Brevet FR2149391A1 — publié le 19730330

La présente invention concerne un relais electromagnetique comprenant un noyau magnétique, une bobine montée sur celui-ci, une armature pratiquement parallèle au plan principal du noyau, fixée pivotante le long d'une surface de ce noyau de manière à y être attirée, lorsque la bobine est excitée, pour sctionner de ce fait au moins un empilage de contacts placé sur la surface opposée du noyau par rapport à l'armature. Des relais électromagnétiques de ce type ont déjà été décrits, par exemple dans le brevet français nO 1 506 144, et ils offrent l'avantage d'un volume relativement faible associé à une faible hauteur, c'est-â-dire une dimension d'ensemble relativement faible dans le sens perpendiculaire au plan principal du noyau du relais. Ainsi qu'il a été décrit dans cette demande de brevet, le noyau se présente généralement sous la forme d'un E tandis que l'armature affecte la forme d'un U dont la partie centrale vient appuyer contre les trois branches du E lorsque l'armature est attirée, la branche intermédiaire du noyau en forme de E pénétrant dans la carcasse de la bobine.Etant donne leur faible volume joint à une hauteur limitée, ces types de relais plats peuvent être montés sur des plaquettes de circuit imprime ; ils conviennent particulièrelent au domaine des télécommunications et des autres équipements électroniques dans lesquels le but recherché est, en Eséral, de prévoir un intervalle très faible entre les plaquettes de circuit imprimé parallèles. Il est évident que la bobine du relais et sa carcasse, de même que les empilages de contacts, sont déterminés par les earactéristiques que l'on souhaite obtenir du relais, ce qui détermine à son tour, dans une large mesure, le volume du relais. Dans la forme connue, du fait que 1' armature en forme de U est attirée contre une surface du noyau en forme de Celle agit sur un élément isolé intermédiaire qui relie l'armature et les empilages de contacts qui sont disposés sur la face opposée du noyau en forme de E. Cet élément de travail intermédiaire agit sur les extrémités libres de ressorts de contact cantilever de manière à effectuer les connexions souhaitées. Puisque la branche intermédiaire du noyau en E traverse le centre de la carcasse de bobine > cette forme de construction implique que la hauteur totale du relais dépasse celle de la carcasse de bobine en raison de la nécessité de loger les empilages de contacts sur la face du noyau qui est à l'oppose de celle où est placée l'armature. Pour tenter de réduire la hauteur d'un tel relais du type plat, c'est-àdire la hauteur de la carcasse de bobine, il serait souhaitable de disposer d'un arrangement dans lequel les empilages de contacts n'ont pas pour effet d'augmenter la hauteur totale du relais. Ce résultat peut eFtre resalisé en utilisant un arrangement de liaison différent entre l'armature et les ressorts de contacts qui, dans ce cas,peuvent être placés hors de l'ensemble du relais et,plus particulièrement,à l'exterieur de la surface d'ensemble du noyau, mais outre l'in convénient d'une liaison de travail moins directe entre l'armature et les contacts, il est évident que ce procédé de réduction de la hauteur totale du relais a celle de la carcasse de bobine a pour inconvénient d'augmenter la surface d'ensemble du relais. La présente invention a pour objet de limiter la hauteur d'un tel relais du type plat à celle de la carcasse de bobine tout en conservant les empilages de contactsdans les limites de la surface totale définie par le noyau du relais, afin d'éviter une augmentation de la surface nécessaire au positionnement du relais sur une plaquette de fixation. Suivant l'une des caractéristiques de l'invention, un relais électromagnétique tel que défini initialement est caractérisé en ce que tout empilage est placé auprès de la partie du noyau qui est suffismment décalée par rapport à son plan principal pour que,dans une direction perpendiculaire audit plan, la dimension extérieure du relais corresponde à celle de la bobine ou à la somme des épaisseurs de l'armature, du noyau et de l'empilage. Avec une telle construction, il n'est plus nécessaire que la hauteur totale du relais dépasse