Brevet FR2472258A1 — publié le 19810626

L'invention se rapporte à un relais polarisé électromagnétique dont le circuit dans le fer est noyé dans un noyau, à l'exception de la palette mobile, ce circuit se composant du noyau et du bobinage ainsi que des surfaces polaires, une palette mobile coopérant avec ces surfaces polaires et un aimant permanent étant disposé à distance du bobinage. Les relais dont le circuit magnétique dans le fer est moulé dans une matière d'isolation sont bien connus. Dans ces relais, la palette mobile est disposée dans une cavité de la masse ou du corps moulé. A la différence des relais connus mentionnés ci- dessus, celui de l'invention se caractérise en ce que le noyau et l'aimant permanent sont noyés dans un bloc qui peut comporter des ouvertures débouchant sur les surfaces polaires situées à proximité immédiate sous la surface extérieure de l'un des côtés de ce bloc, la palette mobile étant montée sur le bloc à l'extérieur de ce côté de manière qu'elle s'applique contre les surfaces polaires et s'en dégage. Le bloc comporte des trous laissés par des broches de positionnement destinées à orienter les pièces noyées lors de la fabrication. Le relais selon l'invention est destiné en particulier à être utilisé en téléphonie et, dans ce contexte, à être monté, sur des panneaux à circuit pour lesquels il faut que le relais ait de faibles dimensions. Le circuit dans le fer noyé dans le bloc conformément à l'invention et se composant du noyau et de l'aimant permanent forme un groupe avec la palette mobile placée dans un guide portant contre ledit côté du bloc. La palette mobile étant placée à l'extérieur du bloc, ce dernier peut être rempli totalement ou partiellement de manière qu'aucune pièce ne soit mobile. Ce facteur est essentiel lorsque les pièces sont petites, comme dans le cas particulier mentionné plus haut, afin de permettre la miniaturisation du relais selon l'invention pour laquelle la forme et les relations mutuelles correctes des pièces doivent obéir à des critères spécifiques permettant aux pièces du circuit dans le fer de coopérer correctement, en particulier dans un relais polarisé dont la sensibilité est très grande. Le bloc ou corps a aussi l'avantage qu'il peut être complètement obturé, ce qui permet d'éviter la pénétration de gaz dans le relais pendant son soudage sur le panneau de circuit. - L'invention va être décrite plus en détail en regard des -dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: les figures 1 à 4- représentent schématiquement les pièces du circuit dans le fer, c'est-à-dire du circuit magnétique sauf les entrefers, d'un relais selon l'invention et montrent une disposition avantageuse des pièces du circuit dans le fer; la figure 5 représente un revêtement avantageux de matière plastique du noyau faisant partie du circuit dans le fer; la figure 6 représente schématiquement une manière avantageuse de noyer le noyau du circuit dans le fer, l'aimant permanent et l'élément de shuntage et illustre la disposition de la palette mobile du circuit dans le fer après que les pièces mentionnées ont été noyées; les figures 7a, 7b et 7c représentent un mode de réalisation avantageux d'un groupe de ressorts destiné à coopérer avec le corps moulé selon la figure 6; et la figure 8 représente un exemple d'un groupe de ressorts destiné à exécuter plusieurs fonctions de relais. La figure 1 est une vue en perspective du noyau 1 qui fait partie du circuit dans le fer. Ce noyau a une forme en étrier et comprend une âme 2 formée d'une tige ainsi que des ailes 3 et 4 formées de lamelles. Le noyau peut avantageusement être réalisé en recourbant ou repliant une pièce rectiligne. L'âme a une section transversale pratiquement carrée à angle arrondi, c'est-à-dire une section plus ou moins ronde. L'âme constitue la pièce sur laquelle le bobinage 5 est enroulé (voir figures 2 et 3) et les surfaces 6 et 7 des côtés longs des ailes 3 et 4 constituent les surfaces polaires du noyau. 