Brevet FR2831985A1 — publié le 20030509

Microcontact à entrefer réduit et procédé associé de surclassement de microcontact La présente invention concerne un microcontact, pour les applications aux forts courants du domaine automobile. Par forts courants du domaine automobile, on entend des courants qui vont actuellement couramment de 12 V en courant continu pour les automobiles, à 24 V pour les poids lourds et même jusqu'à 42 V selon les normes nouvelles prévues, c'est-à-dire des courants relativement faibles par rapport à d'autres applications industrielles. Les microcontacts connus utilisés pour la commutation de courant dans ces applications comprennent un contact mobile entre une position supérieure et une position inférieure où il est en contact électrique avec une borne fixe. La position supérieure peut être une position de repos ou, dans le cas des contacts à deux bornes, une position active de contact avec une seconde borne fixe. L'entrefer, c'est-à-dire la distance entre le contact mobile en position supérieure et la borne fixe inférieure est lié aux paramètres suivants : Tension d'utilisation, Courant d'utilisation, Type de charge (self, lampes, résistances,...) L'électrification des fonctions dans le domaine automobile amène la commutation de puissances de plus en plus élevées, ce qui oblige à augmenter les entrefers et donc l'encombrement des appareils. De plus, il y a une accélération de la dégradation des contacts. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients. L'invention atteint son but grâce à un microcontact pour courants continus de l'ordre de 10 V à 50 V, du type enfermant dans un boîtier une structure comportant un contact mobile entre une première position où il est en contact électrique avec une borne fixe et une seconde position où il n'est plus en contact avec ladite borne fixe, l'entrefer entre les deux positions étant de l'ordre du millimètre, caractérisé en ce qu'il est associé à un dispositif de création de champ magnétique transversal dans la zone de l'entrefer de manière à dévier l'arc électrique et à allonger ainsi son parcours, ce qui permet d'utiliser un entrefer plus réduit que l'entrefer normal pour une puissance donnée. On connaît dans le cadre des applications industrielles aux courants élevés divers moyens pour souffler l'arc électrique dans un disjoncteur de puissance, un interrupteur ou un relais. Dans les dispositifs les plus encombrants, on peut utiliser le soufflage par air ou le soufflage magnétique, notamment à l'aide de bobines d'électroaimants ou de gros aimants permanents (cf. US 3 943 316, US 4 302 644). Dans les cas où l'encombrement doit être plus limité, comme dans le cas de certains relais, on a déjà proposé l'utilisation d'aimants permanents agencés de manière à tenir relativement peu de place (cf. FR 2491676). Il s'agit dans ces dispositifs d'éteindre l'arc le plus vite possible pour éviter l'endommagement des contacts. On a aussi utilisé des aimants pour éteindre l'arc dans des contacts ordinaires, prévus pour des tensions continues élevées (d'au moins 150 V), mais, à la connaissance de la Demanderesse, pas dans des microcontacts pour tensions de l'ordre de 10 v à 50 V où le besoin de dévier l'arc n'a jamais été ressenti. Selon la présente invention, la superposition du champ magnétique dans l'entrefer permet, grâce à l'allongement de l'arc, d'utiliser un microcontact destiné en principe à des applications en 12 V, dans des applications à 24 V ou même à 42 V alors que jusque-là, on était obligé de fabriquer des microcontacts spécifiquement destinés à ces tensions nominales. Autrement dit, l'invention permet de surclasser un microcontact existant. Les microcontacts, ou contacts miniatures, ou contacts sub- miniatures, concernés par l'invention sont du type dans lesquels l'entrefer est couramment de l'ordre de 0,8 à 1 mm (pour les applications en 12 V). Les microcontacts correspondants spécifiques pour les applications en 24 V ont couramment un entrefer d'environ 2 mm, mais peuvent, grâce à l'invention conserver leur entrefer d'environ 1 mm. Le dispositif de création de champ magnétique selon l'invention peut être constitué par un ou plusieurs aimants permanents attachés au boîtier du microcontact ou surmoulés dans celui-ci, ou bien placés à l'extérieur du boîtier de microcontact. Les aimants sont de préférence des aimants plats montés verticalement sur un, deux ou trois faces dans la zone des contacts du microcontact. Encore plus avantageusement, on utilise un boîtier injecte au moins en partie en matériau magnétisable, tel qu'une plasto-ferrite magnétisable, de sorte que l'encombrement du microcontact n'est pratiquement pas modifié. Avantageusement, on impose au contact mobile une vitesse élevée et indépendante de la vitesse d'actionnement du microcontact afin de limiter la durée de l'arc électrique, ce qui permet d'obtenir une rupture brusque et évite la dégradation des contacts. Comme indiqué plus haut, l'invention concerne aussi un procédé pour surclasser un microcontact existant, du type défini auparavant, en l'associant à un dispositif de création de champ magnétique transversal dans la zone de l'entrefer. Avantageusement, on associe ledit dispositif sans modifier la structure interne qui comporte les contacts, par intégration d'au moins un aimant au boîtier, c'est-à-dire dans ou sur le boîtier, par exemple par surmoulage, ou utilisation directe d'un thermoplastique ou un thermodurcissable magnétisable pour réaliser le boîtier. Il est même possible d'associer un même dispositif de création de champ magnétique à au moins deux microcontacts adjacents. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un microcontact conforme à l'invention ; - la figure 2 est un graphique comparant la durée d'arc par rapport à l'intensité, entre un microcontact traditionnel et un microcontact conforme à l'invention ; - la figure 3 est un schéma en perspective de deux microcontacts accolés et munis d'un dispositif d'aimantation commun ; - la figure 4 est une coupe schématique IV-IV d'un des microcontacts de la figure 3. La figure 1 montre un boîtier de microcontact 1 formé de parois verticales 2, d'un fond 3 et d'un couvercle 4. Le boîtier renferme des bornes fixes inférieure 5 et supérieure 6, comportant une couche de contact électrique 7 et dont le support traverse le fond 3 du boîtier. Les dimensions globales du boîtier 1 sont de l'ordre de 10 à 20 mm de hauteur, 30 à 50 mm de longueur et 10 à 20 mm de largeur. Un contact mobile 8, comportant deux couches de contact 9, est monté par des moyens non représentés pour se déplacer entre la position haute où il est en contact avec la borne supérieure 6 et la position basse où il est contact avec la borne inférieure 5. La distance e séparant le contact mobile de la borne fixe inférieure 5 est l'entrefer, dans l'espace duquel se forme un arc électrique symbolisé par la ligne droite pointillée 10 en l'absence de moyens de déviation d'arc. Selon l'invention, les parois latérales 2 sont constituées par des aimants permanents, ou incorporent de tels aimants, de manière à créer en permanence un champ magnétique transversal à l'entrefer symbolisé par les lignes de champ 11, grâce auquel l'arc est dévié selon le chemin symbolisé par la ligne courbe 12, plus longue que la ligne 10. La figure 2 montre les courbes durée d'arc/intensité pour un microcontact alimentant un circuit d'impédance 5 mH sous une tension de 28 V, d'une part sans aimant conforme à l'invention et d'autre part avec aimant. On constate que sans aimant, la durée d'arc augmente rapidement jusqu'à environ 20 A et très rapidement au-dessus, jusqu'à un point de rupture où l'arc est permanent et entraîne la brûlure des contacts et de l'appareil. Au contraire, avec le champ magnétique conforme à l'invention, le même microcontact a montré une relative constance de la durée d'arc quand la puissance croît. Les figures 3 et 4 montrent une variante de réalisation dans laquelle deux boîtiers 1, l'de microcontacts sont accolés partiellement par une face et surmontés par un aimant rapporté commun 13 (représenté en tirets) à cheval sur les deux microcontacts. REVENDICATIONS 1. Microcontact pour courant continu de l'ordre de 10 V à 50 V, du type enfermant dans un boîtier (1) une structure comportant un contact (8) mobile entre une première position où il est en contact électrique avec une borne fixe (5) et une seconde position où il n'est plus en contact avec ladite borne fixe (5), l'entrefer (e) entre les deux positions étant de l'ordre du millimètre, caractérisé en ce qu'il est associé à un dispositif de création de champ magnétique transversal dans la zone de l'entrefer (e). 2. Microcontact selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de création de champ magnétique est constitué par un ou plusieurs aimants permanents (2). 3. Microcontact selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ou les aimants sont attachés au boîtier (1) du microcontact. 4. Microcontact selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ou les aimants sont surmoulés dans le boîtier (1) du microcontact. 5. Microcontact selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ou les contacts sont placés à l'extérieur du boîtier (1) du microcontact. 6. Microcontact selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une partie du boîtier (1) est injectée en matériau magnétisable. 7. Microcontact selon la revendication 6, caractérisé en ce que le matériau est une plasto-ferrite. 8. Procédé pour surclasser un microcontact pour courant continu de l'ordre de 10 V à 50 V, du type enfermant dans un boîtier (1) une structure comportant un contact (8) mobile entre une première position où il est en contact électrique avec une borne fixe (5) et une seconde position où il n'est plus en contact avec ladite borne fixe (5), l'entrefer (e) entre les deux positions étant de l'ordre du millimètre, caractérisé en ce qu'on l'associe à un dispositif de création de champ magnétique transversal dans la zone de l'entrefer (e). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on associe ledit dispositif sans modifier ladite structure, par intégration d'au moins un aimant au boîtier (1). 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'on associe un même dispositif à au moins deux microcontacts adjacents.