FR3082353A1 - MOBILE TIPPING DEVICE (F) FOR LOW-VOLTAGE MONOSTABLE ELECTROMAGNETIC RELAYS (BETWEEN 110V AND 400V) - Google Patents
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Abstract
Dispositif mobile de basculement (f) pour relais électromagnétique monostable basse-tension (entre 110V ET 400V) caractérisé par : - une lame ressort (i) qui est à la fois un composant électrique et mécanique produisant un point d'inflexion lors du basculement, - Une palette (g) qui a pour objet d'être attirée sur le noyau (c) de l'électro-aimant lorsque l'on applique une tension aux bornes de la bobine (d), - Un prisme isolant (h) placé sur la palette (g) et reçoit la lame ressort (i) aux points de contact (o et o') en la maintenant isolée électriquement l'une de l'autre, - Un ressort de traction (k) positionné entre le corps du relais (a) et la palette (g).Mobile tilting device (f) for low voltage monostable electromagnetic relay (between 110V AND 400V) characterized by: - a leaf spring (i) which is both an electrical and mechanical component producing an inflection point during tilting, - A pallet (g) which aims to be attracted to the core (c) of the electromagnet when applying a voltage across the coil (d), - An insulating prism (h) placed on the pallet (g) and receives the spring blade (i) at the contact points (o and o ') while keeping it electrically isolated from each other, - A tension spring (k) positioned between the body of the relay (a) and the pallet (g).
Description
DESCRIPTIONDESCRIPTION
L'invention se rapporte à un relais électromagnétique monostable basse tension (entre 110V ET 400V) pourvu d'un dispositif mobile de basculement des contacts électriques à déclenchement rapide avec point d'inflexion et permettant une commutation ou un relâchement rapide.The invention relates to a low voltage monostable electromagnetic relay (between 110V AND 400V) provided with a mobile device for switching electrical contacts with rapid release with inflection point and allowing rapid switching or release.
Etat des sachant :Knowing state:
Un relais électromécanique est un organe électrique permettant l'ouverture et la fermeture d'un circuit (puissance) électrique par un second circuit (commande) électrique. Nous pouvons distinguer deux familles de relais :An electromechanical relay is an electrical device allowing the opening and closing of an electrical circuit (power) by a second electrical circuit (control). We can distinguish two families of relays:
- Les relais électromagnétiques composés principalement d'un électroaimant qui, lorsqu'il est alimenté, transmet une force à un système de commutation électrique où se trouvent les contacts. L'électroaimant peut être, suivant les spécifications et les besoins, alimenté en TBT (Très Basse Tension) (moins de 12 V, 24 V, 48 V) continu ou alternatif ou en BT (Basse Tension) (110 V, 230 V, 400 V et même au-delà). Dans les systèmes mettant en œuvre une puissance importante (>50KW), les relais sont appelés des contacteurs. Par ailleurs les contacteurs se distinguent des relais en ce que les tensions d'alimentation sne ont pas aussi précises que celle des relais. Dans cette famille des relais électromagnétiques, il existe deux sous familles :- Electromagnetic relays mainly composed of an electromagnet which, when powered, transmits a force to an electrical switching system where the contacts are located. According to specifications and needs, the electromagnet can be supplied with TBT (Very Low Voltage) (less than 12 V, 24 V, 48 V) direct or alternating or with LV (Low Voltage) (110 V, 230 V, 400 V and even above). In systems using a large power (> 50KW), the relays are called contactors. Furthermore, the contactors differ from relays in that the supply voltages are not as precise as that of the relays. In this family of electromagnetic relays, there are two sub-families:
o Fonctionnement monostable : se caractérisant en ce que les contacts commutent quand la bobine est alimentée et le retour à l'état initial se fait immédiatement quand la bobine n'est plus alimentée, o Fonctionnement bistable : dont la technologie est basée sur le principe que Ton alimente la bobine pour que les contacts commutent. L'état de la position (commutée ou non) ne change pas quand la bobine n'est plus alimentée, tandis qu'un système mécanique bloque le retour. Pour revenir à l'état initial, il est nécessaire d'alimenter à nouveau la bobine pour débloquer le mécanisme, et dans certain cas en inversant la polarité de l'alimentation.o Monostable operation: characterized in that the contacts switch when the coil is supplied and the return to the initial state takes place immediately when the coil is no longer supplied, o Bistable operation: whose technology is based on the principle that Your feeds the coil so that the contacts switch. The state of the position (switched or not) does not change when the coil is no longer supplied, while a mechanical system blocks the return. To return to the initial state, it is necessary to supply the coil again to unlock the mechanism, and in certain cases by reversing the polarity of the supply.
