Brevet FR2631738A1 — publié le 19891124

MODULE DE PROTECTION POUR ELECTRO-AIMANT DE CONTACTEUR. L'invention concerne un appareil contacteur électrique ayant, d'une part, un boîtier de forme générale prismatique à base rectangulaire, qui est apte à recevoir un électro- aimant, et qui comporte des parois latérales épousant le contour de celuici en laissant subsister au voisinage d'arêtes parallèles deux cavités externes et, d'autre part, un module électrique amovible dont l'enveloppe est associée au bottier, et dont deux pièces de liaison électrique sont respectivement reliées à deux bornes de raccordement exter- nes de la bobine de cet électro-aimant. Ces appareils, qui présentent la propriété d'opérer par exemple une protection de la bobine contre les surtensions apparaissant à ses bornes à l'aide d'un réseau RC, bénéfi- cient également d'une sensible réduction du niveau des parasites qui accompagnent l'excitation et/ou la désexcita- tion de cette bobine; à ce titre, leur utilisation est, soit recommandée, soit prescrite, lorsque des appareils électroniques sensibles à ces parasites se trouvent dans un voisinage immédiat, ou sont exposés à des rayonnements émis par des conducteurs circulant à proximité. L'utilisateur, qui se trouve dans la-nécessité de prendre les précautions mentionnées ci-dessus, rencontre générale- ment des modules qui peuvent être associés à un contacteur -2- standard en s'agrafant à lui, soit sur la portion avant d'une partie du bottier, soit encore en se plaçant entre la semelle du boîtier et une platine destinée à sa fixation. Dans le premier cas, le volume occupé par ce module réduit celui qui peut être consacré à la mise en place de blocs de contacts auxiliaires qui s'accrochent généralement sur cette même face avant. Dans le second cas, la nécessité de disposer, après coup, un tel module de protection, nécessite un démontage du contac- teur pour le désolidariser de sa platine de fixation; cette opération est généralement génératrice de perte de temps dans la mesure o des nappes de conducteurs aboutissant aux diverses bornes du contacteur rendent malaisé l'accès aux vis de fixation ou, respectivement, au crochet servant à opérer son accrochage sur un rail profilé normalisé. Selon une autre mesure, connue par exemple, par le brevet EP 198 099, le boîtier du module de protection est logé, de façon amovible, dans un alvéole débouchant sur une face latérale du contacteur, et les liaisons électriques néces- saires sont établies à l'aide de pattes élastiques venant s'appliquer sur des pièces conductrices qui circulent entre les bornes de raccordement de la bobine et d'autres pièces élastiques qui sont, elles, solidaires de la carcasse de cette bobine. Outre les inconvénients découlant de la nécessité de fabri- quer et de monter ces pièces conductrices supplémentaires, on peut encore reprocher à cette disposition l'impossibilité qu'elle entraîne de mettre en place un tel module lorsque la nécessité s'en fait ressentir après le montage et la fixa- tion d'une multiplicité de contacteurs les uns contre les autres; la seule mesure permettant une telle mise en place amènerait à laisser systématiquement subsister, entre deux contacteurs voisins, un intervalle supérieur à l'épaisseur - 3 - de l'enveloppe du module: enfin, les faces latérales voisi- nes de deux appareils contacteurs sont celles qui sont géné- ralement choisies pour recevoir un dispositif de verrouilla- ge réciproque lorsque deux contacteurs voisins sont associés dans un montage inverseur de sens, de sorte qu'une interven- tion à cet endroit pourrait également nécessiter le démonta- ge de ce dispositif. On connaît également, par exemple par le modèle d'utilité DE 82 36 682, un appareil contacteur protégé dans lequel la présence d'un dégagement du bottier de ce contacteur est mise à profit pour loger un module de protection; le fait que le raccordement électrique et la mise en place ultérieu- re de ce module nécessitent le desserrage des bornes de raccordement de la bobine, peut être ressenti comme une gêne ou un risque lorsque ces bornes ne sont pas voisines car, d'une part, l'introduction simultanée de deux conducteurs ou plus dans une borne