Brevet FR2566579A1 — publié le 19851227

Relais électromagnétique avec une armature battante comportant un contact de commutation. L'invention part d'un relais électromagnétique avec des pièces de raccordement ancrées dans une plaque de base en matière isolante et faisant saillie sur la face inférieure, ainsi qu'avec une culasse magnétique en forme de L fixée sur la plaque de base avec un noyau de bobine, un chtssis de bobine porté par le noyau de bobine avec un bobinage et une armature battante montée à pivotement par une de ses extrémités sur la culasse magnétique, et comportant un contact de oemmutation qui est fixé à l'ex- trémité d'un ressort à lames riveté sur l'armature battante, et qui coopère avec au moins un contact antagoniste. Dans le cas d d'un relais à armature battante connu de ce type (DE-OS 28 32 507) la longueur du noyau de la bobine et donc le point d'application de l'armature battante à l'extrémité frontale du noyau de la bobine, est réglée grâce à un rivetage par fluage radial de façon que la réserve nécessaire pour l'usure des contacts ainsi que la pression de contacts soient obtenues. Le point dap- pui de l'armature battante est alors mesuré tout d'abord à partir de la culasse magnétiqueoe SUE la base de cette mesure, la longueur du noyau de la bobine est amenée par le rivetage à fluage radial à la cote nécessaire. Dans cette réalisation, il est cependant désavanta geux que l'armature battante ne soit fixée qu'après coup sur la culasse magnétique. De ce faits on ne peut pas tenir compte des tolérances sur l'épaisseur de l'armature battan- te, du ressort de contact riveté sur elle, du rivet de contact et de l'emplacement de rivetage du ressort à lames tout comme des tolérances sur la caractéristique du ressort lors du rivetage par fluage radial.Pour la eompenssa- tion de ces tolérances, l'armature battante et la culasse magnétique sont en conséquence éventuellement mesurées et appariées par des machines Par le document DE OS 31 48 052, on sait rapporter à l'extrémité côté culasse du noyau de bobine un file tage fin, grâce auquel ce noyau est vissé dans un perçagefileté de la culasse mangétique, et le point d'application de l'armature sur la face frontale bombée du noyau de la bobine est ainsi réglé de façon précise pour que, lorsque l'armature battante est attirée, la pression de contact et la réserve d'usure aient la valeur nécessaire. Le contact antagoniste du contact de commutation sur l'armature battante est dans ce cas, disposé préalablement à poste fixe. Indépendamment de ce que cette solution, du fait du filetage fin sur le noyau de la bobine et le perçage fileté sur la culasse magnétique est très onéreuse en prix de revient, on ne peut pas non plus, dans ce cas, tenir compte de la tolérance affectant la courbe caractéristique du ressort de contact sur l'armature battante0 Pour améliorer et miniaturiser de tels relais, il est en conséquence nécessaire d'avoir une solution écononique pour la mesure et l'ajustement du relais. Pour des raisons de prix de revient il n'est alors pas judicieux de monter et d'ajuster à la main avec des pincettes et sous la loupe les pièces relativement petites d'un tel relais.De même, la mesure et l'appariage qui en découle de classes de pièces pré-triées sont trop motteux étant donné la valeur finale relativement faible du relais terminé. Grâce à la présente invention, on cherche en conséquence à déterminer la position du contact de com- mutation lorsque l'armature est attirée, ainsi que la constante élastique de cette armature, par une mesure faite à la machine, de sorte que le contact antagoniste coopérant avec le contact de commutation du relais peut être mis en place et fixe dans sa position correcte à l'intérieur du relais en tenant compte de la réserve d'usures Pour atteindre ce but, le relais magnétique selon la présente invention est caractérisé en ce que le châssis de bobine comporte au moins un plan de référence qui, pour permettre le repèrage de la position du contact de commutation avant le montage d'un contact antagoniste et lorsque l'armature battante est attirée, s'étend à ure certaine distance du contact de commutation, parallèlement à l'armature battante ainsi attirée. Le relais conforme à l'invention comportant les caractéristiques définies ci-dessus, présente l'avantage que la mesure et le réglage mécanisés des contacts du relais peuvent s'effectuer sur des automates reliés entre eux, ce qui aboutit à une solution économique sans opération ultérieure lors de l'ajustement du relais0 Un autre avantage à considérer est que grâce au plan de