Brevet FR2376507A1 — publié le 19780728

L'invention concerne un relais électraqueà contacts inverseurs multiples. On sali que de tels relais comportent sur un bloc fixe, eux series de contacts rigides entre lesquelles se déplace une séric de contacts inverseurs portés par des lames souples solidaires d'un volet a:ticulé par rapport at hloc. Le déplacement angulaire des lames souples est faible, de l'ordre de quelques degrés. L'inversion est provoquée par le passage des contacts mobiles d'une position de repos à une position de travail ( ou inversement), chacune de ces deux positions étant déterminée par une série de contacts fixes du bloc. Dans les systèmes connus, une surcharge du circuit peut provoquer aceidentellement la soudure d'un contact inverseur dans une position donnée. Si l'on commande le dispositif de déplacement du volet mobile pour changer de position, la souplesse des lames et la position de l'axe d'articulation du volet permettent aux autres inverseurs de venir en contact dans l'autre position, alors que ltinverseur soudé reste dans la position initiale.En effet, le déplacement des lames souples est de faible amplirude; il est pratiquement assimilable à un déplacement rectiligne, per pendiculaire à la surface des contacts du bloc rigide alors qu'il est parallele à l'effort d'artraction d'une bobine magnétique ori d'un ressort de rappel ou de tout autre moyen analogue. Par conséquent, un relais connu de ce type présente plusieurs inconvénients. Si l'un des inverseurs se soude a un contact fixe, le volet mobile permet que les autree inverseurs puissent venir en contact dans la position inv-erse, ce qui représente un risque de dessruction du circuit d'utilisation. De plus, les surfaces métalliques constituant les contacts peuvent s'oxyder rapi dement, selon les conditions dans lesquelles travaille le relais. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvé- nienrs et de réaliser un relais électrique de sécurité à invcr seur multiples dans lequel toutes les lames mobiles sont dans la même position, le pivotement du volet mobile étant interdit on cas de soudure accidentelle de l'un des inverseurs. Un relais électrique selon l'invention comprend une sé- rie de lames-inverseurs souples solidaires d'un volet mobile articu lé sur un bloc fixe comportant deux séries parallèles de contacts fixes, chaque série correspondant à un état donné du relais, ce bloc portants en outre, les moyens d1actionnement du volet dont l'extré- mité libre des lames souples est susceptible de se déplacer entre les deux séries de surfaces de contact ou bornes du bloc fixe, et il est caractérisé en ce que le volet mobile porte une par tie rigide,constituée par exemple par un profilé métallique, l'une de ses extrémités étant articulée sur un organe du bloc fixe, ledit organe étant positionné à distance de la zone du plan vertical passant ehtre les deux séries de bornes, la partie souple du volet étant fixée ur cette partie rigide prs de l'autre extré- mité, de façon à être sensiblement dans le plan vertical des bornes, tandis que les moyens d'actionnement du volet créent des efforts sensiblement perpendiculaires à l'axe d'articulation for tsent décalé par rapport au plan des lames-inverseurs, si bien que, au cours de leur déplacement, celles-ci pivotent sous l'ac- tion d'un effet comprenant une composante perpendiculaire au plan des contacts et une composante contenue dans ce plan, cette dernière composante agissant sur la partie rigide du volet mobile, suivant une direction parallèle aux lames souples. ainsi, lorsqu'un contact-inverseur est soudé accidentellement, cette composante introduit un effort de traction ou de compression dans les lames souples qui sont immobilisees suivant cet e direction, si bien que ltensemble du volet mobile est bloque. Suivant une autre caractéristique, la position décalée de l'axe d'articulation du volet sur le bloc provoque lc déplace- ment oblique des lames-inverseurs par rapport aux deus séries de bornes qui sont disposées dans des plans sensiblement