Brevet FR2004737A1 — publié le 19691128

La présente invention concerne un relais électromagnétique du type à plongeur, c'est-à-dire un relais dont' le plongeur de 1'électro-aimant commande l'ouverture et la fermeture des contacts du commutateur-5 type de relais électromagnétique comprend, en général, deux parties, à savoir : un électro-aimant et un mécanisme de commutation, ces deux parties devant être en liaison mécanique de telle façon que le plongeur de 1'électro-aimant puisse commander convenablement l'ouverture et la fermeture des contacts 10 du mécanisme de commutation. îin d'autres termes, le mouvement du plongeur doit être exactement transféré à l'élément à contact mobile du commutateur. Si on emploie des vis ou des organes analogues pour assembler les deux parties du relais, le travail manuel impliqué est gênant et prend beaucoup de temps. 15 On a déjà proposé, pour résoudre ces problèmes, divers dispositifs, mais, pour autant qu'on le sache, ils sont tous plus ou moins compliqués à réaliser. L'invention crée un relais électromagnétique perfectionné du type à plongeur où il est facile d'assembler ou de désas-2 0 sembler les parties constitutives. L'invention crée, en outre, un relais électromagnétique comme mentionné ci-dessus dans lequel le mouvement du plongeur de 1'électro-aimant peut être transféré aux organes à contacts mobiTes du mécanisme de commutation avec une stabilité et une 25 exactitude aptes à assurer un fonctionnement sûr du commutateur. L'invention crée, de plus, un électro-aimant du type défini plus haut qui peut être facilement monté ou démonté depuis un organe de support approprié tel qu'un panneau d'un pupitre de commande. 30 L'invention est représentée, à titre d'exemples non limi tatifs, aux dessins annexés". La fig. 1 est une élévation de face, en partie arrachée, du relais de l'invention. La fig. 2 est une élévation latérale suivant la fig. 1. 55 La fig. 3 est une coupe prise suivant la ligne III-III de la fig. 1. La fig. 4 est une coupe prise suivant la ligne TV-TV de la fig« 5• La fig. 5 est une perspective éclatée du mécanisme de i 08583 2 2004737 commutation, du relais comme indiqué aux fig. 1 à 4- la fig. 6 est une perspective d'un élément de liaison destiné à combiner 1'électro-aimant et le mécanisme de commutation du relais. La fig. 7 est une élévation de face, en partie arrachée, du relais comme il est monté sur un panneau. La fig. 8 est un plan de dessus suivant la fig. 7-La fig. 9 est une perspective de l'élément pour monter le relais sur le panneau. La fig. 10 est une perspective d'une variante de l'élément à contacts mobiles du commutateur actionnant l'organe représenté à la fig* 5. Aux dessins annexés, le relais électromagnétique de l'invention comprend un électro-aimant et un mécanisme de commutation désignés dans leur ensemble par 10 et respectivement 11 et insérés dans une enveloppe en forme de boîte 12 en matière plastique transparente en relation d'assemblage. L'électro-aimant 10 comporte une bobine 13, un enroulement électromagnétique 14 enroulé sur cette bobine, une armature en forme générale de U 15 formée d'une matière magnétique, une plaque d'extrémité 16 en matière magnétique pour réduire la perte de flux magnétique, un noyau en fer 17 fixe s'étendant axialement depuis l'enroulement 14 et étant agencé pour être tiré vers le.noyau 17 contre l'élasticité d'un ressort de compression 18 lors de l'excitation de l'enroulement 14. L'armature 15 présente deux paires de branches 15a et 15b, une paire étant disposée de chaque côté. Les extrémités inférieures de chaque paire de branches sont munies de languettes faisant saillie vers le bas 20a et 20b dont la longueur est égale à l'épaisseur de la plaque d'extrémité 16. Des encoches 21a, et 21b sont formées dans chacune des extrémités opposées