Brevet FR2737604A1 — publié le 19970207

La présente invention se rapporte à un appareil contacteur équipé d'un bobine à deux enroulements, comportant, dans un boîtier, une pluralité de contacts mobiles aptes à coopérer avec des contacts fixes et manoeuvrés par un électroaimant constitué d'un circuit mobile et d'un circuit magnétique fixe et d'une carcasse, en matière isolante, servant de support à deux enroulements de bobine commutés par un interrupteur de réduction de consommation. Les électroaimants montés dans les contacteurs comportent essentiellement un circuit magnétique constitué d'une partie fixe et d'une partie mobile et une bobine d'excitation pourvue de deux bornes externes servant à son alimentation. Cette bobine comporte une carcasse isolante en matière plastique pourvue d'un moyeu entouré par un ou deux enroulements. Les électroaimants sont de conceptions différentes selon qu'ils sont alimentés en courant continu ou en courant alternatif. Les électroaimants utilisés en courant continu présentent généralement, toutes chose égales par ailleurs, un volume plus important que les électroaimants utilisés en courant alternatif. On a proposé par exemple des électroaimants utilisables en alimentation continue et alternative et dont les circuits comportent un pont à quatre éléments redresseurs. II est connu d'utiliser des bobines à deux enroulements pour limiter la consommation de l'électroaimant fermé. Pendant la première partie de la fermeture un seul des enroulements est actif. A la fin de la fermeture, les deux enroulements sont mis en série, au moyen d'un interrupteur manoeuvré par les parties mobiles du contacteur. L'interrupteur auxiliaire est en général indépendant de la carcasse de bobine. l'invention a pour but de fournir un électroaimant de contacteur utilisable en continu ou en alternatif et à double enroulement, occupant le volume d'un électroaimant alternatif et dont les opérations de bobinage et les liaisons électriques peuvent être automatisées entièrement. Selon l'invention, la carcasse de bobine qui porte les deux enroulements est équipée d'une part d'un pont d'éléments redresseurs et d'autre part d'un interrupteur auxiliaire de réduction de consommation dont les pièces de contact fixes sont directement tenues dans la carcasse et reliées à des fils de bobine et dont le pont de contact mobile peut être actionné directement par l'équipage mobile lié aux contacts mobiles de puissance. Selon une caractéristique, le pont d'éléments redresseurs est, par une première borne et par le fil électrique du premier enroulement, relié à une des pièces de contact et, par une seconde borne et par le fil électrique du second enroulement, relié à ladite pièce de contact, la seconde pièce de contact étant reliée électriquement à une seconde borne du pont d'éléments redresseurs. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détail en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée de l'appareil contacteur selon l'invention; - la figure 2 est une coupe de l'appareil contacteur de la figure 1; - la figure 3 est vue en coupe axiale de la bobine équipant l'appareil des figures 1 et 2; - la figure 4 est une vue de dessus de la bobine de la figure 3; - la figure 5 est un schéma électrique de l'alimentation de la bobine à deux enroulements conforme aux figures 3 et 4. - les figures 6 et 7 représentent la bobine, respectivement en coupe et en vue de dessus, pendant la réalisation du premier enroulement; - les figures 8 et 9 représentent la bobine, respectivement en coupe et en vue de dessus, pendant la réalisation du second enroulement. L'appareil contacteur selon l'invention tel qu'il est représenté aux figures 1 et 2, comporte une enveloppe constituée, en avant, d'un boîtier d'arc 2 fixé sur un socle 1 situé à l'arrière. Le socle présente, à l'arrière, des moyens de fixation servant à fixer l'appareil sur un support. Cette enveloppe loge, dans le socle, un électroaimant 7 de type à courant continu constitué d'un circuit magnétique fixe 6, d'un circuit magnétique mobile 5 et d'une carcasse de bobine 8 portant les enroulements de la bobine. Le circuit magnétique fixe 6 est constitué d'une semelle plane 61 et d'un étrier en U 62 qui se fixe à l'arrière de la semelle 61. Les pièces 61 et 62 sont toutes deux en matériau magnétique de manière à constituer le circuit magnétique fixe. La semelle 61 est percée