Brevet FR2589623A1 — publié le 19870507

La présente invention concerne un relais électromagnétique. Elle vise plus particulièrement un relais dit "différentiel" destiné à assurer l'ouverture d'un disjoncteur qui coupe l'alimentation d'un circuit lors de l'apparition d'un courant de défaut dans ce circuit d'utilisation. La demande de brevet FR-A-2 371 766 décrit et représente un relais électromagnétique comportant un circuit magnétique constitué d'une culasse à deux branches verticales entre les bases desquelles est disposé un aimant permanent et d'un volet mobile de fermeture du circuit magnétique, et un circuit de commande bobiné sur l'une des branches verticales de la culasse. Un ressort soumet le volet mobile à une force de rappel-élastique légèrement inférieure à la force d'attraction au collage due au flux magné- tique créé par l'aimant permanent. Ce document propose de s'affranchir de la nécessité de shunter l'aimant permanent par une branche de shunt, en utilisant un aimant perma- nent dans un matériau semi-rémanent très coûteux; de plus il ne propose qu'un schéma de principe de la structure du circuit magnétique sans en proposer de mode de réalisation facilement industrialisable. Le document FR-A-2 448 784 décrit et représente un type de relais électromagnétique couramment utilisé dans le domaine des contacteurs de sécurité dans lequel l'aimant permanent est disposé en dessous de la bran- che inférieure de la culasse magnétique. Cette disposition, outre le fait qu'elle nécessite un aimant permanent plus puissant, augmente la hauteur globale du relais. La présente invention a pour but de proposer un relais électro- magnétique qui remédie aux inconvénients inhérents aux types de relais qui viennent d'Utre décrits. Dans ce but, l'invention propose un relais électromagnétique, caractérisé en ce que les bases desdites branches verticales sont reliées entre elles par une branche horizontale de shunt magnétique parallèle aux lignes de forces du flux magnétique crée par l'aimant permanent. Selon une autre caractéristique de l'invention, lesdites bran- ches verticales et ladite branche horizontale forment une pièce unique en matériau magnétique obtenue par découpe d'une t8le et pliage de celle-ci parallèlement à la direction verticale desdites branches. Les différents objets, caractéristiques, et avantages de l'in- vention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: 2 2589623 - la figure 1, une vue en coupe verticale d'un relais électromagnétique conforme aux enseignements de la présente invention, - la figure 2, une vue de dessus du relais de la figure 1, le couvercle du bottier de ce dernier étant 8té, - la figure 3, une vue en perspective du relais de la figure 1, - la figure 4, une vue en coupe, à plus grande échelle, du couvercle du bottier du relais de la figure 1, - la figure 5, une vue de dessus du couvercle de la figure 4, et - la figure 6, une vue simplifiée en perspective, à plus grande échelle, de la culasse du relais de la figure 1. Le relais électromagnétique 10 représenté aux figures comporte un bottier 12, fermé par un couvercle 14, dans lequel est disposé le circuit magnétique du relais et son circuit de comnande. Le circuit magnétique est essentiellement constitué d'une culasse 16 et d'un volet 18 de fermeture du circuit magnétique. La culasse 16 comporte deux branches 20, 22 parallèles verticales (en considérant les figures). Un aimant permanent 24 est disposé entre les bases respectives 26, 28 des branches verticales 20, 22 de la culasse. L'aimant permanent a la forme d'un parallélépipède rectangle et ses deux faces polaires paral- lèles 30, 32 sont disposées parallèlement au plan vertical dans lequel s'étendent les branches 20 et 22 de la culasse 16. Conformément à la présente invention, les deux branches verti- cales 20 et 22 sont reliées entre elles par une branche horizontale de shunt magnétique 34 qui s'étend perpendiculairement au plan vertical des deux branches dont elle relie les bases 26, 28, et parallèlement aux lignes de forces du flux magnétique crée par l'aimant permanent 24. Comme on peut le constater aisément à la figure 6, et conformé- ment à l'invention; la culasse 16 est avantageusement constituée d'une pièce unique formée des deux branches verticales 20, 22 et de la branche de liaison 34. La culasse 16 peut être réalisée de manière très simple par découpe dans une tôle épaisse en matériau magnétique de la structure dé- veloppée de la culasse, puis par deux opérations successives de pliage selon une direction parallèle à la direction verticale des deux branches. Le volet de fermeture 18 est articulé sur la culasse 16 au voi- sinage de l'extrémité libre de la branche 22 à l'aide d'une pièce de fixa- tion 36 sertie sur cette même branche. 