celle de la carcasse de bobine et du fait de fixer les empilages de contact sur les branches extérieures du noyau en E, celles-ci étant décaLées par rapport à la branche médiane, la hauteur de ces empilages de contact peut être égale à la hauteur de la carcasse de bobine diminuée uniquement de ltépaisseur combinée du noyau et de l'armature sans que la hauteur totale du relais excède celle de la carcasse de bobine. En résumé, suivant un exemple de réalisation préreré de l'invention, un relais du type plat comporte un noyau en forme de E dont la branche intermédiaire traverse le centre de la carcasse et dont les deux branches latérales sont deca lees par rapport au plan de la branche médiane de manière à être pratiquement de niveau avec une surface extérieure de la carcasse à la différence de ltépaisseur de d'une armature en forme/U,articulée sur les deux branches extérieures du noyau en forme de E.Ces branches, sur la face opposée à celle où est située l'armature portent des empilages de contact, les extrémités libres des ressorts de contact étant manoeuvrées par une plaquette de travail maintenue entre la partie centrale de l'armature en forme de U et deux ressorts de rappel parallèles au ressort de contact, à raison de un pour chaque empilage de contact. En vue de maintenir sensiblement le même entrefer entre l'armature et les trois branches du noyau en forme de E,l'armature est également décalée de la meme manière,ce qui a pour effet supplémentaire de permettre à la partie centrale du U d'avoir sa position de repos détersinée par un prolongement de la carcasse de bobine sans que les dimensions totales excèdent la hauteur de la bobine. Les objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexes dans lesquels La figure 1 représente une vue de dessus en perspective d'un exemple de relais symétrique comportant deux empilages de trois contacts inverseurs. La figure 2 est une vue de dessous en perspective du relais de la figure 1, le fond ayant 6td retiré. La figure 3 est une vue en perspective d'un relais asymétrique comprenant seulement un empilage de trois contacts inverseurs placés d'un seul côté de la bobine. La figure 4 est une vue en perspective d'un empilage de contacts. La figure 5 est une vue éclatée de l'empilage de contacts de la figure 4. La figure 6 est une vue éclatée de l'ensemble du relais de la figure 2 sans la plaquette de travail des contacts. La structure générale du relais des figures 1 et 2 comprend - une bobine de relais 1 montée sur une carcasse 2 en matière plastique ; - un noyau magnétique en forme de E composé de deux branches extérieures 4 et 5 et d'une branche médiane 3 qui est introduite à l'intérieur d'un évidemment central de la carcasse 2 - une armature 6 fixée élastiquement le long de la surface du noyau - des empilages de contacts, tels que 7, montes sur chaque branche extérieure du noyau en E, de l'autre côté de l'armature. Alors que la figure 1 représente cette forme de construction avec l'armature 6 à la partie supérieure et un couvercle 8 en forme de boite indiqué par un trait mixte, la figure 2 représente le même relais, l'armature 6 étant vue du dessous et les ressorts de rappel 9 et 9' étant à la partie supérieure. Les extrémités libres de ces ressorts de rappel 9 et 9' sont reliées à l'extrémité libre de l'armature en forme de U au moyen d'un élément de commande de contact isolé ou plaquette 10. Celui-ci présente la forme générale illustrée aux figures 1 et 2: deux ergots 11 et 11' (figure 2) sont prévus pour s'engager dans des ouvertures qui sont ménagées aux extrémités des ressorts de rappel de l'armature 9 et 9', tandis que sur la face opposée de la plaquette 10, deux autres ergots s'engagent dans des perforations correspondantes 12 et 12' de l'armature 6 en forme de U. De cette manière, la tension préalable des ressorts de rappel de l'armature 9 et 9' les fait appuyer sur la plaquette 10 destinée à la manoeuvre des contacts de manière à ce que l'armature 6 en forme de U soit séparée du noyau en forme de E, et plus particulièrement des branches extérieures 4 et 5. Ainsi lorsque le relais est au repos, l'armature 6 se trouve dans la position représentée aux figures 1 et 2. Si un courant