parallèlls à l'axe d'articulation, le plan de la première série de bornesé- tant distinct du plan de la secende série. Suivant une autre caractéristique, le déplacement oblique des extrémités libres des lanes mobiles qui portent des zones de contact avec les bornes fixes crée, au moent de ce contact, un effet de frottement du à la composante parallèle aux surfaces de contact. Ce frottement, ou glissement des deux surfaces l'une contre l'autre, permet l'auto-iiettoyage des contacts. Suivant une autre caractéristique, le bloc fixe porte une bobine électro-magnétique dont la mise sous tension crée une force électio-magnétique perpendiculaite à l'axe d'articulation du volet qui pivote pour passer d'une position d repos (lames en contact avec une première strie de bornes) à une position de travail (lames en contact avec la seconde série de bornes), après un déplacement centré sur l'axe d'articulation co incliné relative ment aux surfaces de contact. Dans un premier mode de réalisation, l'articulation est placée à l'arrière du relais et de la bobine, les contacts de travail étant disposés dans un même plan vertical voisin de l'avant de la bobine, alors que les contacts de repos sont.disposés daas un même plans vertical situé en avant du relais, le déplacement lu clin des lames depuis la position repos jusqu'à la position travail se faisant vers arrière et vers le bas, si bien que chauqe contact "travail" est fixé à une hauteur légèrement inférieure à la hauteur de fixation du coataot repos correspondant. Suivant une variante, on décale l'axe d'articulation Vers l'avant du relais, sensiblement en avant de la zone de déplacement des lames-inverseurs, tandis que les contacts de travail sont positionnés à une hauteur supérieure à celle des contacts de ropos, au-dessus du socle du bloc fixe du relais. Suivant une autre caractéristique, un ressort de rappel ou tout autre moyen analogue est fixé d'une part au bloc fixe, au voisiuage de l'arrière de la bobine et, d'autre part, à la partie rigide du volet mobile, de façon à 'soumettre en permanence ce volet à un effort de rappel en position de repos, cet effort étant orienté sensiblement suivant la meme direction que la force d'attraction électro-magnétique, mais en sens opposé. Ainsi, dès que ltalimentation de la bobine est coupée, les lames-inverseurs passent de la position de travail à la position de repos en se déplaçant en sens inverse du déplacement oblique décrit précédement. On comprend que le dispositif de sécurité de l'inven tdon fonotionne dans Les deux sens de déplacement du volet mobile qui est bloqué à une position donnée dès qu'une soudure acciden- telle immobilise l'une des lames-inverseurs. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Fig. 1 est une vue d'ensemble d'un relais à inverseurs multiples, selon l'invention. 2 est une coupe suivant II-II (Fig. 1) du relais. Fi - est une vue agrandie i@@ustrant le déplacement des lames. Fig. R illustre l'immobilisation du volet par une souure accidentelle d'un contact, Fig. 5 montre une variante de réalisation On a représenté sur les dessins un relais inverseur de sécurité selon l'invention. Ce relais électrique comporte les pièces suivantes - un bloc fixelcomprenant un socle 2 et un élément support 4 sur lequel est fixée une bobine électro-magnétique 3; - deux séries de contacts 5 et 6 portés par le socle 2 et reliés à des connexions 7 vers le circuit électrique d'uti lisation - un volet mobile 8 constitué par exemple par un profilé en L rigide 9 et par une série de lames souples 10 fixées sur. l'élément rigide 9 par des ensembles de mon-tage 11 - des circuits 12 et 13 pour l'alimentation en courant électrique de la bobine 3 et des lames souples métalliques 10 - un moyen de rappel, par exemple un ressort hélicoïdal 14 solidaire, par sa première extrémité 15,-de -l1élément support 4 et, par sa seconde extrémité 16, du volet mobile 8; - des moyens de liaison 17 disposés entre le L mobile et rigide 9 d'une part et l'élément support 4 d'autre part ; ces moyens