Brevet FR2086307A1 — publié le 19711231

La présente invention concerne un relais électromagnétique comportant une bobine gainée de matière synthétique et dans laquelle est encastré un noyau en une seule partie qui présente un palier à couteau. Le gainage de la bobine est conçu de façon telle que la liaison entre le fil de la bobine et le raccordement, ainsi que la fixation des raccordements puissent être logées dans ce gainage. L'armature est montée au moyen d'une creusure prismatique qui reçoit le couteau du noyau. La retenue est assurée par un ressort profilé qui est encastré dans le noyau. Les blocs de lames de contact sont fabriqués sous forme d'unités complètes prêtes à être montées et sont positionnés dans la culasse àu moyen d'ergots de centrage. Sous ces blocs est disposé un ressort à lame avec lequel les efforts sur les contacts peuvent être réglés. Les blocs et ce ressort à lame sont fixés sur la culasse au moyen d'un étrier à ressort connu en soi. Pour recouvrir le relais il est prévu m partie en matière synthétique ouverte sur deux côtés et maintenue sur le gainage du corps de bobine au moyen d'ergots de fixation. Dans les relais de ce type connus jusqu'à présent, la bobine est recouverte de papier ou d'une feuille de matière synthétique. La liaison entre le fil de la bobine et les raccordements du relais est souvent disposée de telle façon que des avaries pouvant conduire à une panne du relais sont facilement posai bles. En outre, l'enroulement constituant la bobine n'est protégé que par la feuille de matière synthétique et est donc exposé à des avaries mécaniques. De plus, lors d'essais de tension, il se produit prématurément un amorçage avec des pièces métalliques voisines, parce que les distances de fuite superficielle et les entrefers sont trop faibles. Les formes d'exécution connues comportent pour la plupart une culasse qui est rivée ou vissée sur le noyau. La bobine est placée sur le noyau. Cette disposition est compliquée et cot- teuse; en outre, elle a pour inconvénient qu'à lia liaison entre la culasse et le noyau il se produit un flux vagabond qui affaiblit le flux principal du champ magnétique. Le montage de liarmature dans la culasse ne présente généralement pas de point d'articulation défini avec précision, de sorte que des variations peuvent. toujours se produire dans le relais installé. En outre, le ressort de retenue de l'armature ne peut jamais être disposé de façon à n'engendrer aucun couple sur l'armature. Afin de réduire ce couple au minimum, car il représente toujours ^- une perte de puissance, le ressort de retenue de l'armature doit forcément être très faible. Ceci a pour inconvénient qu'en cas de vibrations ou de chocs l'armature saute hors de son palier, ce qui compromet le bon fonctionnement du relais. Il en est de même en ce qui concerne le peigne de-manoeuvre des blocs de lames de contact. Dans quelques modèles connus, ce peigne est, il est vrai, associé rigidement à l'armature, de sorte que cette dernière ne peut se décrocher sous l'effet de vibrations, mais dans cette disposition le peigne décrit, lorsqu'il est manoeuvré, un arc de cercle, ce qui, surtout lorsque la hauteur des contacts est grande, constitue un inconvénient important à cause de la perte de course. Mais lorsque le peigne est retenu simplement de façon lâche dans l'armature et dans les blocs de lames de contact, il y a risque de décrochement sous l'effet de vibrations ou de secousses. Dans les relais de cette taille les blocs de lames de contact sont composés de pièces individuelles en métal et en matière synthétique. Cette façon de procéder présente parmi d'autres les inconvénients énumérés ci-après a) les blocs de lames de contact doivent être fabriqués à la demande, car étant donné le grand nombre de possibilités de variantes il n'est pas possible de fabriquer de grandes stries par avance; b) lors de l'assemblage des différents éléments on court le risque de mal monter. le bloc de lames de contact; c) à moins d'avoir recours à des solutions coûteuses, on n'assure qu'une faible résistance à la tension électrique; d) en cas de sollicitation mécanique il se produit souvent des déplacements de pièces de contact, ce qui conduit à une variation de la caractéristique du relais. L'invention a donc pour but de créer un relais qui ne comporte pas les inconvénients mentionnés ci-dessus et qui puisse être assemblé sans dispositifs de montage et avec le minimum de rFglage. Pour parvenir à ce but, l'invention prévoit essentiellement que le corps de bobine portant l'enroulement de fil métallique comporte une enveloppe en matière synthétique qui protège l'enroulement et les raccordements à la bobine contre les avaries mécaniques éventuelles. En outre, cette enveloppe assure une résistance à la tension considérablement meilleure entre les bobines et le