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"Moyen* de charge avec de8 oonta¯. masn't1q.. pour appareils
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fonctionnant our batterie"
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La présente invention cet rtlatirt à des 8Oy.n. de contact pour oonneoter entre aux des premier et second otroulte électriques et elle concerne particulièrement dot dispositifs ton tionnant sur don batteries rechargeables# tels que des lampl. torchas, des rasoirs ilectriqueno des broaata à dont* à moteur# des mélangeur. à aliment et boissons# ainsi que des moyen 4a charge nouveaux et perfectionnée pour des dlopoultifs du caraote-
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re décrit.
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La pratique actuelle pour la fabrication de petite dis- positifs rechargeable* consiste à eoener le. batterie rechargeable
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dans le dispositif, de telle aorte que la batterie ne peut pas être remplacée ou retirée pour la charge.
Le circuit de charge peut être enfermé avec la batterie et le circuit de consommation et il peut être complété par l'exposition de brochée jumelles pas rallèles standard* qui peuvent être introduites dans n'importe quelle prise de courant alternatif normale, ou en utilisant un cordon prolongateur incorporé ou amovible à fiche, qui est con- necté à une prise de courant alternatif quelconque.
Certaine dispositifs à batterie rechargeable et porta- tifs ne comportent pas un dispositif de charge incorporé, mais sont chargée au moyen d'un dispositif de charge distinct qui peut 6tre connecté à la priée de courant alternatif classique de diver- ses façons. Ainsi, le dispositif de charge peut être directement introduit dans la prise du réseau de distribution et une conne- xion directe par fiche analogue peut être établie entre le char- geur et le dispositif rechargeable. Il est également possible, évidemment, de substituer un cordon prolongateur à l'une ou l'au- tre de ces connexions à fiche ou aux deux.
Parmi tous les dis- positif@ à batterie rechargeable se trouvant à présent sur le marché, le plus utile et le plus facile à manipuler est une brosse à dents automatique possédant une combinaison distincte sur le point de vue structurel, montée sur le mur, d'un support et d'un chargeur, qui est connecté à une prise de courant alternatif nor- male en tout tempes Des m¥a de oontaot sont prévus sur la sur brosse à dent., ainsi quelle support, grâce auxquels le oirouit de charge ont complété simplement en glissant la brosse à dents automatique dans le support.
Dans toutes les combinaisons précitées de dispositifs à batterie rechargeable et de chargeurs, le fonctionnement ou la charge convenable était basée sur un contact électrique à fai- ble résistance entre une ou plusieurs paires de ressorts de con- tact coopérants. Bien qu'à l'origine la plupart des dispositifs travaillent de façon satisfaisante lorsque les ressorts de contact
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sont bien ajustés, sont propres et nouveaux et que la. pression de contrat était suffisante des perturbations d'utilisation en pra- tique et d'autres difficultés de fonctionnement apparaissaient à la longue et gênaient le fonctionnement convenable des dispos!
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tifs.
Ces difficultés étaient aoo.ntIl4.. par le fait que la plu- ' part des dispositifs de la classe décrite sont vendue 1 un prix relativement bas qui excluait l'incorporation d'assemblages do contact complexée et plus onéreux, mais aussi plus $Crus De mê-
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me, les diopoeitifa étaient achetée et utilisée principalement par le grand public et ainsi étaient exposés à une manipulation . brutale, qui augmentait encore plus les difficultés préoitées.
Xi 'insuffisance des moyens de contact classiques constituait mani- festement un problème sérieux pour lequel juerlu'à présent aucune solution totalement satisfaisante n'a été offerte.
L'on a découvert, suivant la présente invention, une
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solution simple, peu onéreuse et hautement effioaoe, pour le pro- blême pond*
L'invention consiste en des moyens de contact destinés à établir une connexion aisément séparable entre un premier et un second circuits électriques, moyens qui comportent deux bornes
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du premier circuit électrique, une paire de pièces éclairée e8p- odes connectées, respectivement, auxdites bornes, et des =yens pour produire un champ magnétique entre lesdites pièces polaire$ tout en les maintenant électriquement déconnectées l'une de l'au-
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tre, lesdites pièces polaires êtarrt'd..tin'e.
à venir en oontaot, ' respectivement, avec une paire de plaques t.rromacn'1&'8 eepa- odes et électriquement isolées l'une de l'autre, qui constituent les bornes du second circuit, en connectant par conséquent le'dite : premier et second circuit$ entre eux par l'attraction magnétique entre lesdites pièces polaires et lesdites plaques*
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L'invention réside également en des dispositifs à batte- rie rechargeable et en des chargeurs pour ceux-ci, incorporant de télé moyen de contact.
