Brevet FR2192368A1 — publié le 19740208

L'invention concerne essentiellement un relais destiné par exemple à être monté sur des cartes de circuits imprimés, du type comprenant une ampoule étanche remplie d'un gaz inerte et dans laquelle sont formés des jeux de contacts au moyen de lames élastiques alignées qui traversent les extrémités opposées de l'ampoule et sont reliées extérieurement aux circuits imprimés. tes lames élastiques de contacts sont au moins partiellement en matériau magnétique, et l'ouverture et la fermeture des contacts du relais sont commandées par une bobine placée en général autour de ladite ampoule. Dans les relais habituellement connus de ce type, les ampoules utilisées sont des tubes de verre qui sont scellés de façon étanche à leurs extrémités, après que l'on y ait introduit les lames de contact et généralement fait le vide. Ces ampoules sont donc relativement fragiles, leur prix de revient est assez élevé, il est difficile d'y placer les lames de contact avec une grande précision les unes par rapport aux autres, et il est impossible de régler les pressions de contact de ces lames à une valeur donnée. La valeur de la pression de contact a une certaine importance, car elle détermine la capacité et la résistance du contact, qui sont dans certains cas des caractéristiques du relais. Afin de pallier ces inconvénients, l'invention propose un relais destiné notamment à être monté sur des cartes ou plaques de circuits imprimés, comprenant une ampoule étanche par exemple remplie d'un gaz inerte et contenant au moins un jeu de contact formé de lames élastiquesalignées faites pour partie au moins d'un matériau magnétique, qui traversent respectivement les extrémités opposées de l'ampoule et sont soumises à l'action d'une bobine de commande pour l'ouverture ou la fermeture desdits contacts, ce relais étant caractérisé en ce que l'ampoule est formée de deux pièces à assembler l'une sur l'autre et dont l'une au moins forme d'origine support d'au moins certaines lames de contact pour permettre avant l'assemblage desdites pièces un réglage de la pression de contact desdites lames par exemple par retouche de la courbure de certaines d'entre elles. Selon une autre caractéristique de l'invention, les lames de contact sont disposées dans l'ampoule sensiblement parallèlement les unes aux autres, et sont montées fixées dans les plans de joint des deux pièces précitées ou dans des orifices correspondants des parois d'extrémité de ces pièces, en étant écartées latéralement les unes des autres d'une distance égale air pas ou à un multiple du pas de perforation des cartes de circuits imprimés. Selon une autre caractéristique de l'invention, les pièces sont réalisées en matériau thermoplastique et par exemple soudées par ultra-sons, ou bien sont en matériau thermodurcissable ou en céramique, et sont assemblées par collage L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'un relais du type décrit, qui comprend des jeux de lames de contact placés dans une ampoule étanche formée de deux pièces à assembler l'une sur l'autre et dont l'une au moins forme d'origine support d'au moins certaines des lames, le procédé étant caractérisé en ce qu'on place tout d'abord lesdites lames sur la pièce précitée formant support, on mesure et on règle la pression de contact desdites lames entre elles, par exemple en retouchant la courbure de certaines des lames, puis on assemble l'ampoule, on la remplit d'un gaz inerte, on la scelle de façon étanche, par exemple par soudure aux ultrasons ou par collage. Un des principaux avantages du relais selon l'invention est donc que les pressions des contacta repos et travail sont réglables avant l'assemblage complet de l'ampoule contenant les lames de contact. On peut ainsi garantir que les pressions de contact des lames seront trèavoisines d'une valeur connue fixée à l'avance, ce qui permet d'indiquer précisément les capacités et les résistances des contacts du relais. Le nombre de pièces nécessaires à la fabrication du relais selon ltinventton est très limité, la fabricatiqn et l'assemblage de ces pièces sont particulièrement simples, ce qui permet d'obtenir un prix de revient du relais selon l'invention particulièrement bas. En outre, l'encombrement du relais selon l'invention est très faible, et peutmême être inférieur à celui des relais connus antérieurement. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illutrant divers modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation du relais melon l'invention, la coupe étant faite selon la ligne I-I de la figure 2; - la figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne -Ude la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale, semblable à celle de la figure 1, d'un autre mode de réalisation d'un relais selon l'invention;; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un relais selon l'invention formant -interrupteur bistable ; et - la figure 5 représente schématiquement une étape de fabrication des relais selon l'invention. On a donc représenté en figure 1 un relais selon l'invention, formant inverseur. Ce relais comprend un corps creux ou enveloppe externe 1 qui est montée par encliquetage sur une ampoule 2. Ampoule 2 et l'enveloppe extérieure 1 ont ici la même longueur et sont à section rectangulaire, une extrémité du corps 1 comprenant un rebord 3 dirigé vers l'intérieur du corps 1, et muni d'une saillie annulaire 4 coopérant avec une gorge de forme complémentaire prévue à l'extrémité de l'ampoule 2. lie corps 1 est ainsi immobilisé et fixé par son rebord 3 sur l'extrémité de ladite ampoule. Une plaque annulaire 5 de fermeture est placée à l'extrémité opposée du corps i etse fixe sur l'extrémité correspondante de l'ampoule 2 de la même façon que le rebord 3, à l'aide d'une saillie annulaire 6 coopérant avec une gorge de forme complémentaire de l'extrémité de l'ampoule 2. Selon l'invention l'ampoule 2 est formée avantageusement de deux pièces 7 et 8 complémentaires assemblées l'une sur l'autre de façon à maintenir prisonnier trois jeux de lames de contact traversant respectivement les extrémités opposées de l'ampoule 2. Stinverseur selon l'invention représenté en figure 1 comprend trois lames de contact 9 disposées parallèlement côte à côte et qui sont déplaçables chacune entre deux lames de contact 10 et 11 lors de l'excitation d'une bobine 12 reliée à des bornes 16 et placée dans l'espace annulaire entre l'ampoule 2 et le corps 1. lies lames de contact 9, 10 et 11 sont réalisées soit entièrement, soit partiellement en matériau magnétique, et l'excitation de la bobine 12 engendre une force d'attraction magnétique entre par exemple les lames 9 et 10, tandis que la position de repos de la lame 9 lorsque la bobine n'est pas excitée établit le contact entre ladite lame 9 et la lame 11. lies deux pièces 7 et 8 formant l'ampoule 2 peuvent avantageusement avoir une forme identique, et elles sont alors montées tête-bêche en étant alors complémentaires l'une de l'autre pour former l'ampoule 2. Chaque pièce 7, 8 comprend des orifices de passage 13 pour certaines au moins des lames de contact, telles par exemple que les lames 10, les autres lames, telles que les lames 9 et 11 étant alors immobilisées dans les plans de joint 14 et 15 des pièces 7 et 8 en y étant fixées définitivement au moment de la fermeture étanche de l'ampoule 2, par soudure aux ultrasons ou par collage. Les orifices 13 inutilisés des pièces 7 et 8 sont naturellement fermés par des moyens quelconques. Chaque lame 9 est de forme générale sensiblement ondulée, tandis que les lames 10 et 11 sot rectilignes et disposées sur le fond de chaque pièce 7 et 8. Du fait de leurs parties courbes, les lames 9 établissent ou ouvrent des contacts glissants sur les lames 10 et 11, ce qui garantît un auto-nettoyage des contacts. lies parties des lames 9, 10 et 11 situées à l'extérieur du relais sont pliées à angle droit, de façon à permettre leur connexio:.a/des ide trous perforés d'une carte de circuits imprimés, et elles sont écartées à cet effet latéralement l'une de l'autre d'une distance égale au pas ou à un multiple du pas de perforation desdites cartes. On a représenté en figure 3 une variante de réalisation de l'invention, dans laquelle le relais est utilisé comme interrupteur et comporte à cet effet au moins un jeu de deux lames de contact respectivement 20 et 21, le contact se fermant lorsqu'une bobine 22 est excitée. Comme précédemment, cette bobine 22 est placée autour d'une ampoule 23 formée de deux