CH634951A5 - Relais electromagnetique etanche. - Google Patents

Description

La présente invention concerne un relais électro-magnétique étanche, en particulier de petites dimensions, destiné notamment à la téléphonie.

On a utilisé différentes architectures de relais, visant à ré-15 soudre les problèmes d'encombrement et de protection des organes du relais contre la poussière et autres souces de contamination, notamment par les matières servant à l'isolement ou au collage des fils de bobinage, tout en assurant un bon isolement des parties conductrices, un fictionnement efficace des contacts 20 et un rendement magnétique satisfaisant. Ces divers problèmes deviennent de plus en plus critiques au fur et à mesure de la réduction de taille du relais, notamment lorsqu'il s'agit de réaliser un relais hermétique de très petite taille, dont les sorties sont par exemple aptes à coopérer avec une grille normalisée au pas 25 de 2,54 mm (pas le plus réduit actuellement utilisé).

On connaît un relais «miniature» dont les organes moteurs sont logés dans un boîtier en matière plastique composé de deux demi-coquilles coiffées d'un couvercle. Dans ce relais, les contacts fixes et mobiles sont extérieurs aux demi-coquilles et l'ét-3o anchéité vis-à-vis des liquides n'est pas réalisée. Les relais hermétiques connus comprennent généralement ime embase métallique sur laquelle sont fixés les organes moteurs et les contacts, et d'un couvercle métallique soudé à l'embase. Les sorties électriques sont montées sur l'embase et isolées de celle-ci au moyen 35 de perles de verre. Cette solution n'est plus favorable à une construction économique et automatisée.

Il faut noter que l'application de plus en plus fréquentes des techniques de soudage «à la vague» des relais sur des cartes de circuits imprimés rend impérative l'étanchéité du relais vis-à-vis 40 du flux de soudage et du liquide de lavage.

Le but de la présente invention est de réaliser un relais miniature étanche de construction très simple et apte à résoudre de manière satisfaisante les problèmes susvisés.

Suivant l'invention, le relais électromagnétique étanche « comprend, dans un boîtier multifaces, des organes moteurs comprenant notamment une bobine et un circuit magnétique pour actionner au moins ime lame conductrice mobile coopérant avec des contacts fixes, et des connexions de sortie faisant saillie hors dudit boîtier. Il est caractérisé en ce qu'au moins l'une des faces 50 du boîtier comprend une joue encastrée dans une ceinture formant partie dudit boîtier, des barres conductrices étant surmoulées dans ladite joue et débouchant d'une part à l'intérieur du boîtier pour constituer les contacts fixes et ime borne de connexion de la lame conductrice et d'autre part à l'extérieur du 55 boîtier pour constituer une partie des connexions de sortie.

On obtient ainsi un boîtier parfaitement étanche, notamment grâce à un soudage ultérieur de la joue. Les sorties des barres conductrices sont également parfaitement étanches, en raison de leur surmoulage dans la joue.

60 Suivant une réalisation préférée de l'invention, les barres conductrices précitées sont cambrées au sein du surmoulage dans la joue pour déboucher à l'intérieur du boîtier perpendiculairement à ladite joue.

Les extrémités des barres venant en saillie à l'intérieur du 65 boîtier constituent les contacts fixes et la borne de connexion de la lame. D'autre part, ce cambrage interne à la joue empêche tout glissement longitudinal accidentel de barres conductrices après surmoulage.

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De préférence, les extrémités des barres conductrices débouchant à l'intérieur du boîtier et constituant les contacts fixes sont incurvées, leur convexité étant dirigée vers la lame conductrice mobile, de manière à faciliter le contact avec cette lame.

Suivant une réalisation avantageuse de l'invention, les barres conductrices précitées sont doublement cambrées à leur sortie hors du boîtier pour venir s'aligner avec des bornes de connexion de la bobine du relais.

L'ensemble des connexions du relais peut donc venir s'insérer dans le quadrillage normalisé d'une planche de circuit imprimé. En outre, ce repli en Z ménage, sous le boîtier du relais, l'équivalent d-une cale d'épaisseur qui éloigne le boîtier de la planche et joue le rôle d'un pion de lavage.

Suivaut une réalisation préférée de l'invention, la bobine du relais est surmoulée dans le boîtier, ensemble avec le circuit magnétique, dans une masse de matière isolante sensiblement parallélipipédique servant de support à ce circuit magnétique qui est en L et dont les deux branches s'appuient sur deux faces du surmoulage de la bobine.