référence, la position précise du contact de travail à mettre en place ultérieurement, peut également être déterminée, de sorte que toutes les tolérances de fabrication peuvent être éliminées. Enfin il est également possibleS grâce à cette solution, de réduire le volume du relais par rap- port aux réalisations précédentes. D'autres caractéristiques de linvention permet- tent d'envisager d'autres formes avantageuses et des améw liorations du relais défini ci-dessus. Il est particu lièrenent avantageux de prévoir que le plan de référence soit constitué par des surfaces d'appui de deux barrettes formées sur le châssis de bobine, et qui savancent des deux côtés de l'armature battante.Le système magnétique préfabriqué du relais peut ainsi être pose sur une table de mesure par l'intermédiaire des surfaces d'appul. Il est en outre avantageux de munie à son extrémité-libr?, le ressort a lames, portant le contact de commutation, de l'armature battante d'une languette de détection faisant saillie contre le contact de commutation pour détecter la position de ce contact de commutation. En outre, il est particulièrement avantageux de prévoir au voisinage du contact de commutation sur le chassis de la bobine, un évidement en forme de U dont la surface de fond constitue un plan de référence s'étendant parallèlement a l'armature battante lorsque celle-ci est attirée. Il est avantageux o que les barrettes formées sur le châssis de la bobine et comportant sur leurs faces inférieures les surfaces d appui sont en forme de L et, en jouant le rôle de butées pour l'armature battante. retombée, entourent celle ci des deux cotés a la façon de crochets; qu'un contact de- commutation est inséré dans l'évidement au-dessus du contact de commutation en tant que partie d'un support de contact et est fixé par soudure sur une partie,faisant saillie vers le haut a partir de la plaque de base, d'une pièce de raccordement, que le support de contact fait'partie d'un étrier de contact plié sous forme de U, et dont les deux branches sont soudées frontalement sur deux cosses de raccordement de la pièce de raccordement; que le contact de commutation coopère avec un contact de repos constitué par une extrémité, faisant saillie vers le haut a partir de la plaque de base d'une pièce de raccordement, que la distance entre les contacts du relais est réglable par allongement ou par refoulement de l'extrémité, faisant saillie de la plaque de base, de la pièce de raccordement au-dessous du contact de repos; que le ressort a lames de l'armature battante comporte, à son extrémité libre portant le contact de commutation, une languette de détection faisant saillie vers l'extérieur Un exemple de réalisation de l'invention est représenté sur les dessins ci-joints et exposé plus en détail dans la description ci-après g - la figure 9 représente en coupe longitudinale et à échelle agrandie un relais à armature battante con forme à 1D invention, - la figure 2 montre en coups partielle ce mEme relais décalé de 90 O la figure 3 montre le système magnétique et la plaque de base en tant qu'unités contitutives préfabriquées du relais, avant leur assemblage, - la figure 4 montre les unités constitutives de la figure 3 décalées de 90 , - la figure 5 est une vue de l'armature battante du système magnétique préfabriqué, - la figure 6 représente en perspective un étrier de contact avec le contact de travail. Sur les figures 9 et 2, un relais à armature battante fonctionnant en relais inverseur et représenté en coupe à échelle agrandie, est désigné par 10. Il est constitué d'un groupe de fond et d'un système magnétique, ces deux unités constituantes 11 et 12 étant représentées sur les figures 3 et 4 avant leur assemblage. Le groupe de fond 11 est constitué d'une plaque de base 13 en matière isolante avec des pièces de raccordement en forme de lan- guettes pates d'enfichage 14 ancrées dans cette plaque de base et faisant saillie sur la face inférieure de cel- le-ci.Au-dessus de la plaque de base 13, les languettes plates d'enfichage 14 sont en partie munies de cosses de raccordement 14a, 14b servant à établir le contact des languettes plates d'enfichage 14 avec les contacts de relais et les raccordements de bobinage évoqués plus loin. Le système magnétique 12 est constitué dune culasse ma- gnétique en forme de L 15 avec un noyau de bobine 16 fixé par rivetage sur la branche la plus courte de cette cu- lasse Sur ce noyau de bobine 16 est placé un chàssis de bobine 17 réalisé en matière isolante qui e-et fixé sur l'extrémité libre du noyau de bobine 16 par l'intermédiai- re d'un rivetage