de la plaque 16 pour y recevoir les languettes 20a, et 20b des branches de l'armature 15a_ et 15^b afin de relier rigidement l'armature 15 et la plaque 16. La bobine 13 avec l'enroulement 14, qui est enroulée autour de cette bobine, est tout d'abord combinée avec l'armature 15 avec le noyau en fer fixe 17 qui est inséré dans l'alésage axial de la bobine, la plaque d'extrémité 16 étant ensuite reliée à l'armature 15 de la façon qui vient d'être mentionnée ci-dessus pour assembler 69 08583 3 2004737 rigidement les parties constitutives. L'électro-aimant du relais est, par conséquent, assemblé sous la forme d'une unité indépendante du mécanisme de commutation sauf su ce qui concerne le plongeur 19 et le ressort 18 que l'on 5 décrira ci-après. Le mécanisme de commutation du relais comprend une plaque de base 22 prévue aux extrémités opposées avec une paire de parois latérales verticales 23 et 24, une paire de cloisons espacées 25 et 26 s'étendant entre les parois latérales 23 10 et 24 transversalement à ces parois pour diviser l'espace au-dessus de la plaque de base 22 suivant trois chambres 27, 28 et 31• La chambre 27 est définie par une partie latérale de chacune des parois 2 3 et 24 et la cloison 25, la chambre 28 par l'autre partie latérale de chacune des parois 23 et 24 et 15 la cloison 26, et la chambre 31 par les parties médianes des parois 23 et 24 et les deux cloisons 25 et 26. Les chambres 27 et 28 renferment plusieurs éléments à contact du commutateur, tandis qu'à travers la chambre 31 passent deux conducteurs dont l'un est illustré en 29 à la fig- 2, reliant l'en— 20 roulement 14 aux deux bornes 102 et 103. La cloison 25 est composée de deux parties qui s'étendent chacune depuis les parois latérales 23 et 24 perpendiculairement à celles-ci et qui sont cintrées vers l'intérieur de la chambre de contact 27 pour former une partie de parois 25 32, 33 s'étendant à faible distance et parallèlement avec les parois latérales 23 et 24 et se terminant dans une partie de parois plus courtes 34 et 35 avec un petit espace ou gorge 36 qui est interposée entre les parties de parois 32, 34 et 33, 35. De la même façon, l'autre cloison 2 6 comprend deux 30 parties dont chacune s'étend depuis les parois latérales 23, 24 perpendiculairement à ces dernières et qui sont cintrées vers l'intérieur de la chambre de contact 28 pour former une partie de parois 32', 33' s'étendant à faible distance et parallèlement avec les parois latérales 2> et 24 et se ter-35 minant dans une partie de parois plus courtes 34' et 35' avec un petit espace 36' qui est interposé entre les parties de parois 32', 34' et 33', 35'. Les espaces j>6 et 36' sont • alignés l'un par rapport à l'autre et sont parallèles avec les parois latérales 23 et 24. bad Original 69 08583 4 2004737 Un mécanisme à contacts du commutateur est contenu dans chacune des chambres 27 et 28. Dans la chambre 27, on prévoit' deux paires d'éléments à contacts fixes 41, 42 et 45, 44. Comme on le voit à la fig. 5, l'élément à contact 41 est 5 disposé verticalement le long de la surface intérieure de la paroi latérale 23, et un peu en dessous du bord supérieur de la paroi 23, l'élément 41 est cintré à l'intérieur de la chambre 27 et s'étend horizontalement à une distance convenable pour permettre un contact supérieur - sur sa surface in-1Q férieure. L'extrémité inférieure de l'élément à contact 41 fait saillie vers le "bas à travers la plaque de base 22 pour créer une borne à l'extérieur de la chambre 27 en vue de la liaison dans un circuit, l'élément à contact 42 est disposé verticalement le long de la surface latérale intérieure de la 15 paroi plus courte 34 qui est aussi élevée que son bord supérieur où l'élément est cintré vers l'organe 41 pour s'étendre horizontalement afin de créer un contact fixe inférieur