Brevet FR2412159A1 — publié le 19790713

L'invention concerne un procédé de réalisation d'un déclencheur de très grande sensibilité et de stabilisation de la sensibilité d'un déclencheur, souvent dénommé aussi "relais" ou "relais de déclenchement, en particulier pour disjoncteur de protection à courant de défaut. Elle a pour objet des déclencheurs, en particulier des déclencheurs à aimant de maintien avec une armature et une culasse en un matériau magnétique doux, qui résistent à la corrosion et sont excités par un aimant permanent,un électro-aimant ou un magnétisme (ou champ magnétique) rémanent. Des déclencheurs de ce type sont constitués, on le sait, par une armature et une culasse en matériaux magnétiques, qui sont en face l'un de l'autre en laissant un entrefer au niveau des poles9 par un ensemble destiné à produire le flux magnétique, le plus souvent un aimant permanent, par la bobine de déclenchement et par un ressort de rappel qui tend à séparer l'armature, reposant sur les pôles de la culasse du fait du flux d'excitation, des pôles de la culasse, laquelle se sépare ou est relâchée dès qu'un courant passe par la bobine d'excitation et produit un flux magnétique de direction opposée à celui de l'ai^ mant permanent. le relachement de l'armature déclenche par exemple un verrouillage du disjoncteur ou un verrou de maintien d'un disjoncteur de protection à courant de défaut ; son réarmement (ou réenclenchement) a le plus souvent lieu par voie mécanique, par exemple par l'intermédiaire d'un levier ou d'un organe analogue couplé à la poignée d'enclenchement du disjoncteur a sensibilité d'un déclencheur est en particulier fonction de l'importance de l'entrefer. Pour atteindre une grande sensibilité du déclencheur, l'entrefer du circuit magnétique doit être aussi petit que possible.On obtient ce résultat par polissage, rodage ou adoucissage des surfaces de l'armature et de la culasse. I1 faut en outre veiller à ce que les surfaces ne deviennent pas lisses au point de faire apparaître l'effet dit de cale'étalon combinable". les pièces "adhèrent" alors entre elles de façon que le déclencheur ne réagit qu'à des courants de déclerS chement relativement intenses, ou même plus du tout On a essayé sans succès d'empêcher ce dernier phénomène au moyen d'une mince couche intern;édiaire d'un matériau non magnétique. On a dû constater que, pour certains déclencheurs, le seuil de fonctiolmement s'abaisse et que l'importance de la dispersion augmente en relativement peu de temps. On a supposé que cela a pour origine, comme dans le cas des contacteurs et des autres appareils de commutation électromagnétiques, 11 oxydation et/ou la corrosion et une déformation des surfaces de retenue de l'armature et de la culasse et lton a donc fait appel à une protection contre l'oxydation au moyen de graisses, de revetements métalliques, de couches de vernis ou d'autres moyens analogues. les graisses collent à l'entrefer et favorisent les dépôts de poussIères, et les vernis se détériorent avec le temps. Ces défauts des mesures tendant à protéger contre la corrosion ont conduit à choisir des matieres non corrodables pour constituer l'armature et la culasse des déclencheurs. Fait étonnant, ce choix des matières n'a pas conduit aux résultats désirés. la Demanderesse a constaté que, non seulement les surfaces de l'entrefer sont déformées par l'énergie mécanique libérée lors du rappel de l'armature, mais aussi qu'il apparait une certaine usure mécanique par frottement. Cette usure est f-avorisée par la structure cristalline de la matière magnétique. A ceci s'ajoute, pour augmenter la difficulté, le fait que l'arma- ture et la culasse doivent être réalisées -pour des motifs magnétiques - en une- matière identique ou à peu près. I1 est connu que des matières identiques ont une tendance accrue à un genre de grippage appelé érosion par frottement. I1 est maintenant connu, dans le cas de matières magnétiques et non sujettes à la corrosion, d'essayer de remédier à ces inconvénients en appliquant sur les pièces polaires une couche d'une matière thermoplastique, par exemple du polytétrafluoréthylène. Cette opération n'a conduit à aucun succès Compte tenu des insuffisances décrites des déclencheurs, en particulier pour les disJoncteurs de protection à courant de défaut, la présente invention a pour objet un procédé pour l'ob tension d'iir très grande sensibilité, associée à une stabilization de longue durée de cette sensibilité, de déclencheurs en matières magnétiques et non sujettes à la corrosion, et en outre un déclencheur qui possède une très grande sensibilité et une longue vie. Cet objet est atteint du fait qu'au moins l'une des surfaces polaires du déclencheur, de l'armature ou de la culasse qui sont constituées par une matière magnétique et résistant à la corrosion est (ou sont) revêtue(s) d'une couche, dont l'épaisseur peut atteindre 1 micron, d'une matière résistant à la corrosion, tenace et ayant de bonnes caractéristiques de glissement, appliquée sur leurs parties en relief, et par conséquent mutuellement en contact. Entrent en ligne de compte, en tant que matières de ce genre, les métaux des groupes lb, IIb et VIIIb du Tableau Pério -dique ou leurs alliages, en particulier les métaux précieux, ou des matières- plastiques telles que les polyoléfines et les polyesters. I1 est préférable ou conforme à une autre caractéristique de l'invention de recouvrir les "pics" saillants des pièces polaires et leurs "vallées" d'une couche (dont l'épaisseur peut atteindre jusqu'à i micron) de ladite matière tenace, résistant à la corrosion et ayant de bonnes caractéristiques de glissement. L'application d'un métal, par exemple l'or, est