définissent un axe d'articulation 18 autour duquel est susceptible de pivoter le volet 8 relié au bloc fixe . La disposition de ces différents organes est illustrée sur les figures 1 et 2. Le support 4 est une plaque dont la base est fixée an socle 2 du bloc fixe. Cette plaque est contenue dans un plan sensiblement parallèle aux plans contenant les deux séries de contacts fixes 5 et 6. Ces plans sont sensiblement orthogonaux au socle 2. Sur la face interne du support 4, on fixe- l'arrière de la bobine 3. L9axe de cette bobine est perpendiculaire au support, lequel comporte, près de son extrémité supérieure, les moyens de liaison et d'articulation du L rigide du volet. Une branche de ce L est horizontale, sensiblement parallèle à l'axe de la bobine et articulée en 18 autour des moyens 17. L'autre branche attend dans un plan sensiblement vertical, en avant de la bobine 3.Elle porte les lames souples 10 dont l'extrémité libre inférieure est munie de contacts 19 qui peuvent se déplacer entre deux positions, à savoir : une première position de repos où les contacts 19 sont en appui contre les contacts 6 du socle ; une seconde position de travail où les contacts 19 viennent en appui sur les contacts 5 du socle. Toutes les alImentations électriques du relais sont as surées, de façon connue, à partir des connexions 7(fig. 2 et 3). De l'autre côté de l'axe d'articulation 18 du volét, par rapport à la bobine électro-magnétique 3, on met en place le ressort de rappel 14. Son extrémité arrière 15 est fixée sur une vre 20 située au-dessus de l'axe 18 et réalisée en une seule piè ce avec le support fixe 4. Son extrémité avant 16 est fixée sur une' lèvre -21 solidaire du volet rigide, Le point 15 est immobile alors que la fixation 16 peut subir un déplacement avec le volet mobile, axticulé en 18, c'està-dire autour d'un axe sensiblement écarté du plan des contacts fixes 5 et 6. Le fonctionnement du relais et du système de sécurité est le suivant : a) en position de repos (figure 2), les conducteurs de la bobine 3 ne sont pas alimentés. Aucune force d'attraction électro-magnétique n'est donc appliquée sur les lames-inverseurs 10 qui ne sont soumises qu'au seul effet du r-essort de rappel 14. Le volet mobile 8 piv;te donc autour de l'axe d'articulation 18 sni-- vant la flèche 22, en entraînant les lames souples 10 et leurs contacts 19 qui se déplacent en suivant un arc de cercle centré en 18 pour venir on contact avec les bornes fixes de repos 6. Au - veau des contacts 19, le déplacement (flèche 23) est oblique relativement au plan du socle 2 et des surfaces de contact. Si R-R prend la direction de l'effort du ressort comme direction de référence, on voit que le déplacement des contacts 19 est la résultante d'un déplacement parallèle à l'axe du ressort et d'un déplacement perpendiculaite à cet axe (flèches 24 et 25). Les lames souples 10 sont donc soumises d'une part à un effet de flexion (suivant 24) et à un effe't de compression (suivant 25). Ce mouvement des contacts 19 est illustré sur la figure 3, b) lorsqu'on alimente convenablement les conducteura de la bobine 3, celle-ci crée une force d'attraction antagoniste et supérieure à effort du ressort 14. Cette attraction électromagnétique es est représentée par la flèche 26 (fig. ?). Les lames 10 sont attirées contre l'avant de la bobine, elles quittent l'appui contre les contacts 6 de repos pour venir se plaquer contre les contacte de travail. Au cours de ce déplacement oblique, représenté par la flèche 23a, les contacts 19 glissent dtabord légèrement contre les surfaces 6, pivotent -vers l'arrière et le'bas(flexion et traction 'sur les lame souples 10) et touchent enfin en glissant les surfa- ces 5 c) lorsque aucune surcharge ou anomalie n'intervient sur le circuit d'utilisation, on voit que toutes les lames 10 passent ensemble d'une position de repos ou d'une position de travail à la position oppose en suivant un trajet oblique relative met à leur plan. Dans ces conditions, le glissement (flèches 27 et 28, figure 3) contact/contagt