Brevet FR2505549A1 — publié le 19821112

L'invention concerne un assemblage d'un élément de contact et d'une lame, utilisé dans la partie de commutation d'un relais ou autre élément de commutation L'invention concerne également un procédé de fabrication de cet assem- blage. On connait un assemblage d'un élément de con- tact et d'une lame dans lequel l'élément de contact est réalisé en une matière solide, notamment un métal noble. Un tel assemblage présente une bonne qualité de fonction- nement, mais il souffre cependant de deux inconvénients. L'un d'eux est le prix de l'élément complet de commutation et du relais, une partie importante de ce prix étant due au métal noble des éléments de contact Le second incon- vénient est la masse importante de la partie mobile de l'élément de commutation et du relais, ce qui a une cer- taine influence sur le temps de commutation. On connaît un assemblage d'un élément de con- tact et d'une lame dans lequel l'élément de contact solide est remplacé par un élément de contact bimétallique ou 2 u trimétallique réalisé de manière que, sur une pièce de support constituée d'un métal courant, par exemple du cuivre, une mince couche d'une matière noble de contact soit déposée sur une face ou sur les deux faces L'épais- seur de cette couche est comprise entre 0,1 et 0,6 mm, selon la durée de vie demandée et la charge électrique du contact lui-même L'inconvénient d'une telle solution réside d'abord dans la durée de vie relativement courte d'un tel assemblage dans lequel un contact de qualité est établi par l'élément L'arc électrique se formant sur le contact provoque une usure relativement rapide de la matière du contact au point d'amorçage de l'arc, de sorte que ce dernier provoque la formation d'un alliage du métal noble avec la matière de la pièce de support, ce qui accroit notablement la résistance du contact. Dans des assemblages dans lesquels l'élément de contact est réalisé en matière frittée, cet élément de contact peut être fixé à la lame comme un élément solide, alors que cela est impossible dans la forme de réalisation comportant une mince couche déposée Outre les inconvénients décrits ci-dessus, affectant une telle forme de réalisation, il convient de noter que la fixation d'éléments frittés est différente, du point de vue technologique, ce qui signifie que le fabricant doit disposer d'équipements supplémentaires qui affectent également le coût de produc- tion. L'invention a pour objet un tel assemblage d'un élément de contact et d'une lame, éliminant les incon- vénients des formes de réalisation connues Dans l'assem- blage selon l'invention, l'utilisation en grandes quantités de la matière noble pour les éléments de contact est sup- primée, de sorte que la masse de l'ensemble de l'assemblage est réduite et que, en même temps, la formation d'alliages entre la matière de l'élément de contact et le substrat auquel cet élément est fixé est évitée Dans le même temps, l'assemblage selon l'invention permet, dans une large mesure, un traitement technique similaire pour des élé- ments de contact réalisés en matière de contact courante et des éléments de contact réalisés en matière frittée. Le procédé selon l'invention permet également la produc- tion d'assemblages à éléments de contact bilatéraux. Ce but est atteint au moyen d'un assemblage d'un élément de contact et d'une lame, dans lequel l'élé- ment de contact est réalisé sous la forme d'une capsule présentant une gorge circonférentielle et emboîtée par pression dans une ouverture à bord embouti, ménagée dans la lame, ce bord, après l'exécution du procédé de traite- ment de l'assemblage, qui constitue également un objet de l'invention, entourant étroitement l'élément de contact. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'une lame dans laquelle est inséré, mais non fixé, un élément de contact; la figure 2 est une coupe axiale d'un élément de contact fixé dans la lame; la figure 3 est une coupe longitudinale d'une première forme de réalisation d'une lame comportant des éléments de contact placés sur ses deux côtés; la figure 4 a est une coupe longitudinale d'une seconde forme de réalisation d'une lame à sa forme d'ori- gine, comportant deux éléments de contact; la figure-4 b est une élévation de la seconde forme de réalisation de la lame, dans sa forme finale, sur les deux côtés de laquelle les éléments de contact sont montés; et la figure 5 est une élévation d'une lame com- portant un élément de contact plié. Comme représenté sur les dessins, une ouverture est réalisée dans la lame 2 et le bord 3 de cette ouver- ture est légèrement étiré vers l'extérieur Un élément de contact 1 est inséré dans cette ouverture Dans le cas o cet élément de contact est réalisé en une matière très dure, par exemple une matière frittée, il présente la for- me d'une capsule ayant une gorge circonférentielle comme montré à la partie supérieure de la figure 1 Dans le cas o l'élément de contact est réalisé en matière plus tendre, pouvant être déformée, il se présente sous la forme d'une capsule comportant un bord légèrement évasé vers l'exté- rieur, comme montré à la partie inférieure de la figure 1. Le diamètre de l'élément 1 est tel que cet élément peut être introduit à force dans l'ouverture de la lame 2 ou bien, dans le cas d'un élément 1 présentant une gorge circonférentielle, le bord embouti ou étiré 3 de l'ouver- ture de la vanne 2 s'emboîte élastiquement dans la gorge. Pour obtenir une jonction ayant une rigidité maximale entre l'élément 1 de contact et la lame 2 et pour former un ensemble de contact fiable et durable, dans le cas o la capsule est réalisée en matière frittée, le bord embouti de l'ouverture de la lame doit être comprimé contre la gorge circonférentielle de l'élément 1 afin que l'on obtienne un ensemble de contact tel que montré en coupe sur la figure 2 Cette figure montre de manière évidente que, grâce à ce traitement, le bord 3 ' à lèvre est pressé dans la gorge de l'élément 1 de manière que, en raison de la surface de contact relativement grande entre l'élément 1 et la lame 2, un contact extrêmement bon et, en même temps, durable et ferme du point de vue mécanique soit obtenu Dans le cas o l'élément de contact 1 est constitué d'un embouti en tôle, c'est-à-dire en matière relativement tendre, cet élément 1 est emboîté à force à l'aide d'un outil approprié, par les deux côtés, de manière qu'il se déforme et réalise un contact étroit avec le bord étiré 3 de l'ouverture de la lame 2. La figure 3 représente en coupe une première forme de réalisation comportant des éléments de contact placés sur les deux côtés de la lame Cette figure montre de manière évidente qu'un premier élément 1 de contact est d'abord placé dans la lame 2 o il est fixé de la manière décrite ci-dessus Un autre élément 1 ' de contact est emboîté à force dans la cavité formée par l'élément de contact 1, par l'autre côté de la lame Cet élément 1 ' de contact est également constitué par une capsule ou un em- bouti ne comportant pas de gorge circonférentielle ni de bord évasé vers l'extérieur, de manière que sa paroi forme un cylindre axial dont le diamètre extérieur est égal au diamètre intérieur de la partie de l'élément 1 por- tant contre la lame L'élément 1 ' est emboîté à force dans l'élément 1 sur une distance suffisante pour que-la partie extérieure de la paroi de l'élément 1 ', o le diamètre s'agrandit, porte contre la partie intérieure de la paroi de l'élément 1, à son bord En raison du frottement élevé établi entre les deux éléments 1 et 1 ', on peut considérer qu'un soudage à froid est réalisé entre les deux éléments 1 et 1 ', ce qui assure la longévité du contact réalisé entre ces éléments 1 et 1 ' ainsi qu'avec la lame 2. La figure 4 b représente une seconde forme de réalisation de la lame 2 comportant des éléments de contact 1 placés sur ses deux côtés Ainsi qu'il ressort de la figure 4 a, deux éléments 1 sont fixés à la lame 2, l'un à côté de l'autre, dans la direction longitudinale de cette lame 2 En réalisant un pliage de la lame 2 suivant une ligne médiane 4 passant entre les deux éléments 1, on obtient un positionnement symétrique des éléments de contact sur les deux côtés Cette forme de réalisation offre donc l'avan- tage supplémentaire d'empêcher les éléments 1 de tomber de la lame 2. La figure 5 représente une forme de