boîtier du dispositif alors que ce dispositif demeure démontable et, par conséquent, recyclable. Thanks to the invention, the essential constituent elements of the interruptible magnetic coupling device are firmly held in position inside the housing of the device while this device remains removable and, therefore, recyclable.

L'amortisseur est avantageusement réalisé dans un matériau recyclable tel que par exemple en élastomère, en mousse de polyuréthane ou de polystyrène. En outre, on peut choisir ce matériau, parmi ceux dont la résilience ou l'élasticité est bien conservée au cours du temps, c'est-à-dire qui ont une mémoire élastique importante afin que les facultés d'absorbtion des chocs de l'amortisseur ne soient pas altérées en fonction du temps au cours de la durée de vie du dispositif qui est de plusieurs années. The shock absorber is advantageously made from a recyclable material such as, for example, an elastomer, polyurethane or polystyrene foam. In addition, one can choose this material, among those whose resilience or elasticity is well preserved over time, that is to say which have an important elastic memory so that the shock absorption faculties of l 'shock absorbers are not altered as a function of time during the service life of the device which is several years.

Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'amortisseur comprend un pion de centrage de la bobine et/ou du corps en ferrite, ce qui permet de maintenir très fermement ces éléments à l'intérieur du boîtier et contribue ainsi à la résistance aux chocs du dispositif. According to an advantageous embodiment of the invention, the damper comprises a pin for centering the coil and / or the ferrite body, which allows these elements to be held very firmly inside the housing and thus contributes to the impact resistance of the device.

On peut en outre prévoir que l'amortisseur comporte une extension annulaire apte à maintenir en position le corps en ferrite et le moyen de centrage, cette extension pouvant éventuellement être pourvue d'une lèvre de blocage en position du moyen de centrage. Provision may also be made for the damper to include an annular extension capable of holding the ferrite body and the centering means in position, this extension possibly being able to be provided with a locking lip in the position of the centering means.

L'invention concerne aussi un système de transfert de données comprenant un dispositif de couplage magnétique tel que décrit précédemment. The invention also relates to a data transfer system comprising a magnetic coupling device as described above.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un dispositif de couplage magnétique interruptible conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels
- La figure 1 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'un dispositif de couplage magnétique interruptible conforme à l'invention et
- La figure 2 est une vue en perspective éclatée des éléments constitutifs essentiels logés à l'intérieur du boîtier du dispositif de couplage magnétique interruptible de la figure 1.
The invention will be better understood and other advantages thereof will appear more clearly in the light of the following description of an embodiment of an interruptible magnetic coupling device in accordance with its principle, given solely by way of example and made with reference to the accompanying drawings in which
FIG. 1 is a perspective view with partial cutaway of an interruptible magnetic coupling device according to the invention and
FIG. 2 is an exploded perspective view of the essential constituent elements housed inside the casing of the interruptible magnetic coupling device of FIG. 1.

Le dispositif de couplage magnétique interruptible de la figure 1 comprend une base 1 en matière plastique et un couvercle 2 réalisé dans la même matière, destinés à être fixés l'un sur l'autre par tout moyen et, par exemple, par collage et formant un boîtier. Le dispositif de couplage magnétique interruptible est relié par un conducteur électrique 3 représenté en traits mixtes à un dispositif électrique ou électronique, tel qu'un compteur électrique, non représenté. Ce conducteur électrique 3 est un bus de transfert de données, par exemple relatives à la consommation électrique d'une habitation ou d'un local industriel, telles qu'elles sont décomptées par un compteur situé dans les parties privatives du local en question. The interruptible magnetic coupling device of FIG. 1 comprises a base 1 made of plastic and a cover 2 made of the same material, intended to be fixed to one another by any means and, for example, by gluing and forming a housing. The interruptible magnetic coupling device is connected by an electrical conductor 3 shown in phantom to an electrical or electronic device, such as an electric meter, not shown. This electrical conductor 3 is a data transfer bus, for example relating to the electrical consumption of a dwelling or an industrial premises, as they are counted by a meter located in the private parts of the premises in question.

