Brevet FR2643503A1 — publié le 19900824

APPAREIL CONTACTEUR A INTERRUPTEURS PROTEGES. L'invention se rapporte à un appareil contacteur comportant un corps muni d'une pluralité de sections parallèles à chacune desquelles est associé un interrupteur qui est placé dans un circuit à commander et dont la pièce de contact mobile est actionnée par les mouvements d'un râteau commun, au moins un de ces interrupteurs étant présenté sous la forme d'un micro-rupteur étanche monostable à coupure brus- que dont les bornes propres internes sont électriquement reliées à deux bornes de raccordement externes disposées dans chaque section, ces sections étant portées par une partie supérieure de ce corps qui est associée à un socle. Ces appareils, qui sont principalement utilisés lorsque la fiabilité des interrupteurs classiques peut être compromise par l'environnement, en particulier lorsque ces interrup- teurs doivent être placés dans des circuits de contrôle ou de commande à bas niveaux, peuvent être illustrés par le brevet FR No 1 150 455 ayant une structure sensiblement voisine. Dans la présentation particulière de ce contacteur, on a déjà proposé d'actionner des petits interrupteurs en bottiers étanches, communément appelés mini- ou micro- rupteurs, à l'aide d'électro-aimants utilisés de façon courante pour l'actionnement d'interrupteurs basse tension. -2- Des difficultés se présentent toujours lorsque l'on doit assurer soit la fixation de ces petits boîtiers dans une position précise, soit leur raccordement électrique avec des bornes qui, pour ne pas désdrienter le personnel de montage, doivent se présenter sous une forme identique à celle de bornes habituellement rencontrées sur les mêmes appareils ou sur des appareils voisins ayant des calibres de courant plus importants, et comportant donc des interrupteurs de puissan- ce. Par ailleurs, et pour répondre à un besoin fréquent d'assor- timent de fonctions, il est nécessaire de conférer à ces petits interrupteurs soit des fonctions d'ouverture, soit de fermeture, soit encore des fonctions combinées dont la demande doit pouvoir être satisfaite lors du montage en usine; ces fonctions ne doivent pas être susceptibles d'une modification aisée lors d'une intervention ultérieure d'un utilisateur non averti. Selon l'invention, le but visé est atteint grâce au fait qu'entre deux logements opposés et ouverts d'une section destinée à recevoir un microrupteur, et aptes à recevoir les bornes de raccordement externes, se trouve une cavité isolée servant de logement à ce micro-rupteur et débouchant d'un premier côté au voisinage d'une portion du râteau et d'un second côté opposé au voisinage de moyens de maintien en position, aptes à recevoir, d'une part, un support isolant qui est pourvu de portions conductrices aboutissant à des bornes choisies du micro-rupteur qu'il porte, et aptes à établir, d'autre part, une liaison électrique entre chaque borne de raccordement et une portion conductrice correspon- dante, ces cavités étant obturées par le socle de l'appa- reil. L'invention, ainsi qu'un mode de réalisation avantageux, seront mieux compris à la lecture de la description ci- dessous et à l'examen des figures annexées qui l'accompa- gnent, en illustrant: -3- à la figure 1, une vue en coupe partielle d'un appa- reil contacteur par un plan passant par les axes des deux bornes de raccordement d'un circuit contrôlé par un micro-rupteur; à la figure 2, une vue extérieure partielle de côté d'un appareil selon la figure 1, o les interrupteurs sont représentés de façon schématique; à la figure 3, une vue en perspective d'un dispositif de micro-rupteur associé à un support de raccorde- ment; à la figure 4, une vue de détail en coupe des moyens utilisés localement pour opérer la fixation et le raccordement du dispositif selon la figure précéden- te; à la figure 5, une vue en perspective d'une borne de raccordement externe; aux figures 6 et 7, deux vues de dessous de disposi- tifs