pièces identiques 24 et 25 montées tête-bêche. Avantageusement, la surface intérieure des parties 24 et 25 comprend des saillies 26 formant butée, dont l'une est utilisée pour maintenir i lame de contact 21 en position à plat sur la partie 25, tandis que l'autre détermine la position de repos de la lame de contact 20.Cette dernière peut être une simple lame de forme générale ondulée, ou bien elle peut comprendre à son extrémité libre située à l'intérieur de l'ampoule un plot de contact 27. Le fonctionnement de cet interrupteur est identique à celui de l'inverseur précédemment décrit. L'excitation de la bobine 22 qui est reliée à une source de courant par des bornes 28, provoque la fermeture du contact plot 27-lames 21. Lorsque la bobine 22 n'est plus excitée, l'élasticité naturelle de la lame 20 la rappelle dans sa position de repos, en appui sur la butée 26 de la partie 24. On peut également réaliser selon l'invention des interrupteurs ou des inverseurs b stables, dans lesquels l'excitation d'une bobine provoque la fermeture d'un ou de plusieurs contacts et leur maintien en position fermée grâce à un aimant permanent, même lorsque la bobine n'est plus excitée. Un interrupteur bistable est représenté en figure 4, et comprend une ampoule 30 dans laquelle des lames de contact 31 et 32 sont maintenues prisonnières. L'ampoule 30 est composée dans ce cas de deux parties identiques 33 et 34 montées tête-bêche. Deux bobines 35 et 36 engendrant des forces magnétiques opposées sont placées autour de l'ampoule 30 entre ladite ampoule et un corps extérieur 37. Le corps 37 a la même longueur que l'ampoule 30, et il est fermé à ses deux extrémités par deux plaques annulaires 38 et 39 qui sont montées encliquetables chacune sur une extrémité de l'ampoule 30. Chacune des plaques 38, 39 s'engage dans une rainure 40, 41 respectivement des extrémités du corps 37, et maintient ce dernier en place. En outre, chacune de ces deux plaques 38, 39 comprend des bornes 42, 43 de raccordement aux enroulements des bobines 35 et 36. A l'intérieur de l'ampoule 30, est disposé un aimant permanent 44 de forme allongée qui est polarisé nord sud à ses extrémités, et qui est destiné à maintenir fermés les contacts de l'interrupteur. les caractéristiques de l'aimant 44 sont telles qu'il crée un champ magnétique suffisant pour maintenir les lames 31 et 32 en contact, lorsqu'elles ont été mises en contact sous l'action d'une autre force1 et insuffisant lui-même pour rapprocher lesdites lames. Ainsi, lorsqu'on excite par exemple la bobine 35, la force d'attraction magnétiqe créeépar cette bobine s'ajoute à celle de l'aimant .44, et les lames 31 et 52 se rapprochent jusqu a venir en contact. Lorsque la bobine 35 n'est plus excitée, la force d'attraction magnétique créeepar l'aimant 44 est suffisante pour maintenir les lames en contact. Si l'on excite alors la bobine 36, il y a création d'une force de répulsion magnétique qui s'oppose à la force d'attraction magnétique de l'aimant, et les lames de contact 31 et 32 se séparent alors , la lame 31 revenant à sa position initiale de repos, en appui sur la butée de la partie 33 de l'ampoule. On peut également réaliser ainsi des inverseurs bistables, qui comprendront alors des jeux de trois lames de contact tiEns que celles représentées en figure 1. La fabrication des relais selon l'invention est particulièrement simple et d écoule directement de la description qui vient dsêtre faite. Les lames de contact sont placées tout d'abord sur l'une des parties formant l'ampoule, on régle les pressions de contact en retouchant la courbure de certaines des lames de la façon qui sera décrite en référence à la figure 5, puis on assemble l'autre partie de l'ampoule sur la première, on remplit l'ampoule d'un gaz inerte et n la scelle de façon étanche par soudure ou ultrasons ou par collage.La ou les bobines sont alors placées autour de l'ampoule, et ltensemble est monté par encliquetage dans le corps formant enveloppe externe dont les extrémités sont fermées par des plaques annulaires portant les bornes de raccordement des enroulements de bobines. Ensuite, les extrémités libres des lames de contact sont pliées à angle droit et sont écartées les unes des autres d'une distance égale au pas ou à un multiple du pas standard de perforation des cartes de circuits imprimés. Le réglage des pressions de contact s'effectue de la façon représentée en figure 5, lorsque des lames de contact 50. 