Brevet FR2092129A1 — publié le 19720121

La présente invention concerne un relais comprenant au moins un jeu de contacts à lamelles souples polarisé magnétiquement. Un jeu de contacts à lamelles souples est défini comme comprenant deux contacts électriques allongés qui sont toue deux en un matériau magnétique, qui présentent chacun à l'une de leurs extrémités une lamelle ou partie aplatie, et qui sont scellés dans des positions respectives sensiblement alignées à l'intérieur dlune enveloppe, de préférence en verre, de telle manière que les parties extrêmes aplaties se chevauchent partiellement å l'intérieur de ltenveloppe, tandis que leur autre extrémité traverse la paroi de l'enveloppe, leurs extrémités partiellement superposées étant revotes d'un matériau de contact tel que de ltor et étant normalement séparées l'une de l'autre d'une distance fixe prédéterminée, cependant que l'enveloppe hermétiquement fermée est généralement remplie d'un gaz. Un jeu de contacts tel qu'on vient de le décrire sera dans la suite désigné par "un jeu de contacts du genre spécifié". Un jeu de contacts à lamelles souples polarisé magnétiquement est un jeu de contacts du type défini ci-dessus dont les extrémités partiellement superposées sont polarisées magnétiquement par exemple par un aimant permanent de façon à être amenées en position de fermeture. Dans un relais de ce type, le jeu de contacts à lamelles souples et l'aimant permanent sont entourés d'une bobine de commande électrique qui, lorsqu'elle est excitée par un courant électrique de la polarité voulue, engendre un champ magné- tique qui s'oppose à celui de l'aimant permanent. L'amplitude du courant électrique est choisie telle que le champ magnétique associé à l'aimant permanent soit réduit à un niveau qui peut être surmonté par la force de rappel des contacts à lamelle souple. Dans ces conditions, les contacts à lamelle souple créent une condition de "rupture". L'instant auquel les contacts à lamelle souple se séparent est déterminé par leurs tolérances de fabrication, l'intensité de champ magnétique de l'aimant permanent et l'orientation des contacts par rapport à ce dernier. Tous ces facteurs peuvent, s'ils ne sont pas contrôlés, donner lieu à une large variation des niveaux de fonctionnement d'un relais. En conséquence, il est désirable pour réduire ces variations au minimum, de disposer de q certains moyens permettant de contrôler un ou plusieurs des facteurs ci-dessus mentionnés. Selon lssinvention, le relais qui comprend au moins un jeu de contacts à lamelles souples du genre spécifié, un aimant permanent dont le champ magnétique polarise les contacts de façon à les amener en position de fermeture et une bobine de commande électrique entourant l'aimant permanent et les contacts et susceptible d'être excitée pour surmonter la polarisation magnétique est caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour orienter les contacts par rapport à l'aimant permanent, de façon à ajuster le degré de couplage magnétique entre les contacts et l'aimant permanent. Bien que les contacts de chacun des jeux de contacts à lamelles souples du relais défini dans le paragraphe précédent soient normalement maintenus magnétiquement à l'état "fermFt, il est parfois nécessaire, en pratique, pour obtenir un certain nom- bre de combinaisons de "fermeture" et de "rupture", qutun tel relais comprenne également un ou plusieurs jeux de contacts à lame îles souples dont les contacts sont normalement en condition "d'ouverture", c'est-à-dire qu'ils ne sont pas affectés par le champ magnétique associé à l'aimant permanent. Ces derniers jeux de contacts à lamelles souples sont fermés par le champ magnétique associé à la bobine de commande électrique excitée. Suivant une caractéristique de l'invention, un relais du type ainsi défini comprend au moins un jeu de contacts à lamelles souples supplémentaire du type précédemment défini dont les contacts sont entourés par la bobine de commande électrique et sont situés à l'écart de l'influence de polarisation magnétique de 1 aimant