conformes à celui de la figure 3, auxquels sont respectivement dévolues des fonctions d'ouverture et de fermeture de circuits; à la figure 8, une vue en perspective d'un râteau de commande utilisé pour opérer l'actionnement de deux micro-rupteurs disposés dans un appareil contacteur; et à la figure 9, une vue en perspective d'un bottier de contacts auxiliaires mettant en oeuvre l'invention et venant s'associer à un appareil contacteur indépen- dant. Un appareil interrupteur de type contacteur 1 mettant en oeuvre l'invention, et visible à la figure 1, comporte une -4- enveloppe 2 formée par exemple par l'association à l'aide de moyens non représentés d'un socle 3 et d'un capot 4. Ainsi qu'on le voit à la figure 2, cet appareil est destiné à l'actionnement d'interrupteurs tels que 5, 6, 7, 8 se trouvant respectivement placés dans l'une des sections isolées 9, 10, 11, 12 dévolue chacune à un circuit à contrô- ler. Parmi ces interrupteurs, certains d'entre eux se trouvant au voisinage d'un axe central XX' et tels que 6, 7 sont formés à partir de pièces fixes de contact 13, 14 solidarisées avec le capot, et de pièces mobiles de contact telles que 15 portées par un râteau 16 se trouvant luimême associé à une armature mobile 17 d'un électro-aimant 18 disposé dans le socle. Les deux autres interrupteurs 5, 8 qui sont présentés sous la forme de micro-rupteurs inver- seurs 30 possèdent des bornes propres 31, 32, 33. Ce râteau a été représenté ici en pointillés de façon schématique. Le râteau, qui est guidé dans le capot et possède des rainu- res lui permettant d'enjamber des cloisons d'isolement telles que 19, 20, 21 placées entre les sections, présente deux prolongements latéraux 22 et 23 qui pénètrent dans les sections latérales opposées 9 et 12, tandis qu'une traverse 16a du même râteau circule à travers deux sections centrales voisines 10 et 11, voir aussi figure 8. Ainsi qu'on le voit mieux à la figure 1 o l'un de ces prolongements 22 est coupé, chaque prolongement pénètre dans une chambre de section telle que 24 présentant, entre deux bornes de raccordement extérieures 25, 26, une cavité 27; cette cavité, qui est ouverte à sa partie supérieure pour aboutir à un dégagement 28 o peut se déplacer le prolonge- ment 22, est également ouverte à sa partie inférieure 29, et peut être obturée par le socle 3 lorsque celui-ci est asso- cié au capot. Comme on le voit sur les figures 3, 6 et 7, le boîtier 35 du microrupteur 30 est fixé par soudure de ses bornes propres - 5 - 31, 32, 33 sur une portion de carte à circuits imprimés 34 de forme rectangulaire qui présente cinq ouvertures, avanta- geusement métallisées pour former un sous-ensemble 40 prêt à être monté; on constate, d'une part, que deux de ces ouver- tures 36, 37 placées aux extrémités se trouvent légèrement décalées par rapport à un axe de symétrie YY' de cette carte et que, d'autre part, les extrémités opposées de cette carte présentent deux rétrécissements transversaux ou tenons 38, 39 dont les fonctions seront expliquées ci-dessous. En se reportant aux figures 2 et 1, on remarque que l'ouver- ture 29 de la cavité 27 débouche au voisinage de deux languettes ouvertes 41, 42 qui viennent d'une pièce avec la matière moulée du capot 4. Ces languettes, dont les épais- seurs sont assez faibles pour leur conférer une certaine élasticité, possèdent chacune un crochet en biseau tel que 43 venant affleurer une petite mortaise telle que 45, voir aussi la figure 4. Le montage du sous-ensemble 40 dans la cavité 27 est effec- tué dans le sens de la flèche G en opérant une flexion des languettes jusqu'au moment o les tenons 38, 39 viennent s'engager dans les mortaises telles que 45. Les dimensions des tenons et des mortaises sont suffisamment ajustées pour que le sous-ensemble soit bien maintenu en position, relati- vement au prolongement du râteau correspondant, et reste en équilibre sensiblement dans un plan de symétrie PP' de la cavité. Au-dessus de chacune des