3 2472258 Comme le montrent la vue en plan de la figure 2 et l'élévation de la figure 3 vue de la gauche de la figure 2, l'aimant permanent 8 du circuit dans le fer est disposé entre les ailes 3 et 4 du noyau, sur un côté du bobinage 5 et parallèlement à ce dernier. L'aimant permanent du mode de réalisation représenté est par ailleurs appliqué contre une pièce de fer 9 constituant un élément de shuntage magnétique de cet aimant. L'aimant permanent ainsi que l'élément de shuntage de ce mode de réalisation sont, par ailleurs, décalés vers l'aile 4. Ce décalage produit un effet qui sera décrit plus en détail par la suite conjointement aux mesures prises pour la réalisation d'un relais monostable. Un effet semblable peut s'obtenir avec un mode de réalisation du noyau dans lequel les distances de l'axe du bobinage aux surfaces polaires diffèrent légèrement. Cet effet sera également décrit conjointement aux mesures mentionnées ci-dessus. La figure 3 représente également la manière dont la palette mobile 10 est placée et montée de manière qu'elle coopère avec les surfaces polaires 6 et 7. Cette palette est montée pivotante autour d'une surface de tourillonnement (11) disposée centralement entre les ailes et parallèlement à celles-ci, cette surfacé pouvant être venue de moulage avec un boîtier qui entoure le noyau, par exemple de la manière représentée sur la figure 6. La palette mobile est capable d'exécuter un mouvement de va-et-vient de manière qu'elle s'applique contre l'une ou l'autre des surfaces polaires. La palette mobile consiste avantageusement en une plaque sensiblement rectangulaire et peut avoir la forme telle que représentée sur la figure 4.pour lui permettre de coopérer avec le montage représenté sur la figure 6. Dans ce mode de réalisation, des pattes 12 et 13 en saillie sur le milieu des côtés longs de la palette rectangulaire constituent des guides pour le montage de cette palette. La palette comporte sur la face supérieure, située du côté opposé à son support 11, des nervures 14 et 15 de matière plastique formant des entretoises destinées à des ressorts métalliques mobiles utilisés pour exécuter les fonctions de 4 2472258 relais, c'est-à-dire à des ressorts disposés en groupes de la manière représentée sur les figures 7a à 7c et 8. La palette mobile comporte aussi sur les côtés courts des saillies 16 et 17 dont le but sera expliqué lors de la description du mode de réalisation de la figure 6 pour lequel la palette représentée sur la figure 4 est spécialement conformée. Le principe et le mode de réalisation simple du circuit dans-le fer ont été décrits ci-dessus pour un relais selon l'invention comprenant un noyau en étrier conformé en particulier de manière à comporter de grandes surfaces polaires 6 et 7 ainsi qu'un élément long de support du bobinage, l'aimant permanent étant situé dans l'espace compris entre les ailes du noyau et la palette mobile formée d'une plaquette étant montée au-dessus d'un plan passant par les surfaces polaires, cette palette exécutant des mouvements de va-et-vient au cours desquels elle entre en contact avec l'une ou l'autre des surfaces polaires du noyau. Cette structure permet une miniaturisation notable du relais. Un mode de réalisation avantageux va être décrit en regard des figures 5 et 6; dans ce mode de réalisation, le circuit dans le fer décrit cidessus, à l'exception de la palette mobile, est moulé dans un corps de matière plastiqẻ. Le noyau est muni d'un revêtement de matière plastique dans un outillage correspondant. Le noyau et son revêtement de matière plastique sont représentés en plan sur la figure 5. La matière plastique est destinée à isoler le bobinage et permet la fixation de cosses de soudage. Le revêtement de matière plastique permet la réalisation de languettes polaires formant des surfaces de contact de la palette mobile pour permettre d'armer lé relais et de le faire retomber. Le revêtement de matière plastique que représente la figure 5 recouvre entièrement l'âme 2, à l'exception d'une bande étroite 18 qui traverse l'isolation à l'emplacement auquel une pièce de support de l'outillage de moulage a été appliquée contre le noyau 1. L'extrémité libre d'une aile du noyau, c'est-à-dire de l'aile 3 dans la 2472258 représentation du dessin, n'est pas revêtue de matière plastique, cette partie du noyau étant utilisée pour en fixer la position dans le moule. Par contre, l'autre aile 4 du noyau est entièrement revêtue, avec son extrémité libre, par moulage, certaines variations de longueurs du noyau étant absorbées par le moule qui est dimensionné en conséquence. Les surfaces polaires 6 et 7 ne sont pas revêtues de matière plastique, à l'exception d'une petite surface recouverte d'un talon de matière plastique 19, 20, respectivement, constituant les languettes polaires mentionnées plus haut et destinées à la palette mobile. Les revêtements de matière plastique des surfaces latérales des ailes atteignent de préférence