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Dans les grandes lignée, suivant la présente invention, les ressorts de contact classiques utilisés à présent pour éta- blir une connexion électrique entre un dispositif à battent re- chargeable et son chargeur distinct sont remplacée par des contact mécaniquement rigides en matière magnétique assurant une pression de contact élevée et ainsi une connexion électrique sers à faible résistance, grâce à l'attraction magnétique.
Divers dispositifs à batterie rechargeable sont équipés d'un assemblage d'aimants de maintien destiné à retenir le dispo- aitif contre une surface en acier plane quelconque, telle qu'une carrosserie automobile, un réfrigérateur, un réohaud, une armoire à fiches, etc.. Toutefois, ces aimants de retenue classiques n'ont pas de fonction électrique et servent uniquement à mainte- nir de façon amovible le dispositif contre la surface ferro-magné- tique.
Suivant l'un des aspects principaux de l'invention, les pièces polaires métalliques d'un système d'aimante de retenue sont isolées électriquement l'une de l'autre et oonneotées par 1' intermédiaire d'une ou plusieurs diode ou redresseurs d'arrêt à la batterie rechargeable. Lesdites diodes d'arrêt ou le pont redresseur non seulement peuvent permettre un redressement d'une entrée en courant alternatif, mais sont également effacéoas pour empêcher la décharge ou le court-circuit de la batterie lorsque le système d'aimants de retenue est utilisé en tant que moyen de maintien contre une pièce non isolée ou non peinte d'acier, qui connecterait électriquement ou court-oircuiterait les deux pièces polaires ensemble.
Suivant un autre aspect important de l'invention, le dispositif de charge distinct est équipé de deux plaques de rete- nue en acier, électriquement isolées, qui sont connectées respec- tivement aux deux bornes de la source de puissance pour la charge,1 Ces plaques de retenue sont situées cote à cote dans un plan tel qu'elles s'adaptant et coopèrent avec les pièces polaires sur le dispositif à batterie rechargeable.
Ainsi, lesdites plaques
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constituent non %salement une partie d'un système de retenu* ma- gnétique pour l'aimant de retenue dans le dispositif à batterie
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rechargeable, maie constituent.,.'.' 'aussi des moyens pour fermer à- leotriquemont le circuit de charge entre la source de puissance pour la charge et la batterie rechargeable.
D'autres détails et particularités de l'invention res-
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sortiront de la description oi-aprèr, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexée, dans les- que le
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La. figure 1 est une vue sohésatlque, de caractère frag- montoirs, d'un dispoultit à batterie rechargeable et de son char- geur distinct faisant appel à la. présente invention.
La fiers 2 est une vue analogue à la figure 1 repré- sentant une variante de la présente invention.
La figure 3 est une vue analogue aux figures 1 et 2
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maie Illustrant uno aitre variante encore de l'invention.
La figure 4 est une vue en coupe transversale, également. assez schématique et de caractère fragmentaire, d'un chargeur
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distinct prévu pour coopérer avec les dlogoaitite t batterie re- chargeable suivant l'invention.
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À la figure 1 des dessine, la référence 10 de1e boîtier de matière isolante pour le chargeur distinct cospor- tant une paire de plaques de retenue en acier, 11 et 12, montées sur sa face, lesdites plaques étant oonneoteee, respectivement aux 'bornée 14 et 15 de la source de puissance pour la charge, qui peut fitre soit du courant alternatif, soit du courant continu a- yant la polarité correcte. L'intervalle d'air 16 entre les pla- ques de retenue 11 et 12 est suffisamment étroit pour maintenir:
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lao circuit magnétique pratiquement feraé et pour constituer ainsi un système de "ohant " magnétique suffisamment énergique ou sys-
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tème de plaques de retenue dest1n' . maintenir le dispositif à batterie rechargeable contre tout choc mécanique qui peut survie- nir lors d'une utilisation normale.
Un intervalle d'air d'environ 1/32" aient révélé satisfaisant dans ce but, étant
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domine qu'il est suffisant pour empocher des courte-circuits acci- dentelé entre lee plaques sana affaiblir exagérément le flux dans le oirouit magnétique.
La référence 20 désigne l'enveloppe Isolante du diapo- eltif à batterie rechargeable portatif dont dépassent légèrement des pièces polaires 21 et 22 en matière ferro-magnétique prévue* pour coopérer avec les plaques de retenue 11 et 12, respective- mont.
