Brevet FR2581789A1 — publié le 19861114

La présente invention a pour-objet un relais électromagnétique perfectionné faisant, en particulier, appel à des circuits imprimés. On connalt divers types de relais employés essentiellement dans l'industrie électronique pour les applications les plus variées qui présentent, cependant, différents désavantages. Par exemple, un des inconvénients rencontrés sur des relais réalisés avec un contact mobile par deux lamelles séparées, c'est-à-dire avec deux lamelles non soudées mais simplement adjointes et réunies par une enveloppe plastique, consiste en ce qu'il subit un fort échauffement dans la zone de contact entre lesdites lamelles. Cet inconvénient se manifeste lorsque l'on commute des courants importants; la chaleur développée par le passage du courant déforme l'enveloppe plastique dans laquelle sont engagées les deux lamelles, compromettant ainsi le bon fonctionnement du relais. Un autre désavantage des relais connus à circuits imprimés réside dans le fait que, dans certains cas, les sorties des bornes de contact comportent des ouvertures dans la base plastique du relais. Par ces ouvertures, en plus de la sortie vers l'extérieur des bornes de contact du circuit imprimé destinées à la soudure, restent visibles et non isolées par aucun élément plastique, les autres parties du contact. Ces parties découvertes et non isolées sont souvent cause de courts-circuits, particulièrement en présence de haute tension. Un autre désavantage rencontré dans les relais connus réside dans le fait que ces relais ont des bornes de sortie faiblement rigides dans la mesure o elles sont réalisées en métal très fin, ce qui entraine d'évidentes difficultés lors de l'insertion de ces bornes dans les trous de liaison des circuits imprimés. De plus, un autre désavantage rencontré sur les relais réalisés par circuits imprimés est dû au fait que le groupe de contact est retenu par une vis passant à travers les enveloppes plastiques dans lesquelles sont enfermés lesdits contacts. Du fait des dimensions réduites de ces enveloppes en plastique, cela détermine une distance minimale entre le corps de ladite vis et les contacts, ce qui cause des courts-circuits accidentels entre les éléments cités ci-dessus. Un autre désavantage que présentent certains types de relais classiques à circuits imprimés réside dans le fait que, normalement, ces relais sont réalisés avec un nombre élevé de composants, de sorte que l'on obtient un prix de revient élevé et une faible compétitivité sur le plan commercial. Le but de la présente invention est de réaliser un relais électromagnétique faisant appel aux circuits imprimés, de réali- sation simple et économique, permettant de réduire ou d'éliminer les limitations et les désavantages des relais connus. Les avantages obtenus selon la présente invention, par rapport aux relais classiques, consistent essentiellement dans les points suivants: 1.élimination de la vis traversante et des rivets métalliques à l'intérieur des éléments de tenue des contacts, écartant ainsi la possibilité d'avoir une faible isolation entre les contacts et lesdits moyens traversants; 2.système d'encastrement des différents éléments en plastique pour le maintien des contacts qui, en plus, du fait qu'il donne une stabilité mécanique optimale au système, réduit de facon notable le nombre des composants constitutifs du relais; 3.- gràce à la soudure réunissant les deux lames du contact mobile, élimination totale risque de surchauffe dans la zone de contact entre les lamelles lorsqu'elles sont traversées par de forts courants; 4.- par noyage dans des éléments thermoplastiques de maintien de la partie inférieure des contacts, soit aussi bien fixe que mobile, élimination des parties métalliques découvertes à l'exception, naturellement, des bornes de sortie du circuit imprimé destinées au soudage; 5.- le système de blocage des éléments de maintien des contacts qui sont réunis entre eux au moyen d'injection de matériau thermo- plastique à l'intérieur d'un prolongement ayant pour fonction de supporter lesdits éléments de maintien, ce qui en plus d'une solution économique par rapport aux systèmes classiques à vis ou à 8 17 8 9 rivets offre une meilleure garantie d'isolation entre les diffé- rents contacts; 6.- grâce à une paroi interne du couvercle plastique qui sépare les groupes de contact du groupe de commande, obtention d'une distance minimale de séparation entre lesdits deux groupes, et réalisation de la valeur d'isolation requise par les normes internationales pour l'homologation du relais. 7.