Brevet FR2514944A1 — publié le 19830422

Descriptif Dans les interrupteurs et relais électromécaniques connus les contacts électriques sont établis ou coupés par les déplacements d'une (ou plusieurs) palette de contact, ddplacements obtenus sous l'action d'une force de comman- de ou de rappel qui anime un dispositif mécanique de tran mission rattaché à la palette de contact. Une dofaillance courante de ces appareils fait qtle sous l'action de la force de commande ou de rappel, un (ou plusieurs ) contact ne bascule pas ; ceci soit parce-que le contact a été soudé par le passage du courant électrique, soit parce-quele dispositif mécanique de transmission s'est cassé ou a été bloqué par un obstacle. C'est pourquoi dans les automatismes dont la sureté de fonctionnement est impérative - ( absence de risque ou de danger m8me en cas de défaillance, la fiabilité rdduit la probabilité de défaillance mais ne la supprime pas) - on es amené à réaliser des circuits logiques particulièrement éla borts avec une surveillance de fonctionnement des éléments du circuit susceptibles d'entraîner un accident matériel ou corporel en cas de défaillance. Lorsquo cette surveillance est réalisée automatiquement par le circuit logique lui même, le circuit est dit " autocontrôlé ". Il existe des interrupteurs et des relais utilisés spécia- lement pour obtenir lm fonctionnement sr. flans les inter- rupteurs connus de ce type, les contacts utilises sont dits à " arrachement " : c'est à dire que la mécanique de transmission du mouvement destiné à la coupure est rigide et lié directement à l'élément de contact, qui sera ainsi arraché par la force de commande.Ces dispositifs ne résolvent pas la défaillance par grippage, cassure ou blocage de la méce nique de transmission, ils -ne sont (pas autocontrôlés et un peuvent donc pas signaler leur premier défaut à moins de leur adjoindre. un circuit spéciaî de logique de surveillaux ce qui n'est possible que dans des utilisations avec des fonctionnements cycliques. le plus, afin de couserver un. bon temps de réponse, les constrûcteurs de ce type dtinterrupteurs doublent la mécan que d'arrachement avec une mécanique complémentaire moins sûre, différente de conception, et dite à "rupture brusque dont le basculement sous ressort donne un changement d'état des contacts quasi instantané ; cette disposition ne donne pas non plus l'autocontrôle de fonctionnement. De nombreux modèles d'interrupteurs gagneraient X être auto contrôlés : dispositifs d'arrêt d'urgence, commutateurs et sélectcurs simples ou à cames, contacts de fin de course, de contrôle de position, et d'une façon générale tout interrupteur odnt le basculement d'un contact sous l'actien de commande doit assurer impérativement l'arrêt ou le déma@@@@ d'une fonction sous peine de provoquer un accident matériel ou corporel. Dans les relais électromécaniques actuellement spécialement conçus pour obtenir un fonctionnement s8r, les constructeurs ont renforcé la mécanique de basculement des palettes et ont relié celles-ci de façon rigide, ce qui permet à toutes les palettes de se comporter de façon identique t si par exemple un seul contact de fermeture se bloque, tous les autres contacts à fermeture disponibles restent également en place. Selon les brevets pris par les constructeurs, ce type de relais est dit à " contacts liés " ou à à " contacts guidEs 2'. ils sont recommandés d'emploi par les spécialistes de la sécurité des machines et les organismes de prévention des accidents du travail, mais de mtme que pour les interrupteurs précédemment décrits, ces relais ne sont pas auto contrôlés et nécessitent l'adjonction d'un circuit spécial de surveillance, ce qui n'est possible que dans les utill- sations avec des fonctionnements cycliques. Les appareils objets de l'invention n'ont pas ces inconvé nients, ils sont autocontrôlés par construction sans adjonction de circuits extérieurs complexes ; ils ne sont pas limites à des fonctions cycliques ; leur utilisation permet de réaliser automatiquement par le circuit incorporé de comtrôle, toute