d'excitation passe dans la bobine de relais 1, c'est-à-dire entre les bornes 13 et 13' qui sont logées dans des retraits prévus dans la joue 14 de la carcasse de bobine 2, l'armature 6 est attirée contre les branches 3, 4 et 5 du noyau malgré l'action des ressorts de rappel 9 et 9' et, de ce fait, les épaulements 15 et 15' prévus sur les faces verticales de la plaquette 10 actionnent les contacts inverseurs par soulèvement. Lorsque le relais est libéré par suite de l'absence de courant d'excitation dans sa bobine, l'armature 6 revient à la position représentée aux figures 1 et 2 sous l'action des ressorts de rappel 9 et 9' qui l'appuient contre un épaulement 16 prévu dans la joue de la carcasse 2 et qui tient lieu de butée pour l'armature 6. Le fonctionnement général du relais ayant été ainsi exposé, on va maintenant se référer en particulier aux formes particulières du noyau en forme de E et de l'armature en forme de U qui sont conçus tous deux pour permettre d'obtenir un relais du type plat dont la hauteur ne dépasse pas celle de la carcasse de bobine 2. En effet, la branche centrale 3 du noyau en forme de E n'est pas dans le même plan que les deux branches extérieures 4 et 5 qui sont décalées par rapport à un plan horizontal médian passant par le entre de la carcasse de bobine 2. De même, la partie centrale 17 de l'armature 6 en forme de U est également décalée dans la même direction par rapport au plan principal de l'armature de manière à laisser subsister pratiquement le même entrefer avec la branche 3 qu'entre le reste de l'armature 6 et les branches du noyau 4 et 5. Cela signifie que la partie déprimée 17 de l'armature 6 peut, en position de repos, être maintenue par le prolongement 16 qui affleure une surface horizontale de la carcasse de bobine du relais.Grâce à cette construction, les branches latérales 78 et 18' de l'armature 6 affleurent également cette surface extérieure de la carcasse de bobine de sorte que la hauteur totale de cette dernière,diminuée seulement de l'épaisseur de l'armature et du noyau,est disponible pour le montage des empilages de contact 7, 7' et, en particulier, des ressorts de contact de forme allongée, sans augmenter la hauteur du relais au delà de celle de la carcasse de bobine et sans augmenter la surface totale occupée par le relais au delà de celle qui est définie par le noyau en forme de E. De cette manière, en utilisant des caractéristiques bien connues des relais telles que l'emploi d'une plaquette de manoeuvre des contacts, l'utilisation du principe de soulèvement pour l'action de mise en contact, l'emploi d'un noyau en forme de E associé à une armature en forme de U etc.., en combinaison avec d'autres moyens tels que le décalage du noyau et de l'armature, il est possible d'obtenir un relais ayant une hauteur relativement faible. Bien que la forme représentée aux figures 1 et 2 soit une forme symétrique qui permet d'accommoder un nombre relativement important de contacts du fait que les empilages de contacts peuvent être montés de part et d'autre de la bobine, les principes du relais tels qu'ils sont illustrés aux figures 1 et 2, peuvent aussi être incorporés dans une construction asymétrique utilisant un seul empilage de contacts d'un seul côté de la bobine. La figure 3 représente cette forme de construction et on utilise cette fois m noyau en forme de U comportant les branches extérieures 19 et 20. Ainsi qu'il est montré, la branche 19 est celle qui traverse le centre de la bobine 1, mais la partie centrale de ce noyau en forme de U est déforme de manière à ce que la branche 20 soit dans un plan plus élevé que la branche 19. En fait, un élément séparé du noyau 21 qui ne traverse pas la bobine 1 est fixé par des moyens non représentés sur l'extrémité de la branche 19 et l'on voit à la figure 3 que l'extremite libre 22 de ce prolongement 21 du noyau est située dans le même plan que la branche 20 du noyau.Dans le cas de la forme de relais asymétrique de la figure 3, cependant, l'armature 23 n'est pas en forme U et, par conséquent, il n'est pas nécessaire qu'elle soit décalée ; elle peut tout simplement être fixée élastiquement sur la branche 20 du noyau comme il est montré. Les mêmes