permanent. Ltinvention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui en représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation. Les figures 1A à 1C montrent schématiquement une partie d'un relais conforme à l'invention, représenté respectivement en plan avec coupe partielle, de profil et en élévation. Le relais représenté schématiquement et de façon fragmentaire sur les figures 1A à 1C, respectivement suivant une vue en plan avec coupe partielle, une vue de profil et une vue en élévation est essentiellement constitué par un aimant permanent 1 et par deux jeux de contacts & lamelles souples 2 du type défini ci dessus, tous ces éléments étant disposés à l'intérieur drun boîtier électriquement isolant 3. En pratique, l'orientation de l'aimant permanent est choisie telle que son pôle nord magnétique soit adjacent à un point coloré 4 prévu sur le boîtier 3.Les jeux de contacts à lamelles souples 2 sont logés chacun à l'inté- rieur d'une rainure 5 pratiquée dans une face latérale longitudinale du boîtier 3, le fond de ces rainures étant de forme sensiblement semi-circulaire pour faciliter la rotation des enveloppes 2a des jeux de contacts à lamelles souples à leur intérieur. Les rainures 5 débouchent à l'extérieur sur une face extrême 3a du boîtier 3 et s'étendent le long d'une partie seulement des faces latérales longitudinales.Une encoche 6 dans laquelle su adapte un contact Zb du jeu de contacts à lamelles souples est en outre, pratiquée dans chacune des faces latérales longitudinales du boîtier, ces encoches ayant une profondeur comparable à celle des rainures 5 et une longueur telle qu'elles débouchent, à l'une de leurs extrémités, dans les rainures 5 associées et, à leur autre extrémité, sur une face extrême 3b du boîtier 3. L'aimant permanent 1 est disposé à l'intérieur d'un évidement 7 du boîtier 3. L'évidement 7, qui est sensiblement équidistant des fonds des rainures 5, est d'une profondeur qui permet de disposer l'aimant permanent 1 directement en regard des jeux de contacts à lamelles souples 2. Les jeux de contacts à lamelles souples 2 sont, en conséquence, chacun en relation d'espacement fixe avec l'aimant permanent 1, de telle façon que leurs axes longitudinaux respectifs soient sensiblement parallèles à un axe s'étendant entre les pôles magnétiques respectifs de l'aimant permanent. Deux tasseaux encochés 8 sont prévus sur la face extrême 3a du boîtier 3 et dans l'encoche de chacun d'eux est adaptée une borne de contact électrique 9. Un contact 2c de chacun des jeux de contacts à lamelles souples est soudé ou fixé d'une autre manière à l'une des bornes 9 dans le relais fini. Une carcasse de bobine 10, sur laquelle est enroulée la bobine de commande électrique (non représentée) du relais, n'est représentée en détails, en trait interrompu que sur les figures 1A et lB.. En pratique, on peut prévoir, dans la carcasse de bobine, un trou central épousant la forme extérieure du boîtier 3, de manière à faciliter l'insertion de celui-ci dans ladite carcasse. La carcasse de bobine 10 est en un matériau électriquement isolant. L'aimant permanent 11 qui est ajusté à frottement doux dans l'évidement 7, est empêché de réchapper de cet évidement, dans le relais finit par la paroi de la carcasse de bobine 10. En pratique, au moins une ouverture (non représentée) débouchant sur la face latérale 3c du boîtier est prévue dans le fond de ltévi- dement 7 pour faciliter le retrait de l'aimant permanent 1 hora du boîtier 3, par exemple au moyen d'une lame de tournevis ou dtun objet analogue qu'on peut faire passer à travers ladite ouverture et à l'aide duquel on peut pousser l'aimant pour faciliter son retrait. Des tasseaux encochés ll et 12 de forme et de configuration analogues à celles des tasseaux 8 sont respectivement prévus A chacune des extrémités de la carcasse de bobine 10 et des bornes de contact électrique 13 et 14 de forme et de configuration analogues à celle-s des bornes 9 sont respectivement adaptées dans les encoches des tasseaux Il et 12. Les contacts 2b sont soudés ou fixés d'une autre manière, chacun à l'une des bornes 14 