Un puissant aimant permanent 23 en un alliage magnétique approprié, tel que celui vendu commercialement sous l'appella- tion Alnico V, cet placé entre les pièce* polaires 21 et 22 afin d'établir un champ magnétique entre elles, une minoe couche de matière isolante 24 étant placée entre l'aimant 23 et la pièce polaire 21. La fonction de cette couche Isolante est d'isoler les deux pièces polaires l'une de l'autre sans affaiblir de façon appréciable l'attraction magnétique totale du système d'aimants.
Une pellicule de "Mylar" (résine de téréphtalate de polyéthylène) ayant une épaisseur de 0,001 pouce s'est révélée très satisfai- santé dans ce but. Une borne de la batterie rechargeable 25 est connectée à la pièce polaire 21 par l'intermédiaire d'une diode d'arrêt 26, tandis que son autre borne est connectée directement à la pièce polaire 22. Une charge 27, qui peut être une lampe à incandescence, un moteur électrique, un oirouit électronique ou n'importe quel autre dispositif consommant du courant, peut être connectée aux bornes de la batterie 25 à l'aide d'un commutateur 28 actionné manuellement.
D'après la description ci-avant$ le fonctionnement des moyens de charge suivant l'invention sers aisément compris par les techniciens en la matière. Lorsque l'on désir* charger le dispositif à batterie rechargeable dans Non bottier 20, il est
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simplement nécessaire de l'amener à proximité du chargeur dlotïnc 1 dans le boîtier 10, de telle sorte que le* pièces polaires 21 et 22 seront; fortement attirées vers le plaques de retenu. 11 et 12, respectivementen âtblissant un contact électrique sûr
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avec celles-ci et en fermant le circuit de charge.
En supposant que la eouroe de puissance de charge connectée aux borne. 14 et 15 ait un potentiel plue élevé que la tension de la batterie 25, la diode 26 débitera dans son sens conducteur, en permettant au courant de charge provenant de la borne 14 de la source de circuler de la. plaque de retenu*11 vers sa pièce polaire correc- pondante 21, puis par la diode 26, la batterie 25, la pièce po- laire 22 et aa plaque de retenue 12, jusqu'à la borne 15 de ladi- te source. De préférence, pendant la charge, la charge 27 doit 4tre déconnectée de la batterie 25 en ouvrant le commutateur 28.
Après l'achèvement de l'opération de charge, le dispositif à bat- terie rechargeable dans le boîtier 20 peut tire simplement retiré du chargeur dans le boîtier 10, en interrompant ainsi à la foie les circuits magnétique* et électriques entre les deux ensembles. ' A présent, le dispositif peut être utilisé indépendamment dans le but pour lequel il est prévu, chaque foie qu'on le désirs, en fermant le commutateur 26. Le redresseur d'arrêt 26 remplit doux . fonctions dont la première est de servir de redresseur une alter- nancetransformant le oourant alternatif en courant continu lors- que les borne. 14 et 15 sont connectées à une source de courant alternatif.
Une autre fonction importante dudit redresseur est de bloquer la circulation du courant et d'empêcher une décharge accidentelle de la batterie ai les pièces polaire* 21 et 22 ve- naient à Atre court-circuitées ensemble lorsque l'aimant de re- tenue est appliqué sur une plaque en acier non peinte et non ioo- lée, pour 9tre retenu contre celle-ci, Si les deux pièces polai- res sont oourt-oircuitées, pratiquement aucun courant ne circu- lera à partir de la batterie à travers lesdites pièces polaires court-oircuitées, étant donné que la diode 26 est alors sollici- tée dans son cens de blocage ou sens inverse.
La figure 2 représente une forme de réalisation modi- fiée de l'invention. Etant donné que le dispositif à batterie rechargeable dans le bottier 20 est identique à celui représen- té à la figure 1 et que des chiffres de référence identiques
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ont été utilisés pour désigner les pièces correspondantes, aucune description détaillée n'en sera nécessaire. En ce qui concerne le chargeur distinct dans le boîtier isolant 30, il comprend un transformateur d'isolement 36, dont l'enroulement primaire 37 .et connecté par ses extrémités respectives à des- bornes d'entrée 34 et 35 pour le courant alternatif.