le même niveau que les languettes de matière plastique de manière à former avec ces languettes des butées ou des surfaces d'application de la palette mobile. Le revêtement de matière plastique comporte, par ailleurs, des trous 21 et 22 sur le côté extérieur des ailes pour permettre le soudage de cosses (non représentées). La figure 6 est une vue correspondant à celle de la figure 3 et représente l'enrobage par moulage du noyau 1, de l'aimant permanent 8 et de l'élément de shuntage 9 dans un bloc 23 de matière plastique, une palette mobile 10 (telle que représentée sur la figure 4) étant montée sur le côté supérieur 24 du bloc. Le noyau, l'aimant permanent et l'élément de shuntage qui sont représentés en lignes brisées sont noyés de manière à former un bloc rempli totalement ou partiellement de matière plastique. Les parties des surfaces polaires 6 et 7 qui ne sont pas recouvertes par les languettes de matière plastique 19 et 20, ainsi que ces languettes, sont dans le plan supérieur du bloc. Avant d'être noyé, le noyau supportant le bobinage, l'élément de shuntage et l'aimant permanent peuvent avoir été placés- dans un support (non représenté) à l'intérieur du bloc, ce support étant conformé de manière à être capable de corriger la position de certaines pièces. Pour le montage de la palette mobile 10, la surface supérieure du bloc comporte sur les deux bords opposés deux bossages incurvés 25 en saillie vers le haut et, de chaque côté de ces bossages, des rebords en 6 2472258 saillie 26 dont la distance qui les sépare est légèrement plus grande que les pattes latérales de positionnement 12 et 13 de la palette mobile (voir figure 4). Ces pattes latérales peuvent aussi avoir des largeurs différentes, de la manière représentée sur la figure 4 et, dans ce cas, ladite distance entre les rebords 26 diffère aussi de manière que la palette soit correctement positionnée. Les bossages 25 forment une ligne d'appui de la surface inférieure plane de la palette mobile, c'est-à-dire correspondent au support 11 de la figure 3. Le bord inférieur des saillies 16 et 17 décrites en regard de la figure 4 et situées sur les côtés courts de la palette constitue des butées pour cette dernière lorsqu'elle se déplace vers le côté supérieur du bloc. Ce bloc comporte sur les quatre surfaces latérales des épaulements 27 dont le but sera décrit en regard de la figure 7 et dont l'un, qui porte la référence 28, est décalé par rapport aux autres. Le circuit magnétique dans le fer qui est noyé dans le bloc forme un groupe se composant du noyau 1 supportant le bobinage, de l'aimant permanent 8 et de l'élément de shuntage 9, la palette mobile 10 étant placée dans ses guides de support 25 et 26 situés sur le côté supérieur du bloc. Le fait que la palette mobile -est à l'extérieur du bloc permet si nécessaire de remplir totalement ce dernier de manière qu'il ne comporte aucune cavité, ni ne loge aucune pièce mobile, ce bloc pouvant aussi être rempli partiellement. Ce facteur est essentiel lorsque les pièces ont les faibles dimensions mentionnées pour permettre la miniaturisation souhaitée du relais, car cette miniaturisation impose des critères stricts à la forme des pièces et à leur relation mutuelle correcte afin de permettre aux pièces du circuit dans le fer de coopérer correctement, en particulier dans un relais polarisé dont la sensibilité est grande. Le bloc a aussi l'avantage qu'il est complètement fermé, la pénétration de gaz dans ce bloc pendant le soudage sur le panneau de circuit étant donc empêchée. Il est possible d'effectuer des essais de contrôle du groupe afin de vérifier sa course, la position des nervures 14 et-15 de matière plastique au-dessus du côté 7 2472258 supérieur du bloc, ces nervures déterminant la position de la palette mobile lorsque le relais est armé et qu'il retombe, ainsi que la force d'attraction du relais. Le côté supérieur du bloc peut former un plan de référence à partir duquel les cotes aussi bien intérieures qu'extérieures peuvent être déterminées. Comme mentionné préalablement en regard de la figure 4, les nervures 14 et 15 de matière plastique que porte la palette mobile 10 constituent des entretoises pour des ressorts métalliques mobiles qui exécutent les fonctions de relais. Les figures 7a à 7c et 8 représentent un mode de réalisation avantageux de ces ressorts qui sont assemblés en un groupe. Le mode de réalisation du groupe de ressorts qui va être décrit à titre d'exemple en regard