Brevet FR2472260A1 — publié le 19810626

L'invention se rapporte à un groupe de ressorts destiné à un relais comprenant un circuit magnétique dans le fer dans lequel se trouve au moins une surface polaire étendue, ce relais comprenant par ailleurs une palette mobile -qui coopère avec ce circuit en s'appliquant contre et en se dégageant de ladite surface polaire. - Les ressorts des groupes connus sont en général disposés parallèlement les uns au-dessus des autres. A part le fait que ces groupes de ressorts occupent un grand espace en hauteur, ils ont aussi l'inconvénient d'être superposés de telle façon qu'ils risquent de s'écarter de la position qu'ils devraient occuper et que cet écart risque de dépasser les tolérances admissibles. Le montage de groupes de ressorts disposés côte à côte dans des supports de matière plastique est bien connu. Ces supports comportent des gorges dans chacune desquelles des ressorts préalablement repliés ou à plat sont ajustés individuellement, puis les ressorts mis à plat sont repliés à l'aide d'un outil de manière à être ajustés de façon qu'ils occupent leur position correcte. L'assemblage et l'ajuste- ment sont des opérations prenant beaucoup de temps. La présente invention se rapporte à un groupe de ressorts dont les ressorts individuels sont disposés côte à côte de manière connue, mais l'ajustement individuel étant évité, de même que le pliage initial ou le repliage à l'aide d'un outil pour en effectuer l'ajustement après assemblage. Selon une particularité essentielle de l'invention, le support consiste en un cadre rectangulaire de matière plastique et les ressorts sont rectilignes et fixés par moulage par groupes de deux directement à travers le cadre, chaque ressort d'un groupe de deux étant fixé par moulage à travers une des cloisons latérales du cadre et un autre ressort coopérant avec ce dernier en étant aligné sur lui et fixé par moulage à travers la cloison latérale opposée du cadre, les ressorts de chaque groupe de deux inscrivant un angle l'un par rapport à l'autre et chacun de ces deux ressorts comportant un contact à l'extrémité libre, ces deux contacts étant disposés en regard. 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 les pièces du circuit magnétique dans le fer, à l'exclusion des entrefers, d'un relais selon l'invention et illustrent une disposition avantageuse des différents éléments de ce circuit; - la figure 5 représente le noyau du circuit magnétique partiellement recouvert de matière plastique; - la figure 6 est une élévation schématique du relais et en montre le noyau du circuit magnétique, l'aimant permanent et l'élément de shuntage noyés dans un corps de matière plastique, cette figure montrant également la manière dont la palette mobile du circuit est montée après cet enrobage; - les figures 7a, 7b et 7c représentent un mode de réalisation avantageux d'un -groupe de ressorts destiné à coopérer avec le corps noyé tel que représenté sur la figure 6; - la figure 8 représente un exemple d'un groupe de ressorts destiné à exécuter plusieurs fonctions de relais; et - la figure 9 représente à l'échelle agrandie un groupe de ressorts réalisé par étampage d'une feuille de métal. La figure 1 est une vue en perspective du noyau 1 qui fait partie du circuit magnétique 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 en forme de lamelles. Le noyau 1 peut avantageusement être réalisé par flexion ou repliage d'une pièce rectiligne. L'âme 2 a une section pratiquement carrée à angles arrondis lui conférant une section plus ou moins ronde. L'âme forme le support du bobinage 5 (voir figures 2 et 3) et les surfaces 6 et 7 d'un bord d'un long côté des ailes 3 et 4 constituent les surfaces polaires du noyau. Comme le montre 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, d'un côté du bobinage 5 et parallèlement à celui-ci. L'aimant permanent du mode de réalisation représenté est par ailleurs appliqué contre une pièce de fer 9 formant un élément de shuntage du circuit magnétique de l'aimant permanent. Dans ce mode de réalisation, l'aimant permanent ainsi que l'élément de shuntage sont plus proches de l'aile 4 que de l'autre aile. Ce décalage donne un effet qui sera décrit plus en détail par la suite lorsque seront évoquées les dispositions prises pour la réalisation d'un relais monostable. Un effet semblable peut s'obtenir avec un mode de réalisation du noyau dont les distances de l'axe du bobinage aux surfaces polaires sont légèrement différentes. Cet effet sera également décrit par la suite. La figure 3 montre 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 surface pouvant