par fluage radiale 8ur le châssis de bo- bine 17 se trouve un bobinage d'excitation 18 dont les extrémités sont respectivement en contact avec l'extré- mité de fil de raccordement 19 placé sur le châssis de bobine 17. La culasse magnétique 15 comporte à l'extrémi- té de sa branche la plus longue, un point d'appui 20 pour une armature battante 21. Le point d'appui 20 consiste en un évidement côté frontal sur la culasse magnétique 15, évidement dans lequel est insérée une extrémité de l'armature battante 21 selon la figure 5. L'armature battante 21 montée de façon à pouvoir pivoter sur le point d ppui 20 est maintenue par un ressort de rappel 23 accroché entre l'extrémité 21a de l'armature 21 faisant saillie vers l'extérieur au-delà du point d'appui 20 et une saillie 15a de la culasse magnd- tique 15.Grâce à un étrier élastique 24 en matière plastique, encliqueté sur la culasse magnétique 15, le ressort de rappel 23 de l'armature est courbé en direction de la culasse magnétique 15, comme le montre la figure 1, pour bloquer l'armature battante 21 en déplacement axial, du fait que cette armature est alors constamment- appliquée contre la culasse magnétique par l'intermédiaire de butées latérales 22 (figure 5). L'armature battante 21 porte un ressort à lames 25 dont une extrémité est fixée sur l'ar- mature battante 21 au voisinage du point d'appui 20 par l'intermédiaire d'un rivetage 26.A l'autre extrémité li bre du ressort à lames 25 est riveté un contact de commu- tation 27 qui coopère avec un autre contact de travail qui sera évoqué plus loin, ainsi qu'avec un contact de repose Lorsque le relais est hors circuit, l'armature d'attente 21 retombe du noyau de bobine 16, du fait qu'elle est basculée vers le bas sous l'action du-ressort de rap- pel 23. Elle est alors maintenue par les deux barrettes 28 en forme de L formées sur le châssis de bobine 17 des deux cotés de l'armature battante 21, et qui entourent des deux côtés en forme de crochets cette armature battante 21 en constituant une butée.Dans le cas du système magnétique préalablement monté 12 selon les figures 3 et 4, il est prévu pour le repèrage de la position du contact de commutation 27, lorsque l'armature battante 21 est at- tirée, un plan de référence qui est constitué par des surfaces d'appui 29 sur la face inférieure des barrettes 28 au-dessous de l'armature battante 21 et qui s'étend à une distance a par rapport au c8té ouverture du contact de commutation 27 parallèlement à l'armature battante 21 ainsi attirée Dans ce but, le système magnétique préala- blement monté 12, avec les surfaces d'appui 29 des bar- rettes 28 comme plan de référence, est placé sur un dispo sitif de mesure et, l'armature battante 21 étant attirée, la distance a est déterminée par l'intermédiaire d'un pal- peur déplacé à partir du plan de référence vers le haut, cette distance ? étant celle que parcourt le palpeur jus- qu'à ce qu'il vienne en contact avec le contact de commutation 27. De même, on peut déterminer avec le dispositif de mesure la distance b du ressort à lames 25 au plan de réfdrence 29 des barrettes 28 ou bien la distance e du côté fermeture du contact de commutation 27 en déplaçant un palpeur du dispositif de mesure à partir du haut jusqu'd son entrée en contact avec le ressort à lames 25 ou bien le côté fermeture du contact de commutation 27.En outre, on peut également déterminer à l'aide du plan 29, la cons- tante élastique du ressort à lames 25 en déterminant tout d' abord la distance c et en appliquant ensuite le palpeur avec un effort prédéfini à partir du haut sur le contact de commutation 27, le ressort à lames 25 étant alors quelque peu courbé vers le bas, Le trajet ainsi parcouru est mesure et on en déduit par le calcul la constante élas- tique du ressort 25. Grâce à cette mesure on peut vérifier en môme temps dans le dispositif de contrôle, si la courbe caractéristique du ressort à lames se situe dans les limites tolérées. Si ce n'est pas le cas, l'armature battante est alors considérée comme défectueuse et rempla- cée par une autr.Avec un palpeur appliqué à partir du bas sur le c8té ouverture du contact de commutation 27, on peut en outre déterminer l'effort de rappel de l'arma- ture battante 21 en déconnectant le bobinage. Cet ef; fort de rappel est déterminant pour la pression de con- tact du contact de commutation 27 sur le contact de repos 37 lorsque l'armature battante 21 est retombée. Ce n'est qu'après le repèrage de la position du contact de commutation 27 lorsque l'armature battante 21 est attirée, que le système magnétique préalablement monté 