Brevet FR2418538A1 — publié le 19790921

L'invention concerne un relais électromagnétique, notamment un relais de coupure de réseau réalisé sous forme de relais à armature basculante, avec une culasse magnétique ayant au moins deux branches, en forme de L notamment, dont l'une des branches, de préférence plus courte, est reliée à un noyau de fer traversant un enroulement et sa carcasse, et dont la zone terminale de la deuxième branche constitue un axe de pivotement et une arete de soutien pour l'armature du relais qui y.est montée, laquelle coopère avec au moins une paire de contacts de commutateur et peut pivoter contre la force d'un ressort à lame précontraint par rapport à la culasse magnétique. Dans les relais connus de ce type, de nombreuses liaisons par vis sont nécessaires pour assembler les éléments constitutifs du relais et ceux-ci doivent etre de dimensions relativement grandes pour présenter la résistance aux claquages et aux courants de fuite indispensable dans les relais de coupure de réseau. C'est un but de l'invention de fournir un relais électromagnétique du type précité, de dimensions relativement réduites, qui permette un assemblage très simple et qui permette de matricer sans dispositions supplémentaires sur ses contacts de commutateur des tensions allant jusqu'à 4000 Volts. Dans le relais selon l'invention, le ressort à lame, nécessaire pour rappeler l'armature, sert également à la tenir et, dans ce but, il est enfilé, par au moins une encoche dans la zone terminale de la plus grande branche, en direction du noyau, il s'y appuie sur le coté frontal libre de la carcasse et de ce fait, il est encliqueté sur la carcasse. Dans une forme de réalisation préférée, on prévoit que le ressort à lame est couplé avec l'armature, par sa portion terminale faisant saillie de la culasse magnétique, ou de sa plus grande branche, de préférence aumoyen d'un corps en matériau isolant placé sur la zone terminale libre de l'armature, notamment un corps de matière plastique moulé par injection ou par pression; il est prévu, en outre, que ce ressort est au moins approximativement plan à l'état non contraint aussi bien au montage que lors d'une mise en service nécessaire, le ressort étant découpé, de préférence, dans un mince flan de tôle à ressort.Dans une forme de réalisation préférée, le ressort à lame est en forme de U et il est enfilé par ses branches parallèles respectivement dans des encoches ménagées dans la zone terminale de la plus longue des branches de la culasse magnétique. L'assemblage est très facilité si on.prévoit pour le ressort à lame en forme de U une liaison par encliquetage, à savoir une liaison telle que dans chaque branche du ressort à lame est ménagé un trou, de préférence découpé, dans lequel s'encliquète respectivement l'un de deux becs placés sur le côté frontal de la carcasse lorsque le ressort à lame est poussé latéralement contre le noyau de fer en franchissant ces becs.De façon avantageuse, les becs peuvent présenter du côté frontal libre des faces frontales s'élevant en oblique vers l'axe longitudinal de la carcasse, sur lesquelles peuvent glisser les branchus jusqu'à ce qu'elles aient atteint leur position encliquetée. Selon un autre développement de l'invention, deux corps en matériau isolant, notamment en matière plastique, sont disposés écartés l'un de l'autre sur la portion terminale de l'armature faisant saillie de la culasse magnétique, lesquels corps portent chacun une de deux saillies orientées l'une vers l'autre et sur lesquelles s'appuie avec précontrainte la traverse du ressort à lame qui relie les branches du ressort. Au moins un des corps de matériau isolant comporte un ressort de contact qui est équipé d'au moins un, de préférence de deux éléments de contact disposés l'un à côté de l'autre, de préférence sur un pont de contact commun. Le ressort de contact est introduit dans le sens de la longueur dans un évidement longitudinal ménagé dans le corps en matériau isolant et il y est fixé par enclenchement élastique ou liaison à déclic. Les éléments de contact sont placés sur un pont de contact symétrique par rapport au ressort de contact, fixé transversalement au sens longitudinal de celui-ci, et ils font face à des contacts opposés qui sont