L'enroulement secondaire ou à basse tension 38 est connecté par une de ses extrémités di- rectement à la plaque de retenue 31, tandis que son autre extré. mité est connectée par une résistance de limitation de courant 39 à une plaque de retenue 32. La fonction de la résistance 39 est d'empêcher le transformateur de brûler si les deux plaques de retenue venaient à être court-circuitées accidentellement, La résistance de limitation de courant peut être éliminée en donnant une réactance suffisante à l'un des enroulements ou aux deux en- roulements du transformateur afin de donner à ce transformateur lui-môme un effet de limitation de courant,
comme il est de pra- tique courant pour la fabrication des transformateurs de sonne- ries. L'avantage du chargeur venant d'être décrit est que les plaques de retenue exposées et extérieurement accessibles sont connectées à une tension relativement basse et que lesdites pla- ques de retenue peuvent être complètement isolées de la ligne d' alimentation et de la terre. A oause de l'analogie de oonstruo- tion, le fonctionnement de cette variante de l'invention sera ai- sément compris par les techniciens en la matière, sans desorip- tion supplémentaire.
La variante de l'invention représentée à la figure 9 comprend plusieurs perfectionnements importants. En oe qui con- oerne d'abord le chargeur dans le boîtier isolant 40, au lieu des'plaques de retenue espacées des figures 1 et 2, l'on a utili- sé une paire de plaquas de retenue chevauchantes 41et 42, dont les parties chevauchantes sont séparées et isolées électriquement l'une de l'autre par une mince coucha d'isolant interpolée 43, qui peut être une pellicule de "Mylar" d'environ 0,001pouce d'é- paisseur. Il s'est révélé que ce système de plaques de retenue
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dans lequel la surface de l'intervalle da,
ir été nettement augmentée et oit la distance d'intervalle a été a<ttt<m<nt réduite procure de* résultats qui sont supérieur* à ceux du système dé- crit à propos des figures 1 et 2, dans lequel llintervalle d'air a une relativement faible surface et oh la longueur de l'inter- valle ne pourrait pas être réduite en toute sécurité sans cou-
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rir le risque de court-circuita* Les plaques de retenue 41 et 42 sont connectées, roapeot iveaontt à des bornée 44 et 45 d'une source de courant alternatif ou continu,
Le dispositif à batterie rechargeable dans le boîtier isolant 50 comprend des pièces polaire Il et 52 prévues pour co- opérer avec des plaques de retenue 41 et 42, respectivement.
Un aimant permanent 53, tel qu'un aimant fait de préférence d'u-
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ne composition magnétique olrq\.\. pratiquement non conductrice électriquement est assemblé avec les deux pièces polaire*, par
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exemple au moyen d'un oeillet ou 4' rivet en Nylon (non deprez
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sente), qui les traverse.
L'utilisation d'un aimant en oéram1- que au lieu d'un aimant aétw7.t'qus offre l'avantage d'éliminer / encre lleiannt/ la nécessité d'établir une couche d'isolant/ et au moine l'une des pièces polaires. Dans un cas de réalisation pratique, deux
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pièces polaires ont été a8semblé.s aveo un aimant en céramique vendu nous le non commercial de "Index" et ayant des dimension$ de 1" x 3/4" x 1/2". Une résistance de 60.000 ohms a été menu- rée entre les deux pièces polaires et, en combinaison avec les plaquée de retenue chevauchantes venant d'être décrites, une traction supérieure à 4 livres a été obtenue avec cet assemblage d'aimant.
Des pièces polaires 51 et 52 sont connectées aux borne,' d'entre 61 et 62 d'un pont redresseur de alternances 'SE, res-
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pectivement. Des borne. de sortie 63. 64 dudit pont sont oon- nectéee, respectivement, à une batterie 559 repr6eante dans le cas présent comme comprenant deux éluent. bien qu' 'v1dl..Lent un nombre quelconque désiré d'élementt puisse Itre ut111..
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dans cette forme de réalisation ou de.ne n'importe quelle autre forme de réalisation de l'invention. Une charge 57 peut être connectée aux bornée de la batterie 55 au moyen d'un commuta- teur 58 actionné manuellement.
Le fonctionnement de cette variante de l'invention peut être aisément compris par le* techniciens en la matière sans aucune description détaillée. Il sera suffisant d'indiquer
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que le redresseur en potft 56 comprend quatre diodes connectée* de façon à procurer un redressement des deux altemanoee. lin- si, lorsque les bornes 44. 45 du chargeur sont connectées à une source de curant alternatif, ledit redresseur en pont procure- ra un courant de charge vers la batterie 55 pour les deux cycles de l'onde du courant alternatif. Lorsque, d'un autre cote, les-
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dites bornes 44, 45 sont connectées à une source de courant continu, un courant de charge de la polarité convenable sera ap- pliql.1éd1 la batterie 55 quelle que soit la polarité de la sour- ce de courant continu.
