Brevet FR2644285A1 — publié le 19900914

ta présente invention concerne un relais électromagnétique. Elle vise notamment un relais dit "différentiel" destiné â assurer l'ouverture d un disjoncteur ou d'un interrupteur qui coupe l alimen- tation d'un circuit lors de l'apparition d'un courant de défaut dans ce circuit d'utilisation. On connaît de nombreux relais électromagne- tiques appartenant â cette catégorie tel que par exemple celui décrit et représenté dans la demande de brevet français n 85 16188 dans laquelle le relais comporte un boîtier dans lequel est disposé un circuit magnétique qui comprend une partie fixe et une partie mobile qui coopére avec une premiére extrémité d'un poussoir dont le corps allongé est monté coulissant â travers une paroi du boitier et dont la seconde extrémité agit mécaniquement sur un composant du disjoncteur ou de l'interrupteur. Les caractéristiques électriques de déclenchement de ces relais sont directement liées â celles de l'entrefer existant, â l'état fermé du relais, entre le volet mobile et la culasse magnétique fixe. Des variations de la dimension de l'entrefer de quelques fractions de micron peuvent provoquer des variations de 1 intensité du courant de déclenchement de plusieurs dizaines de pourcent. Ces variations ne permettent pas de respecter les normes internationales en vigueur pour la conception de ces relais. Les caractéristiques structurelles et dimensionnelles de l'entrefer dépendent de deux paramétres contradictoires. L'entrefer doit être insensible aux variations climatiques et en particulier aux variations de température sous une humidité relative élevée par exemple supérieure å 90 Z. Cette insensi bilité peut être obtenue en conférant aux surfaces entre lesquelles est défini l'entrefer des états de surface dont la rugosité est relativement élevée afin d'éviter les phénomènes d'attraction moleculaire qui apparaissent des lors que les surfaces en contact présentent une rugosité Ra inferieure å 0,05 micron environ et qui empêchent le déclenchement du relais sous l'intensité nominale de réglage. L entrefer doit également présenter la plus grande insensibilite possible aux chocs auxquels il est soumis du fait du mécanisme de réarmement. En effet, immédiatement après l'ouverture du circuit magnétique du relais qui déclenche le mécanisme du disjoncteur ou de l'interrupteur, ce mécanisme comporte des moyens de réarmement automatique qui referment le circuit magnétique du relais, La séquence de déclenchement et de réarmement est extrêmement brève, de l'ordre de quelques millisecondes, et le circuit magnétique du relais est ainsi soumis à un choc violent correspondant â des accélérations supérieures à 100 g. Compte tenu de la masse du relais, ce choc se traduit dans l'entrefer parades efforts dynamiques pouvant atteindre au moins 10 Newtons ou plus selon la conception du mécanisme du disjoncteur ou de 1 'inter- rupteur. Dans ces conditions, un entrefer possédant une rugosite relativement élevée pour répondre au premier paramètre, est très rapidement détérioré et le courant de déclenchement du relais varie rapidement en dehors de la plage admissible pour le respect des caractéristiques nominales de aéclenchement. L'invention a pour but de proposer un relais électromagnétique perfectionné qui possède simultané ment une bonne insensibilité aux cycles climatiques et une grande insensibilité aux chocs de réarmement. A cet effet l'invention propose un relais électromagnétique du type mentionné plus haut caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'amortissement des chocs auxquels est soumis le poussoir. Selon d'autres caractéristiques de 1 'invention: - les moyens d'amortissement confèrent une élasticité longitudinale au poussoir - au moins une portion du corps allongé du poussoir est réalisée en matériau élastomère - le corps du poussoir est entièrement réalise en matériau élastomère - le corps allongé du poussoir est un corps cylindrique qui est reçu avec jeu radial dans un fourreau de rigidification qui est immobilisé longitudinalement par rapport au corps du poussoir et qui s étend au moins sur une partie de la longueur de ce dernier ;; - le corps allongé du poussoir comprend un fourreau cylindrique â l'intérieur duquel est monte coulissant un piston qui est sollicité axialement vers l'extérieur par un ressort. une extrémité du