- grâce à la pliure de la lamelle de contact noyée à l'intérieur d'un élément plastique de maintien qui la bloque en la supportant, est ainsi évitée la nécessité de la pliure extérieure ou au pied du contact luimême, ce qui permet d'obtenir ainsi une distance minima de 5 mm entre les différentes bornes de sortie des relais conformément aux normes internationales sur les isolations des relais. Les buts et avantages de l'invention ci-dessus mentionnés ainsi que d'autres qui résultent de la description suivante sont atteints avec un relais électromagnétique, en particulier, à circuit imprimé, caracté- risé par le fait qu'il comprend un support de base en matière plastique thermoformée, par exemple par estampage, de façon à recevoir et à maintenir sur un prolongement s'écartant dudit support une série de lamelles fixes et mobiles noyées en partie inférieure dans des éléments plastiques de maintien s'encastrant entre eux, une paroi disposée à l'intérieur d'un couvercle transparent, un poussoir mobile à l'intérieur d'un prolongement solidaire du support de base, un cavalier en fer doux plié en forme de L fixé audit support de base, une bobine enroulée sur un noyau, un élément élastique sollicitant une palette basculante en forme de L renversé et agissant sur ledit poussoir, les deux bornes de sortie desdites lamelles pour la liaison électrique entre lesdits contacts et ledit circuit imprimé, les bornes de sortie de la bobine pour la liaison électrique entre ladite bobine et le circuit imprimé, un couvercle de fermeture en matière plastique transparente fixé au support de base. On va décrire maintenant une réalisation préférée de l'invention, donnée à titre d'exemple en se référant aux dessins joints, dans les- quels: - la figure 1 est une vue en élévation d'un relais selon l'inven- tion le couvercle de fermeture étant vu en coupe; 8 1789 - la figure 2 est une vue explosée du relais selon l'invention et correspondant à la figure 1 sans le couvercle de fermeture: - la figure 3 est une vue en plan de dessus du relais selon l'in- vention, partiellement en coupe selon la ligne III- III de la figure 1; la figure 4 est une vue en élévation latérale du relais selon l'invention vue du côté des contacts; - la figure 5 est une vue en plan par le bas du relais selon l'invention; - la figure 6 représente un contact fixe; - la figure 7 montre deux composants soudés particuliers formant le contact mobile; - la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne VII-VII du contact mobile de la figure 7. En se référant à la figure 1, un support de base 1 en matière thermoplastique thermoformée ou estampée constitue le moyen de fixation et d'appui des différents composants du relais. De ce support de base i formé en une pièce unique s'écarte, du côté antérieur, un prolongement cylindrique 2 percé intérieurement et également en matière plastique dont la fonction est de recevoir et de fixer les contacts qui y seront successivement montés comme cela sera explicité dans la suite de la description. Au-dessus dudit prolongement cylindrique 2 et formant partie intégrante du support de base, s'écarte un deuxième prolongement 3, percé intérieurement et dans lequel se déplace un poussoir 4 assurant le déplacement relatif de la lame ou lamelle 5 du contact mobile. Dans les éléments plastiques de maintien 11, 12 et 13 formés en matière thermoplastique est noyée la partie-inférieure des lames ou lamelles fixes 7 et 10 et de la lamelle mobile 5. Ces éléments 11, 12 et 13 sont construits avec des formes géomé- triques susceptibles d'être accouplées et encastrées en assurant une bonne tenue mécanique et en formant un bloc unique soudé. Le prolongement 2 passe par une série de trous coaxiaux pratiqués dans les trois éléments de maintien 11, 12, 13 ainsi que dans les lames 5, 7 et 10. Le blocage entre les éléments 11, 12 et 13 et le prolongement 2 8 1789 est obtenu en injectant, à l'intérieur dudit prolongement 2, une cer- taine quantité de plastique qui, en fondant, forme un renflement externe 14 (voir figure 4) sur le premier élément de maintien 11, assurant ainsi la compacité et le blocage entre les éléments de main- tien. Les lamelles 7 et 10 sont fixes et ont la forme illustrée par la figure 6, tandis que la lamelle 5 est mobile et présente la forme illustrée aux figures 7 et 8. On peut sans sortir du cadre de l'invention, prévoir au contraire que les contacts à lamelles 7 et 10 sont mobiles et que la lamelle 5 est fixe. En outre, la lamelle 5 est réalisée en un matériau plus mince que les lamelles 7 et 10 des contacts fixes, ceci pour garantir la flexibi- lité nécessaire pour effectuer le mouvement relatif d'ouverture et de fermeture des contacts 8 et 9 fixés respectivement sur les lamelles 7 et 10. Selon la présente invention, le contact mobile est réalisé en unissant, par une opération de soudure, la lamelle 5 en matériau mince comme décrit précédemment avec la lamelle 17 d'épaisseur plus impor-. tante. Le point de jonction 18, entre la lamelle 5 et la lamelle 17, est indiqué par la flèche à la figure 8. Les épaisseurs augmentées des bornes de sortie 19 du contact mobile ainsi que des bornes de sortie 19' et 19" des contacts fixes définissent un meilleur ancrage desdites bornes sur le circuit imprimé. Les éléments de maintien 11, 12 et 13, en plus du fait qu'ils maintiennent les contacts pris séparément, comme expliqué ci-dessus, assurent également la fonction du maintient de la distance entre les lames fixes 7 et 10 et la lame mobile 5 garantissant, en outre, la distance exacte entre les contacts 6, 8 et 9 disposés au sommet de ces lames. Dans la partie inférieure du support de base 1, est appuyé un cavalier 16-en fer doux, replié en L et destiné à recevoir la bobine 15. Le montage du cavalier 16 dans le support de base 1 s'effectue en l'encastrant dans deux guides 21 A épaulement de maintien 22. Dans le support de base 1, est également obtenu lors de la phase d'estampage, une saillie interne 24 qui sert de siège à un élément élastique 25 qui sollicite, à sa partie supérieure, la palette bascu- lante 26. 