Brevet FR2810155A1 — publié le 20011214

Appareil de coupure électromagnétique, notamment contacteur La présente invention concerne un appareil de coupure électromagnétique conçu pour une tension nominale, notamment un contacteur comprenant au moins un contact de charge ayant des pièces de contact fixes et un pont de contact mobile qui comporte à l'état neuf des appuis de contact ayant une épaisseur initiale, les appuis de contact étant usés après un certain nombre de commutations à la charge nominale, le pont de contact pouvant être écarté des pièces fixes de contact par un support de pont de contact qui saisit le pont de contact dans une partie d'entraînement, le support de pont de contact étant, au moins dans la partie d'entraînement, en une matière qui résiste à l'usure. Un appareil de coupure de ce genre est connu par exemple par le EP 0 855 727A2. Un appareil de coupure analogue ressort du DE 30 30 702 C2. On connaît, dans l'état de la technique, des procédés pour détecter ce que l'on appelle le défonçage du contact et pour en déterminer une usure totale des appuis de contact ou une longévité résiduelle y correspondant de l'appareil de coupure. On citera par exemple à cet égard le DE 44 27 006 A1, le DE 196 03 319 A1 ainsi que le DE 196 03 10 A1. Dans le procédé utilisé dans l'état de la technique, on détecte une durée entre l'ouverture du circuit magnétique et l'ouverture des contacts de charge. On calcule alors le défonçage du contact à partir de la durée détectée. Les procédés connus supposent implicitement que le défonçage du contact et les durées détectées sont en une relation fonctionnelle. Or, on a maintenant trouvé qu'il se produit dans la partie d'entraînement du support de pont de contact au cours du temps, en raison du fait que le pont de contact s'écarte brusquement des pièces de contact fixes, des compressions de matériau et de l'usure de matière qui influencent les durées détectées et faussent ainsi le calcul du défonçage du contact. L'invention vise, compte tenu de cela, un appareil de coupure électromagnétique dans lequel des calculs faux de ce genre ne se produisent plus. On y parvient, suivant l'invention, en choisissant la matière s résistante à l'usure de manière que le support de pont de contact présente, dans la partie d'entraînement après le nombre de commutations en charge nominale, un enlèvement de matière représentant au maximum 10 % de l'épaisseur initiale de l'appui de contact. La durée détectée n'est ainsi que peu influencée au point de pouvoir être encore tolérée dans le cadre de la détermination de la pression de défonçage ou de la durée de vie restante. Bien entendu, il faut que l'enlèvement de matière soit aussi petit que possible. On s'efforce donc d'avoir des valeurs autant que possible inférieures à 10 %, par exemple de 5 % et moins, notamment de moins de 2%. Lorsque la matière résistante à l'usure est un métal, notamment de l'acier, par exemple l'acier X5GNi, le support de pont de contact est particulièrement résistant à l'usure dans la partie d'entraînement. Suivant une autre possibilité, on peut également utiliser des matières plastiques résistantes à l'usure, notamment PA 6T/61 (GF 40 %) ou PEEK. Lorsque la matière résistante à l'usure est une matière plastique, le support de pont de contact peut être constitué au choix en tout ou seulement dans la partie d'entraînement de la matière résistante à l'usure. On décidera dans chaque cas de celui des deux modes de réalisation qu'il convient de choisir. Lorsque le support de pont de contact est dans la partie d'entraînement en une autre matière que dans la partie restante, la matière résistante à l'usure doit être reliée solidement au reste du support de pont de contact. Des liaisons possibles peuvent s'effectuer par couverture par extrusion, par insertion et encliquetage, ainsi que par collage. Dans le cas o la matière résistante à l'usure est une matière plastique, on peut envisager également une pièce moulée par injection à deux constituants. L'appareil de coupure suivant l'invention est utilisé de préférence lorsqu'il lui est associé un circuit de détection du défonçage destiné à déterminer une usure complète des appuis de contact. Lorsque l'appareil de coupure comporte un côté de montage et un côté avant opposé au côté de montage et que, sur le côté avant est prévu un dispositif d'affichage de l'usure totale qui est relié au circuit de détection de défonçage, un opérateur peut reconnaître immédiatement et sans effort, notamment sans démontage de l'appareil de coupure électromagnétique, si les appuis de contact sont usés, donc s'il faut changer le contact de charge. D'autres avantages et