empilages de contacts 7 qu'aux figures 1 et 2 peuvent être utilisés, ainsi qu'une plaquette de manoeuvre 24 qui, bien qu'étant d'une forme plus simple que la plaquette 6 des figures 1 et 2, coopère avec l'armature, le ressort de rappel d'armature 25, et l'empilage de contacts 7. La figure 3 ne représente pas une butée d'armature telle que celle de la figure 1, mais celle-ci peut être constituée aisément par un prolongement moulé semblable de la carcasse de bobine qui viendrait ainsi au dessus de l'armature 23. En variante, cette butée pourrait être un élément pratiquement parallèle à 21 et fixé par les mêmes moyens, par exemple des rivets (non représentés) à la branche 19 mais se prolongeant au dessus de l'armature 23. On va maintenant décrire les pièces supplémentaires de l'assemblage de relais des figures 1 et 2, certaines de celles-ci, en particulier les contacts, en se référant aux figures 4, 5 et 6. Ainsi que le montre la figure 1, le couvercle 8 a la forme d'une boite rectangulaire ouverte et sa partie inférieure 26 comporte des perçages (non représentés) destinés à recevoir les broches de connexion telles que 13 et 13'. Celles-ci peuvent ainsi être soudées sur une plaquette de circuit imprime. La broche supplémentaire 46, distante des autres,est une broche de fixation prévue pour fixer solidement le relais sur la plaquette de circuit imprimé. Des rainures telles que 27 et 27' sont prévues sur les deux faces verticales opposées du couvercle de manière a constituer une agrafe en forme de crochet 29 qui peut être enclenchée dans un retrait correspondant 30 d'une plaquette de fixation métallique 31 qui fait partie de l'empilage de contacts et qui est de niveau avec la branche de l'armature 18. Cette plaque 31 est réprésentée sur la vue éclatée de l'assemblage de relais (figure 6) et l'on voit qu'elle est située immédiatement après une mince barrette métallique 32,solidaire de l'armature en forme de U,de manière que cette dernière puisse être fixée élastiquement près des branches exterieures 4 et 5 du noyau. Dans l'ensemble de la figure 6,le noyau et la bobine de relais 1 sont suivis immédiatement des plaques à bornes 33 qui sont aussi utilisées pour bloquer ensem ble les divers ressorts de contact. L'assemblage complet du relais, constitué par les empilages de contacts, le noyau et l'armature, est ensuite réalisé au moyen de vis telles que 34 et 35 qui pénètrent dans les perçages filetés de la plaquette de fixation 31. Ensuite, la plaquette de manoeuvre des contacts 10 (non représentés à la figure 6) reste à positionner entre l'armature 6 et ses ressorts de rappel 9 et 9'. Les empilages de contacts qui sont d'une forme légèrement modifiée aux figures 3 à 6 par rapport aux figures 1 et 2 apparaissent mieux aux figures 4 et 5. La figure 4 représente une vue éclatée montrant l'assemblage des empilages de contacts. Une pièce moulée 38 comporte des perçages 39. Ceux-ci permettent le passage de vis telles que 35 qui traversent également l'ensemble de contacts représenté à la figure 6 et sont utilisées pour la fixation des divers éléments constituant l'empilage de contacts, ces éléments comportant des perçages corres pondants;tels que 40 pour le ressort de rappel 9 de l'armature. Ainsi que le montre la figure 5 ce ressort est assemblé immédiatement sur la partie supérieure du bloc 38 et il est suivi par le support de contacts de repos 41, puis du support de contacts inverseurs 37 et enfin du support de contacts de travail 42.On observera que cet empilage de contacts ne comprend que quatre parties différentes du fait que les contacts mobiles logés dans les supports de contacts de repos et de travail 41 et 42 sont les mêmes. En empilant ces éléments sur la plaquette support 38,l'ensemble de contacts empilés finalement obtenu à la figure 4 peut être aisément assemblé par une machine automatique qui reçoit les quatre élé ments. Chaque unité de contact mobile comprend un support moulé 41 pour les contacts de repos mobiles qui sont cambrés ainsi qu'il est montré et comprennent trois paires de contacts telles que la paire 43 , 43'. Ceux-ci aboutissent aux bornes 44 qui, comme le montrent les figures 2 et 4, sont ensuite coudgesà angle droit de