8 1789 Le déplacement de la lame mobile 5 est provoqué par le poussoir 4, lequel se déplace à l'intérieur du prolongement 3 du support de base 1 et s'appuie par une extrémité 27 sur la palette basculante 26 et agit par l'autre extrémité 28 contre ladite lame 5 comme le montrent les figures 2 et 3. Les bornes de contact 23 reliées en haut à la tête de la bobine 15 et en bas aux circuits imprimés passent également pour y être bloquées dans le support 29 de la bobine d'attraction. Pendant la phase d'attraction de la palette basculante 26 par la bobine 15, le bras vertical 35 de cette palette 26 s'éloigne du cavalier métallique 16 en appuyant à son tour sur le poussoir 4 qui s'appuie contre la lame mobile 5 et la plie de facon-à l'éloigner du contact 9 pour fermer le contact 8 (voir figure 2). Pour permettre au prolongement 3 de s'insérer à travers le contact fixe 10, est pratiquée à cette fin une fenêtre rectangulaire au centre du contact comme le montre la figure 6. Pour mieux normaliser les composants isolés du relais, les lames 7 et 10 sont réalisées selon le même dessin, diminuant ainsi l'incidence du prix de revient des composants sur l'ensemble par rapport à la solution en éléments différents, ce qui donne les lames 7 et 10 repré- sentées aux figures 4 et 6. L'élément élastique 30 sollicite à sa partie supérieure la palette basculante 26; le contact mobile 5, du fait de son élasticité propre, ramène en position de repos la palette 26 en fin d'attraction de la bobine. Le mouvement basculant de la palette 26 a pour centre de rotation la partie supérieure du cavalier 16. Enfin, l'ensemble du relais est recouvert et protégé par un couvercle 32 en matière transparente à l'intérieur duquel une paroi ou cloison 33 est prévue en saillie de facon à isoler le groupe de contacts du groupe de commande, respectant ainsi les normes internationales d'homologation du relais dans les différents pays du monde. L'invention n'est naturellement pas limitée à l'exemple décrit ci-dessus et illustré par les dessins joints mais est susceptible de nombreuses variantes dans le cadre de l'idée inventive qui résulte des revendications jointes. 258 1789 REVENDICATIONS 1.- Relais électromagnétique perfectionné, en particulier, à circuits imprimés, caractérisé par le fait qu'il comprend un support de base (1) en matériau plastique thermoformé et, de préférence, estampe, propre à recevoir et à maintenir sur un prolongement (2) s'écartant dudit support, une série de lames ou lamelles fixes (7 et 10) et mobi- le (5) noyées à leur partie inférieure dans des éléments plastiques de maintien (11, 12 et 13) encastrables entre-eux; une paroi ou cloi- son (33) disposée à l'intérieur d'un couvercle (32), un poussoir (4) 1o mobile à l'intérieur d'un prolongement (3) solidaire du support de base (1), un cavalier (16) en fer doux plié en forme de L et fixé audit support de base (1), une bobine (15) enroulée sur un noyau (14), un élément élastique (30) sollicitant une palette basculante (26) et ayant une forme de L renversé actionnant le susdit poussoir (4), des bor- nes (19, 19', 19") de sortie desdites lamelles (5, 7 et 10) lesquelles portent, à leurs parties supérieures, les contacts (6, 8 et 9), des bornes pour la liaison électrique entre lesdits contacts et ledit circuit imprimé, des bornes (23) de liaison électrique entre ladite bobine (15) et le circuit imprimé et un couvercle de fermeture (32) en matériau plastique transparent fixé au support de base. 2.- Relais électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments de maintien (11, 12, 13) des lamelles (5, 7, 10) sont bloqués entre eux par de la matière thermoplastique injectée à l'intérieur dudit prolongement (2), ce qui forme à l'extérieur un renflement (14) de maintien. 3.- Relais électromagnétique selon l'une des revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le support de base (1) est pourvu de deux guides (21) avec épaulement de maintien (22) pour le montage par encas- trement du cavalier (16). 4.- Relais électromagnétique selon l'une des revendication 1 à 3, caractérisé par le fait que la lamelle mobile est constituée de deux pièces, une pièce supérieure (5) flexible, à laquelle est fixé le contact (6) et une pièce inférieure (17) d'épaisseur plus importante pourvue d'une borne de sortie (19) pour la liaison électrique avec le circuit imprimé, lesdites pièces étant soudées entre elles et noyées dans un élément plastique de maintien (13). 5.- Relais électromagnétique selon l'une des revendication 1 à 4, caractérisé par le fait qu'au moins une lamelle (5, 7, 10) est réalisée avec une pliure noyée dans l'élément plastique de maintien (11, 12, 13).