L'invention concerne un relais électromagnétique, notamment pour un véhicule automobile.

L'invention concerne plus particulièrement un relais électromagnétique, notamment pour un véhicule automobile, comportant :

- une base comportant un logement à l'intérieur duquel est fixé un électro-aimant ;

- une lame comportant un premier bras d'extrémité qui est fixé sur la base, tandis qu'un deuxième bras d'extrémité mobile porte un plot de contact mobile, le bras mobile comportant une face interne tournée vers l'électro-aimant, le bras fixe étant relié au bras mobile pas l'intermédiaire d'un tronçon flexible élastiquement formant charnière ;

- une armature qui est fixée sur une face interne du bras mobile en vis-à-vis de l'électro-aimant et qui est montée articulée sur la base ;

le relais présentant des faces externes, notamment de la base et de la lame, qui sont tournées à l'opposé de l'électro-aimant, et qui présentent des surfaces libres sur lesquelles aucun élément n'est en contact.

L'usage de tels relais est courant dans les installations électriques des véhicules automobiles. Les relais sont notamment utilisés pour commander par impulsion l'activation de certains appareils électriques tels que les klaxons.

Ces relais remplissent parfaitement leur fonction d'interrupteur commandé. Néanmoins, leur utilisation s'accompagne d'effets sonores indésirables. En effet, à chaque actionnement du relais, plusieurs composants du relais s'entrechoquent. Ainsi, lors de la fermeture du relais, l'armature percute l'électro-aimant, et le plot de contact mobile percute aussi le plot de contact fixe. En outre, au retour vers sa position ouverte, le bras mobile de la lame vient percuter une butée d'arrêt.

Ces différents chocs se traduisent par des vibrations qui résonnent dans les différents composants du relais. Les vibrations de certaines surfaces des composants se transmettent à l'air, en d'autres termes les surfaces vibrantes émettent un rayonnement d'ondes acoustiques qui sont audibles par les passagers du véhicule.

Du fait de la variété des composants du relais, notamment de leur forme et de leur matériau constituant, le relais comporte plusieurs fréquences de résonance qui sont susceptibles d'être activés simultanément. Ces fréquences de résonance s'étalent sur une large bande qui va de hautes fréquences à de basses fréquences.

Dans le domaine technique des véhicules automobiles, le fonctionnement du moteur et/ou le roulement des roues sur la chaussée provoquent la mise en vibration de la structure du véhicule automobile. Les techniques d'amortissement et d'isolation acoustique connues permettent de limiter le bruit produit par ces vibrations. De manière générale, la plupart des ondes acoustiques se propageant dans l'habitacle du véhicule ont des fréquences basses, les passagers entendent ainsi un ronflement grave.

Néanmoins, les relais couramment utilisés sont susceptibles d'émettre des sons aigus qui sont perceptibles par les passagers. Notamment, certaines portions de la lame métallique du relais sont susceptibles de rayonner des ondes acoustiques à haute fréquence.

Le document EP-A-1.684.319 propose de résoudre ce problème en appliquant un matériau amortisseur à la charnière entre l'armature et la base. Ce matériau amortisseur permet notamment de ralentir la vitesse de déplacement de l'armature vers l'électro-aimant. La percussion de l'armature contre l'électro-aimant est de ce fait moins forte, ce qui se traduit par une diminution de l'amplitude des vibrations, et ainsi du volume sonore des sons rayonnants.

Néanmoins, cette solution n'est pas satisfaisante, car si elle résout une partie du problème acoustique, elle dégrade la qualité de fonctionnement du relais. En effet, le temps de réponse du relais est ralenti.

De plus, le rappel élastique du relais vers sa position ouverte est plus lent, ceci prolonge la durée de contact entre le plot de contact mobile et le plot de contact fixe. La durée de l'arc électrique entre le plot de contact mobile et le plot de contact fixe sera donc aussi prolongée. Ceci peut entraîner à terme une soudure du plot de contact mobile contre le plot par échauffement, notamment en cas d'usage répété du relais durant un laps de temps assez court.