3 2589623 En position dite "collée" le volet repose sur les faces horizon- tales d'extrémités libres des branches 20, 22. Il est maintenu dans cette position par le flux magnétique crée par l'aimant permanent 24 qui est guidé dans le circuit magnétique. Un ressort de rappel 38 dont une extrémité est fixée sur la pièce de fixation, et dont l'autre extrémité est fixée sur le volet 18 exerce sur ce dernier une force de rappel élastique légèrement inférieure à la force d'attraction au collage due à l'aimant permanent 24. Le circuit de commande du relais est ici consitué par une bobine 40 entourant la branche 20 de la culasse. Lorsqu'un courant de commande parcourt la bobine 40, cette der- nière crée un flux magnétique inverse de celui dû à l'aimant qui suffit à provoquer le basculement du volet 18 qui vient alors occuper sa position de commande du disjoncteur, représentée en trait mixte à la figure 1, dans laquelle le doigt de poussée 42 agit mécaniquement sur un composant du dis- joncteur. Les relais différentiels du type de celui qui vient d'être décrit sont des relais à haute sensibilité, et afin de maintenir celle-ci la plus constante possible au cours du temps, il est nécessaire d'assurer un posi- tionnement sûr de l'aimant permanent par rapport à la culasse. Dans ce but, et conformément à l'invention, la culasse est insé- rée verticalement dans des rainures 44, 46 du boîtier qui coopèrent avec les faces latérales 48, 50 en vis-à-vis de la branche verticale 22. De cette manière, la culasse 16 est immobilisée transversalement par rapport au bo[tier 12. La.culasse est insérée dans le boîtier 12 avec l'aimant perma- nent 24 disposé entre les bases 26, 28 et la branche horizontale 34 entre lesquelles il n'est pas encore positionné avec précision. La face inférieure 52 de l'aimant 24 prend appui sur la carcasse de la bobine 20 de façon à définir l'altitude de celui-ci par rapport au plan horizontal délimitant les bases 26, 28 des branches verticales 20, 22. Le couvercle 14, dont la position par rapport au boîtier 12 est définie de manière précise lors de la fermeture du bottier, comporte un logement parallélépipèdique rectangle 54. Lorsque le bottier 12 est fermé par le couvercle 14, la partie supérieure dépassante de la culasse 16 et de l'aimant permanent 24 est dis- posée dans le logement 54 qui est de forme et de dimensions adaptées. Deux pans inclinés 72, 74 situés sur les faces 56 et 58 du logement 54 coopèrent avec les faces planes 82 et 84 des bases 26 et 28 de la culasse 16 pour immobiliser celle-ci dans le boîtier 12. Un pan incliné 76 situé sur la face 58 du logement 54 coopère, grâce à un décrochement 86 de la base 28,avec la face polaire 32 de l'aimant 24 afin de repousser ce dernier en appui contre la face interne 62 de la branche verticale 20. De cette façon, l'aimant occupe toujours la même position transversale par rapport aux branches verticales 20, 22 de la culasse 16 et mun entrefer constant est maintenu entre la face polaire 32 de l'aimant 24 et la face interne 64 de la branche verticale 22. De la mime manière, les positionnements latéral et vertical de l'aimant 24 sont assurés par deux pans inclinés 78 et 80, formés sur la face 68 du logement 54, qui coopèrent avec la face latérale 70 de l'aimant permanent 24. On comprend ainsi aisément que, à l'issue de l'assemblage des divers composants du relais et après fermeture par collage ou soudage du couvercle 14 sur le boîtier 12, la position de l'aimant 24 par rapport au circuit magnétique est assurée de manière précise, fiable et constante. Le réglage final de la sensibilité du relais s'effectue après son assemblage complet et son insertion dans le circuit dont il assure la sécurité, en modifiant l'aimantation de l'aimant permanent. Cette dernière opération est rendue très facile grace à la position de la culasse 16 et de l'aimant 24 située dans le logement 54 du couvercle, de part et d'autre de laquelle on peut approcher deux branches polaires d'un dispositif d'ai- mantation/désaimantation. REVENDICATIONS 1. Relais électromagnétique (10) comportant un circuit magnéti- que constitué d'une culasse (16) à deux branches verticales (20, 22) entre les bases (26, 28) desquelles est disposé un aimant permanent (24), et d'un volet mobile (18) de fermeture du circuit magnétique, et un circuit de com- mande (40) bobiné sur l'une (20) des branches verticales (20, 22) de la culasse, caractérisé en ce que les bases (28) desdites branches verticales (20, 22) sont reliées entre elles par une branche (34) horizontale de shunt magnétique parallèle aux lignes de forces du flux magnétique crée par l'aimant permanent. 2. Relais selon la-revendication 1, caractérisé en ce que lesdites branches verticales (20, 22) et ladite branche horizontale (34) forment une pièce unique (16) en matériau magnétique. 3. Relais selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite pièce unique (16) est obtenue par découpe d'une t8le en matériau magnétique et pliage de celle-ci parallèlement à la direction verticale desdites branches (20, 22). 4. Relais selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que ledit aimant permanent (24) est un aimant parallélépipè- dique rectangle dont les deux faces polaires (30, 32) sont parallèles au plan vertical desdites branches. - 5. Relais selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, carac- térisé en ce qu'il comporte également un boîtier (12), dans lequel est insérée ladite culasse (16),fermé par un couvercle (14) dans lequel est formé un logement (54) dont des faces (58 et 68) coopèrent avec des faces (32 et 70) en vis-à-vis dudit aimant permanent pour définir la position de ce dernier par rapport auxdites branches verticales.