réalisation de l'assemblage dans laquelle le pliage 4 est effectué par le milieu de l'élément 1 de contact Ainsi, on obtient des surfaces de contact bilatérales avec un seul élément de contact Dans une forme de réalisation simplifiée, on uti- lise, à la place d'un élément de contact, une couche de matière de contact de longueur réduite, déposée sur la lame, le pliage étant alors réalisé par le milieu de cette couche. Cette forme de réalisation n'est pas représentée sur les dessins. L'extrémité libre 5 de la partie pliée 2 ' de la lame 2 est reliée à l'autre partie de la lame 2, par exemple par soudage. L'assemblage d'un élément de contact d'une lame selon l'invention satisfait totalement tous les cri- tères demandés Une très petite quantité de matière de contact est nécessaire pour former l'élément de contact qui est donc bon marché tout en ne chargeant pas la lame de son poids Dans le cas d'une charge plus élevée et plus longue de l'élément, l'arc électrique formé à chaque fer- meture et à chaque ouverture du contact fait apparaître une ouverture dans l'élément de l'assemblage selon l'invention, ce qui n'affecte pas le fonctionnement du dispositif uti- lisant l'assemblage selon l'invention Après la formation de l'ouverture, la zone de contact se déplace légèrement. Cependant, la composition de la matière du contact lui-même ne change pas, de sorte que, en outre, on assure en prati- que la même résistance de contact que celle existant dans un ensemble de contact neuf. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'assemblage décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Assemblage d'un élément de contact et d'une lame, caractérisé en ce que l'élément de contact ( 1) comporte une capsule présentant une gorge circonférentielle et intro- duite dans une ouverture de la lame ( 2), le bord ( 3) de cette ouverture étant étiré vers l'extérieur de manière qu'un bord à lèvre ( 3 ') s'applique sous pression contre la gorge circonférentielle de l'élément ( 1). 2 Assemblage selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'un autre élément ( 1 '), en forme de capsule, est emboîté à force dans la cavité de l'élément ( 1) fixée à la lame ( 2) afin que des éléments de contact soient placés sur les deux côtés de la lame. 3 Assemblage selon la revendication 1, carac- térisé en ce que deux éléments ( 1) de contact sont fixés coaxialement sur une lame pliée ( 2) afin qu'un élément de contact soit placé sur chacun des deux côtés de la lame. 4 Assemblage selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'élément de contact ( 1) est fixé à la lame ( 2) de manière que le pliage ( 4) passe par le milieu de l'élément de contact ( 1). Procédé de fabrication d'un assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément-( 1) est d'abord emboîté à force dans l'ouverture de la lame ( 2) afin que le bord étiré ( 3) s'applique contre la gorge de l'élément ( 1), le bord ( 3) étant ensuite comprimé dans la gorge de l'élément ( 1). 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un élément ( 1) est introduit dans l'ouverture de la lame ( 2), l'élément ( 1) étant rabattu sur le bord étiré ( 3) de l'ouverture de la lame ( 2). 7 Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'élément ( 1 ') est emboîté à force dans la cavité de l'élément ( 1) afin que la paroi extérieure de la partie élargie de l'élément ( 1 ') bute contre la paroi intérieure élargie du bord de l'élément ( 1) en formant ainsi une soudure à froid. 7 ' 8 Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que, après la fixation des deux éléments ( 1) dans la direction longitudinale de la lame ( 2), un pliage ( 4) est réalisé symétriquement entre ces éléments, sur 180 , afin que les éléments ( 1) soient disposés coaxialement, la partie pliée ( 2 ') de la lame étant reliée par son extrémité libre ( 5) à l'autre partie de la lame ( 2). 9 Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que, après la fixation de l'élément ( 1) sur la lame ( 2), un pliage ( 4) est effectué par le milieu de l'élément ( 1), sur 180 , la partie pliée ( 2 ') de la lame étant ensuite reliée par son extrémité libre ( 5) à l'autre partie de la lame ( 2).