Brevet FR2502388A1 — publié le 19820924

INTERRUPTEUR MUNI DE SUPPORTS DE CONTACTS PLATS ET RELAIS UTILISANT UN TEL INTERRUPTEUR La présente invention concerne un interrupteur muni de deux contacts électriques disposés respectivement sur un support et d'une lame mobile disposée à l'intérieur d'un boîtier, ladite lame pouvant basculer du premier au deuxième contact ou vice versa sous l'action d'un champ magnétique extérieur. Un tel interrupteur a été décrit par exemple dans la demande française N" 80 00 308 déposée le 8 janvier 1980 au nom de la Demanderesse. Un tel interrupteur est constitué généralement d'une embase métallique comportant une sortie métallique qui lui est reliée électriquement et de contacts de sortie ou poteaux qui sont isolés de celles-ci par des perles de verre formant un scellement étanche. Sur l'embase est disposée une lame mobile en matériau magnétique pouvant pivoter librement et venant s'appuyer sur un premier ou un deuxième contact reliés par les supports aux poteaux. L'embase est recouverte d'un capot en matériau non magnétique scellé de façon étanche. L'intérieur du boîtier est mouillé par du mercure de qui permet d'améliorer le fonctionnement de l'ensemble. Un tel interrupteur est généralement commandé à l'aide de deux bobines électro-magnétiques disposées latéralement et qui attirent la lame soit d'un côté soit de l'autre ou plus généralement à l'aide d'un aimant permanent disposé sur le capot et coopérant avec une bobine électro-magnétique. L'aimant permanent polarise l'extrémité des contacts fixes d'une façon permanente. La lame mobile sous l'action du champ magnétique créé par la bobine est polarisée dans un sens ou dans l'autre suivant le sens du courant d'excitation de la bobine de manière à la faire basculer d'une position à l'autre. Les supports de contacts fixes habituellement utilisés dans ce type d'interrupteurs sont généralement cylindriques et prolongent les poteaux disposés à l'extérieur du boîtier et traversant i'embase du boîtier par un scellement verre-métal ou analogue. Ces supports de contacts sont alors de même diamètre que les poteaux et ne forment qu'une seule pièce avec ceux-ci, ils se terminent générale ment par les contacts électriques proprement dits, constitués d'une partie électriquement conductrice disposée perpendiculairement aux supports de contacts et poteaux. Sous l'action d'un champ magnéti qlle extérieur, la lame mobile peut basculer d'un contact à l'autre. Cette opération de bascule ment mécanique qui correspond à une commutation électrique, s'effectue à une vitesse relativement grande. Compte tenu de la masse de la lame, cellesi possède une énergie cinetique qui est loin d'être négligeable. Ceci se traduit habituellement par un phénomène de rebondissement de la lame sur le contact, I'amplitude du mouvement étant sensiblement de type sinusoldal amorti. Ce phénomène est gênant, car chaque rebondissement se traduit par une coupure du circuit électrique. II s'atténue en présence de mercure sur les contacts qui, par capillarité, exerce une force d'attraction sur la lame mobile. Généralement, le mercure formant un pont liquide entre le contact et la lame mobile évite la coupure électrique du circuit.Cependant, il arrive malgré tout que ce pont se rompe si la lame a une trop grande énergie cinétique. Ce phénomène est considéré comme très gênant pour une bonne fiabilité de ces interrupteurs. L'interrupteur selon l'invention permet d'éviter cet inconvénient. Dans ce but, il est caractérisé en ce que chaque support de contact électrique comporte au moins une partie plane orientée sensiblement parallèlement au plan de la lame mobile, cette partie plane étant telle qu'elle absorbe l'énergie développée par le choc de la lame sur le contact. De préférence, I'épaisseur de la partie plane sera inférieure à celle du support de contact qui la prolonge, en particulier le poteau qui traverse l'embase du boîtier. L'invention concerne également un relais électro-magnétique comportant des moyens de commande électro-magnétiques et un interrupteur tel que défini ci-dessus. Comme moyens de commande électro-magnétiques, on utilisera de préférence un aimant permanent disposé au-dessus du bottier associé à une bobine électromagnétique munie d'un circuit magnétique adapté. Ces moyens seront par exemple conformes à ceux définis ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples de réalisation suivants donnés à titre non limitatif, conjointement avec les figures qui représentent: - la figure 1, un interrupteur muni de moyens de commande électro-magnétiques selon l'art antérieur, - la figure 2, un relais muni d'un dispositif selon la figure 1, - la figure 3, un interrupteur selon l'invention muni de moyens de commande électro-magnétiques. Sur la figure 1, est représenté un interrupteur 1 tel que décrit dans la demande de brevet français ci-dessus référencée. II comporte une embasemétallique 2 revêtue d'un capot non magnétique 3. Cette embase comporte un contact qui lui est relié électriquement 11, et percé en 12 et 13 pour recevoir les supports de contacts fixes 4 et 5 qui se prolongent par les contacts extérieurs ou poteaux respectivement 10 et 9. La traversée de l'embase en 12 et 13 s'effectue par l'intermédiaire d'une perle de verre étanche, permettant un scellement sous atmosphère controlé de l'embase 2 et des bottiers 3. Une lame magnétique mobile 6 pivotant en 7 vient s'appuyer sur les contacts 24 et 25 qui prolongent les supports de contacts 4 et 5. Au-dessus du capot 3 est disposé un aimant permanent 14 et une bobine électro-magnétique 15 alimenté en courant par 17 et 18 munie d'un circuit magnétique 16 disposé sensiblement au droit de la lame 6. Le fonctionnement d'un tel interrupteur est le suivant: L'aimant permanent 14 polarise les contacts 24 et 25 qui sont en matériau magnétique. Lorsqu'on désire faire basculer la lame mobile 6 d'un contact fixe à l'autre, on envoie une impulsion de courant de sens déterminé dans la bobine électro-magnétique 15. Celle-ci