mortaises telles que 45 se trouve dans une paroi 46 du capot qui supporte la languette 41, un couloir 47 faisant communiquer un volume extérieurement ouvert 48, respectivement 49, d'une section, avec la cavité correspondante 27, voir figure 4. Ces volumes extérieurs sont destinés à recevoir les bornes de raccordement externes telles que 50, 59, ainsi qu'on le voit aux figures 1 et 4, pour relier électriquement les bornes propres du micro-rupteur 30 au circuit extérieur auquel il est associé. Une borne de raccordement 50, visible à la figure 5, se présente sous la forme d'une pièce conductrice 70 découpée et pliée ayant principalement une plage de contact 51 pourvue d'un trou taraudé dans lequel est engagée une vis 52 associée à son étrier, et un prolongement 53 qui pénètre dans la cavité 27 afin de venir en contact avec une piste conductrice portée par la carte 34. A cette fin, le prolon- gement 53 qui est coudé trois fois à 90 pour traverser le couloir 47, et se diriger perpendiculairement au plan de la carte, présente un picot 54 de dimensions plus réduites afin de pénétrer dans l'une des ouvertures métallisées 37, respectivement 36; cette pénétration s'effectue par un déplacement approprié lorsque, les bornes ayant été préala- blement mises en place, le sous-ensemble du micro-rupteur est engagé dans la cavité en sens G et encliqueté sur les crochets 43. Afin d'empêcher une orientation erronée du sous-ensemble 40 qui ne mettrait pas l'extrémité 66 du levier de commande 60 en regard d'un pli 65 d'une pièce métallique 61 solidaire du prolongement 22, voir figure 1, dans la cavité 27, on peut avantageusement placer le micro- rupteur 30 plus près d'une extrémité de la carte 34 que de l'autre. Comme pour des raisons d'économie technique, les deux bornes , 59 sont identiques, les picots de deux prolongements se trouvent, après retournement de 180 , décalés par rapport au plan moyen PP', ce qui justifie le fait que les trous métal- lisés 36, 37 destinés à les recevoir se trouvent eux-mêmes décalés par rapport à l'axe de symétrie moyen YY' de la carte à circuits imprimés. Après la mise en place qui est mentionnée ci-dessus, les picots tels que 54 ayant traversé les ouvertures 38, 37 font l'objet d'une soudure douce avec les pistes de la carte 34, voir figures 6 et 7. Grâce à la conformation coudée de la -7- borne, qui est, par ailleurs, fermement engagée dans des rainures telles que 55, 56 des cloisons voisines, aucune contrainte mécanique n'est communiquée à la carte à circuits imprimés pendant le serrage de la vis, voir figure 5, ces picots étant, par ailleurs, suffisamment rigides pour garan- tir le maintien en position du dispositif interrupteur si les crochets venaient à fluer. Selon que la fonction, dévolue à un circuit, implique une ouverture -O- ou une fermeture -F- de celui-ci lorsque l'électro-aimant est excité, on utilisera pour constituer le sous-ensemble correspondant 400, respectivement 40F, l'une de deux cartes 340 - 34F dont les pistes conductrices 390, 39F relient à la borne de raccordement associée l'une des deux bornes correspondantes 31, 33 du micro-rupteur, voir figures 6 et 7. Les lettres -O- et -F- pourront avantageuse- ment figurer sur la carte à circuits imprimés afin de faciliter l'identification de la fonction attribuée à un sous-ensemble interrupteur 400, respectivement 40F L'actionnement d'un levier de commande basculant et élas- tique 60 qui est porté par un pivot du boîtier du micro- rupteur, voir figure 3, et qui se trouve en regard du déga- gement 28, est opéré par l'intermédiaire d'un poussoir métallique 61 solidaire du prolongement 22. Ce poussoir est constitué par une fine lame élastique dont une extrémité 62 est ancrée dans ce prolongement, tandis que l'autre extrémi- té 63 s'appuie élastiquement sur un talon 64 du prolongement 22 du poussoir sous l'effet d'une légère déformation préala- ble, voir aussi figure 8. Un pli 65 de cette lame qui est placé en regard du