L'invention propose de résoudre ce problème acoustique sans dégrader le fonctionnement du relais. En outre, l'invention est applicable à moindres coûts et de manière simple aux relais standard déjà montés.

Ainsi, la présente invention propose un relais du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une couche d'amortissement en matériau viscoélastique qui revêt au moins une portion des surfaces externes libres du relais, une même couche d'amortissement revêtant uniquement les surfaces externes libres d'éléments fixes les uns par rapport aux autres.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention :

- une première couche d'amortissement revêt au moins en partie la surface externe libre du bras mobile de la lame ;

- la première couche d'amortissement revêt aussi au moins en partie une surface externe libre de l'armature en chevauchant le bras mobile ;

- une deuxième couche d'amortissement revêt au moins en partie la surface externe libre du bras fixe de la lame ; - la deuxième couche d'amortissement revêt aussi au moins en partie la surface externe libre de la base en chevauchant le bras fixe de la lame ;

- au moins une couche d'amortissement est constituée d'un matériau viscoélastique monolithique ;

- au moins une couche d'amortissement est constituée d'un matériau viscoélastique alvéolaire ;

- le matériau viscoélastique adhère à la surface externe libre du relais par l'intermédiaire d'une couche de colle ;

- le matériau viscoélastique présente des propriétés qui permettent à la couche d'amortissement d'adhérer directement à la surface externe du relais ;

- la formulation du matériau viscoélastique ne comporte pas de silicone.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés parmi lesquels :

- la figure 1 est une vue en coupe verticale longitudinale qui représente un relais réalisé selon les enseignements de l'invention ;

- la figure 2 est une vue de dessus du relais de la figure 1 sur laquelle apparaît une face externe de l'armature et une face externe du bras mobile du plot de contact mobile qui sont revêtues d'une première couche de matériau viscoélastique ;

- la figure 3 est une vue de derrière qui représente une face arrière de la base sur laquelle est fixé le bras fixe de la lame, le bras et la face arrière de la base étant revêtus d'une deuxième couche de matériau viscoélastique.

Dans la suite de la description, on adoptera des orientations :

- longitudinale qui est indiquée aux figures par la flèche "L" dirigée d'arrière en avant ; - verticale qui est indiquée aux figures par la flèche "V" dirigée de bas en haut ;

- transversale qui est indiquée aux figures par la flèche "T" dirigée de gauche à droite.

Ces orientations sont adoptées à titre non limitatif pour simplifier la compréhension de la description. En particulier, l'orientation verticale ne correspond pas forcément à la direction de la gravité.

On a représenté à la figure 1 un relais 10 électromagnétique. Il s'agit par exemple d'un relais 10 qui est embarqué sur un véhicule automobile pour commander l'actionnement d'un klaxon.

Le relais 10 comporte une base 12 fixe qui présente ici la forme d'une cornière. La base 12 présente notamment une aile 14 horizontale inférieure et une aile 16 verticale transversale qui s'étend depuis le bord transversal arrière de l'aile 14 inférieure. La base 12 est par exemple réalisée en un matériau plastique.

Les deux ailes 14, 16 délimitent vers le bas et vers l'arrière un logement à l'intérieur duquel est fixé un électro-aimant 18. Le logement peut être fermé transversalement par des plaques (non représentées) verticales latérales.

De manière connue, l'électro-aimant 18 comporte un bobinage 20 qui est enroulé autour d'un noyau 22 ferrométallique. Le noyau 22 se présente sous la forme d'une barre d'axe vertical "A". L'électro-aimant 18 est ici fixé sur une face interne 24 de l'aile 14 inférieure de la base 12.

L'extrémité supérieure du noyau 22 fait saillie verticalement par rapport au bobinage 20.