12 est réuni au groupe de fond 11, en introduisant à for- ce dans des évidements correspondants de la plaque de ba- se 13 deux languettes de fixation 30 faisant saillie vers le bas des deux côtés du point d'appui 20 à l'extrémité de la culasse magnétique 15. Les barrettes 28 du cassis de bobine 17 s'appliquent alors par leur plan de réfd- rence 29 sur la plaque de base 13.En outre, le système magnétique 12 prend alors appui sur la plaque de base 13 par deux supports 31 formés sur le châssis de bobine 17 de chaque côté du contact de commutation 27, et finale ment, deux pattes 32 formées sur le châssis de bobine 17 pénètrent au niveau des appuis 31 dans des rainures de guidage correspondantes 33 de la plaque de base 13, où elles sont rendues solidaires par interpénétration de for me avec la plaque de base 13 à l'aide d'un poinçon par déformation à chaud avec une déformation 34 visible sur la figure 2.En outre, les deux cosses de raccordement 14a sont guidées entre les appuis 31 et les pattes 32 du châssis de bobine 17 vera le haut, jusqu'au dessous des extrémités libres des deux fils de raccordement 19 du bo binage d'excitation 18 avec lesquels le contact est as suré au moyen d'un point de soudure 35. Lorsque le relais est monté, l'armature battante 21 est au-dessus de la plaque de base 13 et elle est re liée à une languette plate d'enfichage 14 dans la plaque de base 13 par une petite tresse de raccordement soudée 36. Le contact de commutation 27 coopère avec un contact de repos 379 constitué par une extrémité amboutie, faisant saillie de la plaque 13 vers le haut, d'une languette plate d'enfichage 14. Par ailleurs9 le contact de commutation 27 coopère avec le contact de travail 389 qui fait partie d'un support de contact 39.Le support de contact 399 dans l'exemple de réalisation représenté9 est la partie médiane d'un étrier de contact 40 courbé en forme de U, qui est visible en perspective sur la figure 6o Létrier de con tact 40 comporte en son milieu une prise recourbée vers le haut 41 et sur les deux côtés de celle-cis deux branches 42 rabattues vers le bas, Après que le système magnétique 12 ait été assemblé avec le groupe de fond 11 et mesuré9 un automate de manipulation saisit par la prise 419 étrier de contact 40 et l'introduit dans un évidement 43 ménagé audessus du contact de commutation 27 dans le châssis 17 de la bobine jusqu'à ce que les deux branches 42 s'appli- quent frontalement contre deux cosses de raccordement 14b, s'étendant dans l'évidement 43 et rabattues vers le haut à partir de la plaque de base 13, de la languette plate d'en fichage 14.Sur la base des distances b et c préalablement déterminées, l'étrier de contact 40 peut lors positionné de façon précise, en ce qui concerne la réserve d'usure né- cessaire ainsi que la pression de contact souhaitée, dans l'évidement 43 et entre maintenu dans cette position précise. Les branches 42 de lSétrier de contact 40 sont alors sou- dées sur les deux cosses de raccordement 14 au-dessus de la plaque de base 13. Pour mieux détecter la position du ressort à lames 25 lorsque l'armature battante 21 est attirée et lorsqu'elle est retombée, le ressort à lames 25 comporte à son extrémité libre portant le contact de commutation 27, une languette de détection 44 faisant saillie hors de l'évidemsnt 439 du châssis 17 de la bobine. Grâce à cette languette on peut également, lorsque l'armature est débranchée, déterminer la distance entre le contact de commutation 27 et le contact de travail 38 soudés.Un réglage précis de la distance des contacts peut être effectué en allongeant ou bien en refoulant par l'intermédiaire d'un automate d ajustement, la partie de la languette plate d;enfichage 14 placée audessous du contact de repos 370 Au lieu du plan de référence 29 constitué par les faces inférieures des barrettes 28, pour le repèrage et l'ajustement des contacts du relais il est également possible de choisir comme plan de référence la surface de fond 45, placée en faee du contact de commutation 27, de l'évidement 43 en forme de U du châssis 17 de la bobine, cette surface s'étendant également parallèlement à l'armature battante 21 lorsqu'elle est attirée.En outre, en cas de besoin, une diode de roue libre 46 branchée en parallèle sur le bobinage d'excitation 18 est disposée entre les deux languettes plates d'enfichage 14 placées à l'extérieur, cette diode étant placée dans une cavité correspondante 47 de la plaque de base 13, et ces fils de raccordement 48 étant soudés avec les cosses de raccordement 14a des deux languettes plates d'enfichage 14. Après l'assemblage, le