favorise le nettoyage des surfaces métalliques. d) supposons qu'une surcharge du circuit provoque un léger point de soudure entre nn contact fixe 5a et la lame-inver- seur correspondante 10a (fig. 4). Lorsqu'on coupe l'alimentation, de la bobine 3, le volet mobile 8 a tendance à revenir en position de repos sous l'effet du ressort de rappel 14. Les lames souples 10 sont soumises à un double effort, à savoir : un effort de flexion quelles peuvent facilement absorber et un effort de traction orient suivant leur longueur.Cette composante de traction ( de compression dans le cas d'une soudure à la po position "repos") interdit le déplacement des lames non soudées et immobilise l'ensemble du volet mobile. toutes les lames-Énverseurs du relais sont dans la meXme position Ainsi qu'on le voit sur les figures 2 et 3, le déplacent ment oblique des inverseurs est compensé par une légère modification de la hauteur de positionnement des contacts fixes, Dahs la construction des figures 1 à 4, les contacts de repos 6 sont prévus légèrement plus hauts que les contacts de travail 5, les lames 10 pivotant autour de l'axe arrière 18, suivant l'arc de eercle 29. Bien entendu, ce déplacement oblique peut titre incliné de l'autre coté par rapport à la verticale passant par les contacts fixes. Pour cela, il simffit de décaler l'axe d'articulation en avant de la bobine, ainsi que l'illustre la variante de construction de la figure So L'élément support est un profilé en L inverse 30 dont une branche s'étend au-dessus de la bobine 3. L'axe dtarticulation 18 est prévu à l'extrémité avant 31 de cette branche horizontale. La partie rigide 32 du volet mobile est aussi un L ayant une branche arrière verticale devant la bobine et une branche sensiblement horizontale articulée près de son ex- trématé avant. Les alimentations électriques sant inchangées. Le ressort de rappel 33 tend à écarter ( flèches 34 es 35) les lames souples dc la bobine pour les plaquer contre les surfaces de repos ou contacts 36. L'alimentation de la bobine 3 crée une force dtat- traction 37 qui fait pivoter le volet mobile 38 suivant la flèche 39. Les contacts 19 suivent un arc de cercle 40 qui répréseti te un déplacement oblique au niveau des contacts fixes. Dans cette variante, les contacts47 sont placés plus hauts que les contacts 36 de repos. Bien entendu; onne sortirait pas du cadre de l'inven- tion en modifiant des détails d'exécution du relais électrique de sécurité. L'avantage essentiel de ce relais est d'interdire, par la création d'une composante de déplacement parallèle au plan des lames 10, tout risque de voir l'inverseur établir simultané- ment deux alimentations opposées sur le circuit d'utilisation. REVENDICATIONS 1 - Relais électrique inverseur comportant une série de lames souples solidaires d'un volet mobile articulé sur un bloc fixe qui porte deux séries de contacts électriques fixes disposés le long de deux directions sensiblement parallèles et des moyens dtactionnement du volet disposé de façon que les lames souples ou lames-inverseurs se déplacent entre les deux séries de contacts du bloc fixe, chaque série définissant un état précis du circuit électrique d'utilisation sur lequel est intercalé le relais, tandis que les lames-inverseurs mobiles et les séries de contacts sont disposés dans des plans sensiblement parallèlesà ltaxe d'arti- culation du volet, les forces agissant sur ce volet étant sensiblement perpendiculaires à l'articulation, caractérisé en ce que le volet mobile comporte une partie rigide dont l'une des extrémités est articulée sur un organe du bloc fixe, ledit organe étant positionné à distance de la zone contenant les plans passant par la première et la seconde série de contacts fixes, alors que la partie souple du volet, constituée par les lames-inverseurs est fixée sur la partie rigide, près de son autre extrémité-située sensiblement dans le plan des contacts fixes, l'axe d'articula- tion et de pivotement du volet sur le bloc fixe étant ainsi nettement décalé et ligné du plan contenant les lames souples, si bien queiS extrémitéslibresde celles-ci se déplacent, sous l'effet des moyens d'actionnement, entre la première et la seconde série de contacts du bloc fixe en suivant un trajet oblique centré sur l'axe d'articulation, ce trajet étant la résultante d'une composante perpendiculaire aux plans des contacts et des lames et dune composante contenue dans le plan des lames, ce qui introduit un effort de traction ou de compressiondans les lames qui sont immobilisées et bloquent ltensemhle du volet mobile si l'une quelconque des lames est immobilisée. 