Brevet FR2349206A1 — publié le 19771118

L'invention se rapporte à un contacteur électrique qui comprend un noyau magnétique fixé dans un boîtier ainsi qu'une armature mobile de manoeuvre d'un porte-barrettes de contact. L'assemblage de l'armature mobile et du portebarrettes de contact a été résolu de manières les plus diverses dans des contacteurs connus de ce type. Les assemblages les plus connus entre les porte-barrettes et l'armature sont directs, par exemple au moyen de broches ou autres, mais il existe aussi des assemblages indirects au moyen d'un système à levier de renvoi. La plupart des contacteurs connus ont en commun que le porte-barrettes de contact est d'un mode de réalisation relativement complexe, que l'assemblage à l'armature mobile nécessite un montage qui n'est passans difficulté et de nombreuses pièces dont les tolérances, la résistance mécanique- et la résistance à l'usure doivent correspondre à certains critères afin de ne pas provoquer de défaillances pendant la durée de vie utile exigée du contacteur.Les contacteurs connus ont de plus l'inconvénient qu'ils sont pour la plupart de types qui sont très sensibles à la position qu'ils occupent, c'està-dire qu'ils ne conviennent qu'à une position de montage bien déterminée ou au maximum qu'à une position qui ne s'écarte que faiblement à la position de consigne, le poids du porte-barrettes de contact et des pièces correspondantes de montage n'étant pas la moindre cause de cette dépendance. L'invention a pour objet un contacteur électrique dont les inconvénients mentionnés sont pratiquement éliminés et en particulier dont les pièces sont simples sans toutefois affecter la fiabilité et la vie utile, ce contacteur étant conçu de manière à être peu sensible ou même totalement insensible à la position qutil occupe. Selon une particularité essentielle de l'invention, au moins un élément élastique applique étroitement le porte-barrettes de contact contre ladite armature mobile à laquelle il n'est pas assujetti et des parties en relief du boitier le retiennent et le guident dans son plan de déplacement. Cette conception permet de réduire à un minimum le nombre des pièces nécessaires et de plus d'éviter pratiquement la nécessité d'utiliser des pièces sujettes à usure pour l'assemblage de l'armature mobile et du porte-barrettes de contact. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, le porte-barrettes est une pièce plate et même si possible une pièce découpée de matière plastique, mais de toute manière formée d'une plaquette ayant une épaisseur constante sur toute sa surface (indépendamment des fluctuations dues aux tolérances de fabrication). Il est possible ainsi non seulement de réaliser le porte-barrettes à bon marché, mais de plus d'obtenir une réduction de poids qui n'est pas négligeable par rapport aux modes de réalisation connus. Cette économie de poids contribue considérablement à l'insensibilité recherchée à la position qu'occupe le contacteur. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, le porte-barrettes de contact a du côté tourné à l'opposé de l'armature mobile une forme en peigne dont les échancrures sont parallèles à la direction de ses déplacements. Ces échancrures allongent les lignes de fuite entre les différentes barrettes de contact disposées de préférence entre ses échancrures avec en particulier pour avantage qu'il est possible de réduire les exigences imposées à la résistance aux courants de fuite superficielles de la matière et donc en dernier ressort de faire une économie. Ces échancrures parallèles à la direction des mouvements du porte-barrettes ont un autre avantage lorsque ce dernier pénètre sur les côtés de ces échancrures dans des rainures de guidage de nervures ou profilages en relief sur le boîtier du côté intérieur. En effet,elles constituent des guides auxiliaires de ce porte-barrettes en contribuant à stabiliser ses déplacements et en réduisant ou même en éliminant totalement son risque de coincement. Comme mentionné précédemment, au moins un élément élastique applique étroitement le porte-barrettes contre l'armature mobile2 conformément à l'invention. Dans ce contexte et selon un mode de réalisation avantageux, cet élément élastique ou plusieurs de ces éléments sont logés entre le porte-barrettes de contact et la surface du boitiervers laquelle ce porte-barrettes se dirige lorsque l'armature retombe en s'écartant du noyau magnétique. Selon un mode de réalisation avantageux de montage de ces éléments élastiques, le porte-barrettes comporte du côté tourné à l'opposé de l'armature mobile des dents de peigne situées entre lesdites échancrure qui sont parallèles à la direction des déplacements, l'une