Les relais statiques réalisé à base de composants électroniques sans élément mécanique, ces relais supportent moins bien les tensions élevées et sont sans rapport à l’objet de notre invention.Static relays made from electronic components without mechanical elements, these relays are less able to withstand high voltages and are not related to the object of our invention.
Dans la famille des relais électromagnétiques monostables (objet de la présente invention), il convient de comparer l’état de l’art au regard des évolutions sur différents aspects du fonctionnement d’un relais.In the family of monostable electromagnetic relays (object of the present invention), it is advisable to compare the state of the art with regard to developments in different aspects of the operation of a relay.
Au regard des relais électromagnétiques monostables, l’état de l’art se caractérise par :With regard to monostable electromagnetic relays, the state of the art is characterized by:
- EP0476183 (page 2 coll ligne 56) brevet basé sur les principes inventifs de l’augmentation des dimensions des éléments internes, qui permet d’accepter une puissance utile plus importante qui est également l’objet que nous recherchons. Mais cette invention n’indique pas de rapport direct avec la commutation rapide qui est le principe essentiel sur lequel repose notre invention.- EP0476183 (page 2 coll line 56) patent based on the inventive principles of the increase in the dimensions of the internal elements, which makes it possible to accept a greater useful power which is also the object that we are looking for. But this invention does not indicate a direct relation to fast switching which is the essential principle on which our invention is based.
US4571567 Revendication 1 (ligne 5) décrit par l'ajout de ressorts une action rapide de la commutation des contacts, cependant ce ressort ne produit pas de point d'inflexion au changement de position. En cela il est différent de notre invention.US4571567 Claim 1 (line 5) described by the addition of springs rapid action of the switching of the contacts, however this spring does not produce an inflection point at the change of position. In this it is different from our invention.
Dans le cadre de technologies de relais électromagnétiques pouvant trouver des applications compatibles au relais monostables et bistables, citons :In the context of electromagnetic relay technologies which can find applications compatible with monostable and bistable relays, let us quote:
- US4814564 : cette invention propose des solutions visant à atténuer le rebond au moment du contact, sans pour autant solutionner l'accélération du mouvement de commutation. Il ne possède donc pas de rapport avec la commutation rapide que nous cherchons.- US4814564: this invention provides solutions to attenuate the rebound at the time of contact, without however solving the acceleration of the switching movement. It therefore has nothing to do with the fast switching we are looking for.
- EP0476182 est une invention qui se rapporte à notre thématique en ce qu'il décrit l'ajout d'un ressort à lame déformable supportant des contacts, mais qui est différent en ce qu'il ne propose pas de point d'inflexion. Un autre brevet EP0208329 est similaire à EP0476182 et se diffère de ce dernier en ce qu'il propose une solution avec un basculement de l'armature, où il n'y a pas de point d'inflexion. Ces technologies restent donc étrangères à notre invention,- EP0476182 is an invention which relates to our theme in that it describes the addition of a deformable leaf spring supporting contacts, but which is different in that it does not offer a point of inflection. Another patent EP0208329 is similar to EP0476182 and differs from the latter in that it offers a solution with a tilting of the frame, where there is no inflection point. These technologies therefore remain foreign to our invention,
- EP0203515 repose sur les mêmes principes que EP0476182 et EP0208329 mais propose de contrecarrer les frottements des éléments mobiles au regard des éléments fixes lors du changement de position aux fins de réduire le rebond. Cette invention se base sur un ressort ajouté dont le point de pivotement diffère du point d'appui de l'armature lors du mouvement. Cependant et comme vu précédemment, ce ressort ne produit pas de point d'inflexion au changement de position.- EP0203515 is based on the same principles as EP0476182 and EP0208329 but proposes to counteract the friction of the mobile elements with regard to the fixed elements during the change of position in order to reduce the rebound. This invention is based on an added spring whose pivot point differs from the fulcrum of the frame during movement. However, and as seen previously, this spring does not produce an inflection point at the change of position.