noyau. Celui-ci est en forme de lettre U et comporte à l'une de ses extrémités un couteau destiné à recevoir l'armature. Deux rebords servent à fixer le noyau dans le corps de bobine; ils coopèrent avec des ergots correspondants solidaires du corps de bobine et assurent sans rivetage ni refoulement une assise solide du noyau dans le corps de bobine.Pour recevoir le ressort de retenue de l'armature et les blocs de lames de contact il est prévu des échancrures', de sorte que par simple encastrement ce ressort et ces blocs sont solidement maintenus. L'armature comporte une creusure prismatique qui coopère avec le couteau prévu sur le noyau pour constituer un palier idéal. Le ressort de retenue de l'arma- ture est calculé pour que lteffort de retenue agisse dans la direction du centre de gravité, de sorte qu'il ne se produit pas de couple supplémentaire. La force de ce ressort peut donc être choisie suffisamment grande pour exclure tout décrochage sous l'effet de secousses.Pour recevoir la tige de manoeuvre des jeux de lames de contact, l'armature présente des ouvertures correspondantes à travers lesquelles les ergots de fixation de cette tige sont introduits et retiennent cette pièce. Le contre-palier de la tige de manoeuvre est constitué par une lame de ressort montée sur l'un des blocs des jeux de lames de contact. Grâce à cette disposition il ne se produit pas de perte de course aux jeux de lames de contact, même si l'ensemble a une grande hauteur. En outre, les ergots de fixation empêchent la tige de manoeuvre de se déplacer sous l'effet de vibrations ou de chocs. Les blocs de lames de contact sont assemblés à la façon de modules et sont fixés sur le noyau au moyen d'un étrier de forme connue. Les parties métalliques de ces blocs sont ancrées dans ceux-ci pour former une unité obtenue par injection ou moulage à la presse. Ces unités d'assemblage comportent dans wn cas deux porte-contact fixes et une lame centrale mobile disposée sans précontrainte entre les contacts fixes. Ce bloc de lames-de commutation présente sur quatre faces divers ergots et creusures servant à la fixation de ce bloc. I1 est ainsi possible de monter les blocs les uns sur les autres, les uns à coté des autres, et retournés de 1800. Une autre forme d'exécution comporte un contact fixe et un contact mobile.Etant donné que dans ce cas également le contact mobile n1 est pas précontraint, ce bloc de lames de contact peut servir de contact. Grâce à ces possibilités de réaliser des variantes, il est possible de fabriquer les différentes unités en grandes séries et ensuite de les assembler les unes aux autres, lors du montage du relais, en fonction des désirs du client. L'enveloppe en matière synthétique des pièces en métal peut être réalisée de façon à assurer de longues distances de fuite superficielle. Les jeux de lames de contact sont actionnés par la tige de manoeuvre montée dans l'armature et dans le ressort à lame. Cette tige comporte des orifices dont les dimensions sont calculées pour que les lames de contact mobiles puissent être déplacées dans les deux directions. La force de contact est déterminée par le ressort à lame monté au-dessus des jeux de lames. Cette disposition permet de régler toutes les forces de contact au moyen dune seule pièce. L'embase du relais qui supporte tous les organes de fixation pour le relais n'est maintenue que dans le capot, de sorte qu'il ne peut se produire de variations dans le système magnétique ou dans les jeux de lames de contact lors de l'assemblage du relais, assemblage qui peut se faire sans l'aide d'outils. Le capot lui-même est encastré dans l'enveloppe de la bobine. D'autres détails apparaîtront dans la description d'un exemple d'exécution de l'invention, faite ci-après avec référence au dessin, sur lequel - la figure 1 est une vue en élévation latérale et en coupe d'un relais conçu selon l'invention, - les figures 2 et 3 représentent, respectivement en élévation frontale et en élévation latérale, l'enveloppe de la bobine, le ressort de retenue de l'armature et le palier de cette dernière, - la figure 4 est une vue en coupe du noyau, - la figure 5 est une vue en coupe du boîtier et de l'enveloppe de la bobine, et - la figure 6 est une vue partiellement en coupe de l'armature avec sa tige de manoeuvre. Le noyau 1 est retenu dans le corps de bobine 2 portant l'enroulement 4. Selon les modèles, le corps de bobine 2 comporte deux orifices 38, ou davantage, dans lesquels on introduit les raccordements 6. Autour de ces derniers on enroule et on fixe par brasure le début ou la fin 5 de l'enroulement 4. On enrobe alors de matière synthétique l'enroulement 4 et les raccordements 6. Cette enveloppe 3 peut être appliquée par exemple par pulvérisation ou par injection. Etant donné qu'il existe entre le corps de bobine 2 et }'enveloppe 3 une liaison