Le relais 10 comporte aussi une lame 26 déformable élastiquement en flexion qui comporte un premier bras 28 vertical d'extrémité fixé sur la base 12, et un deuxième bras 30 longitudinal d'extrémité mobile. La lame 26 est réalisée en métal. Le premier bras 28 fixe est relié au bras 30 mobile par l'intermédiaire d'un tronçon 31 flexible élastiquement formant charnière entre les deux bras 28, 30. Le tronçon 31 flexible présente une forme courbe tandis que les deux bras 28, 30 sont sensiblement rectilignes. Le tronçon 31 flexible s'étend depuis l'extrémité supérieure du bras 28 fixe jusqu'à l'extrémité arrière du bras 30 mobile. Au repos, la lame 26 présente ainsi globalement la forme d'un "L" inversé.

La lame 26 est par exemple obtenue par pliage d'une lame métallique transversale verticale au niveau du tronçon 31 flexible.

Le premier bras 28 fixe comporte une face interne qui est plaquée contre une face 32 externe de l'aile 16 verticale. Le bras 28 fixe est fixé contre l'aile 16 verticale par l'intermédiaire de moyens de fixation tels que des rivets 34.

Le deuxième bras 30 mobile s'étend depuis le tronçon 31 flexible jusqu'à une extrémité avant libre de manière qu'un tronçon intermédiaire du deuxième bras 30 mobile passe au dessus du noyau 22 de l'électro-aimant 18.

Le deuxième bras 30 mobile présente ainsi une face interne qui est tournée vers l'électro-aimant 18 et une face opposée dite face externe.

L'extrémité libre du bras 30 mobile porte un plot de contact mobile 36 sur sa face interne. Ce plot de contact mobile 36 est agencé verticalement au-dessus et à proximité d'un plot fixe 38 de contact.

Une armature 40 est fixée sur la face interne du bras 30 mobile en vis-à-vis du noyau 22 de l'électro-aimant 18. L'armature 40 se présente sous la forme d'une plaque globalement horizontale en matériau ferrométallique qui est ainsi susceptible d'être attirée contre le noyau 22 de l'électro-aimant 18 lorsque le bobinage 20 est alimenté en électricité.

L'armature 40 est par exemple fixée sous le bras 30 mobile par des rivets 42. Le bord transversal arrière de l'armature 40 est en outre monté articulée sur le bord supérieur de l'aile 16 verticale de la base 12 pour permettre le pivotement de l'armature 40 autour d'un axe "B" transversal.

Le bras 30 mobile et l'armature 40 sont ainsi susceptibles de pivoter autour de l'axe "B" transversal par rapport au bras 28 fixe et par rapport à l'aile 16 verticale entre une position extrême supérieure dite "d'ouverture" vers laquelle ils sont rappelés élastiquement par le tronçon 31 flexible, comme représenté à la figure 1, et une position extrême inférieure dite "de fermeture" (non représentée).

Une butée 39 est en outre agencée verticalement au-dessus et à proximité de la face externe de l'extrémité libre du bras 30 mobile. Ainsi, le débattement en pivotement du bras 30 mobile et de l'armature 40 est limité dans sa position supérieure d'ouverture par le contact de l'extrémité libre du bras 30 mobile avec la butée 39 et dans sa position inférieure de fermeture par contact du plot de contact mobile 36 avec le plot fixe 38.

Le relais 10 est un interrupteur électrique qui est interposé dans un circuit électrique (non représenté), le plot de contact mobile 36 et le plot fixe 38 étant chacun relié à une extrémité d'un circuit électrique (non représenté). Lors de son fonctionnement, le relais 10 est susceptible d'occuper deux états :

- un état ouvert dans lequel le plot de contact mobile 36 n'est pas en contact avec le plot fixe 38 et dans lequel le bras 30 mobile occupe sa position supérieure d'ouverture ;

- un état fermé dans lequel le plot de contact mobile 36 est en contact avec le plot fixe 38 et dans lequel le bras 30 mobile occupe sa position inférieure de fermeture.