Enfin des technologies mises en œuvre dans le cadre de relais électromagnétiques bistables pourraient disposer de technologies s'assimilant à notre invention. Ces technologies se caractérisent par le brevet DE3139285 qui utilise un ressort à lame, mais cela uniquement pour son maintien en position stable. Cette invention se rapporte à notre thématique en ce qu'elle décrit l'ajout d'un ressort pour une action rapide de la commutation des contacts. Toutefois elle diffère de notre invention en ce qu'elle ne propose pas de point d'inflexion.Finally, technologies implemented within the framework of bistable electromagnetic relays could have technologies assimilating to our invention. These technologies are characterized by patent DE3139285 which uses a leaf spring, but that only for its maintenance in stable position. This invention relates to our theme in that it describes the addition of a spring for rapid action of the switching of the contacts. However, it differs from our invention in that it does not offer a point of inflection.
En conséquence de l'état des connaissances, aucun dispositif connu ne permet une commutation rapide des contacts en utilisant une lame ressort activant dans son fonctionnement un point d'inflexion.As a result of the state of knowledge, no known device allows rapid switching of the contacts using a leaf spring activating in its operation an inflection point.
Description :Description:
L'invention se rapporte à un relais électromagnétique monostable caractérisée par un dispositif mobile de basculement des contacts électriques à déclenchement rapide.The invention relates to a monostable electromagnetic relay characterized by a mobile device for switching electrical contacts with quick release.
Ce dispositif mobile de basculement (f) se caractérise par :This mobile tilting device (f) is characterized by:
une lame ressort (i) qui est à la fois un composant électrique et mécanique produisant un point d'inflexion lors du basculement,a leaf spring (i) which is both an electrical and mechanical component producing an inflection point during tilting,
Une palette (g) qui a pour objet d'être attirée sur le noyau (c) de l'électro-aimant lorsque l'on applique une tension aux bornes de la bobine (d),A pallet (g) which aims to be attracted to the core (c) of the electromagnet when applying a voltage across the terminals of the coil (d),
Un prisme isolant (h) placé sur la palette (g) et reçoit la lame ressort (i) aux points de contact (o et o') en la maintenant isolée électriquement l'une de l'autre,An insulating prism (h) placed on the pallet (g) and receives the leaf spring (i) at the contact points (o and o ') while keeping it electrically isolated from one another,
Un ressort de traction (k) positionné entre le corps du relais (a) et la palette (g).A tension spring (k) positioned between the relay body (a) and the pallet (g).
Le dispositif est environné des composants suivants :The device is surrounded by the following components:
Le bloc relais composé d'un corps de relais (a), d'un connecteur (b), un ergo (I) d'attache du ressort de traction (k),The relay block composed of a relay body (a), a connector (b), an ergo (I) for attaching the tension spring (k),
D'un circuit électromagnétique de commande composé d'un noyau (c), d'une bobine électrique (d) disposant d'un fil produisant le champ magnétique dont le courant passe d'une extrémité (r) à une autre (r') placée sur son support (e), et raccordé de bornes électriques (q et q'),An electromagnetic control circuit composed of a core (c), an electric coil (d) having a wire producing the magnetic field whose current passes from one end (r) to another (r ' ) placed on its support (e), and connected with electrical terminals (q and q '),
D’un circuit électrique de puissance composée de bornes électriques (q' et q), et de contacts (s, s', s, et s').An electrical power circuit composed of electrical terminals (q 'and q), and contacts (s, s', s, and s').