faire partie d'un boîtier enveloppant le noyau, par exemple de la manière représentée sur la figure 6. La palette mobile exécute des mouvements de va-et-vient au cours desquels elle s'applique contre l'une ou l'autre des surfaces polaires. La palette mobile se compose avantageusement d'une plaque sensiblement rectangulaire et peut être conformée de la manière représentée sur la figure 4 afin d'être montée comme le représente la figure 6. Dans ce mode de réalisation, les pattes 12 et 13 sont en saillie sur le milieu des côtés longs de la palette mobile rectangulaire, ces pattes constituant des guides dans les éléments de montage de la palette. Cette palette comporte, du côté supérieur opposé à celui de la surface de montage ll1des nervures de matière plastique 14 et 15 servant d'entretoises pour des ressorts métalliques mobiles destinés à exécuter les fonctions de relais, par exemple des ressorts disposés en un groupe de la manière représentée sur les figures 7a à 7c et 8. La palette mobile comporte également sur les côtés courts des saillies 16 et 17 dont le but sera décrit en regard de la figure 6 qui représente le mode de réalisation pour lequel la palette mobile représentée sur la figure 4 est spécialement conçue. Le circuit magnétique dans le fer qui a été décrit ci-dessus et dont le principe et la simplicité de la réalisation lui permettent avantageusement d'être utilisé dans un relais selon l'invention comprend un noyau en étrier qui a en particulier l'avantage d'avoir de grandes surfaces polaires 6 et 7 ainsi qu'un long support de bobinage, l'aimant permanent étant placé dans l'espace compris entre les ailes du noyau, tandis que la palette mob-i-le formée d'une plaquette est montée au-dessus d'un plan passant par les surfaces polaires et exécute des mouvements de va-et-vient au cours desquels elle entre en contact avec l'une ou l'autre des surfaces polaires. Cette structure permet une miniaturisation notable du relais. Les figures 5 et 6 représentent un mode de réalisation avantageux qui va être décrit plus en détail et dans lequel le circuit magnétique dans le fer qui a été décrit est moulé, à l'exception de la palette mobile, dans un corps de matière plastique. Le noyau est muni d'un revêtement de-matière plas- tique au moyen d'un outillage spécial. Ce revêtement de matière plastique est représenté en plan sur la figure 5. Le revêtement est réalisé de manière à isoler l'enroulement et à permettre de.fixer les cosses de soudage. Le revêtement de matière plastique peut comprendre des languettes polaires contre lesquelles s'applique la palette mobile et qui forment des surfaces de contact pour cette palette lorsque le relais est armé ou lorsqu'il retombe. Le revêtement de matière plastique représenté sur la figure 5 recouvre complètement l'âme 2, à l'exception d'un ruban étroit 18 qui traverse l'isolation à l'emplacement auquel une pièce de support de l'outillage de moulage a été mise en butée contre le noyau 1. L'extrémité libre d'une aile du noyau, de l'aile 3 dans le mode de réalisation représenté, est utilisée pour le positionnement de l'outillage de moulage et donc n'est pas revêtue de matière plastique. Par contre, l'extrémité libre de l'autre aile 4 du noyau est aussi revêtue lors du moulage et, en conséquence, certaines variations de la longueur du noyau peuvent être absorbées entre les limites des cotes de l'outillage de moulage. Les surfaces polaires 6 et 7 ne sont pas revêtues de matière plastique, à l'exception d'une petite surface qui est recouverte de talons 19 et 20 constituant les languettes polaires mentionnées plus haut et destinées à la palette mobile. Les revêtements de matière plastique des surfaces latérales des ailes sont de préférence prolongés jusqu'au même niveau que les languettes de manière à former des surfaces de butée ou d'appui de la palette mobile avec ces languettes. Le revêtement de matière plastique comporte par ailleurs des trous 21 et 22 du côté extérieur des ailes pour permettre le soudage de cosses (non représentées). La figure 6, qui est une vue correspondant à celle de la figure 3, représente la manière dont le noyau 1, l'aimant permanent 8 et l'élément de shuntage 9 sont moulés dans un bloc 23 de matière plastique, tandis que la palette mobile 10 (telle que représentée sur la figure 4) est montée sur le côté supérieur 24 du bloc. Le noyau, l'aimant permanent et l'élément de shuntage, qui sont représentés par des lignes brisées, sont noyés de manière à former un bloc complètement ou partiellement rempli de matière plastique. Les parties des surfaces polaires 6 et 7 qui ne sont pas recouvertes