De .,,,le redresseur en pont 56 sert de diodes d'arrêt pour empêcher la décharge de la batterie ai les pièce. polaire* 51 et 52 venaient as tire oaurt-oirouitées.
La variante de l'invention reprênentit à la figure 3 convient très bien pour l'utilisation en automobile , cas dans lequel les deux plaques de retenue 41, 42 sont connectées à la batterie d'automobile de 12 volts, de préférence par l'intermé-
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diaire d'une résistance de limitation de courant (non reprdson. tée>o En utilisant un redresseur en pont à deux alternance 56p la polarité de la connexion avec la batterie de l'automobile est sana importance, étant donné que le redresseur en pont pro- curera toujours un courant de charge ayant la polarité convena- ble pour la batterie 55, quelle que soit la plaque de retenue qui est connectée aux bornes positives ou négatives de la batte- rie de l'automobile.
La figure 4 est une vue en coupe transversale d'un chargeur distinct prévu pour coopérer avec l'un quelconque des dispositifs à batterie rechargeable suivant l'invention. Il
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comprend un boîtier 60 en matière isolante* tel qu'un bottier moulé en une matière plastique appropriée, comportant des pla- que% de retenue 61 et 62 en matière métallique @ ferro- magnétique fixées en des positions adjacente sur des parties convenablement 'vidées du boîtier.
Ledit bottier est formé avec des protubérances 63 et 64 à chaque extrémité de la surface portant les plaques de retenue et une protubérance analogue, faite d'une pièce, 65 s'étend à travers l'intervalle entre les dites plaques, A l'intérieur du bottier 60, l'on a prévu un transformateur 66, de préférence du type abaisseur de tension, dont.1'enroulement primaire 67 peut être connecté à une prise d'un réseau de distribution en courant alternatif à l'aide d'un cordon 68 et d'une fiche classique 69.
L'enroulement secondai- re 70 dudit transformateur est oonneoté par une de ses extrémi- tés directement à la plaque de retenue 61, tandis que son autre extrémité est connectée à la plaque de retenue 62 par l'inter- . médiqire d'une résistance de limitation de courant 71. L'avan- tage principal de cette forme de oonetruotion du chargeur réside dans le montage en retrait des plaques de retenue 61, 62 qui as- auront automatiquement un alignement convenable des pièces polsi- ree et ainsi une connexion électrique mûre entre le chargeur et le dispositif à batterie rechargeable.
De même, étant donné que les plaques de retenue se trouvent en dessous du plan déterminé par les protubérances 63, 64 et 65, elles ne peuvent pas être court-circuitées accidentellement, par exemple en appliquant 1' une des pièces polaires ou les deux transversalement sur leadi'- tes plaques.
Bien que la présente invention ait décrite en se réfé- rant à quelques formée de réalisation préférées de celle-ci, des variantes et modifications peuvent y être apportées par les tech- niciens en la matière cane sortir du cadre du présent brevet.
Ainsi, les surfaces coppérantes des plaques de retenue et des pièces polaire$ peuvent être plaquées ou revêtues de métaux ré-
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aistant à la corrosion, par exemple du nickel, du chrome, de 1' or, etc., afin d'assurer un contact électrique à faible résis- tance entre ces surfaces, pendant de longues périodes de temps.
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Toutes ces variantes et modifications sont considérées ooame ren- trant dans le cadre du présent brevet.
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2EVIDxGATONS 1. Moyens de contact destinée à établir une connexion aiodment séparée entre un premier et un second circuit* 4180- triques, caractérisée en ce qu'ils comprennent deux bornée du premier circuit électrique, une paire de pièces polaires espa-
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oéee connectées, respectivement, auxdites bornée, et de$ moyens pour produire un champ magnétique entre lesdites pièces polai- res tout en les maintenant électriquement déoonneotées l'une de l'autre, lesdites pièces polaires étant prévues pour venir en contact respectivement aveo une paire de plaques ferro-magnéti- quoo eeao6cs et isolées électriquement l'une de l'autre, qui constituent les bornes du second circuit,
en oo=eotant ainsi
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ensemble lendits premier et second circuits par l'attraction me- gnétique entre lesdites pièces polaires et lesdites plaques.