des figures 7a à 7c est destiné au bloc 23. Ce groupe comprend un cadre 29 de matière plastique représenté en plan sur la figure 7a et dont les figures 7b et 7c représentent des coupes selon les lignes I-I et II-II. Le cadre a sensiblement les mêmes cotes extérieures que le bloc 23. Ces cotes intérieures sont calculées de manière qu'il puisse être placé sur les épaulements 27, 28 du bloc, le cadre comportant une cloison latérale courte 30 destinée à être appliquée contre l'épaulement court 28 d'une cloison latérale du bloc, tandis que les autres cloisons latérales 31 du cadre ont la même longueur et sont destinées à s'appliquer contre les épaulements 27 des autres cloisons latérales du bloc. Cette disposition garantit que le groupe de ressorts est mis en place correctement sur le bloc. Lorsque le cadre a été mis en place, des surfaces d'appui 32, qui sont formées de préférence de bossages ou analogues situés à chaque angle, reposent contre le côté supérieur 24 du bloc. Plusieurs lames de ressort sont moulées de manière qu'elles traversent deux cloisons latérales opposées du cadre, les ressorts étant orientés les uns vers les autres de manière qu'ils se chevauchent par groupes de deux. La figure 7a représente un seul de ces groupes de deux ressorts pour simplifier le dessin. Chaque groupe de ces deux ressorts en comprend un qui est court et porte la référence 33 et qui 8 2472258 est fixé de manière à être pratiquement immobile, tandis que l'autre ressort 34 est long et mobile élastiquement. Comme le montre la figure 7c, il est préférable que les ressorts courts 33 soient fixés par moulage de manière qu'ils soient situés dans un plan parallèle à celui qui passe par les surfaces d'appui 32, tandis que les ressorts longs sont fixés par moulage de manière à inscrire un angle avec ce plan. La figure 7c représente également les contacts 35 et 36 situés sur les surfaces en regard de l'extrémité libre des ressorts courts et des ressorts longs, respectivement. La palette mobile qui coopère avec un groupe de ressorts déplace les ressorts longs pour les mettre en contact avec les ressorts courts lorsque le relais est armé. Par exemple, les nervures de matière plastique de la palette mobile 10 décrite plus haut s'appliquent contre les ressorts longs lorsque le relais est armé. La partie des ressorts qui forme un prolongement à l'extérieur du cadre est repliée à 90 et forme une cosse de soudage. Le groupe de ressorts forme un ensemble dont les cotes peuvent être déterminées et dont la position, la force de contact, etc., peuvent être réglées en prenant les quatre surfaces d'appui 32 comme plan de référence. Dans la disposition du groupe de ressorts décrit, les groupes de deux ressorts sont juxtaposés dans un plan situé immédiatement au-dessus de la palette mobile et peuvent assumer plusieurs fonctions après qu'ils ont été commandés par la palette mobile. La figure 8 représente un exemple d'un groupe de ressorts de ce type. Comme le montre schématiquement à titre d'exemple la figure 8, sept groupes de deux ressorts sont disposés en un groupe dans le cadre 29 de matière plastique. Les groupes situés au milieu ne comportent pas de contact, tandis que les autres groupes de ressorts comportent les contacts 35 et 36. Les contacts des groupes de deux ressorts qui en comportent sont disposés de manière qu'il existe quatre bornes S sur un côté du cadre et deux bornes S de l'autre côté. Selon la position de la palette mobile, c'est- 9 2472258 à-dire selon que le relais est armé ou qu'il est retombé, le relais obtenu est à quatre positions de travail et deux positions de repos. Les deux ressorts du centre ne comportent aucun contact, mais ils sont actionnés de la même manière que les autres ressorts par la palette mobile et ils sont destinés à exercer une force élastique supplémentaire sur la palette lorsque le relais est armé. Le principe du relais selon l'invention lui confère la nature d'un relais bistable dans lequel la force de l'aimant permanent retient la palette mobile en place aussi bien lorsque le relais est armé que lorsqu'il est retombé. Un relais selon l'invention fonctionne avantageuse- ment en relais monostable, c'est-à-dire qu'il ferme un circuit ou se met en position de travail-lorsqu'un courant est envoyé dans la bobine et il ouvre le circuit ou se met en position de repos lorsque le courant est coupé. Un relais bistable peut être réalisé en disposant l'aimant 8 et/ou l'élément de shuntage 9 de