fixés, isolés l'un del'autre, dans un corps de base en matériau isolant, fabriqué de préférence par moulage par injection ou par compression. Entre le ressort de contact et la plus longue des branches de la culasse magnétique est disposée une paroi de séparation sensiblement parallèle à celui-ci, qui est de préférence monobloc avec le corps de base moulé par injection ou par compression en matière thermoplastique ou thermodurcissable, et qui porte la culasse magnétique avec l'armature et l'enroulement. La largeur de la paroi de séparation s'étend sur les deux ponts de contact placés chacun sur un des ressorts de contact. L'armature est avantageusement constituée par une pièce découpée plate, qui comporte sur sa zone terminale opposée au noyau de fer deux encoches ou échancrures terminales en vis à vis, dans chacune desquelles est placé, par ènfichage, et de préférence par encliquetage, un des éléments en matériau isolant équipé d'un ressort de contact. Selon une autre caractéristique, la paroi de séparation comporte sur son côté antérieur tourné vers la culasse magnétique deux baguettes, de préférence moulées, de section transversale en forme de L, s'étendant verticalement à une certaine distance l'une de l'autre et parallèles entre elles, entre lesquelles est fixée la plus longue des branches de la culasse magnétique après son introduction. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue du relais en coupe longitudinale axiale et partiellement en élévation; la figure 2 est une vua,en élévation latérale,de la carcasse du relais partiellement en'coupe; la figure 3 est une vue de dessus dans le sens axial; la figure 4 est une vue de dessus axiale du corps de base en matériau isolant du relais; la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V de la figure 4; la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne brisée VI-VI de la figure 4; la figure 7 est une vue de dessus du ressort de maintien et de rappel du relais; la figure 8 est une vue en élévation de la culasse magnétique en forme de L du relais, transversalement à l'axe longitudinal du relais;; la figure 9 est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe; la figure 10 est une vue de dessus de l'armature du relais; et la figure il est une vue d'une variante de l'armature. Le relais représenté sur les dessins comprend une culasse magnétique 1 en forme de L à deux branches, avec une grande branche 2 et une branche plus courte 3 sur laquelle est fixé un noyau en fer cylindrique 4, rivé sur sa portion terminale inférieure 5. Le noyau de fer 4 traverse une carcasse 6 qui porte un enroulement 7 et est maintenu dans le sens de l'axe longitudinal 8 de l'enrou- lement 7 et de la carcasse 6, cet axe 8 constituant aussi l'axe du noyau de fer 4, par une tete élargie 9 placée à l'extrémité du noyau de fer. En face de la tête 9 du noyau de fer 4 est prévue une armature basculante 10 représentée plus en détail en vue de dessus sur la figure 10. L'armature basculante 10, dans la vue de dessus représentée, a sensiblement la forme d'un trapèze et elle est montée par une arête transversale 11 sur la portion terminale supérieure de la grande branche 2, de façon telle que cette arête transversale 11 peut soutenir sans jeu l'armature et lui sert en même temps d'axe de pivotement. Comme on le voit plus en détail sur les figures 8 et 9, des prolongements 12 et 13 dépassant audelà de l'arête transversale ll sont découpés pour fixer latéralement l'armature sur la grande branche 2 de la culasse magnétique. L'armature 10, dans la forme de réalisation de la figure 10, est disposée entre ces prolongements, de telle sorte que les prolongements 12 et 13 peuvent pénétrer dans des échancrures latérales 14 et 15 que présente l'armature. Afin de permettre un montage facile sans liaisons par vis, ou analogues, et pour assurer en conséquence un démontage facile aux fins de remplacement ou d'entretien, on prévoir un ressort à lame 16, qui est représenté sur la figure 7 en vue de dessus et a la forme d'un U. Ce ressort à lame 16 est plan à l'état détendu et il est découpé dans un flan de tôle à ressort. Il comporte deux branches latérales 17 et 18 qui sont reliées par une traverse 19. Ce ressort à lame sert aussi bien à fournir la force