dans le relais fini. Les deux extr*- mités de la bobine de commande (non représentée) traversent chacune l'une de deux rainures 15 pratiquées dans la carcasse de bobine 10- ou sont disposées à l'intérieur de ces rainures et sont soudées ou fixées dtune autre manière, chacune à 11une des bornes 13. Dans le relais fini, l'aimant permanent 1 forme une boucle magnétique fermée avec les contacts de chacun des jeux de contacts à lamelles souples 2, c'est-à-dire que les lignes de flux magné- tique qui s'étendent entre les piles magnétiques de l'aimant permanent traversent ces contactes, étant donné que ceux-ci offrent un parcours de faible réluctance auxdites lignes de flux. En conséquence, plus la distance entre l'aimant permanent et les contacts des jeux de contacts à lamelles souples 2 est réduite, plus le couplage magnétique entre eux est serré. Or, plus le couplage magnétique est serré, plus la force magnétique, agissant sur les jeux de contacts lamelles souples, est intense Les contacts des jeux de contacts à lamelles souples présentent, comme représenté sur la figure 1 (A) et comme décrit dans un paragraphe précédent, une partie aplatie ou lamelle à leurs extrémités parttellement superposées et, par conaéquent, la distance entre les contacts et aimant 1 dépend ds 1'orientsstion desdites lamelles.Etant donné que les jeux de contacts à lamelles souples sont chacun dans une relation d'espacement -fixe par rap port à l'aimant l, et que les-axes longitudinaux des contacts et des jeux de contacts à lamelles souples sont sensiblement coaxiaux, on peut faire varier la distance de séparation-en faisant tourner les jeux de contacts à lamelles souples autour de leur axe longitudinal. Cette distance de séparation est minimale lorsque le plan des surfaces principales de chacune des lamelles est normal à l'axe passant par les pôles magnétiques de l'aimant 1. On voit donc qu'on peut réduire ltintensité des la force magnétique nécessaire peur assurer la fermeture-des contacts en diminuant la distance entre l'aimant et les contacts Une réduction de l'intensité de la force magnétique permet unie réduction correspondante ds l'intensité du courant- d'-excitation de la bobine de commande électrique, du fait que la polarisation magnétique que le champ magnétique associé la bobine a & surmonter se trouve ainsi plus faible-.Par conséquent, une réduction de la distance entre l'aimant 1 et les jeux de contacts à lamelles souples 2 réduit effectivement au minimum les intensités nécessaires de la force magnétiquede-l'aimant.permanent et du courant dtexcitation de la bobine de commande électrique. D'après ce qui précède, on voit donc qutun contrôle de l'orientation des jeux de contacts à lamelles souples par rapport à l'aimant permanent permet de prévoir de façon plus précise l'intensité du champ magnétique de l'aimant permanent et les caractéristiques du courant d'exeitation de la bobine de commande électrique et de s'assurer que les caractéristiques de commutation des deux jeux de contacts à lamelles souples sont sensiblement les mêmes. Il est également désirable de contrôler le fonctionnement de façon que les lignes de flux émanant de l'aimant permanent aient le même effet sur les deux contacts de chacun des jeux et lion peut y parvenir en effectuant-un déplacement longitudinal des jeux de contacts à lamelles souples par rapport à l'aimant permanent.Ce déplacement longitudinal assure, d1une.part,. un ajustement de effet précité et, d'autre part permet de rendre maximale la force-d'attraction magndtique dans la zone de contact des deux lamelles de chacun des jeux de contacts Au cours de la fabrication, l'aimantepermanent l-et les jeux de contacts à lamelles souples 2 sont adaptés dans le bottier 3 et les Jeux de contacts à lamelles souples 2 sont alors orientés par rapport à l'aimant permanent de manière à assurer les conditions optimales, c'est-à-dire quton fait tourner les jeux de contacts à lamelles souples autour de leur axe longitudinal, de manière à obtenir le couplage magnétique désiré entre leurs contacts et l'aimant permanent et qu'on