Une première branche du circuit magnétique est transversale à l'axe de la bobine et porte un noyau magnétique coaxial à la bobine et une seconde branche dudit circuit s'étend parallèlement à la bobine jusqu'à l'extrémité de celle-ci.

Ces dispositions assurent une fixation et une protection étanche parfaite de la bobine, en même temps qu'une excellente fixation du circuit magnétique.

Suivant une réalisation perfectionnée de l'invention, le relais comprend une armature sensible à l'action de la bobine pour actionner la lame conductrice. Cette armature est articulée autour d'un axe coïncidant sensiblement avec l'extrémité de la seconde branche du circuit magnétique et comprend un bras-poussoir en matériau non magnétique qui s'étend le long de ladite seconde branche.

Ce matériau non magnétique évite toute perte de flux comme il s'en produit habituellement avec les matériaux magnétiques.

De plus, ce matériau présente une certaine élasticité pour exercer un effet de ressort sur les lames conductrices mobiles et assurer plus sûrement le contact.

De préférence le bras-poussoir comporte une branche coudée dans laquelle est surmoulée une plaquette magnétique.

L'armature d'actionnement devant normalement présenter un coude, ce coude est situé dans la partie non-magnétique constituant le bras-poussoir, et est obtenu par moulage, ce qui évite d'avoir à plier une pièce métallique fragile. En outre, le surmoulage de la plaquette métallique à l'intérieur de ce coude assure l'isolement électrique de la plaquette vis-à-vis des lames mobiles situées à faible distance.

Suivant une réalisation perfectionnée de l'invention, l'armature, précitée est fixée sur les faces latérales du boîtier par I'in-termediaire de dispositifs à pivot, de manière à obtenir un fonctionnement mécanique excellent de cet organe.

Suivant un autre perfectionnement de l'invention, la lame conductrice mobile comprend une tige cylindrique partiellement aplatie, la partie cylindrique de cette tige constituant un contact mobile.

Cette réalisation permet d'obtenir à la fois une souplesse suffisante de la lame mobile et une bonne coopération avec les contacts fixes.

Avantageusement la lame conductrice mobile est pliée en U, les extrémités cylindriques de cette lame constituant un contact double, ce qui améliore considérablement la probabilité d'un bon contact.

D'autres particularités et avantages de l'invention ressorti-ront encore de la description détaillée qui va suivre.

Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif:

la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un relais conforme à l'invention,

- la figure 2 est une vue en coupe suivant II—II de la figure 1, les joues étant supposées enlevées,

- la figure 3 est une vue en coupe suivant III-III de la figure 1, en cours de fabrication, à l'encastrement des joues,

5 - la figure 4 est une vue en perspective d'une joue avec son équipement complet,

- la figure 5 est une vue en coupe partielle suivant V-V de la figure 1,

- la figure 6 est une vue éclatée, en coupe suivant VI-VI de 10lafigurel,

- la figure 7 est une vue en coupe suivant VII-VII de la figure 6,

- la figure 8 est une vue en perspective d'une réalisation particulière d'une lame mobile,

15 — la figure 9 est une vue en perspective du relais, avec arrachement partiel.

En référence aux figures 1 à 5, le relais comprend un boîtier en matière plastique formé d'une ceinture 1 ét de deux joues 2 encastrées sur deux des faces du boîtier par l'intermédiaire 20 d'épaulements 3 (figures 3 et 4).

Une bobine 4 est surmoulées dans la ceinture 1, le surmoulage étant sensiblement parallélépipédique. Ce surmoulage inclut un circuit magnétique 5 en L dont une première branche 6 s'étend transversalement à la bobine et dont une seconde bran-25 che s'étend parallèlement à la bobine jusqu'à l'extrémité de celle-ci.

Un noyau, coaxial à la bobine, est fixé par une extrémité à la branche 6 du circuit 5 et il présente à son autre extrémité un épanouissement polaire 9.

30 Le fil de la bobine est relié à des connexions de sortie 11 faisant saillie sous le relais et surmoulées dans la ceinture 1.

L'ensemble qui vient d'être décrit, à l'exception des joues 2, est entièrement surmoulé avec la centure 1.

Une armature mobile 12 se compose d'un bras-poussoir 13 35 en matière plastique relativement souple et d'une plaquette magnétique 14. Le bras-poussoir 13 présente une extrémité coudée 15 et la plaquette 14 est surmoulée avec le bras 13 à l'intérieur de ce coude.