engendre par conséquent un champ magnétique canalisé par le circuit magnétique 16 en direction de la lame 6 elle-même en matériau magnétique. Par conséquent, celleci se polarise sous l'action de ce champ magnétique et lorsque ledit champ est de sens approprié, il créé à l'extrémité de celle-ci un p8le de signe identique à celui du contact fixe qui lui est adjacent, créant ainsi une répulsion de celui-ci et par conséquent une attraction de l'autre contact qui est de pale opposé. Inversement, une impulsion de signe opposé dans la bobine permet le retour de la lame dans Sa position initiale.Bien entendu, une position symétrique de l'aimant et de la bobine par rapport au plan de symétrie des contacts 24 et 25 permet un fonctionnement bistable de l'interrupteur, tandis qu'un positionne ment asymétrique de ces moyens de commande électro-magnétiques permettrait d'obtenir un fonctionnement monostable dudit interrupteur. Sur la figure 2, on a représenté un relais électro-magnétique muni d'un dispositif tel que représenté sur la figure 1, les mêmes éléments que ceux de cette figure portant les mêmes références. Ce dispositif est disposé dans un bottier 100 comportant une embase 102 et un capot 101, deux contacts de sortie étant représentés 103 et 104. La figure 3 représente un dispositif semblable à celui de la figure 1 muni d'électrodes selon l'invention qui améliorent considérablement le fonctionnement du relais. Sur cette figure les mêmes éléments que ceux des figures précédentes portent les mêmes références. Les supports de contacts 4 et 5 de la figure 1 ont ici été remplacés par des supports 44 et 45 qui sont des lames métalliques de préférence en ferro nickel ou alliage de cuivre de 0,05 à 0,4S mm d'épaisseur, de 0,45 à 4 mm de largeur et de 0,5 à 4,5 mm de hauteur, le bottier 1 étant un bottier de type TO 5 bien connu pour l'encapsulation des transistors. De préférence, les lames métalliques auront de 0,1 à 0,2 mm d'épaisseur, de 0,5 à 1 mm de longueur et de 1,7 à 2,2 mm de hauteur. Les poteaux 9 et 10 sont sectionnés environ un millimètre au-dessus des perles de verre 12 et 13. Les lames plates 44 et 45 sont soudées aux poteaux 9 et 10. A leur extrémité sont disposés respectivement des contacts en matériau magnétique 46 et 47 orientés sensiblement perpendiculairement aux parties planes. L'épaisseur, la largeur, la hauteur de ces par ries planes 44 et 45 dépend bien entendu de la souplesse du matériau utilisé, des traitements subis postérieurement par l'interrupteur, etc... Selon les cas, I'homme de l'art adaptera leur longueur afin d'éviter une trop grande rigidité, de façon à obtenir une suppression du phénomène de rebondissement. De préférence, chaque extrémité des contacts 46 et 47 sera munie d'une partie amagnétique 61,62 qui débordera d'au moins O,OS mm et de préférence 0,1 mm des contacts 46 et 47. Ceci améliore le fonctionnement du relais en évitant à la lame de coller au contact lorsque les deux sont de même pôle et en contact intime. Ce phénomène est bien connu de l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1. Interrupteur muni de deux contacts électriques disposés respectivement sur un support et d'une lame mobile disposés à l'intérieur d'un boîtier, ladite lame pouvant basculer du premier au deuxième contact ou vice-versa sous l'action d'un champ magnétique extérieur, caractérisé en ce que chaque support de contact électrique (44, 45) comporte au moins une partie plane orientée sensiblement parallèlement au plan de la lame mobile (6), cette partie plane étant telle qu'elle absorbe l'énergie développée par le choc de la lame sur le contact. 2. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la partie plane est inférieure à celle du support de contact qui la prolonge. 3. Interrupteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la partie plane est comprise entre 0,05 et 0,4S mm. 4. Interrupteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la partie plane est comprise entre 0,1 et 0,2 mm. 5. Interrupteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la largeur de la partie plane est comprise entre 0,45 et 4 mm. 6. Interrupteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la largeur de la partie plane est comprise entre 0,S et 1 mm 7. Interrupteur selon l'une des revendication 1 à 6, caractérisé en ce que la hauteur de la partie plane est comprise entre 0,5 et 4,5 mm. 8. Interrupteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la hauteur de la partie plane est comprise entre 1,7 et 2,2 mm. 9. Interrupteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier et le deuxième supports de contacts comportent également une partie intermédiaire en matériau amagnétique, disposée entre l'extrémité du contact et le poteau sortant du bottier. 10. Interrupteur selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le bottier comporte une embase traversée par le premier et le deuxième poteaux sur lesquels sont fixés respectivement les premier et deuxième supports de contacts, caractérisé en ce que lesdits supports de contacts se composent respectivement d'une partie verticale prolongée, sensiblement à 90, par une extrémité en matériau magnétique électriquement conducteur. Il. Interrupteur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les extrémités des contacts se terminent par des parties amagnétiques électriquement conductrices. 12. Relais électro-magnétique comportant au moins un tintez rupteur et des moyens de commande électro-magnétiques, caractérisé en ce que chaque interrupteur est conforme à l'une des revendications I à 11. 13. Relais électro-magnétique selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de commande électro-magnétiques sont constitués par au moins une bobine munie d'un circuit magnétique associée à un aimant permanent disposé au-dessus du boîtier. 14. Relais bistable selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que l'aimant permanent et le circuit magnétique de la bobine sont disposés symétriquement par rapport au plan de la lame mobile.