déplace- les jeux de contacts à lamelles souples dans un plan parallèle à l'axe longitudinal de l'aimant permanent, soit avant soit après ladite rotation, jusqu'à ce que la zone de contact soit sensiblement équidistante des pôles magnétiques de aimant permanent 1. Une fois que les jeux-de contacts à lamelles souples sont correctement positionnés, on soude ou l'on fixe d'une autre manière les contacts 2c à leurs bornes respectives. On insère ensuite le boîtier dans la carcasse de bobine 10 et l'on soude ou lton fixe d'une autre manière les contacts 2b à leurs bornes respectives. Pour ajuster le champ magnétique associé à l'aimant permanent au niveau désiré, c'est-à-dire au niveau compatible avec les caractéristiques des contacts orientés de chacun des jeux de contacts à lamelles souples et avec l'amplitude choisie du courant d'excitation de la bobine de commande, l'aimant permanent 1, après avoir été inséré dans le boîtier 3 et disposé entre les jeux de contacts-à lamelles souples 2, est magnétiquement saturé et ses propriétés magnétiques sont ensuite ajustées jusqutà ce quton obtienne l'intensité de champ magnétique désirée, le niveau dfajustement étant én relation avec les caractéristiques précitées du jeu de contacts d lamelles souples 2. Il est à noter que, bien que l'on ait décrit et représenté un relais comportant deux jeux de contacts à lamelles souples polarisés magnétiquement, l'invention ne doit pas être considérée comme étant limitée à cette disposition. Le relais suivant l'invention peut comprendre un nombre quelconque de jeux de contacts à lamelles souples polarisés magnétiquement ; il suffit, à cet effet, de modifier convenablement le boîtier 3 de la ìgure 1 de façon quril présente le nombre voulu de rainures 5 et de bornes de contact électrique associées et de façon que chacun des jeux de contacts à lamelles souples se trouve dans une relation d'espacement fixe avec un aimant permanent. Par exemple, un relais comportant un seul jeu de contacts à'lamelles souples pbAt être réaliaéen supprimant-la partia du--boîtier 3 dans-laquelle sont prévus l'une des rainures 5 et les tasseaux encochés associés 8. Suivant une autre variante, on peut réaliser, par exemple, un relais comportant quatre jeux de contacts à lamelles souples en utilisant deux boîtiers du type représenté sur la figure 1 superposés avec alignement des évidements 7 mais assemblés de manière à former un unique boîtier. Bien entendus il serait alors nécessaire, pour permettre l'insertion et le retrait de l'aimant permanent, d'augmenter la profondeur de l'évidement 7 de l'une des moitiés du boîtier unique ainsi obtenu de façon que ledit évidement débouche sur une surface de ce boîtier. Il serait également nécessaire, avec cette disposition, de s'arranger pour que les dimensions de l'aimant permanent soient telles qutil se trouve disposé directement en regard de chacun des jeux de contacts à lamelles souples. En utilisant les procédés définis dans les paragraphes précédents, il est possible d'ajuster les performances des organes principaux dtun relais comprenant des jeux de contacts 9 lamelles souples polarisés magnétiquement, avant l'adaptation finale de la bobine de commande électrique, ce qui élimine la nécessité d'utiliser celle-ci comme élément de réglage. Comme précédemment mentionné il est parfois nécessaire, en pratique, pour obtenir un certain nombre de combinaisons de contacts de fermeture et de rupture qu'un relais du type décrit dans les paragraphes précédents comprenne également un ou plusieurs jeux de contacts à lamelles souples supplémentaires, dont les contacts sont normalement en condition d'ouverture et ne sont affectés que dans une mesure minimale par le champ magnétique associé à l'aimant permanent, mais peuvent être fermés par le champ magnétique associé à la bobine de commande électrique.En conséquence, avec cette disposition, ltexcitation de la bobine de commande électrique provoque une ouverture des contacts normalement fermés ou contacts de repos du ou des jeux de contacts à lamelles souples polarisés magnétiquement et une