levier, communique à celui-ci une rotation lors de l'attraction de l'armature en sens J. Grâce à la disposition décrite, un éventuel écart de la position de repos de l'extrémité 66 du levier 60 peut être compensée, de même qu'un dépassement éventuel de la course théoriquement attribuée à l'armature et au râteau. -8- Dans le mode de réalisation qui vient d'être illustré, les interrupteurs en boîtiers étanches ou micro-rupteurs ont été placés dans les sections latérales 9, 12 de l'appareil afin de faciliter, d'une part, la réalisation du râteau 16 commun à tous les interrupteurs et, d'autre part, la mise en place et le raccordement électrique du sous-ensemble 40; l'allure de ce râteau, qui est plus compréhensible à la figure 8, explique des raisons supplémentaires qui ont orienté le choix des formes de ce râteau afin de conférer une rigidité suffisante tout en lui assurant un excellent guidage et en lui conférant des fonctions d'isolement complémentaires. On voit, en particulier, que la rainure d'isolement et de guidage 77 peut s'engager sur une échancrure de la cloison 20, tandis que la nervure latérale 78 de guidage s'engage dans une rainure de la cloison 21; les portions de cloisons telles que 79, 83, 81, 82 assurent, quant à elles, en coopé- ration avec des cloisons associées, l'augmentation des lignes de fuite qui est nécessaire à la présence dans deux chambres centrales 84, 85 des ponts mobiles 15 appartenant aux interrupteurs de puissance 6, 7 dont la tension de service et les courants sont sensiblement plus élevés que ceux qui desservent les micro-rupteurs. Les rainures 77a, 77b ont des fonctions comparables à la rainure 77, mais pour les cavités 27, 28, 24. La disposition symétrique par rapport à l'axe XX' de deux interrupteurs 6, 7 d'une première nature et celle de deux interrupteurs 5, 8 d'une seconde nature, procure un excel- lent équilibrage des efforts supportés par le râteau lors d'une excitation de l'électro-aimant, et contribue par suite à un glissement régulier en cours de mouvement ainsi qu'à une absence de coincement lors de la mise en compression des ressorts de rappel des contacts. Un capot 4 faisant jusqu'ici partie intégrante du corps 2 d'un appareil contacteur 1, peut également être présenté sous la forme d'un boîtier 94 de contacts auxiliaires -9- amovibles 71 présentant la même constitution et susceptible de s'associer mécaniquement à une face avant 90 d'un appa- reil contacteur classique 91, voir figure 9. De façon analogue, on retrouve donc ici des bornes de raccordement externes centrales 72, 72' desservant des interrupteurs à ponts de contact ou analogues 73, 74 et des bornes de raccordement externes latérales 92, 93 desservant des inter- rupteurs en bottiers étanches 75, 76. Une liaison amovible entre ce bottier et cette face avant est, par exemple, opérée par un système de tenon 84 et mortaise 85, tandis qu'un râteau mobile à griffe 86, 87 du contacteur est alors accouplé à un crochet 88 du râteau mobile 89 associé au bottier 94, ce dernier râteau étant analogue à celui décrit précédemment à la figure 8. - 10 - Revendications 1. Appareil contacteur comportant un corps muni d'une pluralité de sections parallèles à chacune desquelles est associé un interrupteur qui est placé dans un circuit à commander et dont la pièce de contact mobile est actionnée par les mouvements d'un râteau commun, au moins un de ces interrupteurs étant présenté sous la forme d'un micro- rupteur étanche monostable à coupure brusque dont les bornes propres internes sont électriquement reliées à deux bornes de raccordement externes disposées dans chaque section, ces sections étant portées par une partie supérieure de ce corps qui est associée à un socle, caractérisé en ce qu'entre deux logements opposés et ouverts (48, 49) d'une section (9), respectivement (12), destinée à recevoir un micro- rupteur (40), et aptes à recevoir les bornes de raccordement externes (50) , respectivement (59), se trouve une cavité