particularités de l'invention ressortent de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation en regard des dessins, qui représentent en principe: la figure 1 la structure grossière d'un contacteur, la figure 2 un contact de charge à l'état neuf, la figure 3 le contact de charge de la figure 2 après un certain nombre de commutations en charge nominale, la figure 4 une vue en perspective du contacteur, la figure 5 une partie d'entraînement, et la figure 6 une variante de la figure 5. Suivant la figure 1, un contacteur, en tant qu'exemple d'un appareil de coupure électromagnétique a trois contacts 1 de charge. Chacun des contacts 1 de charge comporte deux pièces 2 fixes de contact et un pont 3 mobile de contact. Pour enclencher le contacteur, on alimente une bobine 4 en un courant électrique. Une armature 5, à laquelle est relié un support 6 de pont de contact, est ainsi attirée. Le support 6 de pont de contact est ainsi mis sur les pièces 2 fixes de contact par les ponts 3 de contact. Pour ouvrir le contacteur, la bobine 4 n'est plus alimentée en courant. L'armature 5 retombe. Les ponts 3 de contact sont pris par le support 6 de pont de contact dans des parties 7 d'entraînement (voir figures 2 et 3) et écartés brusquement des pièces 2 fixes de contact. Les pièces 2 fixes de contact et les ponts 3 de contact comportent, sur la figure 2 à l'état neuf, des appuis 8 de contact ayant des épaisseurs d initiales d'appui de contact. Le contacteur est à l'état ouvert dans la représentation suivant la figure 2. A chaque commutation, c'est-à-dire à chaque cycle de fermeture et d'ouverture du contacteur, les appuis 8 de contact sont soumis à une usure. Les contacts 1 de charge n'ont donc qu'une longévité limitée. Ce qui est caractéristique pour la longévité du contacteur ou des contacts 1 de charge est le nombre N de commutations en charge nominale après que les appuis 8 de contact sont usés. Un contact 1 de charge de ce genre à appuis 8 de contact usés est représenté à la figure 3 pour un contacteur fermé. s Suivant la figure 1, les pièces 2 fixes de contact sont reliées du point de vue de la technique des signaux à un circuit 9 de détection de défonçage. La bobine 4 est également reliée du point de vue de la technique des signaux au circuit 9 de détection de défonçage. En interprétant les pointes de courant ou de tension se produisant sur les pièces 2 fixes de contact et sur la bobine 4, on peut détecter à quels instants le circuit magnétique ou les contacts 1 de charge s'ouvrent lorsque le contacteur passe à l'état ouvert. Au moyen de ces instants d'ouverture, on peut alors déterminer une usure complète des appuis 8 de contact qui permet de tirer des conclusions sur la durée de vie restante. Pour des détails sur la détermination de l'usure, on se reportera aux documents DE 44 27 006 A1, DE 196 03 319 A1 et DE 196 03 310 A1 déjà cités. Le circuit 9 de détection de défonçage est relié à des dispositifs d'affichage de l'usure totale. Dans le cas le plus simple, les dispositifs 10 d'affichage peuvent être constitués par exemple sous la forme de diodes 10 luminescentes. Le circuit 9 de détection de défonçage et les diodes 10 luminescentes sont logés suivant la figure 4 dans un module disposé à côté du contacteur proprement dit. Le module peut s'être fixé au choix de manière fixe ou amovible au contacteur proprement dit. Si les diodes 10 luminescentes ne sont pas excitées, les appuis 8 de contact ne sont par exemple pas encore usées. Si en revanche elles s'allument en fonctionnement permanent, les appuis 8 de contact sont consommés. Le cas échéant, on peut déduire d'un fonctionnement intermittent entre ces deux instants que les appuis 8 de contact seront bientôt usés. On peut au choix prévoir une diode 10 luminescente propre par contact 1 de charge ou une diode 10 luminescente commune pour tous les contacts 1 de charge. Suivant une autre possibilité, on peut par exemple exciter une diode luminescente pour une usure totale de 20 %, une autre diode luminescente pour une usure totale de 50 % et la troisième diode 10 luminescente pour une usure totale de 80 %. Les diodes 10 luminescentes sont disposées suivant la figure 4 sur un côté 1 1 avant. Le côté 1 1 avant est opposé à un côté 12 de montage sur lequel le contacteur est fixé à un dispositif 13 de fixation. Comme on l'a déjà mentionné, I'usure totale est déterminée au moyen des différences de temps et ainsi des trajets de commutation correspondants. Il est donc important que les trajets de commutation soient en fait caractéristiques de l'usure totale. Pour y parvenir, le support 6 de pont de contact est, au moins dans la partie 7 