sur sa partie supérieure juste en dessous du contact fixe supérieur. L'extrémité inférieure de l'élément 42 fait saillie vers le 2 0 bas à travers la plaque de base 22 pour servir de borne à l'extérieur de la chambre 27. De la même façon, les éléments à contact 43 et 44 sont cintrés et conformés de façon à fournir deux contacts fixes supérieur et inférieur disposés symétriquement avec les deux contacts fixes mentionnés plus haut 25 autour des parties de parois 34 et 35. Comme cela sera décrit d'une façon plus détaillée par la suite, les contacts supérieurs servent de contacts normalement ouverts et les contacts inférieurs de contacts normalement fermés destinés à être ouverts lors de l'excitation de l'enroulement" 14. 30 Un élément à contact mobile 45 a une de ses extrémités interposée entre les contacts fixes supérieur et inférieur créés par les éléments à contacts 41 et 42 et son extrémité opposée interposée entre les contacts fixes supérieur et inférieur créés par les éléments à contacts 43 et 44. ïïn ressort d'enroulement 35 46 a son extrémité inférieure disposée dans la gorge 36 et son extrémité supérieure qui prend appui sur la surface inférieure de la partie médiane de l'élément à contact mobile 45 pour pousser ce dernier vers le contact fixe supérieur. Un élément à contact mobile 45 a une de ses extrémités 69 08583 5 2004737 interposée entre les contacts fixes supérieur et inférieur créés par les éléments à contacts 41 et 42 et son extrémité opposée interposée entre les contacts fixes supérieur et inférieur créés par les éléments à contacts . 45 et 44. Un ressort hélicoïdal 5 46 a son extrémité inférieure disposée dans la gorge ' 36 et son extrémité supérieure qui prend appui sur la surface inférieure de la partie médiane de l'élément à contact mobile 45 pour pousser ce dernier vers'le contact fixe supérieur. le mécanisme de commutation qui est dans l'autre chambre à • 10 contact 28 est du même mode de réalisation que celui de la chambre 27 qui vient d'être décrit. Par conséquent, les parties constitutives du mécanisme dans la chambre 28 sont dési- / gnées par les mêmes références numériques sauf que L'on a ajouté un signe prime à ces parties du mécanisme de commutation dans la 15 chambre 27» les éléments à contacts mobiles 45 et 45' dans les deux chambres 27 et 28 sont simultanément déplacés par un organe d'actionnement commun 51. Oet organe est réalisé en une matière isolante appropriée et est inséré librement dans les gorges ali-2 0 gnées 36 et 36" de façon à pouvoir coulisser verticalement dans celles-ci. l'organe d'actionnement 51 est muni dans la partie médiane de son bord supérieur d'une encoche 52 destiné à recevoir l'extrémité inférieure du plongeur 19 et les côtés opposés de son bord inférieur de deux encoches 53 et 54 pour 2 5 . l'engagement avec les parties médianes des éléments à contacts mobiles 45 et respectivement 45'. Normalement, le plongeur 19 fait saillie vers le bas en raison de l'élasticité du ressort 18 de telle sorte que l'organe d'actionnement 51 presse les éléments à contacts mobiles 45 et 45' sur les contacts 30 fixes inférieurs contre la force des ressorts 46 et 46'. lorsque l'enroulement 14 est excité pour tirer le plongeur 19 vers le haut contre l'élasticité du ressort 18, les ressorts 46 et 46' déplacent les éléments à contacts mobiles 45 et 45' de leurs contacts fixes inférieur en liaison avec les contacts fixes 35 supérieurs. On peut avantageusement utiliser, comme cela est indiqué à la fig. 6, un élément de liaison 61 pour assembler 1'électroaimant 10 et'le commutateur 11. l'organe de liaison 61 affecte une forme en U et comprend deux éléments de parois laté- 69 08583 6 2004737 raies 62 et 63 espacés l'un de l'autre et reliés par un élément de paroi supérieure- 70. L'élément de paroi latérale 