d'un alésage adapté au circuit magnétique mobile 5. Cette semelle plane 61 est enrobée dans la carcasse de bobine 8. Un porte-contacts 31, en matière plastique, porte des ponts de contacts 33 qui se déplacent dans la chambre d'arc 39 et qui s'appuient, pendant la fermeture, sous l'effet de ressorts de pression, sur les contacts fixes 34. Chaque contact fixe 34 est porté par un conducteur 35 qui reçoit extérieurement une vis 36 pour constituer une borne de raccordement. La figure 2 illustre, sur la partie droite, un contact puissance à ouverture et sur la partie gauche un contact puissance à fermeture, ces contacts étant représentés alors que le circuit magnétique est en position fermée. Le porte-contacts 31 est attelé au circuit mobile 5 d'électroaimant de manière à se déplacer en translation selon un axe X-X' qui représente l'axe de translation du circuit mobile et l'axe de symétrie des enroulements de bobine. La semelle plane 61 s'étend perpendiculairement à cet axe X-X'. Le circuit magnétique mobile 5 est sollicité par un ressort de rappel. La semelle 61 du circuit magnétique fixe 6 est enrobée partiellement dans la carcasse de bobine 8, en matière plastique, qui sert de support aux enroulements. La carcasse de bobine présente un alésage 86 dans lequel se déplace le circuit magnétique mobile 5. La carcasse 8 se prolonge par un mandrin 82 qui ménage un alésage central pour le circuit magnétique mobile 5 et est solidaire d'une joue 81, ce mandrin se logeant entre l'étrier 62 en forme de U et la semelle 61. L'étrier 62 du circuit magnétique fixe 6 entoure donc le mandrin 82 et la joue 81. La semelle plane 61 et la partie de carcasse de bobine qui l'enrobe constituent une embase servant à la fixation et au centrage de l'électroaimant 7 dans l'enveloppe 1-2. Cette embase se situe au dessus de la bobine et au dessous du boîtier d'arc lorsque le contacteur est monté. L'électroaimant 7 est maintenu position dans l'enveloppe par la semelle 61 qui est pincée entre des portées du boîtier d'arc et du socle. La semelle 61 présente des portées de centrage serrées entre des portées 21 du boîtier d'arc 2 et des appuis 1 1 du socle 1. Ces appuis 11 sont élastiques. La semelle 61 est donc appuyée sur les portées 21 du boîtier d'arc 2 sous l'action des appuis élastiques 11. Le bas de l'étrier 62 est libre par rapport au fond du socle 1. La bobine est utilisable en alimentation continue et alternative grâce à un pont d'éléments redresseurs 85 (pont de diodes). Ce pont d'éléments redresseurs 85 se loge dans un logement 84 de la carcasse de bobine 8, ce logement étant ouvert vers le haut. La bobine comporte deux enroulements 93 et 96 qui sont enroulés coaxialement autour du mandrin 82 et servent à réduire la consommation de l'électroaimant fermé. La commutation entre les deux enroulements 93 et 96 est obtenue par un contact auxiliaire de réduction de consommation 10. La carcasse de bobine 8 porte directement le contact auxiliaire 10 qui est constitué de deux pièces de contacts 91 et 92 et d'un pont mobile 99. Les pièces de contacts 91 et 92 sont engagées dans des logements de la carcasse et le pont de contacts 99 s'étend au dessous de ces pièces de contact 91, 92. Il est soumis à un ressort et tend à s'appliquer sur les contacts fixes 91 et 92. Le porte-contacts 31 agit directement sur le pont de contact 99, le contact 10 étant disposé du côté de la face supérieure de la carcasse 8. Les pièces de contacts 91 et 92 forment, vers l'extérieur, des ergots saillants qui servent à raccorder les fils des enroulements. Ces ergots sont ensuite repliés après bobinage pour ne pas former de saillies. La carcasse de bobine 8 porte le pont d'éléments redresseurs 85 dont une première borne 851 est reliée, par un fil électrique 94 du premier enroulement 93, à une des pièces de contact 91 et dont une seconde borne 852 est reliée, par un second fil électrique 95 du second enroulement 96, à ladite pièce de contact 91, la seconde pièce de contact 92 étant reliée électriquement à la seconde borne 852 du pont d'éléments redresseurs 85. En se référant aux figures 6 et 7, le fil 94 de l'enroulement interne 93 (au contact du moyeu du mandrin) est relié, à un bout, à la pièce de contact 91 et à l'autre bout à la borne 851 du pont de diodes 85. En partant de la borne 851, le fil 94 passe au dessus de la face supérieure de la carcasse puis passe dans une