d'entraînement, en une matière résistante à l'usure. Dans la matière résistante à l'usure, on est sûr que le support 6 de pont de contact a, dans la partie 7 d'entraînement, après le nombre N de commutation en charge nominale, un enlèvement de matière représentant 10 % au maximum de l'épaisseur d initiale des appuis de contact. Dans les figures 5 et 6 suivantes, on a représenté des possibilités de conformation de la partie 7 d'entraînement du support 6 de pont de contact. Suivant la figure 5, il est prévu dans la partie 7 d'entraînement du support 6 de pont de contact une plaquette 14 métallique. La plaquette 14 métallique est reliée au reste du support 6 de pont de contact par couverture par extrusion. Suivant l'exemple de réalisation, la plaquette 14 métallique est en acier X5GNi. Mais elle peut être aussi en un autre métal, par exemple en aluminium. Dans ce cas, la matière résistante à l'usure est donc un métal. Suivant la figure 6, la matière résistante à!'usure est en une matière plastique 15. Suivant la figure 6, la matière plastique est reliée au reste du support 6 de pont de contact par une pièce moulée par injection à deux constituants. Comme matière plastique, on peut envisager notamment PA 6T/61 (GF 40 %) et PEEK. Outre les procédés de fixation représentés aux figures 5 et 6, on peut envisager par exemple que la matière 14, 15 résistante à l'usure soit reliée au reste du support 6 de pont de contact par insertion et encliquetage ou par collage. Par le contacteur suivant l'invention, on peut avoir l'assurance que l'enlèvement de matière du support 6 de pont de contact dans la partie 7 d'entraînement est, après le nombre N de commutations, inférieur à 2 % de l'épaisseur d de l'appui de contact. En partie, on peut même atteindre des valeurs inférieures à 1 %. La représentation de l'appareil de coupure sous la forme d'un contacteur n'est bien entendu donnée qu'à titre d'exemple. Elle pourrait également avoir la forme de relais (notamment de relais de puissance) ou de sectionneur (donc pour des tensions nominales supérieures à 1000 V). REVENDICATIONS 1. Appareil de coupure électromagnétique conçu pour une tension nominale, notamment contacteur comprenant au moins un contact (1) s de charge ayant des pièces (2) de contact fixes et un pont (3) de contact mobile qui comporte à l'état neuf des appuis (8) de contact ayant une épaisseur (d) initiale, les appuis (8) de contact étant usés après un certain nombre (N) de commutations à la charge nominale, le pont (3) de contact pouvant être écarté des pièces (2) fixes de contact par un support (6) de pont de contact qui saisit le pont (3) de contact dans une partie (7) d'entraînement, le support (6) de pont de contact étant, au moins dans la partie (7) d'entraînement en une matière qui résiste à l'usure, caractérisé en ce que le support (6) de pont de contact présente dans la partie (7) d'entraînement, après le nombre (N) de commutations en charge nominale, un enlèvement de matière représentant au maximum 10 % de l'épaisseur (d) initiale de l'appui de contact. 2. Appareil de coupure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière résistante à l'usure est un métal, notamment de l'acier, par exemple l'acier X5GNi. 3. Appareil de coupure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière résistante à l'usure est une matière plastique, notamment PA 6T/61 (GF 40 %) ou PEEK. 4. Appareil de coupure suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la matière résistante à l'usure est reliée au reste du support (6) de pont de contact par une pièce moulée à deux constituants. 5. Appareil de coupure suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la matière résistante à l'usure est reliée par ouverture par extrusion au reste du support (6) de pont de contact. 6. Appareil de coupure suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la matière résistante à l'usure est reliée au reste du support (6) de pont de contact par insertion et encliquetage. 7. Appareil de coupure suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la matière résistante à l'usure est reliée au reste du support (6) de pont de contact par collage. 8. Appareil de coupure suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il lui est associé un circuit (9) de détection de défonçage, destiné à déterminer une usure totale des appuis (8) de contact. 9. Appareil de coupure suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un côté (12) de montage et un côté (11) avant opposé au côté (12) de montage et en ce que, sur le côté (11) avant est prévu un dispositif (10) d'affichage de l'usure totale qui est relié au circuit (9) de détection de défonçage.