de ces dents (en présence d'un unique élément élastique) ou plusieurs de ces dents (dans le cas de plusieurs éléments élastiques) comportant à l'extrémité un ergot en saillie dans le plan des déplacements. Conformément à ce mode de réalisation, la surface du boîtier tournée vers les dents de peigne du portebarrettes comporte,dans les parties en regard des ergots en saillie, des parties en relief également en forme d'ergots ou de mamelons ou - en variante - des alvéoles en creux dans cette surface du boitier.Ces dispositions constituent des éléments de fixation et des appuis qui sont très sûrs et de plus simples et faciles à fabriquer en particulier pour des ressorts de compression hélicoïdaux. Il est particulièrement judicieux dans le cadre de l'invention et notamment pour conférer au contacteur une insensibilité pratiquement totale à la position qu'il occupe, de donner un poids tres faible aux pièces manoeuvrées par l'armature mobile. Selon un mode de réalisation contribuant à réduire le poids, le porte-barrettes de contact comporte pour chacune de celles-ci un évidement de préférence sensiblement rectangulaire. Selon un mode de réalisation contribuant fortement à rendre le contacteur insensible à la position qu'il occupe, un ergot en saillie dans le fond de chacun de ces évidements et dont l'axe de symétrie a la même orientation que la direction des déplacements constitue un organe d'immobilisation d'un élément élastique de retenue d'une barrette de contact.Ces évidements d'allègement et ces supports des ressorts de retenue des barrettes de contact permettent aux pièces d'être extrêmement simples et permettent la réalisation d'un groupe fonctionnel extrêmement léger, formé des pièces mobiles, de manière que leur poids propre n'entre que pour une faibie partie dans les forces élastiques que doivent exercer les ressorts et donc que le contacteur puisse fonctionner de manière fiable et pratiquement avec une pression de contact constante en toute position de montage. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une coupe transversale, passant par l'axe de symétrie, d'un contacteur électrique selon l'invention ; et la figure 2 en est une coupe longitudinale selon la ligne A - B de la figure 1. Le contacteur électrique représenté sur la figure 1 est disposé dans un boîtier en deux parties 11 et 12 qui sont vissées l'une sur l'autre ou qui sont assemblées par encliquetage de manière non représentée lorsqu'elles sont en état de fonctionnement. Ces moitiés 11 et 12 de boiter logent les pièces essentielles suivantes : un noyau magnétique 13 fixé dans la moitié 11 du boiter, une bobine magnétique 14 assujettie au noyau 13 et au demi-boîtier 11 et comprenant un bobinage 15, une armature mobile 16 et finalement un groupe de pièces de connexion et de contact des liaisons électriques devant être assurées par le contacteur.Ce groupe de pièces -qui sont disposées dans le demi-boStier 12- se compose essentiellement de plusieurs plaquettes de contact, dont celles qui portent les références 17 et 18 sont visibles sur la figure 1 et dont celles qui portent les références 19 et 20 sont représentées en lignes brisées, car elles sont cachées et non visibles dans la représentation de la figure 1 ; ces pièces comprennent par ailleurs des vis de connexion, dont celles qui portent les références 21 et 22 sont visibles sur la figure 1, un porte-barrettes de contact 23 ainsi que ces barrettes dont deux portent les références 24 et 25 sont aussi visibles sur cette figure. Des pièces qui sont essentielles aux fonctions de commutation voulues sont plusieurs éléments élastiques qui, dans le cas particulier, sont tous des ressorts de compression hélicoïdaux. Tout d'abord, les ressorts 26 et 27 (le ressort 27 n'est visible que sur la figure 2 qui sera décrite plus bas) sont fixés entre la bobine magnétique 14 et un verrou 28 qui traverse l'armature 16 et sont destinés à écarter cette armature 16 du noyau magnétique en la rapprochant des plaquettes de connexion 17 à 20 et à la retenir à la position représentée lorsque le système électromagnétique n'est pas en état d'excitation. Par ailleurs, deux autres ressorts hélicoïdaux de compression, dont un seul est visible et porte la référence 29, sont immobilisés à l'extrémité gauche, dans la représentation du dessin, par une saillie 30 en forme d'ergot du portebarrettes 23, tandis que leur autre extrémité est logée dans une cavité 31 de la cloison 32 du demi-boîtier 12.Le second ressort de compression qui est disposé symétriquement par rapport à celui qui porte la référence 29 est fixé de manière identique entre la cloison 32 du demi-boîtier 12 et le porte-barrettes 