réalisée de préférence au moyen d'un procédé de dépôt galvanique connu ou par évaporation et dépôt sous vide, et l'application d'une matière plastique est effectuée par exemple par fusion, par immersion ou par un procédé électrostatique. I1 est certes connu, dans le cas de relais à rémanence à circuit de maintien pour lesquels le rapport entre la grandeur de la surface d'appui et la section transversale moyenne du circuit magnétique est égal au rapport entre l'induction magnétique à saturation, non seulement de nickeler, chromer et cadmier les surfaces de contact, mais aussi de les dorer. Mais onopère ainsi uniquement dans le but de protéger les surfaces contre l'oxydation. tes épaisseurs des couches atteignent alors, pour la production d'une couche non poreuse, le plus souvent 7 à 8 microns. Elles sont trop épaisses pour résoudre le présent problème, qui est de réaliser un déclencheur à haute sensibilité. Par contre, l'épaisseur indiquée de la couche, jusqu?à 1 micron, est suffisante pour obtenir l'effet de graissage désiré, de sorte qu'il ne se produit plus aucune usure par frottement pendant la longue durée de vae et que l'entrefer reste ainsi constant, ce qui garantit donc la grande sensibilité désirée. La mince couche de la matière choisie a pour effet d'enrober par la couche de métal les petits pics saillants de dimensions microscopiques produits par le traitement de la surface, et qui ne peuvent donc plus se rompre, ce qui changerait la grandeur de l'entrefer. 'l'épaisseur de la couche ne suffirait pas pour une protection contre la corrosion, car cette couche est poreuse. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif et sur lequel la figure 1 représente schématiquement un déclencheur à adhérence magnétique avec excitation par aimant permanent, et la figure 2 une portion très fortement agrandie de l'en- trefer. le déclencheur est constitué comme connu par l'armature 1, la culasse 2, un aimant permanent 3 pour la production du flux magnétique, le ressort de rappel 4 et une bobine 5 de déclenchement. l'armature 1 et la culasse 2 sont en une matière magnétique résistant à la corrosion. Un entrefer, ou intervalle d'air, existe entre l'armature et la culasse. On sait que le rôle de la bobine de déclenchement 5 est de produire un flux fonction du courant de défaut et de sens opposé au flux produit par l'aimant permanent 3 et que le rôle du ressort de rappel 4 est de séparer l'armature 1 de la culasse 2. Pour maintenir constante la grandeur de 1 'entrefer 6 et pouvoir augmenter ainsi la sensibilité du déclencheur, il faut appliquer, d'après la figure 2, sur la surface polie de l'arma- ture, une couche 7 de métal ou de matière plastique dont l'épaisseur peut atteindre jusqu'à 1 micron, en opérant de façon que la couche enrobe les "pics" saillants 8, de dimensions microscopiques, du matériau ferromagnétique jusqu'à la "vallée" 9. L'ap plication de la substance choisie permet d'obtenir un effet de graissage, si bien qu'aucune usure par frottement n'apparait et que les pics 8 enrobés et entourés ne peuvent plus se briser. L'entrefer 6 reste constant, le déclencheur est stabilisé. I1 va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre indicatif mais non limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. EEVESDICATIONS + Procédé de réalisation d'un déclencheur de grande sensibilité et de stabil,sation de celle-ci, le déclencheur étant de préférence à aimant de maintien, en particulier pour disjoncteurs de protection à courant de défaut en un matériau magnétique résistant à la corrosion et l'excitation étant opérée par un aimant permanent ou un électro-aimant ou un magnétisme rémanent, procédé caractérisé en ce que les points saillants d'au moins l'une des surfaces polaires du déclencheur, sur l'armature ou la culasse, sont recouverts d'une matière tenace, résistant à la corrosion et ayant de bonnes caractéristiques de glissement, par exemple un métal des groupes Ib, IIb et VIIlb du Tableau Périodique ou unde leurs alliages, ou encore une matière plastique, par exemple des polyoléfines et leurs dérivés halogénés, des polyamides et des polyesters ou des produits analogues sous la forme d'une couche atteignant jusqu'à 1 micron. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les "pics" saillants de la surface polaire et leurs "vallées" sont recouverts par une couche de la matière tenace, résistant à la corrosion, ayant de bonnes caractéristiques de glissement, et dont l'épaisseur maximale est de 1 micron. S. Declencheur, de préférence déclencheur à aimant de maintien, en particulier pour disjoncteurs de protection à courant de défaut, avec une armature et une culasse en un matériau magnétique et résistant à la corrosion et avec une excitation comportant un aimant permanent, un électro-aimant ou un magnétisme rémanent, déclencheur caractérisé en ce que les points saillants d'au moins une des surfaces polaires du déclencheur, sur l'armature ou la culasse,sont recouverts d'une matière tenace résistant à la corrosion et ayant de bonnes caractéristiques de glissement, par exemple un métal des groupes Ib, IIb et VIIIb du Tableau Périodique ou un de leurs alliages, ou encore une matière plastique, par exemple des polyoléfines et leurs dérivés halogénés, des polyamides et des polyesters ou des produits analogues, sous la forme 7re couche atteignant jusqu'à 1 micron. 4. Déclencheur, de préférence à aimant de maintien selon la revendication 3, caractérisé en ce que les "pics" saillants des surfaces polaires et leurs "vallées1' sont recouverts par une couche d'une épaisseur maximale de 1 micron de matière wrésistant à la corrosion, tenace, et ayant de bonnes caracté ristiques de glissement.