62 est fendu longitudinalement et au centre pour former deux branches verticales 64 et 65 reliées à leurs extrémités infé-5 rieures respectives par un élément de liaison horizontal 68. De la même façon, l'autre élément de paroi latéral# 63 comporte deux branches verticales 66 et 67 et un élément de liaison horizontal 69. En outre, les parois latérales 23 et 24 de la plaque de base 22 du commutateur sont munies, sur 10 leurs surfaces latérales respectives, de deux gorges verticales parallèles 71, 72 .et 73, 74 reliées à leurs extrémités inférieures par une gorge horizontale avec une patte centrale 75, .76 s'étendant légèrement depuis la surface latérale de chaque paroi latérale 23, 24. 15 L'électro-aimant 10 est placé sur le commutateur- 11 avec une plaque d'isolation 80 interposée entre ces deux éléments de telle sorte que le plongeur 19 est poussé par le ressort 18 pour faire descendre l'organe d'actionnement 51 de façon à ce qu'il presse les éléments, à contacts mobiles 45 2 0 et 45 ' sur leurs contacts fixes inférieurs respectifs. L'électro-aimant 10 et le commutateur 11 qui sont ainsi assemblés sont alors introduits entre les éléments de parois latérales 62 et 63 de l'organe de liaison 61 avec un ressort-lame' 77 interposé entre la surface inférieure de la paroi supérieure 70 de 25 l'organe de liaison 61 et la surface supérieure de 1'électroaimant 10 pour que les extrémités inférieures des branches de chaque élément de parois latérales 62 et 63 s'adaptent dans les gorges correspondantes de chaque paroi latérale 23, 24 du commutateur 11 respectivement avec la—partie de liaison 68, 30 69 en contact dans la gorge horizontale pour l'engagement des pattes en saillie 75, 76, comme le montre le mieux la fig. 2. . Sous cette condition, l'élasticité du ressort-lame 77 tend à pousser 1'électro-aimant et l'organe de liaison 61 dans des directions opposées, ce qui. permet l'engagement des parties de 35 liaison horizontales 68 et 69 des parois latérales 61 et 62 de l'organe de liaison 61 avec les pattes en saillie 75 et 76 des parois latérales 23 et 24 du commutateur, ce qui empêche la séparation accidentelle des deux parties assemblées c'est-à-dire 1'électro-aimant 10 et le commutateur 11. 69 08583 / 2004737 Le relais ainsi assemblé peut être enfermé dans un boîtier 12. Près des bords inférieurs des parois latérales opposées du boîtier 12, on a prévu deux ouvertures 81 et 82 dans lesquelles les pattes qui s'étendent latéralement 75, 76 5 sur les parois latérales 23, 2 4 du commutateur viennent en contact respectivement de façon à empêcher le relais de glisser dans le boîtier 12 . Pour monter le relais sur un panneau ou un organe analogue, une douille peut être installée en avant du panneau de façon 10 que les extrémités des bornes des éléments à contacts du commutateur puissent s'adapter dans les alésages correspondants de la face antérieure, de la douille. Les fig. 7 à 9 représentent .un élément de montage 91 qui peut être utilisé à cette fin. Pour employer l'élément 91, le boîtier 12 doit être muni sur 15 la surface supérieure de sa paroi apicale de deux saillies 83 et 84, la plaque de base 22 du commutateur 11 devant présenter une gorge 85 (fig- 7 et 8). L'élément de montage 91 comprend une paroi de base 92 et deux éléments de paroi de support supérieur et inférieur 93 et 94- s'étendant depuis les 20 extrémités opposées de la paroi de base 92 essentiellement perpendiculairement par-rapport à celles-ci. La paroi de support supérieure 93 présente deux ouvertures 95 et 96 pour les saillies 83, 84 du boîtier 12 afin de s'engager dans la paroi de support inférieure 94 ainsi qu'un bord recourbé 97 25 pour l'engagement dans la gorge 85 de la plaque de base 22. L'élément de montage 91 peut être fixé au panneau 100 au moyen d'une vis 101 qui traverse une ouverture 97 ménagée dans la paroi 92 de l'élément de montage 91• On prévoit une languette de support 99 depuis la paroi 92 destinée à s'é-30 tendre dans la même direction que les parois de support inférieure et supérieure 93 et 94 de telle sorte que lorsque le relais est monté sur l'élément 91, le bord extérieur de la languette 99 bute contre la paroi latérale du boîtier 12- de façon à empêcher le déplacement du relais vers le panneau 100. 