Brevet FR2491254A1 — publié le 19820402

La présente invention concerne des relais électro-magnétiques et est destinée notamment à des relais à pouvoir de coupure de moyenne et forte valeurs, pouvant se situer par exemple dans une plage allant de 5 à 50 ampères environ. L'invention s'applique avantageusement à l'obtention de tels relais sous forme miniaturisée. Un relais peut être décomposé en deux parties, une partie motrice encore appelée moteur et une partie fixe. Cette dernière est constituée par une embase qui est traversée par des tiges formant du côté extérieur les broches de connexion. A l'intérieur du relais, certaines de ces tiges sont soudées aux contacts fixes et les autres sont connectées électriquement au moteur. Le moteur comporte une ou plusieurs bobines, une palette et des lames avec à leurs extrémités les contacts mobiles. Les liaisons électriques du moteur à la partie fixe comportent d'une part, I'alimentation des bobines et d'autres part, la liaison électrique aux lames dite liaison point commun. L'alimentation des bobines produit le basculement de la palette et consécutivement des lames dont les contacts mobiles viennent porter sur des contacts fixes, ou inversement.La liaison électrique alimentant chaque lame mobile nécessite la mise en place d'isolants entre la lame et la palette, et d'un conducteur électrique entre la lame et la tige de connexion correspondante de l'embase. Ce conducteur est généralement réalisé sous forme d'un ressort encastré par ses extrémités dans des logements correspondants de la partie fixe et de la partie mobile, et qui travaille en compression. Pour satisfaire à des tensions de claquage élevées et améliorer les caractéristiques du relais, il est nécessaire d'accrottre les dimensions des isolants, d'où il résulte un encombrement plus important et une augmentation de poids entraînant une augmentation du temps de basculement de la palette. D'autre part, la liaison par ressort a pour effet d'introduire une force parasite lors des basculements, et les contacts électriques d'extrémité se faisant par pression, il peut y avoir une évolution importante de la résistance en fonction du vieillissement du ressort, ainsi que des discon tinuités en présence de vibrations mécaniques. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités de manière à diminuer l'encombrement imposé par des tensions de claquage élevées, améliorer les caractéristiques du relais et assurer une meilleure liaison électrique entre la partie fixe et la partie mobile. Un objet de l'invention est de réaliser l'isolement dans la partie mobile avec des pièces de faible encombrement pour améliorer les caractéristiques mécaniques et électriques du relais, les pièces isolantes utilisées dans la partie basculante du moteur comportant au moins une feuille isolante mince autorisant un agencement compact de l'ensemble. Pour une même tension de claquage la distance entre la palette et les lames peut ainsi être très réduite. A cet accroissement de compacité il faut adjoindre une réduction de poids qui entraîne une diminution du temps de basculement de la palette. I1 en résulte consécutivement une réduction du temps de passage du contact mobile entre ses deux positions opérationnelles, position en contact avec un contact fixe, et position hors contact avec ce contact fixe associé. La durée de l'arc électrique entre contact mobile et contact fixe associé se trouve de ce fait réduite ce qui a pour conséquence d'amenuiser l'érosion du contact et des vaporisations métalliques conséquentes, de diminuer l'énergie calorifique dissipée dans les contacts et donc l'échauffement conséquent, d'augmenter le pouvoir de coupure, et d'accroître la durée de vie du relais. Suivant un autre objet de l'invention la liaison électrique, dite point commun, entre la partie fixe et les lames mobiles du moteur, est perfectionnée, cette liaison étant assurée au moyen d'une bande métallique souple fixée rigidement par ses extrémités respectives aux parties à interconnecter. Les avantages qui en résultent sont essentiellement une résistance électrique de la chaîne constituée par la partie fixe, la bande métallique souple et la partie mobile, faible et constante, un effort parasite sur la partie mobile négligeable, et une mise en