51, 52 sont placées suqGne partie 53 de l'ampoule. lia lame 51 est par exemple introduite dans un orifice 54 d'une extrémité de la pièce 53, tandis que les deux lames 50 et 52 sont placées dans des rainures 55, 56 des extrémités opposées de ladite pièce, dans ses plans de joints avec la pièce complémentaire, et y sont maintenues par des appuis quelconques 57, 58 représentés schématiquement. Les lames 50 et 52 sont rectilignes, la lame 51 est de forme ondulée, elle passe au-dessus de la butée 59 de la pièce 53, et comprend une partie plane 60 suivie d'une ondulation à deux sommets 61, 62 formant les contacts repos et travail respectivement, le sommet 62 venant avantageusement sous le plan de la partie plane 60. Ainsi, la lame 51 vient au repos en contact avec la lame 52 par son sommet 61, et, sous l'action d'une force électromagnétique, vient en contact avec la lame 50 par sa partie plane 60 et son sommet 62, ce dernier se trouvant appuyé sur la lame 50 avec une certaine pression. li'annulation de la force d'attraction électromagnétique provoque la rupture du contact avec glissement du sommet 62 sur la lame 50, ce qui garantit un contact autonettoyant. Un appareil de mesure 63 permet de mesurer la pression de contact au repos, par exemple par l'intermédiaire de la force nécessaire pour décoller le sommet 61 de la lame 52. On peut en déduire, en connaissant les côtes des lames et des parties de l'ampoule, la pression de travail du contact, lorsque le sommet 52 et la partie plane 60 sont en contact avec la lame 50. Par retouche de la courbure de la lame 51, on modifie les pressions de contact repos et travail de façon à arriver aux valeurs prédéterminées. On peut également mesurer directement la pression de contact travail du sommet 52 sur la lame 50, par exemple par l'intermédiaire de la force nécessaire pour décoller le sommet 62 de la lame 50 en maintenant la partie plane 60 appliquée sur ladite lame 50. lie réglage des pressions de contact repos et travail à des valeurs précises permet de garantir d'une part l'ouverture des contacts par glissement, et donc un autonettoyage des contacts, et d'autre part, un pouvoir de coupure suffisant, déterminé par une valeur minimum de la distance entre le sommet 62 et la lame 50. On garantit également la bonne tenue du relais aux vibrations qui n'ingluencent pas la qualité des contacts. il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, les pièces formant l'ampoule selon l'invention aisont pas forcément identiques, l'unepouvant former boîtier de l'ampoule et l'autre un couvercle assemblable, ce qui ne modifie pas les opérations de montage des relais ou le réglage des pressions de cantact des lames. De même, lescorps ou enveloppes externes entourant les bobines et les ampoules peuvent avoir toute forme et toute présentation appropriées à leurs usages. L'invention comprend donc tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits et représentés , ainsi que leurs combinaisons, et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Relais destiné par exemple à être monté sur des cartes ou plaques de circuits imprimés du type comprenant une ampoule étanche par exemple remplie d'un gaz inerte et contenant au moins un jeu de contacts formé de lames élastiques alignées faMespour partie d'un au moins d'un matériau magnétique, qui traversent respectivement les extrémités opposées de l'ampoule et sont soumises à l'action d'une bobine de commande pour l'ouverture ou la fermeture desdits contacts, caractérisé en ce que ladite ampoule est formée de deux pièces à assembler l'une sur l'autre et dont l'une au moins forme d'origine support d'au moins certaines lames de contact pour permettre, avant l'assemblage desdites pièces, un réglage de la pression de contact desdites lames par exemple par retouche de la courbure de certaines d'entre elles. 2.- Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesditeslames sont disposées dans ladite ampoule sensiblement parallèlement les unes aux autres, et sont montées fixées dans les plans de joint des deux pièces précitées ou dans des orifices correspondants des parois d'extrémité de ces pièces, en étant écartées latéralement les unes des autres d'une distance égale au pas ou à un multiple du pas de perforatioides cartes de circuits imprimés. 3.- Relais selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux pièceeprécitées formant ampoule sont deux demi coquilles identiques montées tête-bêche l'une sur l'autre. 4.- Relais selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux pièces précitées forment respectivement boîtier et couvercle de ladite ampoule. 5.- Relais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites pièces sont réalisées en matériau thermoplasique et par exemple soudées par ultrasons, ou sont en matériau thermodurcissable ou en céramique, et sont assemblées par collage. 6.- Relais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi interne d'au moins une desdites pièces comprend des butées dirigées vers la paroi en regard de l'autre pièce, et au moins certaines desdites lames de contact sont disposées entre lesdites butées et la paroi en regard de l'autre pièce. 7.- Relais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite ampoule est placée à l'intérieur d'un corps creux de section carrée ou rectangulaire qui est monté encliquetable sur ladite ampoule, ladite bobine de,Zcommande est placée autour de ladite ampoule à l'intérieur dudit corps creux, et au moins une plaque annulaire de fermeture d'une extrémité du corps est montée encliquatable sur l'extrémité correspondante de ladite ampoule. 8.- Relais selon l'une des revendications précédentes, formant inverseur et comprenant au moins un jeu de trois lames de contact dont l'une est montée déplaçable entre les deux autres sous l'action d'un champ électromagnétique, caractérisé en ce que ladite lame déplaçable est de forme générale ondulée et est fixée à une extrémité de l'ampoule, les deux autres étant sensiblement rectilignes et montées à l'extrémité opposée de l'ampoule, sensiblement de part et d 'autre de ladite lame ondulée. 9.- Relais selon l'une des revendications 1 à 7, formant interrupteur et compr nant au moins un jeu de deux lames de contact plac wen regard l'une de l'autre, caractérisé en ce que lesdites lames sont montées fixées chacune à une extrémité de l'ampoule l1une étant rectiligne fixe, l'autre étant de forme générale ondulée et déplaçable vers la première citée, et reposant en position d'ouverture du contact sur une des butées des parois internes de l'ampoule. 10.- Relais selon l'une des revendications 8 ou 9, formant inverseur ou interrupteur bistable, caractérisé en ce que l'ampoule comprend également un aimant permanent de forme allongée polarisé nord-sud à ses extrémités, ledit aimant étant disposé à côté desdites lames et agissant sur elles de façon à maintenir uniquement les contacts fermés, l'ouverture et la fermeture desdite contacts se faisant grâce à deux bobines -ndrant des forsd"attraction rrtique opposée autour de ladite ampoule dans ledit corps. 11.- Procédé de fabrication d'un relais du type décrit dans l'une des revendications précédentes, destiné notamment à être monté sur des cartes de circuits imprimés, et comprenant des jeux de lames de contact placés dans une ampoule étanche formée de deux pièces assemblées l'une sur l'autre et dont l'une au moins forme d'origine support d'au moisn certaines desdites lames, caractérisé en ce qu'on place tout d'abord lesdites,tames sur la pièce précitée formant support, on mesure et on règle la pression de contact desdites lames entre elles, par exemple en retouchant la courbure de certaines des lames, puis on assemble ladite ampoule, on la remplit d'un gaz inerte, on la scelle de façon étanche, par exemple par soudure aux ultrasons ou par collage. 12.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'ampoule après assemblage est pourvue d'au moins une bobine, et on monte ensuite l'ensemble par encliquetage dans un corps creux dont on ferme ensuite les extrémités par des pièces annulaires munies de bornes de raccordement aux fils de la ou des bobines. 13.- Procédé selon lune des revendications il ou 12, caractérisé en ce qu'on plie après montage les extrémités libres des lames de contact à angle droit avec le plan longitudinal dudit relais