manière asymétrique par rapport au noyau 1, de la manière représentée sur les figures 2 et 3, par exemple. Les forces d'attraction sur les surfaces polaires 6 et 7 sont alors inégales. En faisant assumer à la palette mobile, par exemple la palette 10, davantage de fonctions d'un côté que de l'autre, par exemple quatre fonctions d'un côté et deux de l'autre, comme représenté sur la figure 8, il faut des forces d'attraction différentes lorsque le relais est armé et lorsqu'il retombe. Le montage de ressorts supplémentaires sans contact, par exemple des deux ressorts centraux dans la figure 8, permet d'obtenir une force de poussée supplé- mentaire, la caractéristique d'élasticité du groupe de ressorts pouvant être bien adaptée à la forme des courbes des forces d'attraction et une charge supplémentaire étant obtenue sur le côté de la palette mobile sur lequel s'exercent le plus grand nombre de fonctions. En adoptant différentes épaisseurs pour les languettes des surfaces polaires, par exemple les languettes de matière plastique 19 et 20 représentées sur la figure 5, 2472258 et donc en adoptant des distances différentes entre le milieu de l'axe de l'âme 2 de support du bobinage et les surfaces polaires 6 et 7, comme décrit en regard de la figure 3, la force d'attraction est différente lorsque le relais est armé et lorsqu'il retombe. En résumé, une fonction monostable peut être conférée au relais en prenant l'une ou l'autre ou une combinaison des mesures suivantes: - la disposition asymétrique de l'aimant permanent, - la disposition asymétrique de l'élément de shuntage de l'aimant permanent, - l'asymétrie de la charge des ressorts munis de contact, - le montage d'un groupe de deux ressorts ne comportant aucun contact, - l'adoption de languettes polaires ayant des épaisseurs différentes, - l'introduction d'une distorsion de l'aimantation de l'aimant permanent, - la disposition asymétrique des éléments de montage de la palette mobile entre les surfaces polaires. - Ces principes peuvent être utilisés indépendam- ment ou conjointement pour rendre un relais monostable alors qu'il est bistable à la base. Par ailleurs,- ces mesures peuvent aussi être utilisées pour faire en sorte que les pentes des courbes soient bien adaptées les unes aux autres et pour permettre ainsi d'élargir les tolérances de fabrication. ]REVENDICATIONS 1. Relais polarisé électromagnétique dont le circuit magnétique dans le fer est noyé dans un corps à l'exception de la palette mobile, et qui comprend un noyau supportant un enroulement et comportant des surfaces polaires, une palette mobile coopérant avec ces surfaces polaires et un aimant permanent, relais caractérisé en ce que le noyau (1) et l'aimant permanent (8) sont noyés dans un bloc ou corps (23) et la palette mobile (10) est montée sur ce bloc (23) de manière qu'elle s'applique contre les surfaces polaires (6, 7) et s'en dégage. 2. Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant d'être noyé, le noyau (1) est muni d'un revêtement de matière plastique afin d'isoler le bobinage et de former des couches (19, 20) qui recouvrent partielle- ment les surfaces polaires (6, 7) et constituent des surfaces de butée (des languettes polaires) pour la palette mobile (10). 3. Relais selon la revendication 2, dont le noyau (1) a essentiellement une forme en étrier et comprend une âme (2) en forme de tige sur laquelle des ailes (3, 4) sont en saillie, le bobinage étant enroulé autour de l'âme du noyau et des surfaces des bords latéraux (6, 7) orientées dans le même sens sur les ailes constituant les surfaces polaires, relais caractérisé en ce que le revêtement de matière plastique recouvre aussi les autres côtés de l'une des ailes (4) et au moins partiellement les côtés correspondants de l'autre aile (3), le revêtement de matière plastique de la surface extérieure des ailes (3, 4) étant réalisé de manière à constituer des éléments de fixation (21, 22) pour des cosses de soudage, le revêtement de matière plastique de la surface intérieure et de la surface extérieure des ailes (3, 4) se prolongeant de préférence jusqu'au niveau de ladite couche de couverture (19, 20) des surfaces polaires (6, 7). 4. Relais selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ladite couche de couverture (19, 20) des surfaces polaires (6, 7) se trouve dans le même plan que ledit côté du bloc. il 2472Z258 1/2 Fig. 2 Fig. 5 Fig. 3 Fig. 282526 75 2 7n/. _._ _ 2 9 \8 Fig. 7c -Fig. 1 Fig. 4 Fig. 7a z' Fig. 7b