Dans le premier état ouvert, aucun courant électrique ne passe dans le bobinage 20. L'armature 40 n'est donc pas attirée par le noyau 22. Le tronçon 31 flexible de la lame 26 rappelle élastiquement le bras 30 mobile vers sa position supérieure d'ouverture dans laquelle son extrémité libre est appuyée contre la butée 39. La lame 26 est ici montée précontrainte de manière que l'extrémité libre du bras 30 mobile soit plaquée fortement vers le haut contre la butée 39 afin de maintenir fermement le bras 30 mobile dans sa position d'ouverture.

Pour commander le relais 10 dans son deuxième état fermé, le bobinage 20 est alimenté en courant électrique de manière que l'armature 40 soit attirée par le noyau 22 de l'électro-aimant à encontre de l'effort de rappel élastique du tronçon 31 flexible.

Le bras 30 mobile pivote alors vers sa position inférieure de fermeture jusqu'à ce que l'armature 40 vienne percuter le noyau 22. Le plot de contact mobile 36 est alors en contact avec le plot fixe 38.

Le plot fixe 38 est agencé de manière que le plot de contact mobile 36 percute le plot fixe 38 avant que l'armature 40 ne percute le noyau 22. Ceci permet d'assurer que le plot de contact mobile 36 est en contact avec le plot fixe 38 lorsque le bras 30 mobile est dans sa position inférieure de fermeture. La souplesse en flexion du bras 30 mobile autorise l'armature 40 à venir en contact avec le noyau 22 après que le plot de contact mobile 36 ait percuté le plot fixe 38.

Pour la suite de la description, on définit des faces externes comme étant des faces qui sont tournées à l'opposé de l'électro-aimant 18. Ainsi, les faces suivantes sont des faces externes :

- la face 32 verticale arrière de l'aile 16 verticale ;

- la face 44 horizontale inférieure de l'aile 14 inférieure ;

- la face 46 horizontale supérieure de l'armature 40 ;

- la face 48 supérieure du bras 30 mobile ;

- la face 50 arrière du bras 28 fixe.

On définit aussi une surface externe libre comme étant une portion de face externe sur laquelle aucun élément n'est en contact. Ainsi les portions de la face 32 arrière de l'aile 16 qui ne sont pas recouverte par le bras 28 fixe forment des surfaces externes libres.

On a constaté que la percussion du plot de contact mobile 36 contre le plot fixe 38, la percussion de l'armature 40 contre le noyau 22 et la percussion du bras 30 mobile contre la butée 39 provoquent chacune une excitation qui fait entrer en résonance les différents composants du relais 10. Des vibrations se répandent ainsi notamment sur les surfaces externes libres des composants. Certaines de ces vibrations provoquent un rayonnement d'ondes acoustiques qui se propagent vers l'extérieur du fait de l'orientation des surfaces externes. L'invention propose un moyen pour atténuer l'amplitude de ces ondes acoustiques, notamment pour les ondes acoustiques aiguës.

A cet effet, le relais 10 comporte au moins une couche 52A, 52B d'amortissement en matériau viscoélastique qui revêt au moins une portion des surfaces externes libres du relais 10. Ces couches 52A, 52B d'amortissement permettent d'atténuer les ondes acoustiques rayonnées vers l'extérieur.

Ces couches 52A, 52B d'amortissement permettent en outre d'augmenter le taux d'amortissement des divers composants du relais 10.

La couche 52A, 52B d'amortissement adhère à la totalité de la surface externe libre qu'elle revêt.

En outre, il est très aisé d'appliquer une couche 52A, 52B d'amortissement sur un relais 10 existant car il n'est pas nécessaire de le démonter du fait que les surfaces externes libres sont accessibles directement.

Cependant, pour éviter qu'une des couches 52A, 52B d'amortissement n'entrave les déplacements des différents éléments mobiles, une même couche 52A, 52B d'amortissement ne revêt que les surfaces externes d'éléments fixes les uns par rapport aux autres.

Ainsi, cela exclut qu'une même couche d'amortissement ne chevauche l'articulation entre l'armature 40 et la base 12.