Le boîtier du dispositif de l'invention contient essentiellement une bobine inductive 4 logée dans un corps en ferrite 5, la bobine 4 étant reliée au câble 3 d'une façon connue en soi. Une rondelle conductrice 6 est disposée concentriquement avec la bobine 4 et le corps en ferrite 5 de façon à participer au centrage de la bobine 4 par rapport à la bobine d'un second dispositif de couplage magnétique interuptible non représenté. A cet effet, le second dispositif est pourvu de plusieurs aimants permanents, de sorte que la rondelle 6 est fermement guidée et maintenue en position par rapport à ces aimants permanents.Ainsi, pour autant que la rondelle 6 a une position fixe par rapport à la bobine 4, cette dernière est fermement maintenue en position par rapport aux aimants permanents et à la bobine d'un second dispositif de couplage magnétique lorsque celui-ci est appliqué sur le dispositif de 1' invention. The housing of the device of the invention essentially contains an inductive coil 4 housed in a ferrite body 5, the coil 4 being connected to the cable 3 in a manner known per se. A conductive washer 6 is arranged concentrically with the coil 4 and the ferrite body 5 so as to participate in the centering of the coil 4 relative to the coil of a second interuptible magnetic coupling device, not shown. For this purpose, the second device is provided with several permanent magnets, so that the washer 6 is firmly guided and held in position relative to these permanent magnets. Thus, provided that the washer 6 has a fixed position relative to the coil 4, the latter is firmly held in position relative to the permanent magnets and to the coil of a second magnetic coupling device when the latter is applied to the device of one invention.

Conformément à l'invention, l'ensemble du volume laissé libre par la bobine 4, le corps en ferrite 5 et la rondelle 6 à l'intérieur du boîtier formé par les éléments 1 et 2 est occupé par un amortisseur élastique 7. Ainsi, la bobine 4, le corps en ferrite 5 et la rondelle 6 sont fermement maintenus en position à l'intérieur du boîtier du dispositif et ce boîtier peut résister à des chocs importants d'au moins cinq joules. Le caractère élastique de l'amortisseur 7 provient du matériau dans lequel il est réalisé. Il peut s'agir d'un élastomère, d'une mousse de polyuréthane ou de polystyrène ou de tout autre matériau possédant des capacités d'absorption des chocs et des vibrations. In accordance with the invention, the entire volume left free by the coil 4, the ferrite body 5 and the washer 6 inside the housing formed by the elements 1 and 2 is occupied by an elastic damper 7. Thus, the coil 4, the ferrite body 5 and the washer 6 are firmly held in position inside the housing of the device and this housing can withstand significant shocks of at least five joules. The elastic nature of the damper 7 comes from the material in which it is made. It can be an elastomer, a polyurethane or polystyrene foam or any other material having shock and vibration absorption capacities.

Un ou plusieurs logements 7h sont ménagés dans l'amortisseur 7 pour recevoir des composants électroniques tels qu'une ou plusieurs capacité(s) 8 ou résistance(s) qui forment avec la bobine 4 un circuit RLC résonnant. La ou les capacités et la ou les résistances sont protégées contre les chocs et les vibra tions par l'amortisseur 7. One or more housings 7h are provided in the damper 7 to receive electronic components such as one or more capacitance (s) 8 or resistor (s) which form with the coil 4 a resonant RLC circuit. The capacitor (s) and the resistance (s) are protected against shock and vibration by the damper 7.

Le montage des éléments situés à l'intérieur du boîtier du dispositif est visible à la figure 2. On remarque que la rondelle 6 est posée sur une face supérieure 7a de l'amortisseur 7 et qu'elle est centrée grâce à une extension annulaire 7b de celui-ci, de sorte qu'elle ne peut bouger parallèlement à la surface 7a. En outre, l'extension annulaire 7b comprend une lèvre 7c qui, lorsque la rondelle 6 est en position sur la surface 7a de l'amortisseur 7, recouvre le bord interne de la rondelle 6 et évite ainsi tout mouvement axial de la rondelle 6 par rapport à l'amortisseur 7. The assembly of the elements located inside the device housing is visible in Figure 2. It is noted that the washer 6 is placed on an upper face 7a of the damper 7 and that it is centered by means of an annular extension 7b of it, so that it cannot move parallel to the surface 7a. In addition, the annular extension 7b comprises a lip 7c which, when the washer 6 is in position on the surface 7a of the damper 7, covers the internal edge of the washer 6 and thus avoids any axial movement of the washer 6 by compared to shock absorber 7.