de rappel pour l'armature 10 qu'à tenir et fixer celle-ci. Lors de l'assem blage des éléments constitutifs du relais, le ressort à lame 16 est introduit par ses deux branches latérales 17 et 18 dans deux encoches 20, 21 ménagées dans la grande branche 2 de la culasse magnétique, représentées plus en détail sur la figure 8. Les branches latérales 17 et 18 glissent alors le long d'une surface support 22 sur la bride supérieure 23 (voir figure 2) de la carcasse 6 et elles butent alors chacune sur un de deux becs 24, placés sur la surface support 22. et qui comportent une surface frontale 25 inclinée en oblique vers l'axe longitudinal 8 du relais.Lorsqu'on continue à les pousser en direction de l'axe longitudinal 8, les branches latérales 17 et 18 du ressort à lame 16 glissent sur ces surfaces obliques jusqu'à ce que leur-s portions terminales s'encliquètent sur ces becs 24 par l'intermédiaire de trous 26 et 27 découpés sur ces portions terminales, une liaison durable par encliquetage élastique avec la carcasse 6 étant ainsi fournie. Sur la portion terminale de l'armature basculante 10 faisant saillie vers l'arrière de la culasse magnétique 1 sont fixés deux éléments isolants, dont un seul repéré en 29, est représenté sur la figure 1 et qui sont équidistants du plan de symétrie vertical 28 indiqué sur la figure 3. Dans la forme de réalisation de la figure 1, l'élément isolant 29 est fabriqué séparément de l'armature 10 en une opération de moulage par injection ou compression et il est relié ensuite par encliquetage avec l'armature 10. Chacun des éléments isolants 29 porte un prolongement 30 faisant saillie en direction de l'élément isolant en vis-à-vis, ce prolongement étant cylindrique dans la forme de réalisation représentée. Ces saillies ou prolongements 30 servent de surface d'appui à la traverse 19 du ressort à lame 16. Dans la position de fonctionnement représentée sur la figure 1, le ressort à lame 16 s'appuie contre les arêtes supérieures 31, 32 des encoches 20, 21 ménagées dans la portion terminale supérieure de la grande branche 2 de la culasse magnétique; comme on le voit sur la figure 1, il est précontraint en flexion élastique et il tend à maintenir l'armature dans la position décollée représentée, et fournit en conséquence la force de rappel pour l'armature 10 lorsque celle-ci est attirée contre la surface frontale 33 du noyau de fer 4 par le champ magnétique produit, lorsque l'enroulement d'excitation 7 est parcouru par le courant. Chacun des deux éléments isolants 29 comporte un évidement longitudinal 35 et un évidement 36 de plus grande section se raccordant au premier. Dans l'évidement 35 est introduit dans le sens de la longueur un étroit ressort de contact 37. Celui-ci porte à son extrémité supérieure une patte entaillée 38 qui s'écarte du plan du ressort de contact en formant un angle aigu, est précontrainte élastiquement lors de son introduction dans l'évidement longitudinal 35, et lorsque la position d'encliquetage représentée est atteinte, se dégage du plan du ressort et maintient alors celui-ci dans l'évidement 36. A leur extrémité inférieure, chacun des deux ressorts de contact 37 fixés dans les éléments isolants 29 porte un pont de contact 39, sur lequel sont rivés deux éléments de contact 40 horizontalement écartés l'un de l'autre. Chacun des quatre éléments de contact 40 fait face à l'un de quatre contacts opposés 41, dont un seul est représenté sur la figure 1. Les contacts opposés 41 sont placés sur des queues ou barrettes de raccordement 42 par lesquelles ils sont introduits, comme on le voit sur les figures 4 à 6, dans des fentes évidées 43 ménagées dans la paroi transversale postérieure 44 du corps de base 45 moulé d'une seule pièce en matière plastique. Ce corps de base 45 porte aussi bien la culasse magnétique 1 avec l'armature 10 que les contacts opposés mentionnés ci-dessus 41.Du fait qu'on a choisi de fixer les éléments isolants 29 avec les ponts de contact 39 de chaque côté de l'armature 10, il est possible de placer entre le jeu de contacts 40/41 et la culasse magnétique I portant la carcasse 6 une cloison de séparation continue 46, monobloc avec le corps de base 45 et qui permet des distances de fuite et de décharge de plus de 8 mm de