de raccordement n'est jamais aisée, tandis que, d'autre part, le maintien mécanique du module peut entraîner, à la longue, une fatigue exagérée de la seule patte de raccordement servant à cette fonction. L'invention se propose, par suite, d'apporter à un appareil conforme à la constitution mentionnée ci-dessus, des perfec- tionnements susceptibles de remédier aux inconvénients mentionnés. Selon l'invention, le but visé est atteint grâce au fait que l'enveloppe- du module amovible comporte, d'une part, un premier réceptacle de forme plate dont le volume interne est traversé par des portions de pièces conductrices coplanaires se trouvant reliées à des composants du module et, d'autre part, deux seconds réceptacles saillants qui sont aptes à recevoir ces composants, et dont les dimensions ainsi que l'écartement permettent une introduction dans deux cavités débouchant sur une même face du boîtier du contacteur voisi- ne des bornes. - 4 - L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion ci-dessous et à l'examen des figures annexées, qui illustrent respectivement: A la figure 1, une vue en perspective avant d'un appareil contacteur selon l'invention dans lequel le module de protection a été dissocié du boîtier de celui-ci; A la figure 2, une vue en coupe d'un appareil contac- teur par le plan P, défini à la figure 1; A la figure 3, une vue partielle en coupe du module de protection et de la région du contacteur à laquelle il est associé, par le plan brisé QQ', visible à la figu- re 1; A la figure 4, une vue en perspective des pièces contenues dans une enveloppe de module de protection, ainsi que des portions de bande métallique qui les relient au cours d'une étape de fabrication; et A la figure 5, une vue de dessus d'une bande métalli- que dans laquelle sont découpées, cambrées et mainte- nues des pièces conductrices du module selon un pas d'avancement - p avant l'exécution d'une opération de surmoulage. Un contacteur protégé 1, visible à la figure 1, résulte de l'association mécanique et électrique d'un contacteur tel que 2 et d'un module de protection 3. L'appareil contacteur comprend, de façon usuelle, un bottier 4 résultant de l'association d'un socle 5 et d'un capot 6; le socle sert essentiellement à recevoir un électro-aimant tel que 7, voir figure 2, qui est logé dans un volume inter- ne 8, dont des parois ou cloisons 9, 10, 11, 12 définissent -5- les limites; ces parois épousent les contours d'une culasse fixe 14 et d'une bobine 13 présentant, sur sa carcasse 15, deux bornes de raccordement 16, 17. Ces bornes qui sont sensiblement placées en regard de l'une de deux paires de cavités 18, 19 ou, respectivement, 20, 21, résultant de la mesure mentionnée ci-dessus, se trouvent par ailleurs sensiblement au niveau d'un plan de joint P le long duquel sont associés le capot et le socle, de façon que leurs vis de serrage 22, 23 soient accessibles de l'exté- rieur, voir figure 1. Ces vis sont engagées chacune dans une pièce métallique conductrice telle que 24, voir figure 3, qui présente une région accessible 25 depuis la cavité voisine telle que 18 et qui est ancrée dans la carcasse. Une semelle 26 du socle présente, par ailleurs, voir figure 1, des pattes telles que 27, 28, 29, 30 qui servent à une fixation directe sur une platine, tandis qu'un dégagement 31 est pourvu de moyens d'accrochage connus en soi pour permet- tre l'accrochage du contacteur sur un rail normalisé connu sous la désignation de "profilé chapeau". Une face avant 33 du capot présente, de façon également connue, des crochets 34, 35 pour assurer le maintien de blocs de contacts auxiliaires non représentés. Le module de protection 3, qui fait par exemple appel à un circuit comprenant, en série, une résistance R et un conden- sateur C, possède essentiellement une enveloppe 40, voir figure 1, pour recevoir ces éléments, deux pièces conductri- ces ou broches saillantes 41, 42 et des moyens de rétention 43 qui lui permettent d'être accroché au boîtier du contac- teur. A cet effet, la cloison supérieure 12 du socle 5 présente de son côté des moyens 44 aptes à coopérer avec les précédents 43. - 6 - Comme on le constate à l'examen de cette figure, l'enveloppe