35 De la.même façon, on prévoit une autre languette 98 dans, la paroi 92 de l'élément de montage 91 dans la direction opposée à celle de la languette 99 de telle sorte qu'elle puisse être insérée dans une ouverture correspondante 102 ménagée d'ans le panneau 100, de façon à empêcher le mouvement de rota tion de l'élément de montage 91 autour de la vis 101. Pour monter le relais sur le panneau au moyen de l'élément de montage 91, cet élément est tout d'abord fixé au panneau puis le bord cintré 97 de la paroi de support inférieure 94 de l'élément 91 est inséré dans la gorge 85 de la plaque de base 22 du commutateur 11 et le relais est poussé entre les parois de support 93 et 94 pour que les pattes 83 et 84 en saillie sur la paroi supérieure du boîtier 1.2 viennent en contact dans les ouvertures 95 et 96 ménagées dans la paroi supérieure 93 de l'élément de montage 91• Pour démonter le relais de l'élément de montage 91, celui-ci peut être simplement tiré afin de dégager les saillies 83 et 84 des ouvertures 95 et 96 et ensuite le bord cintré 97 de la gorge 85. la fig. 10 illustre un organe d'actionnement modifié 519 qui peut être utilisé à la place de l'organe d'actionnement 51 de la fig. 5. Cet organe 51' comporte une partie latérale à branches pour créer deux doigts 51a et 51b, l'autre côté présentant des branches analogues créant deux doigts 51ç_ et 51 = Chaque paire de doigts repose sur les contacts mobiles 45, 45' dans deux endroits définis de ceux-ci de façon que même lorsque l'organe d'actionnement est plus ou moins déplacé par rapport à l'élément à contact mobile", l'organe d'actionnement peut presser-éventuellement l'élément à contact mobile pour assurer une pression du contact mobile contre les contacts fixes. L'invention présente de nombreux avantages qui sont définis ci-après, à savoir s 1'électro-aimant 10 et le mécanisme de commutation 11 sont indépendants l'un de 1'autre, on n'a pas besoin, pour les assembler, de vis ou de dispositifs analogues, il en résulte,, par conséquent, que le travail manuel impliqué lors de l'assemblage est très simple et facile à.exécuter. Dans le mécanisme de commutation, étant donné que l'organe d'actionnement à contacts mobiles 51 ou 51' peut coulisser vers le haut ou vers le bas dans les gorges de guidage 36, 36% il n'existe pas de fluctuations de position de l'organe d'ac-tionnement pendant son mouvement de coulissement, ainsi les éléments à contacts mobiles peuvent se déplacer convenablement pour permettre "une bonne pression de contact sur les contacts fixes. Les deux éléments à contacts mobiles 45 et 45' sont 69 08583 9 304/37 supportés par des ressorts hélicoïdaux séparés 46 et 46' ne façon qu'il soit possible de régler la pression de contact de chaque contact mobile indépendamment l'un de l'autre- Gomme les deux chambres à contacts 2 7 et 28 sont séparées par des 5. cloisons isolantes 25 et 26, il n'existe pas de possibilité de court circuitage des contacts dans les deux chambres à contacts 27 et 28. no c o s 10 ZJ •w ï w o 5 Ë V I] K 1) I C A T I 0 I o 1 - Relais électromagnétique caractérisé en ce qu'il comporte un électro-aimant comprenant un enroulement électromagnétique enroulé sur une bobine, un dispositif pour créer 5 une trajectoire pour le flux magnétique produit par l'enroulement lors de son excitation, un noyau fixe disposé dans l'enroulement, un