encoche 87, puis s'enroule autour du mandrin 82 puis passe dans une encoche 83 avant de repasser au dessus de la face supérieure de la carcasse et de venir se fixer à la pièce de contact 91. En se référant aux figures 8 et 9, le fil 95 de l'enroulement externe 96, en partant de la pièce de contact 91, passe au dessus de la face supérieure de la carcasse, s'engage dans l'encoche 83, s'enroule autour de l'enroulement interne 93, ressort par l'encoche 83, passe au dessus de la face supérieure de la carcasse et vient s'attacher à la borne 852 du pont de diodes 85. On notera que les deux enroulements sont effectués dans le même sens repéré f. L'agencement choisi pour les différents éléments constitutifs de la bobine, permet de réaliser les bobinages ainsi que toute les liaisons électriques de manière entièrement automatique. Les plages métalliques 981 et 982 portant les vis des bornes d'alimentation en alternatif sont raccordées aux entrées alternatives 853 et 854 du pont de diodes 85. La seconde pièce de contact 92 est reliée par un fil 97 à la seconde borne 852. Le fonctionnement du contacteur est le suivant: Le circuit d'alimentation de la bobine est utilisable en alimentation continue et alternative. L'alimentation de la bobine est obtenue par l'intermédiaire du pont de quatre éléments redresseurs 85. Pendant la première partie de la phase de fermeture de l'électroaimant, un seul des enroulements est actif. Vers la fin de la phase de fermeture, l'ouverture du contact auxiliaire 10 permet la mise en série des deux enroulements ce qui permet de réduire de manière significative la consommation de l'électroaimant fermé. Ce contact auxiliaire 10 qui commute les deux enroulements est manoeuvré par le porte contacts 31. II est possible de retourner la bobine (alimentation haute ou basse). II est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et des perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Appareil contacteur équipé d'une bobine à deux enroulements, comportant, dans une enveloppe (1-2), une pluralité de contacts mobiles (13) aptes à coopérer avec des contacts fixes (14) et manoeuvrés par un électroaimant (7) constitué d'un circuit magnétique mobile (5) et d'un circuit magnétique fixe (6) et d'une carcasse(8), en matière isolante, servant de support à deux enroulements de bobine (93, 96) commutés par un interrupteur de réduction de consommation (10), caractérisé par le fait que la carcasse de bobine (8) qui porte les deux enroulements est équipée d'une part d'un pont d'éléments redresseurs (85) et d'autre part de l'interrupteur auxiliaire (10) dont les pièces de contact fixes (91-92) sont directement tenues dans la carcasse et reliées à des fils de bobine et dont le pont de contact mobile (93) peut être actionné directement par l'équipage mobile lié aux contacts mobiles de puissance. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les pièces de contacts (91, 92) forment des ergots saillants sur lesquels se raccordent les fils (94, 95, 97) de la bobine. 3. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le pont d'éléments redresseurs (85) est, par une première borne (851) et par le fil électrique (94) du premier enroulement (93), relié à une des pièces de contact (91) et, par une seconde borne (852) et par le fil électrique (95) du second enroulement (96), à ladite pièce de contact (91), la seconde pièce de contact (92) étant reliée électriquement à une seconde borne (852) du pont d'éléments redresseurs (85). 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le fil (94) de l'enroulement interne (93) partant de la borne (851) passe au dessus de la face supérieure de la carcasse puis s'enroule autour du mandrin (82) puis passe dans une encoche (83) avant de repasser au dessus de la face supérieure de la carcasse et de venir se fixer à la pièce de contact (91). 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le fil (95) de l'enroulement externe (96), en partant de la pièce de contact (91), passe au dessus de la face supérieure de la carcasse (8), s'engage dans l'encoche (83), s'enroule autour de l'enroulement (93), ressort par l'encoche (83), passe au dessus de la face supérieure de la carcasse et viennent s'attacher à la borne (852) du pont de diodes (85). 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les deux enroulements (93, 96) sont effectués dans le même sens et sont coaxiaux.