repèrage du positionnement des contacts et la fixation-des contacts, le système magné tique 12 est coiffé d9un bottier 49 en matière plastique à l'exception du bord de la plaque de base 13, A cet en droits il s'enclenche par des entailles intérieures sur son bord inférieur sur des becs d'arrêt 50 formés latéral lement sur la plaque de base 13. Les dimensions d'un tel relais destiné à être fa briqué sur des automates reliés les uns aux autres5 peu vent entre très réduites, de sorte quBen pratique leur lar- geur zest clube la moitié de celle des relais de mEme puissance ajustables manuellement. En outre, sans en modi fier la construction, on peut fabriquer sur la même chai ne de production9 aussi bien des relais pour la fermeture des circuits ou pour l'ouverture des circuits que des re lais inverseurse Il est en outre possible avec la même construction de relais9 de réaliser la réserve d'usure,f la pression de contact et la distance entre contacts -sou haitées dans chaque cas en introduisant ces données dans un automate déterminant la position de 1' l'étrier de contact 40 sur le relais0 R E V E N D I C A T I O N S 1.- Relais électromagnétique avec des pièces de raccordement ancrées dans une plaque de base en matière isolante et faisant saillie sur la face inférieure, ainsi qu'avec une culasse magnétique en forme de L fixée sur la plaque de base avec un noyau de bobine9 un châssis de bobine porté par le noyau de bobine avec un bobinage et une armature d'attente montée à pivotement par une de ses ex- trémités sur la culasse magnétique9 et comportant un conn tact de commutation qui est fixé à l'extrémité d'un res- sort à lames riveté sur l'armature d'attente, et qui coopè- re avec au moins un contact antagonisteS relais caracté- risé en ce que le châssis de bobine (17) comporte au moins un plan de référence (299 45) qui9 pour permettre le repèz rage de la position du contact de commutation (27) avant le montage d'un contact antagoniste (38) et lorsque l'ar- mature battante (21) est attirée, s'étend à une certaine distance du contact de commutation (27) parallèlement à l'armature battante ainsi attirée (21)o 2. - lais selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plan de référence (29) est constitué par des surfaces d'appui de deux barrettes (28) formées sur le châssis de bobine (17), et qui -s9avancent des deux côtés de l'armature battante (21). 3.- Relais selon la revendication 2, caractérisé en ce que les barrettes (28) formées sur le châssis de bobine (17) et comportant sur leurs faces inférieures les surfaces d'appui (29) sont en forme de L L et, en jouant le rôle de butées pour l'armature battante (21) retombée; entourent celle-ci des deux côtés à la façon de crochets. 4.- Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au-dessus du contact de commutation (27) le châssis de bobine (17) comporte un évidement (43) en forme de U, dont la surface de fond (45) placée vis-à-vis du contact de commutation (27) constitue un plan de réfé- rence s'étendant parallèlement à l'armature battante (21) lorsqu'elle est attirée. 5.- Relais selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un contact de travail (38) coopérant avec le contact de commutation (27) est inséré dans l'évidement (43) au-dessus du contact de commutation (27) en tant que partie d'un support de contact (39)9 et est fixé par soudure sur une partie (14b) p faisant saillie vers le haut à partir de la plaque de base (13), d'une pièce de raccordement (14). 6.- Relais selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support de contact (39) fait partie d'un étrier de contact (40) plié en forme de U, et dont les deux branches (42) sont soudées frontalement sur deux cosses de raccordement (14b) de la pièce de raccordement (14). 7.- Relais selon l'une quelconque des revendicaions 1 à 69 caractérisé en ce que le contact de commutation (27) coopère avec un contact de repos (37) constitué par une extrémité9 faisant saillie vers le haut à par tir de la plaque de base (13)9 d9une pièce de raccordement (14)o 8.- Relais selon la revendication 7, caractérisé en ce que la distance entre les contacts du relais est réglable par allongement ou par refoulement de l'ex- trémité, faisant saillie de la plaque de base (13)9 de la pièce de raccordement (14) au-dessous du contact de repos 937). 9.- Relais selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérise en ce que le ressort à lames (25) de l'armature battante (21) comporte9 à son extrémité libre portant le contact de commutation (27), une languette de détection (44) faisant saillie vers l'extérieur.