piston faisant saillie hors du fourreau pour constituer 1 'une des deux extrémités du poussoir - le fourreau comporte des moyens de retenue axiale du piston - le ressort est un ressort hélicoïdal de compression; - le ressort esr un bloc en matériau élastomère ; - la première extrémité du poussoir présente un profil sensiblement sphérique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront a la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure I est une vue en coupe longitudinale partielle d'un premier mode de réalisation d'un poussoir de relais électromagnétique autour duquel sont représentés de maniere schématisée certains des éléments constitutifs du relais - la figure 2 est une vue en coupe partielle d'un second mode de réalisation d'un poussoir selon l'invention ; et - la figure 3 est une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation d'un poussoir. On reconnait a la figure I une portion ia du boitier d'un relais électromagnétique et une portion 12 du volet mobile du circuit magnétique, non représente, de ce relais et qui est illustré en position fermee. Ce relais électromagnétique est par exemple un relais différentiel du type-de celui décrit dans la demande de brevet français n 85 76188 a la description de laquelle on pourra se reporter pour connaître les autres éléments de structure d'un tel relais. La portion de paroi 10 comporte un prolongement cylindrique 14 qui s'étend perpendiculairement â la paroi vers 1 'intérieur du relais et dans lequel est formé un alésage 16 de guidage en coulissemént d'un poussoir de déclenchement 18 du relais. Lé poussoir la comprend un corps cylindrique allongé 20 qui est reçu dans l'alésage 16. Sa première extrémité en forme de calotte sphérique 22 coopère avec la face en vis-å-vis 24 du volet 12. La seconde extrémité 26 du corps 20 du poussoir la fait saillie hors du boitier 10 pour coopérer avec un élément de déclenchement d'un disfoncteur ou d'un interrupteur non représenté. La seconde extrémité 26 est chanfreinée pour faciliter son introduction dans l'alésage 16 lors de l'assemblage du relais. Le corps 20 est reçu avec un jeu radial r" de fonctionnement dans l'alésage 16. Conformément à l'invention, et afin Ci amortir les chocs auxquels est soumis l'entrefer lors du réarmement du disjoncteur, le poussoir 20 est réalisé en un matériau élastomère thermoplastique dont le module d'élasticité est déterminé en fonction de la force statique minimale de réarmement du disjoncteur et de la flèche longitudinale admissible par le mécanisme de 1 'interrupteur ou du disjoncteur et ceci afin de lui conférer une élasticité longitudinale. Un matériau de dureté minimale de 50 sur l'échelle SHORE O permet de réaliser un bon compromis entre la fonction d'amortissement qu'assure le poussoir et les risques de flambage longitudinal de ce dernier. Le jeu "r" est également déterminé pour éviter tout phénomène de coincement ou d'arc-boutement du poussoir lors du fonctionnement. Ce premier mode de réalisation qui vient d'étire décrit qui est particulièrement simple et peu coûteux dans lequel la totalité du poussoir est réalisée en une seule pièce en matériau élastomère trouve notamment son application dans les relais équipant des interrupteurs ou disjoncteurs différentiels dont le mécanisme de déclenchement exerce une force axiale sur le poussoir. Les deux autres modes de réalisation qui vont etre décrits en référence aux figures 2 et 3 permettent d'élargir le champ d'application de l'invention de maniere a réaliser des poussoirs â amortissement intégré qui soient suffisamment rigides pour résister sans flexion å des contraintes radiales auxquelles ils peuvent étre soumis. Le poussoir 18 représenté a la figure 2 présente une structure sensiblement identique â celle du poussoir de la figure 1. Toutefois le corps cylindrique allongé 20 en matériau élastomère est renforcé par un fourreau, ou manchon, métallique 26. Le fourreau 27 est serti radialement au voisinage de son extrémite 28 qui entoure la seconde extrémité 26 du corps 20 du poussoir fB, de façon à immobiliser longitudinalement le fourreau 26 par rapport au corps 20. Le fourreau s 'étend longitudinalement sensiblement sur toute la longueur du corps allongé 20 â l'exception d'une portion de longueur "h" qui correspond a la course d'amortissement qu'assure le poussoir 20 par compression élastique