23. Finalement, des ressorts hélicoldaux de compression 33 et 34 exercent leur force sur les barrettes de contact 24 et 25, d'autres ressorts identiques étant affectés aux postes de contact des plaquettes de connexion 17 et 18, mais n'étant pas visibles sur cette figure. Ces ressorts 33 et 34 sont aussi montés à l'extrémité droite, dans la représentation du dessin, sur des saillies en forme d'ergots 35 et 36 qui sont en relief à l'intérieur d'évidements sensiblement rectangulaires 37 et 38 du porte-barrettes 23, ces ressorts exerçant par leur autre extrémité une poussée sur le milieu de la longueur des barrettes de contact 24 et 25. La figure 2 permet de mieux comprendre la disposition générale des pièces mentionnées. Cette représentation est tournée de 900 par rapport à celle de la figure 1. Elle illustre également les demi-boîtiers li et 12, le noyau magnétique 13 sur lequel sont fixés la bobine magnétique 14 et le bobinage 15, l'armature 16 ainsi que le porte-barrettes de contact 23 appliqué contre cette dernière. Les plaquettes de connexion qui sont visibles sont celle qui porte la référence 18 sur la figure 1 et qui est fixée par la vis de connexion 22 ainsi qu'une autre qui porte la référence 39, qui n'a pas été mentionnée précédemment, qui correspond à la plaquette 18 et qui est fixée par une vis 40.Une barrette de contact 41 qui ntest pas visible sur la figure 1 peut relier électriquement ces plaquettes de connexion 18 et 39 lorsque l'armature mobile 16 et le porte-barrettes 23 sont en position correspondante, un ressort hélicoldal 42 de compression assurant la pression nécessaire de contact. Ce ressort 42 est identique aux ressorts 33 et 34 représentés sur la figure 1 et déjà décrits en regard de cette dernière et il est fixé de la même manière que ceux-ci dans le porte-barrettes 23. On mentionnera encore les ressorts 26 et 27 déjà décrits et, comme indiqué plus haut, fixés entre la bobine magnétique 14 et le verrou 28. Le mode de fonctionnement du contacteur représenté sur les figures 1 et 2 est bien connu et ne sera donc décrit que superficiellement : dès qu'un courant électrique circule dans le bobinage 15, le système magnétique se composant du noyau 13 et de la bobine 14 est excité et l'armature 16 se déplace vers le noyau 13 en surmontant la force des ressorts 26 et 27. Le portebarrettes 23 suit le mouvement de l'armature 16, car il est soumis à la précontrainte des ressorts mentionnés, montés entre la cloison 32 du boîtier et lui-m8me (le seul ressort de compression visible est celui qui porte la référence 29), ce support 23 entraînant avec lui les barrettes de contact 24, 25, 41 et une autre qui n'est pas visible sur les dessins et qui est associée au système de contact représenté au bas de la figure 1 et comprenant la plaquette de connexion 17.La course que l'armature 16 et le porte-barrettes 23 doivent effectuer vers le noyau magnétique 13 est de manière bien connue et visible plus grande que la distance séparant les barrettes de contact et les contacts (non référencés) des plaquettes de connexion lorsque le contacteur n'est pas sous excitation, par exemple la distance séparant la barrette 41 et les plaquettes de connexion 18 et 39 de la figure 2. Dès que les barrettes (41) sont appliquées contre les contacts des plaquettes (18, 39) devant être reliés électriquement, les ressorts hélicoïdaux (33, 34, 42) affectés à ces plaquettes commencent en conséquence de se comprimer et exercent donc la pression nécessaire de contact.A l'instant auquel l'arrivée de courant au bobinage 15 du système magnétique est coupée, l'armature 16 retombe, c'est-à-dire que la précontrainte des ressorts hélicoïdaux 26 et 27 la repousse vers la cloison 32 du demi-boitier 12, cette armature emmenant avec elle le portebarrettes 23 et remettant toutes les pièces mentionnées à la position représentée. Selon une particularité essentielle de l'invention, le porte-barrettes 23 n'est pas assujetti d'une manière quelconque et classique à l'armature 16,, mais -est simplement serré entre l'armature 16 et des ressorts hélicoïdaux de compression (29) qui prennent appui contre la cloison 32 du boîtier. Ce mode de montage ainsi que d'autres dispositions avantageuses qui ont été mentionnées préalablement permettent une réalisation très avantageusement légère et toutefois fiable de ce porte-barrettes, comme le montre en particulier la figure 2.Il n'a pas été rappelé dans la description en regard des dessins que le porte-barrettes 23 comporte des échancrures (dont celles qui portent les références 43 et 44 sont visibles sur la figure 1) qui sont orientées dans la direction des déplacements et qui confèrent à ce support une forme en