2 - Relais inverseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement des lames-inverseurs est incliné par rapport aux plans parallèles contenant chacun une série de contacts fixes, la composante parallèle à ces plans introduisant un effort qui est supporté par la partie rigide, non déformable du volet mobile. 3 - fêlais inverseur suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le déplacement oblique des extrémités libres des lames crée, au moment du contact avec l'une ou l'autre des deux séries de contacts fIxes, un effet de glissement et de frottement, ce qui permet l'auto-nettoyage des surfaces venant en contact électrique. 4 - Relais suivant la revendicatioh 12 caractéridé en ce que le bloc fixe porte un bobinage électro-magnétique d'axe sensiblement perpendiculaire à l'axe d'amticulation du volet, la mise sous tensio de ce bobinage créant une force d'attraction, parallèle à l'axe de la bobine et agissant sur lès lames souples métalliques uui pivotent enentrainant l'ensemble du volet mobile, Inverseur passant d'une première position , ou position de repos,,à une seconde position ; ou position de travail, chacune de ces deux positions étant définie par l'appui des contacts dc chaque lame souple avec l'une ou l'autre des surfaces de contact des deux séries de contacts fixes. 5 - Relais suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un ressort de rappel ou de tout autre moyen analogue, l'une des extrémités du ressort étant fixée au bloc fixe alors que l'extrémité opposée est solidaire de la partie rigide du volet mobile, lequel est ainsi soumis, en permanence, à un effort de rappel sensiblement perpendiculaire à l'axe d'articulation décalé, cet effort tendant à rappeler le volet en position de repos. 6 - elais suivant les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les forces susceptibles entre fournies par le bobinage électrio-magnétique d'une part ep par le ressort de rappel d'autre part, sont orientées sensiblement suivant la même direction mais en sens opposés l'un de l'autre, si bien que, dès quton coupe l'alimentation du bobinage, le volet mobile est rappelé en position de repos, sauf si une anomalie a immobilisé l'une au moins des lames-inverseurs dans la position de travail, la composante parallèle aux plans des contacts bloquant l'ensemble du volet mobile. 7 - Relais suivant l'une quelconque des revendications préc8dehtes, caractérisé en ce que l'erticulation est placée à l'arriore du relais dt de la bobine, les contacts fixes de travail étant disposes dans rui même plan voisin de lavant de la bobine, alors que les contacts de repos sont contenus dans un meme plan parallèle et distinct du précédent et situé en avant du relais, le déplacement oblique des lames depuis la position repos jusqu'à la position travail se faisant suivant un trajet incliné vers le bas et vers arrière, si bien que chaque contact fixe de travail est placé à une hauteur inférieure à la hauteur de fixation du contact de repos correspondant. 3 - Relais suivant l'une quelconque des revendications 1 . 5, caractérisé en ce que l'axe d'articulation du volet est décalé en avant de lextremite avant de la bobinc, les extrémités des lames souples se déplaçant suivant un trajet colique incline vers le bas et vers l'avant du relais, tandis que les contacts de travail sont positionnés à une hauteur supérieure à celle des contacts de repos, tou ces contacts étant, par exemple, fixés au-dessus d'un socle du bloc fixe.