L'extension annulaire 7b est aussi pourvue de deux ergots 7d et 7e aptes à pénéter dans deux fentes 5d et 5e du corps en ferrite 5, de sorte que celui-ci est logé à l'intérieur de l'extension annulaire 7b en appui contre une surface plane 7f de l'amortisseur 7 tout en étant fixe en rotation par rapport à son axe de symétrie. The annular extension 7b is also provided with two lugs 7d and 7e able to penetrate into two slots 5d and 5e of the ferrite body 5, so that the latter is housed inside the annular extension 7b bearing against a flat surface 7f of the damper 7 while being fixed in rotation relative to its axis of symmetry.

L'amortisseur 7 comprend enfin un pion de centrage 7q pénétrant dans un orifice central 5q du corps en ferrite 5. Ce pion de centrage 7q permet de maintenir le corps en ferrite 5 fermement à l'intérieur de l'ouverture centrale de l'amortisseur 7. Le pion 7q contribue aussi au centrage de la bobine 4. The damper 7 finally comprises a centering pin 7q penetrating a central orifice 5q of the ferrite body 5. This centering pin 7q makes it possible to keep the ferrite body 5 firmly inside the central opening of the damper 7. The pin 7q also contributes to the centering of the coil 4.

I1 apparaît clairement que lorsque les deux éléments 1 et 2 du boîtier du dispositif de couplage magnétique interruptible de l'invention sont ouverts, l'ensemble du dispositif est aisément démontable, par exemple pour permettre le changement de la bobine 4 lorsque celle-ci est défectueuse. De même, on peut envisager le changement de l'amortisseur 7 après plusieurs années d'utilisation du dispositif, en particulier dans des conditions climatiques ayant tendance à modifier les facultés d'absorption des chocs et des vibrations de la matière utilisée pour l'amortisseur 7. Dans tous les cas, le corps en ferrite 5 et la bobine 4 sont aisément extractibles de l'amortisseur 7 par simple traction alors que la rondelle 6 peut être dégagée de l'amortisseur 7 en déformant la lèvre 7c. I1 clearly appears that when the two elements 1 and 2 of the casing of the interruptible magnetic coupling device of the invention are open, the whole of the device is easily removable, for example to allow the coil 4 to be changed when it is defective. Likewise, it is possible to envisage changing the damper 7 after several years of using the device, in particular in climatic conditions which tend to modify the shock and vibration absorption capacities of the material used for the damper. 7. In all cases, the ferrite body 5 and the coil 4 are easily extractable from the shock absorber 7 by simple pulling while the washer 6 can be released from the shock absorber 7 by deforming the lip 7c.

L'invention a été présentée avec une rondelle d'attraction comme moyen de centrage, mais un ensemble d'aimants permanents pourrait être monté en lieu et place de la rondelle 6 et remplir la même fonction, sous réserve de ne pas fausser la mesure. The invention has been presented with an attraction washer as a centering means, but a set of permanent magnets could be mounted in place of the washer 6 and fulfill the same function, provided that the measurement is not distorted.

Dans un système de transfert de données conforme à l'invention, on peut prévoir que les dispositifs de couplage magnétique interruptible logés à poste fixe seront munis de rondelles d'attraction dont le coût est faible alors que les dispositifs de couplage magnétique interruptible reliés aux terminaux de saisie portables sont munis d'aimants permanents en guise de moyen de centrage. Le nombre de dispositif de couplage magnétique interruptible muni d'aimants permanents en guise de moyen de centrage est ainsi bien inférieur à celui des dispositifs de couplage magnétique interruptible munis de rondelles d'attraction, ce qui permet d'optimiser le coût global du système de transfert de données. In a data transfer system according to the invention, it is possible to provide that the interruptible magnetic coupling devices housed at a fixed station will be provided with attraction washers whose cost is low while the interruptible magnetic coupling devices connected to the terminals portable grippers are fitted with permanent magnets as a means of centering. The number of interruptible magnetic coupling devices provided with permanent magnets as a centering means is thus much lower than that of interruptible magnetic coupling devices provided with attraction washers, which makes it possible to optimize the overall cost of the data transfer.