solide, l'enroulement 4 et les raccordements 6 sont protégés contre les avaries mécaniques. En outre, une résistance élevée au passage du courant est assurée entre l'enroulement 4, le noyau 1 et l'armature 7. Le noyau 1 est introduit dans le corps de bobine 2 et est retenu au moyen de deux nervures 39. A l'une de ses extrémités le noyau 1 comporte un couteau 15 destiné au montage de l'armature 7. Cette dernière est retenue en position sur ce couteau par le ressort de retenue 13. Etant donné que la direction dans laquelle ce ressort exerce sa force passe par le point d'articulation sur le couteau 15, il neexerce pas de couple supplémentaire sur l'armature 7, de sorte que la force de ce ressort peut être choisie suffisamment grande pour éviter à coup sûr que l'armature ne se décroche. A son extrémité supérieure 7a l'armature 7 présente des orifices dans lesquels la tige de manoeuvre 40 est introduite par ses ergots de fixation 22. Cette tige 40 présente plusieurs orifices 33 et 34 au travers desquels sont introduites les lames de contact 20 et 21. Ces orifices ont une dimension telle que les lames 20 et 21 peuvent se déplacer dans les deux directions.La fig.l montre le relais en position de repos, dans laquelle les lames 20 et 21 sont repoussée contre les contact 17 et 19 sous l'effet de la force exercée par la lame de ressort 9. La force de ce ressort est transmise aux lames de contact 20 et 21 par l'intermédiaire de la tige de manoeuvre 40 qui prend appui en 35 sur la lame de ressort 9. Lorsque le relais est excité, l'armature 7 est au contact de la face 41 du noyau 1. La puissance de retenue du système magnétique se transmet alors par l'intermédiaire de la tige de manoeuvre 40 aux lames de contact 20 et 21 qui vóllt alors s'appliquer sur les contacts 16 et 18. La course de l'armature 7 est calculée pour que ces lames soient arrivées sur ces contacts 16 et 18 avant que l'armature 7 n'ait touché la face 41 du noyau 1.Les contacts 16, 17, 18 et 19 sont supportés par des supports rigides 27, 28, 29 et 30 qui traversent à l'extérieur l'embase 12. Les lames de contact 20 et 21 sont reliées rigidement aux raccordements 36 et 37. Les supports de contact 27 à 30, ainsi que les lames de contact 20 et 21 avec les raccordements 36 et 37 sont portés dans une ou plusieurs pièces 10 et 42 en matière synthétique. Ces pièces 10 et 42 sont de préférence obtenues par moulage par injection d'un thermoplast; il est bien entendu possible d'utiliser toute matière synthétique et toute autre technique appropriées. Afin d'augmenter les distances de fuite superficielle et la longueur libre des lames de contact, les pièces en matière synthétique 10 et 42 peuvent être pourvues d'évidements 25 et de nervures. Sur quatre c8tés ces pièces comportent des ergots de fixation 23, 24 et 43 qui s'engagent dans des orifices correspondants prévus dans le noyau 1 et dans les autres pièces en matière synthétique pour immobiliser les blocs de lames 10 et 42. Ces dernières sont maintenues par un étrier 11 engagé dans le noyau par deux extrémités en forme de T. En donnant à cet étrier une forme appropriée on assure que les blocs de lames 10 et 42 ne pourront se détacher même après une diminution de leur hauteur due à une rétraction de la matière synthétique. Le relais ainsi constitué est recouvert par un capot 8 dans lequel est maintenue l'embase 12 par les deux nervures 31 et 32. Le capot 8 est emboîté dans l'enveloppe 3 du corps de bobine Etant donné qu'ainsi l'embase 12 est maintenue indépendamment des blocs de lames et du système magnétique, la fixation du relais par la vis 14 ne peut produire aucune modification des caractéristiques de fonctionnement du relais. On a représenté à plus grande échelle aux fig. 2 et 3 l'enveloppe de bobine 3, le ressort 13 de retenue de l'armature 7 et le noyau 1, avec le montage 15 de cette armature. Le ressort 13 comporte une découpure 45, de façon que les deux extrémités flexibles 46 et 47 reposent seulement sur l'armature 7 pour assurer une pression uniforme sur elle. En outre, les deux extrémités 46 et 47 du ressort 13 présentent un coudage en S 5S, de façon à n'exercer sur l'armature qu'un contact linéaire. Le ressort de retenue 13 de l'armature 7 est retenu dans le noyau 1 au moyen de deux parties 54 en forme de T. On voit dans le noyau 1 diverses échancrures 48 à 53 qui servent à la fixation des blocs de lames de contact. La fig. 4 représente l'immobilisation du noyau 1 dans le corps de bobine 2 par les deux ergots 39. Pour faciliter l'introduction du noyau, celui-ci présente deux chanfreins 56 et 57 qui écartent l'un de l'autre les deux ergots 39. Ce n'est que lorsque le noyau est entièrement enfoncé dans le corps de bobine 2 que les deux ergots 39 peuvent reprendre leur écartement initial et, de ce fait, verrouiller le noyau par les rebords 58 et 59. La