plongeur agencé pour être attiré vers le noyau fixe lors de l'excitation de l'enroulement, un commutateur indépendant de l'électro-aimant et présentant une plaque de bases 10 des cloisons divisant l'espace au-dessus de la plaque de base en au moins deux chambres à contacts, une gorge de guidage s'étendant transversalement depuis les cloisons, plusieurs éléments à contacts fixes disposés dans chaque chambre, un contact mobile prévu pour être amené en liaison de contact et sans 15 liaison de contact avec les contacts fixes dans chaque chambre, un ressort pour pousser chaque élément à contact mobile vers le haut, organe d'actionnement pouvant coulisser dans les gorges de guidage et pouvant venir en prise avec l'élément à contact mobile pour pousser ce dernier contre l'élasticité du 20 ressort et un organe de liaison destiné à la combinaison de l'électro-aimant et du comfautateur suivant une relation d'assemblage de façon que le plongeur repose sur l'organe d'actionnement pour pousser normalement cet organe vers le bas. 2 - Relais électromagnétique suivant la revendication 1, 25 caractérisé en ce que le dispositif fournissant la trajectoire du flux est constitué d'une armature généralement en forme de U entourant 11 enrouleront et d'une plaque d'extrémité fermant l'extrémité ouverte de l'armature, les extrémités des branches opposées de l'armature étant ménagées dans des encoches formées 30 dans les extrémités opposées de la plaque de base. 3 - Relais électromagnétique suivant l'une des revendications t ou 2, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement agit sur les éléments à contacts mobiles dans les deux chambres simultanément. 35 4 - Relais électromagnétique suivant l'une des revendica tions 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement a chacune de ses parties d'extrémités opposées munie de prolongements à branches pour créer deux doigts reposant sur 1°élément 11 . .. ^ 69 08583 à contact mobile dans chaque chambre. 5 - Relais électromagnétique suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments à contact fixe dans chaque chambre sont disposés sur chacune des extré- 5 mités opposées de l'élément à contact mobile, l'un de chacun des deux éléments à contact fixe étant disposé au-dessus de l'autre, l'élément à contact mobile étant interposé entre eux. 6 - Relais électromagnétique suivant l'une des-revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque ressort est disposé 10 en dessous de la partie médiane de chaque élément à contact mobile. 7 - Relais électromagnétique suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de liaison comprend une armature généralement en forme de U ayant deux 15 parties de branches latérales et qui entoure 1'électro-aimant et le commutateur assemblés, l'extrémité extérieure de chaque partie de branche venant en contact dans une saillie formée sur chacune des parois latérales opposées de la plaque de base du commutateur• 20 8 - Relais électromagnétique suivant l'une des revendica tions 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier transparent ayant une ouverture inférieure et qui entoure 1'électroaimant et le commutateur qui sont assemblés dans ce boîtiers ce dernier venant en contact à son extrémité inférieure avec la 25 plaque d'extrémité du commutateur pour maintenir les parties constitutives assemblées. S - Relais électromagnétique suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'organe de montage comprend une paroi de base et deux parois de support s'étendant depuis 30 les extrémités opposées de la parois de base généralement perpendiculaire à ces extrémités opposées, de telle façon que l'une des parois de support vienne en contact à la paroi apicale du boîtier tandis que l'autre paroi vient en contact avec la plaque de base du commutateur-