peigne, c'est-à-dire que ce support comporte du côté droit, dans la représentation du dessin, quatre dents de peigne, dans le cas particulier, dont deux sont-visibles et portent les références 45 et 46. Ces dents allongent comme mentionné plus haut les lignes de fuite, mais servent aussi à guider et à stabiliser le porte-barrettes 23, car elles s'insèrent dans des rainures de guidage (les rainures 47, 48, 49 et 50 sont visibles sur la figure 1) constituées par des profilages (dont ceux qui portent les références 51 et 52 sont visibles) et des nervures (la nervure 53 est visible) en saillie sur la cloison 32 du demi-boStier 12. Ce porte-barrettes 23 dispose ainsi d'un guidage fiable et multiple qui lui évite de se coincer et d'entraver les fonctions de commutation. Il va de soi que diverses autres modifications peuvent être apportées au contacteur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Contacteur électrique comprenant un noyau magnétique fixé dans un boîtier ainsi qu'une armature mobile de manoeuvre d'un porte-barrettes de contact, caractérisé en ce que la force d'au moins un élément élastique (29) applique étroitement ledit porte-barrettes de contact (23) contre l'armature mobile (16) à laquelle il n'est pas assujetti et des parties en saillie (51, 52, 53) du boitier (12) le retiennent et le guident dans son plan de déplacement. 2. Contacteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le porte-barrettes de contact (23) est un élément plan. 3. Contacteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le porte-barrettes de contact (23) est en matériau ayant pratiquement une épaisseur constante sur toute sa surface. 4. Contacteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le porte-barrettes de contact (23) a du côté opposé à celui de l'armature mobile (16) une forme en peigne présentant des échancrures (43, 44) orientées dans la direction des déplacements. 5. Contacteur électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le porte-barrettes de contact (23) pénètre sur les côtés de ses échancrures (43, 44) orientées dans la direction de ses déplacements, c'est-à-dire par ses bords extérieurs dans des rainures de guidage (47 à 50) formées par des profilages (51, 52) ou des nervures (53) en saillie sur le boitier (12) vers l'intérieur de ce dernier. 6. Contacteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins un élément élastique (29) de poussée du porte-barrettes de contact contre l'armature mobile est monté entre ce porte-barrettes (23) et la surface du boitier (32)vers laquelle ce dernier se déplace lors de la retombée de l'armature (16) qui s'écarte alors du noyau magnétique (13). 7. Contacteur électrique selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ledit porte-barrettes de contact (23) comporte du caté tourné à l'opposé de l'armature mobile (16) des dents de peigne (45, 46) situées entre lesdites échancrures (43, 44) et dont au moins une comporte à l'extrémité un ergot (30) en saillie, situé dans le plan des déplacements. 8. Contacteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface (32) du boitier tcurnée vers lesdites dents de peigne (45, 46) du porte-barrettes comporte,dans les parties en regard des ergots (30) en saillie sur lesdites dents,des saillies qui sont aussi en forme d'ergots ou de mamelons ou -en variante- des cavités (31) en creux dans ladite surface du boîtier. 9. Contacteur électrique selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que des ressorts héli cotidaux (29) qui exercent une poussée sur le porte-barrettes de contact (23) vers l'armature mobile (16) sont disposés entre les ergots (30) en saillie sur les dents de peigne (45) du porte-barrettes et les saillies ou cavités (31) en regard réalisées dans la surface du boiter. 10. Contacteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le porte-barrettes de contact (23) comprend pour chacune de ces barrettes (24, 25, 41) un évidement (37, 38) de préférence sensiblement rectangulaire. 11. Contacteur électrique selon la revendication 10, caractérisé en ce que les évidements (37, 38) de logement des barrettes de contact (24, 25, 41) comportent des ergots (35, 36) en saillie vers l'intérieur de ces évidements et dont l'axe de symétrie est orienté dans la direction des déplacements, ces ergots étant destinés à fixer la position d'éléments élastiques (33, 34, 42) de retenue des barrettes de contact. 12. Contacteur électrique selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que les barrettes de contact (24, 25, 41) sont perpendiculaires au plan de leur support (23) et des ressorts hélicoïdaux de compression (33, 34, 42)les maintien nent en position sous précontrainte.