opération de télécommande ou de signalisatien au. premier ddfaut. On peut les utiliser dans toutes lés applications d'automatisme et de signalisation: Ils sont particulièrement aptes à resoudre les problèmes de sécurité de fonctionnement et permettent de réduire les coûts de maintenance en supprimant la nécessite des contrôles périodiques et en facilitant les dépannages par la visualisation. localiséé du défaut. De plus, comme il n'est pas nécessaire de ren ces ties mécaniques, on peut miniaturiser ces dispositi Dans un premier exemple de réalisation planche T/ on a triai- té le cas d'un contact inverseur normalement ouvert pris entre les bornes 11 et 12 et qui alimente par exemple le charge 8 sous l'faction de la force de commande 6 et à travers i ligue de télécommande 7. On dispose le contact normalement ouvert 3 en série avec le contact de contrôle inverse 4 par la liaison5. Les mécanique 1 et 2 de basculement sont indépendantes lune de l'autre. Ceci est réalisé soit en doublant, soit en de doublant les mécaniques connues et fabriques par les divers constructeurs ce qui ne représente aucune difficulté particulière pour l'homme de l'art et qui ne nécessite que la seule précaution d'obtenir des mouvements de basculement simultanés sous l'action de la force de commande 6 ou de la force de rappel 10 ; ainsi dans le fonctionnement normal le contact établi se coupe toujours avant l'établissement du contact inverse. L'autocontrôle est réalisé à travers la ligne 9 de surveillance qui est câblée par l'utilisateur à partir de la borne 13 s lorsque le contact utilisé 3 reste passant malgré la supression de la force de commande 6 et la présence de la force de rappel 10, on admet dans ce premier exemple de réalisation, que la mécanique 2 du contact de contrôle 4 ( indépendante de la mécanique 1 du contact 3 utilisé) est capable sous l'effet de l'effort de rappel 10 d'établir le contact 4 et de mettre sous tension la ligne de contrôle de 15 à 16 en passant à travers la borne 11, le défaut 3, la. liaison 5, lo contact normal 4, la borne 13" et la liaison 9. Dans la planche I/ on a représenté un voyant 14 qui signale le défaut. Dans une autre version on peut laisser s'établir un courtcircuit franc et ainsi provoquer l'arrêt total de l'instal lation par la protection électrique obligatoire. Il n'y a pas de voyant dans ce cas, mais cet usage est particulièrement intéressant pour éviter les accidents. On peut aussi alimenter tout autre dispositif de télécommande Dans un deuxième exemple de réalisation planche II/ on a solu le problème de l'autocontrôle global du système. En ef Cet dans la réalisation simplifiée précédente, il pas d'autocontrôle sur le mouvement du contact 4 ; on peut donc rencontrer une première défaillance non signalée si la mécanique 2 se bloque dans la position contact 4 ouvert sur la ligne 5 à 13 ( cette défaillance a; une probabilité très faible de se produire puisque le contact 4 n'est traversé par un courant qu'en cas de défaillance du contact 3 mais la possibilité demeure). L'exemple donné dans la planche II/ correspond à une tuilisation disponible de 1 contact bipolaire normalement ouvert et 1 contact bipolaire normalement fermé autocontrôlés avec mise en défaut de l'installation par court-circuit franc en cas de défaillance d'un seul des contacts (qu'il soit ou non utilisé). il est indispensable que les mécaniques 1 et 2 de transmission des forces 6 de commande et 10 de rappel soient indé- pendantes ( dans ce cas la probabilité pour que les deux mé- caniques défaillent simultanément de la même façon est pratiquement nulle ). L'utilisateur alimentera une charge 8 par un contact normalement ouvert 3 en utilisant les bornes liet 12 g ou bien une charge 19 par un contact normalement fermé 13 placé surla même mécanique de tran smission 1 que le contact 3. Il peut également utiliser simultanément les deux contact 3 et 13 placés sur les charges- et 19. L'autocontrôle du contact 3 est réalisé par la liaison interne 5 qui met en série les-contacts 3 et 4, et par la liaison de contrôle 