par les languettes 19 et 20, ainsi que ces languettes elles-mêmes se trouvent dans le plan supérieur du bloc. Avant d'être noyés, le noyau supportant la bobine, 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 et conçu de manière à positionner correctement les différentes pièces. Pour le montage de la palette mobile 10, la surface supérieure du bloc comporte sur deux bords opposés deux bossages courbes 25 orientés vers le haut et, de chaque côté de ces bossages, des rebords en saillie 26, la distance séparant ces rebords étant légèrement plus grande que les pattes latérales de position- nement 12 et 13 de la palette mobile (figure 4). Ces pattes latérales de positionnement peuvent aussi avoir des largeurs différentes, de la manière représentée sur la figure 4, et dans ce cas, les distances séparant les rebords 26 de chaque côté diffèrent aussi afin d'obtenir un positionnement correct de la palette. Les bossages 25 forment une ligne d'appui de la surface inférieure plane de la palette mobile, c'est-à- dire correspondent à la surface 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 mobile constitue des butées lors des déplacements de cette palette vers le côté supérieur du bloc. Le bloc comporte sur les quatre surfaces latérales les épaulements 27 dont l'un, qui est indiqué par la référence 28, est décalé par rapport aux autres, pour des raisons qui seront évoquées au cours de la description de la figure 7. Le circuit magnétique dans le fer qui est noyé dans le bloc forme un groupe se composant du noyau 1 supportant la bobine, 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 sur le côté supérieur du bloc. La palette étant placée à-l'extérieur du bloc, ce dernier peut être rempli totalement, s'il est souhaitable qu'il le soit, de manière qu'il ne comporte aucune cavité et ne renferme aucune pièce mobile, ou il peut être rempli partiellement. Cette possibilité est essentielle pour les petites pièces qui doivent équiper le relais dont il s'agit d'obtenir une miniaturisation, car celleci impose des critères stricts à la conformation des pièces et à la correction de leur relation mutuelle pour leur permettre de coopérer correcte- ment dans le circuit magnétique, en particulier lorsque le relais est polarisé, car il a dans ce cas une grande sensibilité. Le bloc a aussi l'avantage d'être complètement fermé, ce qui empêche la pénétration de gaz pendant le soudage sur un panneau de circuit. Le groupe peut subir des essais de contrôle concernant la course, la position des nervures 14 et 15 de matière plastique au-dessus du côté supérieur du bloc lorsque la palette mobile est mise en circuit et hors circuit, ainsi que la force d'attraction du relais. Le côté supérieur du bloc peut constituer un plan de référence à partir duquel toutes les cotes, aussi bien intérieures qu'extérieures, peuvent être déterminées. Comme décrit précédemment en regard de la figure 4, les nervures 14 et 15 de matière plastique que comporte la palette mobile 10 constituent des entretoises pour les ressorts métalliques mobiles qui assument 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. Un groupe de ressorts va être décrit à titre d'exemple en regard des figures 7a à 7c, ce mode de réalisa- tion étant destiné au bloc 23. Le groupe de ressorts comprend un cadre de matière plastique 29 qui est 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 sensi- blement les mêmes dimensions extérieures que le bloc 23. Les cotes internes du cadre sont calculées de manière qu'il se place sur les épaulements 27 et 28 du bloc, ce cadre comportant une cloison latérale courte 30 destinée à se poser sur l'épaulement court.28 d'une cloison latérale du bloc, tandis que les autres cloisons latérales 31 du cadre ont la même longueur et reposent sur les épaulements 27 des autres cloisons latérales du bloc. Il est ainsi certain que le groupe de ressorts est correctement mis en place sur le bloc. Lorsque le cadre est ajusté, des surfaces d'appui 32, qui consistent de préférence en des bossages ou analogues cités à chaque angle, reposent contre le côté supérieur 24 du bloc. Plusieurs lames de ressort métalliques sont fixées par moulage directement à travers 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 unique groupe de deux ressorts pour simplifier le- dessin. Chaque groupe de deux ressorts en comprend un qui est court et porte la référence 33 et donc qui est fixé de manière à être pratique- ment 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 dans lequel se trouvent les surfaces d'appui 32, tandis que les ressorts longs sont fixés par moulage de manière qu'ils inscrivent un angle avec ce plan. La figure 7c représente également des contacts 35 et 36 sur les surfaces en regard de l'extrémité libre du ressort long et du ressort court. 