comporte un premier réceptacle 45 de forme plate et deux seconds réceptacles saillants 46, 47 qui sont sensiblement plus volumineux. L'écartement ou la distance qui séparent ces deux seconds réceptacles, ainsi que leurs longueurs mesurées dans la direction de la flèche F, sont choisis pour correspondre à ceux des deux cavités 18, 19 du socle 5 dans lesquelles ces réceptacles sont destinés à être introduits lors de l'asso- ciation du module 4 avec le contacteur. Au cours de cette association, les broches viendront en contact électrique élastique avec des pièces de bornes de la bobine, ainsg qu'on peut l'observer à ia figure 3 pour l'une de celles-ci et o la flèche F indique le sens o s'exerce une force de pression de contact. En se reportant à la figure 4, o le module de protection est présenté dans une position retournée de 180 par rapport à sa position visible à la figure 1, on constate que le volume interne de l'enveloppe 40 reçoit trois pièces conduc- trices 51, 52, 53 découpées dans une tôle de faible épais- seur. Deux pièces 51, 52 sont constituées chacune sous la forme d'une équerre ayant des ailes 54, 55, respectivement, 56, 57; les premières ailes 54, 56 et les secondes ailes 55, 57 sont pourvues d'ouvertures 58, 59, respectivement, 60, 61 servante pour la première paire, à recevoir des tétons rivetés 62, 63 appartenant aux broches 42, 41 et, pour la seconde paire, à recevoir et à maintenir par soudure des premiers conducteurs de raccordement 64, 65 appartenant à la résistance R et, respectivement, au condensateur C. Des seconds conducteurs de raccordement 66, 67 de ces deux éléments sont destinés à être introduits et soudés dans des -7- ouvertures 68, 69 appartenant à une pièce plate conductrice de liaison 70 qui est découpée et s'étend transversalement par rapport à F. Cette pièce 70 ainsi que les secondes ailes 55, 57 sont sensiblement placées dans un même plan S qui est parallèle aux deux broches; celles-ci sont, de préférence, parallèles entre elles. Comme le laisse comprendre le contour en pointillé qui représente, de façon exagérée, la forme générale de l'enve- loppe 40, les pièces et portions de pièces coplanaires 70, , 57 sont logées dans le premier réceptacle 45 de faible épaisseur, tandis que le condensateur C et l'aile 56 d'une part, et que la résistance R et l'aile 54 d'autre part, sont disposées respectivement dans chacun des deux seconds récep- tacles 46 et, respectivement 47. L'examen de la figure 4 montre, par ailleurs, que la pièce de liaison 70 comporte sensiblement dans sa région centrale un arceau 71 se trouvant dans un plan médian TT', perpendi- culaire au plan S. Cet arceau, qui est élastique en raison de la nature du matériau choisi pour réaliser la pièce 70, est destiné à communiquer à un crochet déformable 43 solidaire de l'enve- loppe 40 une force de sens opposé à F qui tendra à appliquer les broches 41, 42 contre les pièces de bornes telles que 25 en s'appuyant sur un talon 73 du socle 5, voir figure 3, ou de la cloison 12. Les vis 22, 23 de ces bornes 17 restent donc parfaitement accessibles pour le branchement d'autres conducteurs sur les plages de contact correspondantes. Ce talon, qui fait partie des moyens de rétention 44, peut être avantageusement disposé dans un alvéole de forme appro- priée 74 qui s'ouvre sur la cloison 12 du socle. 263 1 738 -8- L'enveloppe 40 du module de protection 3 pourrait être réalisée à l'aide de deux demi-enveloppes dont le plan de joint passerait sensiblement par un plan médian VVW' parallè- le aux broches du premier réceptacle, l'un de ces éléments jouant alors pratiquement le r6le d'un couvercle. Selon un autre mode de réalisation particulièrement avanta- geux, l'enveloppe est surmoulée sur les conducteurs et sur les composants électriques au cours d'une opération particu- lière, qui est précédée par une étape o les composants électriques sont mis en place et soudés avec les conducteurs qui les relient. Pendant cette étape, et pendant cette opération de surmoula- ge, les différentes pièces conductrices 51, 52, 70 sont maintenues à des distances relatives appropriées grâce à l'existence de prolongements tels que 75, 77, respectivement 81, 82 qui