long, pour un relais de coupure de réseau de très petites dimensions. Comme le montrent les figures 4 à 6, la cloison de séparation 46 porte sur son côté antérieur tourné vers la culasse magnétique et l'enroulement deux baguettes 47 et 48 écartées l'une de l'autre, verticales et parallèles, à section transversale en forme de L, entre lesquelles, lors de l'assemblage, la grande branche 2 de la culasse magnétique peut être introduite par en haut et y être bloquée. Dans la surface frontale 33 du noyau de fer 4 est fraisée une gorge diamétrale 50. Celle-ci reçoit la traverse 51 d'une demibague de court-circuit 52 découpée dans de la tôle de cuivre et empêche de façon connue que, lorsque l'enroulement 7 fonctionne sur une tension alternative, l'armature vibre dans sa position de travail où elle est attirée Dans le prolongement de la traverse 51 sont découpés sur la bague de court-circuit 52 deux bras de maintien 53, un de chaque côté.Ceux-ci pénètrent dans des nervures d'encliquetage 54, 55 se dressant librement, associées respectivement par paires à un des bras de maintien; ces nervures sont formées sur le cté frontal de la bride supérieure 23 de la carcasse 6 et elles portent chacune l'un de deux becs 56, 57 orientés l'un vers l'autre, qui passent derrière-les bras de maintien serrés 53 et maintiennent ainsi la bague de court-circuit 52 sur le noyau de fer 4. Dans l'armature 10 selon la forme de réalisation représentée sur la figure 10, on prévoit que les éléments isolants 29 servant de supports aux ressorts de contact 37 peuvent être introduits dans une échancrure 58, 59 que présente la portion de l'armature 10 faisant saillie vers l'arrière et peuvent y être fixés par collage, ou soudure, par exemple, lorsque les éléments isolants 29 sont fabriqués séparément l'un de l'autre. Toutefois, il est également possible de mouler les éléments isolants ensemble dans un seul moule dans lequel est placée l'armature et d'injecter ensuite la matière prévue pour la fabrication des éléments isolants.Alors que, dans la forme de réalisation de la figure 10, les échancrures 58 et 59 sont ouvertes vers l'extérieur, il est prévu, dans la variante d'armature de la figure 11, que les échancrures 60, 61, prévues pour recevoir les éléments isolants 29, sont ouvertes sur leurs côtés tournés l'un vers l'autre. Cette variante fournit également un positionnement différent de l'armature. Celui-ci s'effectue par le fait que les prolongements 12 et 13 de la grande branche 2 du bâti magnétique, représentés sur la figure 8, pénètrent chacun dans l'une de deux encoches 63 et 64 et maintiennent ainsi à l'horizontale l'armature par coopération de formes, celleci pouvant toutefois pivoter autour de l'arête supérieure 11. Le principal avantage du relais de l'invention consiste en ce que ses différents éléments peuvent tre reliés ensemble de façon durable par de simples liaisons à encliquetage, qu'il permet de grandes distances de fuite et de décharge et que, malgré cela, il reste de petite dimension. REVENDICATIONS 1.- Relais électromagnétique, notamment relais coupure de réseau, réalisé sous forme de relais à armature basculante, avec une culasse magnétique ayant au moins deux branches, notamment en forme de L, dont l'une des branches -de préférence la plus courte est reliée à un noyau de fer traversant un enroulement et sa carcasse, la zone terminale de la deuxième branche constituant un axe de pivotement et une arête de soutien pour l'armature du relais qui y est montée, laquelle coopère avec au mains une paire de contacts de commutateur et peut pivoter contre la force d'un ressort à lame précontraint par rapport à la culasse magnétique, caractérisé en ce que le ressort à lame (16) sert de plus à maintenir l'armature, et que dans ce but, il est introduit dans au moins une encoche (20,21) ménagée dans la zone terminale de la grande branche (2) de la culasse magnétique en direction du noyau (4), il s'appuie sur le côté frontal libre de la carcasse (6) et il est encliqueté sur cette carcasse. 2.- Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort à lame (16) est couplé avec l'armature (10) par sa portion terminale en saillie par rapport à la grande branche (2) de la culasse magnétique, de préférence au moyen d'un corps en matériau isolant (29), notamment en matière plastique, placé sur la zone terminale libre de l'armature. 