manière à pouvoir être insérés dans le couvercle 8 et dans la plaquette de circuit imprimé (non représentée). La construction des contacts inverseurs 6 logés dans le support isolant moulé 37 est similaire;cependant les trois contacts inverseurs tels que 45 sont pratiquement rigides car les épaulements 15 et 15' de la plaquette de manoeuvre des contacts 10 ne coopère qu'avec l'extremite des contacts ressorts mobiles tels que 43. Ainsi, a la figure 1, quand le relais est excité, la partie intérieure de l'épaulement abaisse les extrémités libres des contacts repos tandis que la partie supérieure de l'épaule-ent permet aux extrémités libres des contacts de travail de s'abaisser pour venir en contact avec les contacts centraux fixes. De même que les empilages de contacts peuvent être assemblés automatiquement, une fois ces unités de contacts obtenues avec les bornes telles que 44 coudées & angle droit et sectionnées à la longueur voulue, du fait que le relais ne comporte qu'un petit nombre d'éléments, on peut également utiliser une machine automatique munie d'un plateau tournant pour l'assemblage des éléments représentés à la figure 6. Eien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1) Relais électromagnétique comportant un noyau magnétique, une bobine montée sur celui-ci, une armature pratiquement parallèle au plan principal du noyau fixée pivotante le long d'une surface de ce noyau de manière à y être attirée lorsque ladite bobine est excitée, agissant de ce fait sur au moins un empilage de contacts placé sur la surface opposée du noyau par rapport à l'armature, caractérisé en ce que tout empilage est monté à proximité du noyau dont une partie est décalée par rapport à son plan principal de manière à ce que, dans une direction perpendiculaire à ce plan, la dimension extérieure du relais corresponde à celle de la bobine et à la somme des épaisseurs de l'armature, du noyau et de l'empilage. 2) Relais électromagnétique tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature a la forme d'un U. 3) Relais électromagnétique tel que défini à la revendication 2, caractérisé en ce que la partie centrale de l'armature en forme de U n'est pas dans le meme plan que les deux jambages du U. 4) Relais électromagnétique tel que défini à la revendication 3, caractérisé en ce que le noyau affecte la forme d'un E, dont la branche médiane supporte la bobine et en ce que le meme entrefer est prévu, d'une part entre la partie centrale décalée de l'armature en forme de U et la branche médiane du E, et d'autre part entre les branches extérieures du noyau en forme de E et les jambages de l'armature en forme de U. 5) Relais électromagnétique tel que défini à la revendication 4, caractérisé en ce qu'un empilage de contacts est monté sur chacune des branches extérieures du noyau en forme de E. 6) Relais électromagnétique tel que défini à la revendication 5, caractérisé en ce qu'une plaquette isolée,destinée à manoeuvrer les contacts est placée de façon amovible entre la partie centrale décalée de l'armature et les extrémités de deux ressorts de rappel d'armature des empilages de contacts. 7) Relais électromagnétique tel que défini à la revendication 6, caractérisé en ce que, lorsque le relais est au repos, la partie centrale décalée de l'armature est repoussée par les ressorts de rappel,agissant par l'intermédiaire de la plaquette, sur un prolongement de la carcasse de la bobine de relais de manière à affleurer les jambages de l'armature en forme de U. 8) Relais électromagnétique tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des empilages de contacts comporte deux perçages correspondants aux perçages des noyaux, des vis de fixation passant dans ces perçages pour fixer cet empilage et un élément élastique solidaire de l'armature sur le noyau. 9) Relais électromagnétique selon la revendication 1, comportant au moins un empilage de contacts,caractérisé en ce que l'empilage comprend une plaque de fixation pourvue de deux broches creuses cantilever qui en sont solidaires, des assemblages de ressorts de contact cantilever étant montés autour des broches qui sont traversées par des vis de fixation pour assurer le montage de l'empilage sur le relais.