La palette (g) dispose :The palette (g) has:
d'encoches (j) placées de part et d'autre de la palette à l'objet de faire office d'axe de rotation de la palette (g) dans son mouvement par rapport au corps du relais (a), d'une extrémité (m) ayant pour fonction d'attacher le ressort de traction (k) sur la palette.notches (j) placed on either side of the pallet for the purpose of acting as the axis of rotation of the pallet (g) in its movement relative to the body of the relay (a), of a end (m) whose function is to attach the tension spring (k) to the pallet.
Le noyau (c) dispose d'une surface supérieure (n) ayant pour objet de recevoir la palette (g) lorsque celleci est attirée par le phénomène de tension électrique,The core (c) has an upper surface (n) intended to receive the pallet (g) when it is attracted by the phenomenon of electric voltage,
La lame ressort (i) dispose :The leaf spring (i) has:
d'une découpe intérieure (t) qui distingue deux zones dans la lame (i), une zone intérieure (u) et une zone extérieure (u'), de cambrages distincts :an internal cut (t) which distinguishes two zones in the blade (i), an internal zone (u) and an external zone (u '), with distinct bends:
o le premier cambrage (p) placé de chaque côté de la lame ressort (i) sur la zone extérieure (u') qui se caractérise par une courbure qui fait une fonction ressort, o Le second cambrage (p') placé sur la zone intérieure (u) de la lame ressort (i) qui exerce une fonction ressort orientée inversement à celle produite par le premier cambrage (p).o the first camber (p) placed on each side of the spring leaf (i) on the outer zone (u ') which is characterized by a curvature which acts as a spring function, o The second camber (p') placed on the zone inside (u) of the leaf spring (i) which exerts a spring function oriented inversely to that produced by the first bending (p).
L'ensemble du relais doté de son dispositif mobile de basculement (f) est assemblé de la façon suivante :The entire relay with its mobile tilting device (f) is assembled as follows:
- Le corps du relais (a) est vissé sur le connecteur (b),- The relay body (a) is screwed onto the connector (b),
- le noyau (c) est fixé sur le corps du relais (a),- the core (c) is fixed on the relay body (a),
- la bobine (d) est montée sur le noyau (c) par l'intermédiaire d'un support bobine(e),- the coil (d) is mounted on the core (c) via a coil support (e),
- les bornes électriques (q) (q') (q) sont identifiées sur le connecteur (b),- the electrical terminals (q) (q ') (q) are identified on the connector (b),
- les bornes électriques (q et q') sont reliées à chacune des deux extrémités (r) (F) de la bobine (d),- the electrical terminals (q and q ') are connected to each of the two ends (r) (F) of the coil (d),
- le dispositif mobile (f) comprend la palette (g) sur laquelle est fixée un prisme isolant (h) qui reçoit luimême la lame ressort (i),the mobile device (f) comprises the pallet (g) on which is fixed an insulating prism (h) which itself receives the leaf spring (i),
- le dispositif mobile (f) possède une liaison pivot sur le corps par l'intermédiaire d'encoches (j) situées sur la palette (g),the mobile device (f) has a pivot connection on the body by means of notches (j) located on the pallet (g),
- Sur les bornes (q et q') sont rivés des contacts (s et s'),- On the terminals (q and q ') are riveted contacts (s and s'),
- Sur la lame mobile sont rivés deux contacts (s) et (s'),- On the movable blade are riveted two contacts (s) and (s'),
Le fonctionnement du relais est régi selon le procédé suivant :The operation of the relay is governed by the following process:
Lorsque la bobine(e) du relais n'est pas alimentée électriquement : aucune tension n'est appliquée entre les bornes (q) et (q'), Un ressort de traction (k) attaché sur l'ergot (I) du corps du relais (a) et sur l'extrémité (m) de la palette (g) produit un couple qui a pour effet de créer un entrefer entre la surface supérieure du noyau (n) et la palette (g), dans cette position la lame mobile permet le contact entre les bornes notées (q) et (q').When the relay coil (e) is not electrically supplied: no voltage is applied between the terminals (q) and (q '), A tension spring (k) attached to the lug (I) of the body of the relay (a) and on the end (m) of the pallet (g) produces a torque which has the effect of creating an air gap between the upper surface of the core (n) and the pallet (g), in this position the movable blade allows contact between the terminals noted (q) and (q ').