De même, le bras 30 mobile n'est pas fixe par rapport au bras 28 fixe. Ceci exclut qu'une couche d'amortissement soit appliquée sur le tronçon 31 flexible qui est une charnière entre ces deux éléments mobiles l'une par rapport à l'autre. En effet, les deux extrémités du tronçon 31 flexible devant être mobile sans entrave l'une par rapport à l'autre.

Chaque couche 52A, 52B d'amortissement est délimitée par un contour. Conformément à ce qui a été défini dans les paragraphes précédents, les contours de deux couches 52A, 52B d'amortissement qui revêtent chacune un élément mobile par rapport à l'autre ne peuvent pas se superposer.

Comme représenté aux figures 1 et 2, une première couche 52A d'amortissement revêt ici la surface externe du bras 30 mobile de la lame 26.

En outre, une partie de la face supérieure 46 de l'armature 40 présente une surface externe libre qui n'est pas recouverte par le bras 30 mobile. L'armature 40 étant fixe par rapport au bras 30 mobile, la surface externe libre de l'armature 40 est aussi recouverte par la première couche 52A d'amortissement en chevauchant le bras 30 mobile.

Ceci permet d'augmenter l'aire de surface externe libre recouverte par la première couche 52A d'amortissement, et par conséquent d'atténuer le rayonnement acoustique susceptible d'être émis par toute cette surface.

En outre, on a observé que, malgré la fixation du bras 30 mobile avec l'armature 40, certaines zones du bras 30 mobile à l'écart des rivets 42 est susceptible de vibrer librement par rapport à l'armature. Le fait que la première couche 52A d'amortissement chevauche le bras 30 mobile en adhérant à la surface externe libre de l'armature 40 permet de parfaire la fixation du bras 30 mobile avec l'armature 40 en empêchant lesdites zones du bras 30 mobile de vibrer librement par rapport à l'armature 40.

Comme représenté aux figures 1 et 3, le relais 10 comporte aussi une deuxième couche 52B d'amortissement qui revêt au moins en partie la face externe du bras 28 fixe de la lame 26.

Comme représenté à la figure 3, une partie de la face arrière 32 de l'aile 16 verticale n'est pas recouverte par le bras 28 fixe. L'aile 16 verticale étant fixe par rapport au bras 28 fixe, la surface externe libre de l'aile 16 verticale est aussi recouverte par la deuxième couche 52B d'amortissement en chevauchant le bras 28 fixe.

Cet agencement de la deuxième couche 52B d'amortissement procure les mêmes avantage que celui de la première couche 52A d'amortissement, c'est-à-dire qu'il permet d'atténuer les ondes acoustiques sur une grande surface, et il permet de réduire les vibrations libres de certaines zones du bras 28 fixe par rapport à l'aile 16.

Dans l'exemple représenté aux figures, chaque couche

52A, 52B d'amortissement est constituée d'un matériau viscoélastique monolithique.

Le matériau viscoélastique présente ici des propriétés qui permettent à la couche 52A, 52B d'amortissement d'adhérer directement à la surface externe du relais 10.

Le matériau viscoélastique se présente par exemple sous la forme d'une résine qui est appliquée directement sur les surfaces externes libres. En durcissant, la résine forme une couche d'amortissement qui adhère parfaitement à la surface externe libre qu'elle revêt.

Selon une variante non représentée de l'invention, la couche d'amortissement est constituée d'un matériau viscoélastique alvéolaire. La couche d'amortissement adhère alors à la sur face externe du relais par l'intermédiaire d'une couche de colle préalablement appliquée directement sur la surface externe libre à revêtir.

Avantageusement, la formulation du matériau viscoélastique ne comporte pas de produits susceptibles de détériorer le plot de contact mobile. Par exemple, la formulation ne comporte pas de silicone.

L'invention permet ainsi d'atténuer les ondes acoustiques, notamment les ondes à hautes fréquences, facilement et de manière peu onéreuse, sans dégrader le fonctionnement du relais 10.