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 agissent sur les ressorts longs lorsque le relais est armé. La partie des ressorts qui est en saillie à l'extérieur du cadre est repliée de 900 et forme une cosse de soudage. Le groupe de ressorts forme un ensemble dont la position, la force de contact, etc. peuvent être calculées et réglées en prenant les quatre surfaces d'appui 32 comme plan de référence. Dans la disposition du groupe de ressorts décrit plus haut, les groupes de deux ressorts sont disposés côte à côte dans un plan situé immédiatement au-dessus d'une palette mobile et peuvent assumer plusieurs fonctions après mise en action de la palette. La figure 8 représente un exemple d'un tel groupe de.ressorts. Dans l'exemple de réalisation représenté schéma- tiquement sur la figure 8, sept groupes de deux ressorts sont disposés en un groupe à l'intérieur du cadre 29 de matière plastique. Les deux ressorts du milieu ne comportent aucun contact, tandis que les autres groupes de deux ressorts comportent des contacts 35 et 36. Les fonctions de ces ressorts équipés de contact sont réparties de manière à former quatre bornes S sur une cloison du cadre et deux bornes S sur la cloison opposée. Selon la position qu'occupe la palette mobile, c'est-à-dire selon qu'elle est mise en circuit ou hors circuit, le relais obtenu comprend quatre positions de travail et deux positions de repos. Les deux ressorts du milieu, qui ne comportent aucun contact et qui fonctionnent de la même manière que ceux qui en comportent lorsque la palette mobile est mise en circuit, sont destinés à exercer une force d'élasticité supplémentaire sur cette palette lorsqu'elle est mise en circuit. La figure 9 représente à échelle agrandie un ensemble 37 formé de sept ressorts réalisés par étampage dans une feuille de métal, ces ressorts étant maintenus assemblés par un cadre 38 qui les entoure et auquel sont reliées les cosses 39 de soudage des ressorts, ainsi que par des bandes 40. Cette figure représente également en traits mixtes l'emplacement du cadre 29 de matière plastique réalisé par moulage dans l'ensemble. Pour réaliser les groupes de deux ressorts représentés sur la figure 8, les ressorts sont découpés dans l'ensemble détaché par étampage le long de la ligne brisée 41, puis cet ensemble est regroupé de la manière représentée sur la figure 9 sans les découpes et après rotation de 1800. Lorsque ces ensembles ont été fixés par moulage dans le cas de matière plastique 29, le cadre 38 formant le bord et les bandes 40 sont détachés par découpe. Les cosses libres 39 de soudage situées à l'extérieur du cadre 29 sont rabattues, comme mentionné plus haut, puis l'ensemble du groupe de ressorts est ajusté. Ce procédé a non seulement l'avantage que les ressorts sont maintenus assemblés dans ces ensembles 37, mais, de plus, celui qu'il suffit -de réaliser par étampage des ensembles 37 ayant la même forme pour réaliser un groupe. Le principe de base d'un relais selon l'invention est celui d'un relais bistable dans lequel la palette mobile est maintenue en position par la force de l'aimant permanent aussi bien lorsque le relais est retombé que lorsqu'il est armé. Selon un mode de réalisation avantageux, un relais selon l'invention peut aussi fonctionner en relais monostable, c'est-àdire qu'il est armé ou mis en position de travail lorsqu'un courant est envoyé dans le bobinage et qu'il retombe ou se met en position de repos lorsque le courant est coupé. La réalisation d'un relais bistable s'obtient en plaçant 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 une 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 différentes d'attraction lorsque le relais est armé et lorsqu'il retombe. L'introduction de ressorts supplémentaires sans contact, par exemple les deux ressorts du milieu dans la figure 8, permet d'obtenir une force élastique supplémen- taire, la caractéristique d'élasticité du groupe de ressorts pouvant être bien adaptée à la forme des courbes de force d'attraction et une charge supplémentaire étant obtenue sur un côté de la palette mobile lorsqu'elle doit assumer plusieurs fonctions. En adoptant des épaisseurs différentes pour les languettes des surfaces polaires, par exemple les languettes 19 et 20 de matière plastique représentées sur la figure 5, et donc en ménageant des distances différentes entre le centre axial du bobinage 2 et les surfaces polaires 6 et 7, comme décrit en regard de la figure 