les rattachent à une bande métallique 80 dont la continuité est assurée après le découpage des portions à éliminer entre les pièces d'un même module, par exemple à l'aide de portions longitudinales extérieures au module telles que 84, 85, voir figure 5. Au cours de cette opération de surmoulage, le crochet 43 sera avantageusement formé autour de l'arceau 71 de façon à bénéficier de l'élasticité de celui-ci; toutefois, un crochet tel que 43 pourrait venir d'une pièce avec la matiè- re de l'enveloppe, si celle-ci présente les propriétés requises. Les portions de prolongements parallèles 77, 75, 84, 85 et 81, 82, voir les régions grisées à la figure 4, seront ensuite détachées au cours d'une opération ultérieure de découpage qui ne laissera subsister en surface qu'une tran- che conductrice très mince, lors d'un avancement pas à pas de la bande de valeur - P - 1, voir aussi la figure 5. -9- En cas de besoin, on peut établir un isolement de ces tran- ches conductrices par collage d'une portion de bande ou de ruban adhésif sur la paroi de l'enveloppe. Selon un autre procédé d'isolement, on pourra donner aux portions internes des prolongements 75, 77, 81, 82 des sections suffisamment faibles pour que des tractions exer- cées sur leurs extrémités en sens F et en sens inverse de F provoquent une rupture interne; les interstices résiduels pourront alors être aisément rebouchés. 263 1738 - 10 - Revendications 1. Appareil contacteur électrique ayant, d'une part, un boîtier de forme générale prismatique à base rectangulai- re, qui est apte à recevoir un électro-aimant, et qui comporte des parois latérales épousant le contour de celui- ci en laissant subsister, au voisinage d'arêtes parallèles, deux cavités externes et, d'autre part, un module électrique amovible dont l'enveloppe est associée au boîtier, et dont deux pièces de liaison électrique sont respectivement reliées à deux bornes de raccordement externes de la bobine de cet électro-aimant, caractérisé en ce que l'enveloppe (40) du module amovible (3) comporte, d'une part, un premier réceptacle de forme plate (45) dont le volume interne est traversé par des portions de pièces conductrices (55, 70, 57) coplanaires se trouvant reliées à des composants (R, C) du module et, d'autre part, deux seconds réceptacles saillants (46, 47) qui sont aptes à recevoir ces composants, et dont les dimen- sions ainsi que l'écartement permettent une introduction dans deux cavités (18, 19) débouchant sur une même face (12) du boîtier du contacteur (2) voisine des bornes. 2. Appareil contacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les seconds réceptacles (46, 47) reçoivent chacun l'une de deux portions repliées à angle droit (54, 56) appartenant aux pièces coplanaires, chacune de ces portions repliées présentant une pièce de liaison électrique en forme de broche externe (41) respectivement (42) qui vient en contact élastique avec chacune des por- tions (25) des bornes de raccordement (16, 17) de la bobine distinctes de leurs plages de serrage (24) destinées à recevoir des conducteurs d'alimentation externes. 3. Appareil contacteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le contact élastique est procuré par une patte cambrée élastique (71) appartenant à l'une des pièces conductrices coplanaires (70) et communiquant à - il - l'enveloppe une force (F) parallèle au plan du premier réceptacle (45) pour imprimer à ces broches un déplacement en direction desdites portions, grâce à un appui sur un talon (73) du bottier du contacteur. 4. Appareil contacteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la patte cambrée élastique (71) est enrobée dans une masse de matière plastique déformable qui forme un crochet (43) venant coopérer avec un talon (73) solidaire d'une cloison (12) du boitier du contacteur (2). 5. Appareil contacteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins les pièces conductrices coplanaires (70, 55, 57) sont enrobées dans le premier réceptacle (45) au cours d'une opération de surmoulage qui est pratiquée lorsque ces pièces sont encore reliées entre elles par des portions (75, 77, 81, 82, 84, 85) de la bande métallique (80) sortant d'un outil de découpage.