place aisée lors du montage. Les particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui suit donnée à titre non-limitatif à l'aide des figures annexées qui représentent - figure la, lb et 1c, des schémas simplifiés relatifs au procédé d'isolement utilisé selon l'invention - figure 2, un exemple de réalisation de l'assemblage basculant d'un relais électromagnétique aménagé conformément à la présente invention - figure 3, une coupe transversale du montage de la figure 2 - figure 4, une vue partielle en éclaté avec coupe du montage de la figure 2; - figure 5, une vue d'ensemble éclatée d'un relais électromagnétique polarisé comportant un assemblage basculant selon les figures 2 à 4; - figure 6, un schéma relatif à un montage d'un relais 4 RT utilisant les perfectionnements selon l'invention. Le procédé mis en oeuvre pour assurer l'isolement est indiqué sur les figures la a 1c. Pour tenir une tension de claquage U entre deux pièces métalliques A et B celles-ci doivent être placées à une distance X minimale qui impose un certain encombrement (figure la). En utilisant entre ces pièces un isolant de faible épaisseur C, la distance D séparant les pièces A et B peut être très réduite comme le montre les exemples des figures lb et lc ; il suffit que la distance L entre les points les plus proches des éléments A et B soient à une distance L supérieure a la distance X minimale de claquage dans l'air. Une mise en pratique correspondante de ce procédé est illustrée sur les figures 2 à s relatives à un exemple d'application à un relais électromagnétique polarisé. Ce relais qui peut être construit sous forme miniaturisée est détaillé sur la figure 5. Le moteur à la partie supérieure comporte les éléments suivants : une culasse 1, deux bobines 2 et 3, les noyaux 4 et 5 formant avec la culasse 1 le circuit magnétique des bobines, un aimant 6, les liaisons électriques d'excitation des bobines 7, 8 et 9 reliées à des broches 10 et 11 de l'embase 12, la palette 13, deux lames mobiles 14 et 15 portant à chaque extrémité des contacts tels que 16 et 17, deux contre-lames telle celle 18 visible sur la figure et, un moyen de liaison mécanique et électrique entre chaque lame et l'embase. Une de ces liaisons 19 est représentée et sera détaillée ultérieurement.Sur la partie fixe de l'embase, on distingue les contacts fixes 20, 21, 22 et 23 qui coopèrent respectivement avec les contacts mobiles des lames. L'isolement des pièces de l'assemblage mobile apparaît plus distinctement sur les figures 2, 3 et 4. Le moyen de liaison 19 permet de raccorder électriquement la lame 14 munie d'une contrelame 18 au potentiel prévu en fonctionnement sur la tige de connexion 26 de l'embase. Les pièces mécaniques constituées par la palette 13 et par des pièces de fixation groupant une plaquette 24 et des rivets 25, doivent être isolés du circuit de liaison électrique. Les pièces isolantes sont constituées par les éléments 30, 31, 32 et 33. L'isolement de la palette et de la partie supérieure des rivets est obtenu par l'agencement de deux pièces isolantes 30 et 31 qui comportent une feuille mince isolante 31 qui s'étend sur la surface supérieure des lames placées en regard de la palette. La feuille isolante 31 recouvre tput en partie du plan conducteur présenté par les lames 14 et 15 qui sont sensiblement coplanaires. A la partie inférieure les isolants 32 et 33 sont également constitués sous forme mince pour isoler la pièce 24 et l'extrémité du rivet 25 de la contrelame 18. La figure 3 représente une coupe médiane transverse selon l'axe aa. La figure 4 représente en vue éclatée la partie représentée en coupe partielle sur la figure 2 pour mieux faire apparaître le montage des différentes pièces. L'utilisation de l'isolant mince 31 et un ou deux isolants minces 32 et 33 à la partie inférieure, permettent de rallonger les distances électriques entre les pièces à des potentiels différents en sorte que celles-ci peuvent se trouver très rapprochées. C'est ainsi que la pièce 30 qui enserre la palette est réalisable sous faible épaisseur selon l'axe aa- et le montage des lames se trouve très proche de la palette. Le relais qui a été représenté sur les figures 2 à 5 est du type 2RT (deux contacts repos R et deux contacts travail T). L'utilisation