Le dispositif et le système de l'invention ont été décrits en référence aux transferts de données relatives à un compteur électrique, mais ils sont utilisables avec tous types de compteurs électriques, électromécaniques, électroniques destinés à mesurer une consommation de courant, de gaz ou d'eau et plus généralement avec tout dispositif dont un paramètre de fonctionnement peut être mesuré électriquement. The device and the system of the invention have been described with reference to data transfers relating to an electric meter, but they can be used with all types of electric, electromechanical, electronic meters intended to measure consumption of current, gas or water and more generally with any device whose operating parameter can be measured electrically.

Claims (9)

Translated fromFrench
REVENDICATIONS 1. Dispositif de couplage magnétique interruptible comprenant un boîtier (1,2) contenant 1. Interruptible magnetic coupling device comprising a housing (1,2) containing - une bobine inductive (4), - an inductive coil (4), - un corps en ferrite (5) et - a ferrite body (5) and - un moyen de centrage (6) de ladite bobine par rapport à une seconde bobine appartenant à un second dispositif de couplage, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un amortisseur élastique (7) occupant sensiblement l'ensemble du volume laissé libre par ladite bobine, ledit corps en ferrite et ledit moyen de centrage à l'intérieur dudit boîtier. - a centering means (6) of said coil relative to a second coil belonging to a second coupling device, characterized in that it further comprises an elastic damper (7) occupying substantially the entire volume left free by said coil, said ferrite body and said centering means inside said housing. 2. Dispositif de couplage magnétique interruptible selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit amortisseur (7) est réalisé dans un matériau recyclable tel qu'en élastomère, en mousse de polyuréthane ou en polystyrène. 2. Interruptible magnetic coupling device according to claim 1, characterized in that said damper (7) is made of a recyclable material such as elastomer, polyurethane foam or polystyrene. 3. Dispositif de couplage magnétique interruptible selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit amortisseur (7) comprend un pion de centrage (7q) de ladite bobine (4) et/ou dudit corps en ferrite (5) par rapport audit amortisseur. 3. Interruptible magnetic coupling device according to claim 1, characterized in that said damper (7) comprises a centering pin (7q) of said coil (4) and / or of said ferrite body (5) relative to said damper. 4. Dispositif de couplage magnétique interruptible selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit amortisseur (7) comprend une extension annulaire (7b) apte à maintenir ledit corps en ferrite (5) et ledit moyen de centrage (6) en position. 4. Interruptible magnetic coupling device according to claim 1, characterized in that said damper (7) comprises an annular extension (7b) capable of holding said ferrite body (5) and said centering means (6) in position. 5. Dispositif de couplage magnétique interruptible selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite extension annulaire (7b) comprend une lèvre (7c) de blocage en position dudit moyen de centrage (6). 5. Interruptible magnetic coupling device according to claim 4, characterized in that said annular extension (7b) comprises a lip (7c) for locking in position of said centering means (6). 6. Dispositif de couplage magnétique interruptible selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de centrage est une rondelle conductrice (6). 6. Interruptible magnetic coupling device according to claim 1, characterized in that said centering means is a conductive washer (6). 7. Dispositif de couplage magnétique interruptible selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de centrage est un aimant permanent. 7. Interruptible magnetic coupling device according to claim 1, characterized in that said centering means is a permanent magnet. 8. Dispositif de couplage magnétique interruptible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit amortisseur (7) comprend au moins un logement (7h) destiné à recevoir au moins un composant électronique (8) formant un circuit électrique résonnant avec ladite bobine (4). 8. Interruptible magnetic coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that said damper (7) comprises at least one housing (7h) intended to receive at least one electronic component (8) forming an electrical circuit resonating with said coil (4). 9. Système de transfert de données, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de couplage magnétique interruptible selon l'une des revendications précédentes. 9. Data transfer system, characterized in that it comprises an interruptible magnetic coupling device according to one of the preceding claims.
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