longitudinale de son corps 20 â l'intérieur du fourreau 27. La course "h" d'amortissement est délimite par une collerette radiale extérieure 30 formée a l'extrémité inférieure du fourreau 27 et par la face en regard 32 de la première extrémité en forme de calotte sphérique ?2 du poussoir 20. Afin de permettre la compression isostatique du corps 20 a l'intérieur du fourreau 27,.il est prévu un jeu radial "j" entre le corps 20 et le fourreau 27. Le fourreau métallique mince 27 est réalisé en un matériau résistant a la corrosion ou protége contre la corrosion. Le poussoir 18 du troisième mode de réalisation représenté â la figure 3 est constitué par un fourreau métallique cylindrique 34 dont la première extrémité 22 est constituée par une collerette d'appui sensiblement sphérique qui assure la même fonction que la calotte sphérique des deux premiers modes de réalisation. Un piston 36 est monté coulissant dans l'alésage interne 3e du fourreau métallique rigide 34. Le piston 36 est sollicité longitudinalement â l'opposé de la première extrémité 22 par un ressort hélicoïdal de compression 40. Une première extrémité 42 du ressort 40 prend appui sur un épaulement radial interne 44 du fourreau tandis que son extrémité opposée 46 prend appui contre une face correspondante 48 du piston 36. La face 48 comporte un épaulement conique de centrage 50 du ressort 40 par rapport au piston 36 de façon â s'assurer que la force appliquée å ce dernier est sensiblement confondue avec l axe longitudinal du poussoir 18. Sous l'action du ressort 40, une portion 52 de diamètre réduit du piston 36 fait saillie longitudinalement hors du fourreau 34 de manière à constituer la seconde extrémité- 26 du poussoir 1B. Le piston 36 est retenu longitudinalement dans cette position par un épaulement radial interne 54 du fourreau 34. La longueur "1" de la portion 52 du piston 36 qui fait saillie hors du fourreau 34 correspond a la course axiale maximale possible de l'amortissement assuré par le poussoir 18. Le ressort hélicoïdal 40 pourrait par exemple étre remplacé par un jonc en matériau élastomère thermoplastique. REVENDICATIONS 1. Relais électromagnétique, notamment pour la commande d'un disjoncteur ou d'un interrupteur différentiel, du type comportant un boitier (101 dans lequel est disposé un circuit magnétique qui comprend une partie fixe et une partie mobile (12) qui coopère avec une première extrémité (2Z) d'un poussoir 118J dont le corps allongé (20, 34 > est monté coulissant à travers une paroi du boitier (101 et dont la seconde extrémité (26 > agit mécaniquement sur un composant du disjoncteur ou de l'interrupteur, caractérisé en ce que le relais comporte des moyens d'amortissement des chocs auxquels est soumis le poussoir (18 J. 2. Relais électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'amortissement confèrent une élasticité longitudinale au poussoir (18). 3. Relais électromagnétique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins une portion du corps allongé (20 > est réalisée en matériau élastomère. 4. Relais selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps (201 du poussoir (18) est entièrement réalisé en matériau élastomere. 5. Relais selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps allongé (20) du poussoir ( 1e) est un corps cylindrique qui est reçu avec un jeu. radial (r) dans un fourreau de rigidification (27) qui est immobilisé longitudinalement par rapport au corps allongé (20/ du poussoir et qui s'étend au moins sur une partie de la longueur de ce dernier 6.Relais selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps allongé du poussoir comprend un fourreau cylindrique (34) â l'intérieur duquel est monté coulissant un piston du piston (36) faisant saillie hors du fourreau (34 > pour constituer l'une desdites deux extrémités (22, 26) du poussoir (18). 7. Relais selon la revendication 6. caractérisé en ce que le fourreau (34) comporte des moyens (54) de retenue longitudinale du piston (36). 8. Relais selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le ressort (40 > est un ressort hélicoïdal de compression. 9. Relais selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le ressort est un bloc en élastomère. 10. Relais selon l une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite première extrémité (22) présente un profil sensiblement sphérique.