d'isolants minces permet de monter des relais multiples de 2RT par assemblage simple de modules 2RT. Sur l'exemple de la figure 6, on a représenté un montage de relais 4RT à partir de deux modules 2RT. Dans ce concept les feuilles isolantes 31 et 33 couvrent toute la largeur des lames 14a et 15a pour le premier module, 14b et 15b pour le second module. Du fait de la faible épaisseur des isolants, des défauts d'alignement des palettes peuvent être aisément compensés. La liaison point commun 19 permettant de connecter électriquement une lame à une tige de connexion de d'embase est effectuée conformément à l'invention en utilisant une bande métallique souple dont la section peut être restangulaire, et dont l'extrémité côté embase est soudée à la tige de connexion 26 correspondante (figure 2), de préférence par soudure électrique. Le moyen mécanique déformable constitué par la bande conductrice 19 est fixé rigidement par son autre extrémité en contact électrique avec la lame par l'intermédiaire de sa contre-lame 18 comme le représente les figures 2 et 3. La liaison à cette extrémité peut également être assurée par soudure entre les éléments 19 et 18. Une réalisation préférentielle est celle indiquée sur les figures où la bande 19 est plissée en accordéon dans sa partie centrale de manière à répondre aisément par déformation aux basculements de l'équipage mobile, sans risque de contact avec des éléments voisins constitués par les contacts fixes 22 et 23 (figure 5), et sans créer pratiquement de couple parasite. Comparée à la solution à ressort en compression généralement utilisé, la bande métallique souple permet d'accroître le pouvoir de coupure du relais, toutes choses égales par ailleurs. REVENDICATIONS 1. Relais électromagnétique comportant une embase munie de tiges de connexion et un moteur avec un assemblage basculant, ce dernier comportant une palette entraînant des moyens de contact mobile ayant au moins une lame, chaque lame étant reliée mécaniquement et électriquement par un moyen de liaison déformable à une tige de connexion, des moyens d'isolement électrique étant prévus pour isoler le moyen de liaison et la lame associée vis-à-vis de la palette ainsi que vis-à-vis de pièces mécaniques annexes de fixation, caractérisé en ce que les moyens d'isolement comportent au moins une feuille mince (31) dans l'intervalle séparant la palette (13) des moyens de contact mobile, ce qui autorise un montage compact de l'ensemble. 2. Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de contact mobile comportent une pluralité de lames (14, 15) sensiblement coplanaires, la feuille isolante recouvrant au moins partiellement la surface des lames disposée en regard de la palette (13). 3. Relais selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de liaison déformable est constitué par une pièce mécanique (19) soudée par une extrémité à la tige de connexion (26) correspondante et fixée rigidement dans l'assemblage mobile par sa deuxième extrémité. 4. Relais selon la revendication 3, dans lequel chaque lame est associée à une contre-lame, caractérisé en ce que la deuxième extrémité de la pièce de liaison (19) est soudée à la contre-lame (18). 5. Relais selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens d'isolement comportent au moins une deuxième feuille isolante mince (32-33) disposée entre la deuxième extrémité de la pièce de liaison déformable (19) et une pièce mécanique (24) de fixation. 6. Relais selon l'une quelconque des revendications 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que la pièce de liaison est constituée par un ruban métallique souple (19). 7. Relais selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ruban est plat, de section rectangulaire, et comporte des plis en accordéon dans sa partie centrale. 8. Relais selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il est polarisé et comporte 2n contacts repos R travail T, avec n entier supérieur et au moins égal à 2, et que l'assemblage basculant est formé d'un montage d'une pluralité 2 de modules 2RT dans lesquels les feuilles isolantes minces (31, 33) sont respectivement réalisées en une seule pièce pour l'ensemble des modules. 9. Relais électromagnétique miniature réalisé selon l'une quelconque des revendications 1 9 8.