9 qui est câblée par l'utilisateur à partir de la borne 21. L'autocontrôle du contact 13 est réalisé en lui associant le contact 14 ( inverse de 13 ) placé sur la même mécanique de transmission 2 que le contact . Les contacts indépendants 13 et 14 sont mis en série par la liaison interne 17 et la ligne d'autocontrôle est complétée à: l'aide de la liaison 20 ciblée à partir d.e la borne 18. Cette disposition, à condition de réaliser les liaisons Q et 20, permet l'autocontrôle de l'ensemble du systole de contacts et des deux mécaniques 1 et 2. Une seule défaillance dans un mouvement quelconque le tact, soit sous la force de commande 6, soit sous la faie de rappel 10, fermera soit la ligne 11 - 5 - 21, soit la ligue 15 - 17 - 18. Au lieu de provoquer un court-circuit comme dans la repré- sentation planche TI/ , on peut intercaler un voyant dans l'appareil, ou télécommander une fonction quelconque On peut aussi utiliser deux contacts trvail en per@ la fonction des bornes 16 et 18, et dans d'autres réalisa- tions multiplier à volonté les combinaisons entre les contacts attachés à une même mécanique et les contacts attache une autre mécanique simultanée et indépendante. Dans Ces réalisations exposées planche III on s'est attache à tracer des principes de réalisation de mécaniques de transmission adaptables à des relais électromécaniques tra ditionnels. La figure 3 mon-tre comment on peut dédoubler la mécanique dtun relais type standard européen. La biellette d'origine est coupée en deux parties égales 1 et 2, chacun articulée autour de son propre axe 3, et chacune portant son poussoir 6 et 7. Chaque poussoir actionne la moitié de: palettes de contact. La figure 4 montre comment on peut doubler la mécanique de transmission à partir d'un seul électroaimant de commande on assure ainsi deux mécaniques indépendantes 1 et 2 conmîai dées de façon synchrone. Toutes les mécaniques actuellemen mises en oeuvre dans les relais sont susceptiblesd'être soit doublées soit dédoublées, sans pour autant être obllg de réaliser ensemble à deux bobines, et ce avec un minimum de modifications qui apparaîtront évidentes à l'homme de l'art et d'un coût réduit. REVENDICATIONS 1 - Dispositif destiné à permettre l'autocontrôle de contacts d'interrupteurs ou de relais, et qui associe deux ensembles de contacts indépendants mécaniquement mais solliaités simpl tanément par les mêmes actions de commande ou de rappel dans un même appareil. 2 - Dispositif selon la revendication 1 qui consiste à réali- ser une liaison électrique interne par la mise en série d'un contact de la première mécanique et d'un contact inverse de la deuxième mécanique, ce qui permet par un simple raccordement extérieur d'obtenir une ligne passante si un des contacts ne fonctionne plus. On peut réaliser plusieurs jonctions de, ce type dans le mime appareil 3 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 associé à un. dispositif de protection de ligne électrique tel que fusible ou disjoncteur différentiel destiné à couper l'alimentation électrique sur court-circuit provoqué par la ligne de contrô- le de la revendication 2. 4 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 associé à un signal tel que le voyant ou ronfleur destiné à signaler la défaillance dtun contact autocontralé. 5 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 associé à un dispositif quelconque de télécommande capable de signaler le défaut à distance ou capable de télécommander une séquence de sauvegarde. 6 - Dispositif de relais selon la revendication 1 où l'indépendance mécanique des deux jeux de contacts est obtenue en dédoublant une mécanique existante par la coupure dans un plan de symétrie on par doublage de cette mécanique dans le même appareil. 7 - DispositiS de relais selon a revendication 1 où l'indé- pendance mécanique des deux jeux de contacts est réalisée par l'utilisation de pièces polaires à chaque extrémité de la bobine. Dispositif de relais selon la revendication 1 où l'ind pendance mécanique de deux jeux de contacts est, obtenue avec deux bobines.