3, la force d'attraction est modifiée lorsque le relais est armé et qu'il retombe. En résumé, il est possible d'affecter une fonction monostable au relais en prenant l'une ou l'autre ou une combinaison de certaines 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 imposée aux ressorts à contact, - le montage de deux ressorts ne comportant aucun contact, - la réalisation de languettes polaires ayant des épaisseurs différentes, il - l'introduction d'une distorsion de l'aimantation de l'aimant permanent, - la disposition asymétrique des éléments de support de la palette mobile entre les surfaces polaires. Chacune dé ces mesures utilisée indépendamment ou en combinaison avec d'autres permet de réaliser un relais monostable à l'aide d'un relais dont le concept de base est celui d'un relais bistable. De plus, ces mesures sont toutes utilisées pour obtenir une bonne conformité des pentes des courbes et donc pour autoriser des tolérances de fabrication accrues. 947226û REVENDICATIONS 1. Groupe de ressorts destiné à un relais comprenant un circuit magnétique dans le fer et dans lequel se trouve au moins une surface polaire ainsi qu'une palette mobile coopérant avec cette dernière de manière à s'appliquer contre elle et à s'en dégager, ledit groupe comprenant un support des ressorts montés côte à côte et actionnés par la palette mobile et étant caractérisé en ce que le support consiste en un cadre (29) et les ressorts (33, 34) sont rectilignes et fixés par moulage deux à deux directement à travers le cadre, chaque groupe de deux ressorts en comprenant un qui est fixé par moulage à travers une cloison latérale du cadre et un autre qui coopère avec le précédent sur lequel il est aligné et qui est fixé par moulage à travers la cloison latérale opposée du cadre, les ressorts de chaque groupe de deux inscrivant un angle et comportant chacun un contact (35, 36)-à l'extrémité libre à laquelle les deux ressorts sont placés à recouvrement et les contacts sont placés en face l'un de l'autre. 2. Groupe de ressorts selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un (33) des ressorts de chaque groupe de deux (33, 34) est en saillie à l'intérieur du cadre (29) sur -une distance qui est courte par rapport à l'autre ressort, le premier mentionné de ces ressorts étant ainsi fixé de manière relativement rigide, tandis que l'autre ressort (34) qui est long est mobile élastiquement de manière à pouvoir être mis en contact avec le ressort court lors de l'actionnement de la palette mobile (10). 3. Groupe de ressorts selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que le ressort court (33) est dans un plan parallèle à un plan d'appui du cadre (29) qui est bien déterminé par rapport à la palette mobile (10) et le ressort long inscrit un angle avec ce plan d'appui. 4. Groupe de ressorts selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit plan d'appui constitue un plan de référence à partir duquel la position.et la force de contact des ressorts (33, 34) est calculée et réglée. - a 5. Groupe de ressorts selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'au moins un groupe de deux ressorts (33, 34) ne comporte aucun contact. 6. Groupe de ressorts selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un plus grand nombre de ressorts courts (33) sur l'une desdites cloisons latérales du cadre que sur la cloison latérale opposée. 7. Groupe de ressorts selon l'une des revendica- tions 5 et 6, caractérisé en ce que le ressort court (33) du groupe de deux ressorts qui ne comporte aucun contact est fixé par moulage sur la cloison latérale du cadre sur laquelle se trouve le plus grand nombre de ressorts courts. 8. Groupe de ressorts selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ressorts (33, 34) sont réalisés par étampage dans une feuille de métal et maintenus en un ensemble (37) par un cadre (38) disposé sur le bord du pourtour entier de cet ensemble, puis, après fixation des ressorts par moulage dans le cadre (29), le cadre du bord de la feuille de métal (38) est détaché par découpage. 9. Groupe de ressorts selon les revendications 2 et 8 prises ensemble, caractérisé en ce que les ensembles (37) réalisés par étampage ont la même forme, les ressorts étant en saillie sur les mêmes distances sur les côtés opposés du cadre (38) formant le bord de la feuille et les ressorts d'un ensemble (37) sont découpés (41) pour la réalisation desdits groupes de deux ressorts (33, 34) qui en comprennent un qui est long et l'autre qui est court, puis cet ensemble est tourné de 1800 et placé sur un ensemble (37) dont la conformation initiale est conservée.