Lorsque la bobine(e) du relais est alimentée électriquement : une tension est appliquée entre les bornes (q) et (q'), le noyau (c) subit le champ magnétique et produit un effort d'attraction sur la palette mobile, la palette mobile entre alors en contact avec Je noyau, dans cette position le contact entre les bornes (q) et (q') est interrompu.When the coil (e) of the relay is electrically supplied: a voltage is applied between the terminals (q) and (q '), the core (c) undergoes the magnetic field and produces an attraction force on the moving pallet, the the movable pallet then comes into contact with the core, in this position the contact between the terminals (q) and (q ') is interrupted.
La lame ressort (i) en position « repos » (non alimenté électriquement) du relais, c'est-à-dire sans excitation de la bobine, est soumise à des forces qui s'appliquent aux points de contact (o) (o') avec le prisme.The leaf spring (i) in the "rest" position (not electrically supplied) of the relay, that is to say without excitation of the coil, is subjected to forces which apply to the contact points (o) (o ') with the prism.
Le double cambrage (p et p') de la lame ressort (i) produit un effet de ressaut (c'est-à-dire une inflexion rapide lors du changement de position de l'ensemble mobile) lorsque la bobine (d) est mise sous tension. Cette même mise sou tension provoque le déplacement de la palette (g) qui vient en contact avec la surface supérieure (n) du noyau (c).The double bending (p and p ') of the spring blade (i) produces a jumping effect (that is to say a rapid inflection when the position of the mobile assembly changes) when the coil (d) is power up. This same tensioning brings about the displacement of the pallet (g) which comes into contact with the upper surface (n) of the core (c).
Ce phénomène de ressaut a pour effet d'accélérer le changement d'état et de réduire significativement le temps de commutation.This jump effect has the effect of speeding up the change of state and significantly reducing the switching time.
Figures :Figures:
1) Vue d'ensemble du relais non alimenté électriquement1) Overview of the relay not electrically powered
2) Vue d'ensemble du relais en position alimenté électriquement2) Overview of the relay in the electrically powered position
3) Sous ensemble mobile3) Mobile sub-assembly
4) Déformation de la lame4) Deformation of the blade
Glossaire :Glossary:
(a) corps du relais (b) connecteur (c) noyau en fer pur (d) Une bobine (e) support bobine (f) ensemble mobile (g) une palette (h) prisme isolant (i) lame mobile en cuivre d'épaisseur 0.15mm (j) encoches situées sur la palette (k) ressort de traction (l) ergot du corps du relais (m) extrémité de la palette (n) surface supérieure du noyau (o) (o') lieu de contact avec le prisme.(a) relay body (b) connector (c) pure iron core (d) A coil (e) coil support (f) mobile assembly (g) a pallet (h) insulating prism (i) mobile copper blade d '' thickness 0.15mm (j) notches located on the pallet (k) tension spring (l) lug of the relay body (m) end of the pallet (n) upper surface of the core (o) (o ') place of contact with the prism.
(p) (p') deux cambrages distincts de la lame mobile (q) (q') (q) Les bornes (r) (r') extrémités de la bobine (s) contact rivé sur la borne (s') contact rivé sur la borne (s) et (s') contacts rivés sur la lame mobile (t) découpe intérieure (u) zone intérieure de la lame (u') zone extérieur de la lame(p) (p ') two separate bends of the movable blade (q) (q') (q) The terminals (r) (r ') ends of the contact coil (s) riveted on the contact terminal (s') riveted on the terminal (s) and (s ') contacts riveted on the movable blade (t) interior cutout (u) interior area of the blade (u') exterior area of the blade
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2018
- 2018-06-08 FR FR1800602A patent/FR3082353B1/en not_active Expired - Fee Related
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