Au voisinage du coude 15, le bras 13 présente deux paliers 40 latéraux 16 coopérant avec des pivots 17 ménagés sur les joues 2 au voisinage de l'extrémité libre du circuit magnétique 5 (Fig. 6 et 7). Ces paliers sont positionnés de manière que l'axe qu'ils définissent coïncide avec l'axe théorique idéal de rotation 20 (fig- !)•

45 Le coude 15 présente un angle un peu supérieur à 90° et les pivots 17 sont situés de telle manière que le bras 13 vienne s'étendre de long de la branche 7 du circuit 5, la plaquette 14 étant écartée de l'épanouissement 9.

Dans chacune des joues 2 sont surmoulées deux barres con-50 ductrices 18,19 cambrées à l'intérieur du surmoulage pour venir déboucher à l'intérieur du boîtier perpendiculairement à la joue et constituer des contacts fixes 21,22 respectivement. Dans l'exemple représenté à la figure 3, les bornes précitées sont en deux parties correspondant à des métaux différents, ce qui ne 55 modifie pas le principe du cambrage.

L'autre extrémité des barres 18,19 débouche en bas du relais, par la tranche de la joue 2, pour constituer des pattes de connexion 23,24.

A leur sortie de la joue, les barres 18,19 présentent une 60 double courbure en Z pour que les pattes 23, 24 se trouvent alignées avec les connexions 11 de la bobine. Il résulte de cette double courbure un repli 25 qui forme cale pour éloigner légèrement le relais d'une planche de circuit imprimé 26 sur laquelle il est fixé. Les replis jouent donc le rôle de «pions de lavage» 65 après soudure, (fig. 5).

Une troisième barre conductrice 27 a ses deux extrémités qui sortent de la même façon que celles des barres précédentes. Sur son extrémité 28 intérieure au boîtier est soudée une lame

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conductrice mobile 29 réalisée à partir d'un fil rond partiellement aplati. La partie cylindrique 31 de cette lame s'intercale entre les contacts 21 et 22 convenablement décalés à cet effet. Pour obtenir un meilleur contact, les parties en saillie 21 et 22 sont incurvées (figure 4), leur convexité étant dirigée vers la lame 29.

Suivant une variante de réalisation, la lame mobile peut être constituée par un fil rond 129 courbé en U et aplati sauf à ses extrémités 131a, 131b (figure 8). Ce dédoublement des contacts améliore considérablement la probabilité d'un bon contact.

Suivant une autre variante de réalisation de l'invention, les pattes de connexion issues des barres 18,19,27 sont amincies de la manière représentée sur la patte 32 (figure 4). Cette disposition permet à la fois de réaliser le double cambrage en Z dans une partie large et résistante de la borne conductrice, de ménager une patte de petite dimension venant s'insérer facilement dans un orifice courant d'une planche de circuit imprimé, et de procurer, suivant la longueur de l'amincissement, un espacement plus important entre le relais et la planche 26 que celui formé par le repli 25.

Le contact fixe de repos 21 est positionné de-manière que le contact mobile 31 vienne s'appuyer sur lui en position de repos du relais (figure 1) c'est-à-dire quand la plaquette magnétique 14 n'est pas solicitée.

Quand la bobine 4 est exitée, la plaquette 14 est attirée par l'épanouissement 9 et l'armature 12 pivote autour de ses pivots latéraux. Le bras-poussoir 13 soulève alors la lame 29, de sorte que le contact mobile 21 vient s'appuyer sur le contact fixe de travail 22. La course angulaire de l'armature 12 est prévue un peu supérieure à ce qui serait nécessaire, de manière à obtenir un bon contact en position de travail, l'excès de course étant absorbé par l'élasticité de la lame 29 et du bras-poussoir 13.

En position de travail, aucune perte de flux ne se produit par s l'intermédiaire de l'armature 12, puisque le bras-poussoir 13, situé au voisinage de la bobine, est en matériau non magnétique.

Malgré le voisinage de la palette 14 et du circuit électrique constitué par la lame 29, le recouvrement de cette palette par le repli coudé 15 assure un excellent isolement électrique, io Pour fabriquer le relais, on prépare trois ensembles surmoulés suivant la technique classique.

Un premier ensemble comprend la ceinture 1, la bobine 4 avec ses connexions 11, et le circuit magnétique 5 avec le noyau 8.