isolée (24) servant de logement à ce micro-rupteur et débouchant d'un premier côté (28) au voisi- nage d'une portion (22) du râteau (16) et d'un second côté opposé au voisinage de moyens de maintien en position (43), aptes à recevoir, d'une part, un support isolant (34) qui est pourvu de portions conductrices (390, 39F) aboutissant à des bornes choisies (31, 32), respectivement (31, 33) du micro-rupteur (40) qu'il porte, et aptes à établir, d'autre part, une liaison électrique entre chaque borne de raccorde- ment et une portion conductrice correspondante, ces cavités étant obturées par le socle (3) de l'appareil. 2. Appareil contacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de maintien en position (43) du micro-rupteur (40) sont portés par des crochets élastiques (42) du corps (4) qui coopèrent avec des tenons opposés (38, 39) d'une plaquette à circuits imprimés (34) sur des pistes conductrices (390, 39F) de laquelle sont soudées les bornes propres (31, 32, 33) du micro-rupteur (30). - il.- 3. Appareil contacteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les prolongements parallèles (53) des bornes sont placés aux extrémités de pièces conductrices repliées (70) fixées dans le corps (4). 4. Appareil contacteur selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les prolongements parallèles (53) des pièces conductrices repliées (70) pénètrent respectivement dans des ouvertures (36, 37) de la plaquette (34) situées au voisinage des crochets élastiques (41, 42) et aboutissent à deux pistes conductrices (39F, 390). 5. Appareil contacteur selon la revendication 4 dans lequel le microrupteur est du type inverseur monostable à trois bornes connu en soi, caractérisé en ce que les plaquettes appartiennent à une paire de plaquettes (340, 34F) distinctes ayant chacune une piste conductrice opérant un même raccordement et ayant respectivement l'une de deux pistes (390, 39F) opérant deux raccordements électriques distincts. 6. Appareil contacteur selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que Le micro-rupteur (30) est placé de façon dissymétrique sur la plaquette à circuits imprimés (34) de façon à empêcher un engagement incorrect dans la cavité (29) qui le reçoit. 7. Appareil contacteur selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les ouvertures (36, 37) de la plaquet- te à circuits imprimés (34) sont placées de façon dissymé- trique par rapport à un axe moyen YY' de celle-ci, de façon à empêcher un engagement incorrect avec les prolongements (53, 54). - 12 - 8. Appareil contacteur selon l'une des revendications 1 à 7 et dans lequel le micro-rupteur présente un levier de manoeuvre, caractérisé en ce que la portion (22) du râteau venant en regard du levier (60), comporte une lame (61) élastiquement déformable pour coopérer avec ce dernier. 9. Appareil contacteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que deux portions opposées extrêmes (22, 23) du râteau commun (16) actionnent deux dispositifs micro- rupteurs (5, 8), tandis qu'une région centrale (16a) de ce râteau reçoit des ponts de contact mobiles (15) faisant partie d'interrupteurs (6, 7) placés dans des circuits o circulent des courants plus importants. 10. Appareil contacteur selon l'une des revendica- tions 1 à 9, caractérisé en ce que la partie (4) du corps (2) de cet appareil (1) recevant les bornes (50, 59) et les interrup- teurs (5, 8), respectivement (6, 7), est un capot (4) fixé sur une embase (3) recevant l'électro-aimant de commande (18). 11. Appareil contacteur selon l'une des revendica- tions 1 à 9, caractérisé en ce que le boîtier (94) de cet appareil (71), recevant les bornes (72, 72'), respectivement (92, 93) et les interrupteurs (73, 74), respectivement (75, 76) est un sous-ensemble amovible venant s'associer mécaniquement à une face (90) d'appareil contacteur (91) en établissant une liaison entre un râteau mobile (86) de ce contacteur et un râteau indépendant (89) de ce sous-ensemble.