fermeture des contacts normalement ouverts ou contacts de travail du ou des jeux de contacts à lamelles souples supplémentaires. Cette disposition peut être réalisée, en pratique, en disposant le ou les jeux de contacts à lamelles souples supplémentaires dans le boîtier de telle manière que leurs contacts soient entourés par la bobine de commande électrique, mais soient soustraits à liinfluence-de polarisation magnétique de l'aimant permanent. Par exemple, dans le di-spositif de la figure 1, les positions de l'un des jeux de contacts à lamelles souples 2 et de l'aimant permanent l pourraient être modifiées de façon que ce jeu de contacts à lamelles souples soit situé au voisinage immédiat de l'autre à l'intérieur d'une ouverture circulaire. Liaimant permanent se trouverait, en conséquence, au voisinage immédiat du jeu de contacts à lamelles souples 2 à l'intérieur de l'ouverture circulaire et polariserait magnétiquement ce jeu de contacts mais serait éloigné de l'autre jeu de contacts à lamelles souples et, par conséquent, sans effet sur lui. L'ouverture cir- culaire peut etre agencée de telle manière quelle permette d'orienter angulairement et longitudinalement le jeu de contacts à lamelles souples polarisé magnétiquement de manière à faciliter l'ajustement du degré de couplage magnétique entre les contacts de ce jeu et l'aimant permanent. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits ; elle est susceptible de nombreuses variantes, selon les applications envisagées, sans qu'on s'carte pour cela du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Relais comprenant au moins un jeu de contacts à lamelles souples du genre spécifié ;-un aimant permanent dont le champ magn; tique polarise les contacts de façon à les amener en position de fermeture et une bobine de commande électrique entourant l'aimant permanent et les contacts et susceptible d'être excitée pour surmonter la polarisation magnétique, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour orienter les contacts par rapport à l'aimant permanent de façon à ajuster le degré de couplage magnétique entre lesdits contacts et ledit aimant permanent. 2. Relais suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un bottier en matériau électriquement isolant à l'intérieur duquel sont disposés l'aimant permanent et le jeu de contacts à lamelles souples, de telle manière que l'axe passant par les pôles magnétiques de 11 aimant permanent soit sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du jeu de contacts à lamelles souples, et soit dans une relation d'espacement fixe avec ce dernier axe et que le jeu de contacts à lamelles souples puisse tourner autour de son axe longitudinal, de façon à permettre l'ajustement du degré de couplage magnétique. 3. Relais suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ltemplacement de l'aimant permanent et celui du jeu de contacts à lamelles souples à l'intérieur du boîtier est tel qu'un mouvement longitudinal relatif puisse être effectué entre l'aimant permanent et le jeu de contacts à lamelles souples pour permettre l'ajuster ment du degré de couplage magnétique. 4. Relais suivant l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le bottier présente une ouverture s'étendant longitudinalement pour le jeu de contacts à lamelles souples, la section droite et la longueur de l'ouverture étant telles que le jeu de contacts à lamelles souples puisse y tourner et y être déplacé longitudinalement par rapport à l'aimant permanent. 5. Relais suivant la revendication 4, caractérisé encre que l'ouverture s'étendant longitudinalement est une rainure. 6. Relais suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le fond de la rainure est de section droite sensiblement semicirculaire. 7. Relais suivant l'une quelconque q des revendications précédentes, caractérisé en ce qui comprend au moins un jeu de contacts à lamelles souples supplémentaire du genre spécifié dont les contacts sont entourés par la bobine de commande électrique et sont situés à 11 écart de l'influence de polarisation magnétique de l'aimant permanent.