fixation du capot 8 est représentée à la fig. 5. Ltenveloppe 3 de la bobine avec l'enroulement 4 et le corps 2 comporte latéralement deux gorges dans lesquelles s'engagent les deux ergots d'immobilisation 60 et 61 du capot 8. Afin de faciliter l'enfoncement de ce dernier, l'enveloppe 3 de la bobine comporte deux chanfreins 62 et 63. On a représenté à la fig.6 l'armature 7 avec la suspension de la tige de manoeuvre 40. Les deux orifices 33 servent à recevoir les lames de contact 20 et 21 (fig.l). La tige de manoeuvre 40 est introduite par ses deux ergots d'immobilisation 22 dans des ouvertures correspondantes ménagées dans l'armature 7 et est ainsi maintenue en position. Des chanfreins 65 et 66 sont prévus sur les deux ergots 22 afin de faciliter le montage. Ces ergots 22 assurent une séparation magnétique 64 entre l'armature 7 et le noyau 1. L'invention n'est évidemment pas limitée à l'exemple d'exécution décrit ci-dessus avec référence au dessin car il est possible d'y apporter des modifications restant dans le cadre de l'invention tel que défini par les revendications. REVENDICATIONS 1.- Relais miniature électromagnétique comportant une bobine enrobée de matière synthétique et dans laquelle est encastré un noyau servant a supporter l'armature, le ressort de retenue de l'armature et les blocs de lames de contact, ce relais étant remarquable en ce que l'enroulement est, avec ses raccordements,enveloppé de matière synthétique. 2.- Relais miniature électronagnétiqu selon la revendication 1, remarquable en ce que pour la fixation du capot des évidements et des nervures ou ergots sont disposes dans l'envelop- pe de la bobine. 3.- Relais miniature électromagnétique selon la revendication 1 ou 2, remarquable en ce que les éléments destinés à la fixation du noyau sont disposés sur le corps de bobine ou sur son enveloppe, et en ce que cette fixation est possible sans outillage. 4.- Relais miniature électromagnétique comportant un noyau en forme de lettre U, remarquable en ce que le noyau comporte d > une part, sur l'une de ses branches, des rebords ou évidements destinés à sa fixation dans le corps de bobine ou son enveloppe, et, d'autre part, des chanfreins ou arrondis destinés à faciliter le montage. 5.- Relais miniature électromagnétique selon la revendication 4, remarquable en ce que le noyau comporte des orifices communs à la fixation du ressort de retenue de l'armature et à celle des blocs de lames de contact, et en ce que ces fixations sont possibles sans outillage. 6.- Relais miniature électromagnétique selon la revendication 4 ou 5, remarquable en ce qu'une extrémité du noyau. en forme de lettre U est coudée et forme un palier à couteau avec l'armature dans laquelle est ménagée une gorge. 7.- Relais miniature électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce que la tige de manoeuvre des lames de contact est encastrée d'un côté dans l'armature, tandis que son autre extrémité est maintenue par un ressort à lame. 8.- Relais miniature électromagnétique selon la revendication 7, remarquable en ce que la tige de manoeuvre présente des orifices qui sont un peu plus larges que l'épaisseur de la lame de contact engagée dans ces orifices. 9.- Relais miniature électromagnétique comportant des blocs de lames de contact pouvant être assemblés à la façon de modules et retenus sur le noyau au moyen d'un étrier formant ressort connu en soi, ce relais étant remarquable en ce que les blocs de lames de contact sont composés d'une partie en matière synth6- tique dans laquelle sont logés au moins un porte-contact et au moins une lame flexible et mobile de contact. 10.- Relais miniature électromagnétique selon la revendication 9, remarquable en ce que les blocs de lames de contact comportent des ergots de fixation grâce auxquels ces blocs peuvent astre fixés les uns aux autres, et en ce que chaque bloc peut être monté après pivoteeent de 1800 autour de son axe longitudinal. 11.- Relais miniature électromagnétique selon la revendication 9 ou 10, remarquable en ce que la lame flexible de contact n'est soumise à aucune précontrainte pour assurer la pression de contact. 12.- Relais miniature électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce qu'un ressort à lame au moyen duquel l'effort de contact au repos peut être déterminé est disposé au-dessus des blocs de lames. 13.- Relais miniature électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, remarquable en ce que le capot et l'embase sont montés dans l'enveloppe de la bobine de façon à exclure toute variation des caractéristiques du relais en cas de sollicitation mécanique. 14.- Relais miniature électromagnétique selon la.revendication 7 ou 8, remarquable en ce qu'une séparation magnétique est assurée entre l'armature et le noyau par les ergots de fixation de la nervure de manoeuvre des-lames de contact.