3.- Relais selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le ressort à lame (16) est au moins approximativement plan à l'état détendu, et qu'il est de préférence découpé dans un flan de tôle à ressort. 4.- Relais selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ressort à lame (16) est en forme de U et qu'il est introduit par chacune de ses deux branches (17,18) respectivement dans une encoche (20,21) ménagée dans la zone terminale de la branche la plus longue (2) de la culasse magnétique. 5.- Relais selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans chaque branche du ressort est ménagé un trou (26,27), de préférence découpé, dans lequel s'encliquète rcspectivcment i'un de deux becs (24) ménagés sur le côté frontal (23) de la carcasse (6). 6.- Relais selon la revnndication 5, caractérisé en ce que les becs (24) ont des surfaces frontales (25) obliques s'élevant en direction de l'axe longitudinal (8) de la carcasse. 7.- Relais selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que sur la portion terminale de l'armature (10) faisant saillie de la culasse magnétique (1) sont placés deux corps isolants (29), notamment en matière plastique, écartés l'un de l'autre, qui portent chacun une de deux saillies (30) orientées l'une vers l'autre, sur lesquelles stappuie avec précontrainte la traverse (19) du ressort à lame (16) reliant les deux branches de ressort (17,18). 8.- Relais selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins un des corps isolants (29) comporte un ressort de contact (37) qui est équipé d'au moins un, de préférence deux, éléments de contact (40) placés l'un à côté de autre, notamment sur un pont de contact commun (39). 9.- Relais selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ressort de contact (37) est introduit dans le sens de la longueur dans un évidement longitudinal (35) ménagé dans le corps isolant (29) et qu'il y est bloqué dans le sens longitudinal par une-liaison à encliquetage (38). 10.- Relais selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les éléments de contact (40) sont placés sur un pont de contact (39) symétrique par rapport au ressort de contact (37) et fixé sur celui-ci transversalement à son sens longitudinal, et qu'ils font face à des contacts opposés (41) qui sont fixés, isolés l'un de l'autre, dans un corps de base (45) fabriqué en matière plastique, de préférence par moulage par injection ou par compression. 11.- Relais selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'entre le ressort de contact (37) et la plus longue branche (2) de la culasse magnétique est placée une cloison de séparation (46), parallèle à cette dernière, de préférence monobloc avec le corps de base (45) et moulée par injection ou par compression dans une matière thermoplastique ou thermodurcissable, et qui porte la culasse magnétique (1) avec l'armature (10) et la carcasse (6). 12.- Relais selon ia revendication 11, avec deux éléments en matériau isolant disposés espacés l'un de l'autre et symétriques par rapport à un plan longitudinal médian situé dans l'axe' du noyau de fer, chacun des éléments isolants comportant un ressort de contact, caractérisé en ce que la largeur de la cloison de séparation (46) s'étend sur les deux ponts de contact (39) placés respectivement sur chacun des ressorts de contact. 13.- Relais selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'armature (10) est constituée par une pièce plane découpée, qui comporte sur sa zone terminale opposée au noyau de fer (4) deux échancrures (58 à 61) se faisant face, dans lesquelles est respectivement enfiché, de préférence encliqueté, l'un des éléments en matériau isolant (29) équipé d'un ressort de contact. 14.- Relais selon l'une quelconque des revendications ll à 13, caractérisé en ce que la cloison de séparation (46) comporte sur son côté antérieur tourné vers 'la culasse magnétique deux baguettes (47,48) verticales, distantes l'une de l'autre et parallèles, de préférence moulées sur la cloison, ayant en section transversale la forme d'un L, entre lesquelles est fixée la branche la plus longue (2) du bâti magnétique qui a été introduite.