15 Un second ensemble comprend l'armature 12, constituée du bras-poussoir 13 surmoulé sur la plaquette 14. La fabrication de cette pièce par surmoulage évite d'avoir à couder une pièce métallique relativement fragile.

Enfin, un troisième ensemble est constitué par une (ou 20deux) joue (s) 2 dans lesquelles sont surmoulées les barres conductrices.

Après avoir convenablement mis en place l'armature 12, on encastre les joues 2 suivant les flèches F (fig. 3), puis on les soude par un procédé connu.

25 Enfin, on replie en Z les pattes 23,24 et 32 comme indiqué plus haut, de manière à les mettre au même pas que les connexions 11 de la bobine, par exemple au pas de 2,54 mm.

Le relais obtenu est parfaitement étanche et se prête très bien à une fabrication automatisée.

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3 feuilles dessins

Claims (16)

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1. Relais électromagnétique étanche comprenant, dans un boîtier multif aces, des organes moteurs comprenant notamment une bobine et un circuit magnétique pour actionner au moins une lame conductrice mobile coopérant avec des contacts fixes, et des connexions de sortie faisant saillie hors dudit boîtier, caractérisé en ce qu'au moins l'une des faces du boîtier comprend une joue (2) encastrée dans une ceinture (1) formant partie dudit boîtier, des barres conductrices (18,19,27) étant surmoulées dans ladite joue (2) et débouchant d'une part à l'intérieur du boîtier pour constituer les contacts fixes (21,22) et une borne (28) de connexion de la lame conductrice (29) et d'autre part à l'extérieur du boîtier pour constituer une partie (23,24,32) des connexions de sortie.

2. Relais conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les barres conductrices (18,19,27) sont cambrées au sein du surmoulage dans la joue (2) pour déboucher à l'intérieur du boîtier perpendiculairement à ladite joue (2).

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REVENDICATIONS

3. Relais conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que les barres conductrices (18,19) relatives aux contacts fixes (21,22) sont en deux parties assemblées au sein du surmoulage et faites de métaux différents.

4. Relais conforme à l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que les extrémités des barres conductrices (18,19) débouchant à l'intérieur du boîtier et constituant les contacts fixes sont incurvées, leur convexité étant dirigée vers la lame conductrice mobile (29).

5. Relais conforme à l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la borne (28) de connexion de la lame conductrice mobile (29) supporte ladite lame conductrice mobile (29).

6. Relais conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les barres conductrices (18,19,27) sont doublement cambrées à leur sortie hors du boîtier pour venir s'aligner avec des bornes de connexion (11) de la bobine (4) du relais.

7. Relais conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bobine (4) du relais est surmoulée dans le boîtier ensemble avec le circuit magnétique (5).

8. Relais conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit magnétique (5) est en L, deux branches du L s'appuyant sur deux faces du surmoulage de la bobine (4).

9. Relais conforme à la revendication 8, caractérisé en ce qu'une première branche (6) du circuit magnétique (5) est transversale à l'axe de la bobine (4) et porte un noyau magnétique (8) coaxial à la bobine (4), une seconde branche (7) dudit circuit (5) s'étendant parallèlement à la bobine (4) jusqu'à l'extrémité de celle-ci.

10. Relais conforme à la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une armature (12) sensible à l'action de la bobine (4) pour actionner la lame conductrice (29), cette armature

11. Relais conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que le bras-poussoir (13) est en matériau élastique.

12. Relais conforme à l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que le bras-poussoir (13) comporte une branche coudée (15) dans laquelle est surmoulée une plaquette magnétique (14).

(12) étant articulée autour d'un axe théorique (20) coïncidant sensiblement avec l'extrémité de la seconde branche (7) du circuit magnétique (5) et comprenant au moins un bras-poussoir

13. Relais conforme à l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'armature (12) est fixée sur les faces latérales (2) du boîtier par l'intermédiaire de dispositifs à pivot (16, 17).

(13) matériau non magnétique qui s'étend de long de ladite seconde branche (7).

14. Relais conforme à la revendication 13, caractérisé en ce que les dispositifs à pivot (16,17) sont positionnés de manière que leur axe commun coïncide avec l'axe théorique (20).

15. Relais conforme à l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la lame conductrice mobile (29) comprend une tige cylindrique partiellement aplatie, la partie cylindrique de cette tige constituant un contact mobile (31).

16. Relais conforme à la revendication 15, caractérisé en ce 5 que la lame conductrice mobile (129) est pliée en U, les extrémités cylindriques (131a, 131b) de cette lame constituant un contact double.