EP0519790B1 - Dispositif interrupteur auxiliaire pour appareil interrupteur principal - Google Patents

Dispositif interrupteur auxiliaire pour appareil interrupteur principal Download PDF

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EP0519790B1
EP0519790B1 EP19920401625 EP92401625A EP0519790B1 EP 0519790 B1 EP0519790 B1 EP 0519790B1 EP 19920401625 EP19920401625 EP 19920401625 EP 92401625 A EP92401625 A EP 92401625A EP 0519790 B1 EP0519790 B1 EP 0519790B1
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EP
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circuit
detector
auxiliary
main
switch
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EP19920401625
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Jacques Olifant
Jacques Robert
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Telemecanique SA
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La Telemecanique Electrique SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
    • H01H50/541—Auxiliary contact devices
    • H01H50/545—Self-contained, easily replaceable microswitches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/04—Means for indicating condition of the switching device
    • H01H2071/048—Means for indicating condition of the switching device containing non-mechanical switch position sensor, e.g. HALL sensor

Definitions

  • the present invention relates to an auxiliary switch device constituting an additive to the main switch device and comprising, in a housing which is fixed next to the main device, a movable switch control element capable of being coupled, by means of the 'Intermediate coupling means, to a team linked to the movable contacts of the main device and used to switch the current between two connection terminals.
  • auxiliary contact blocks or switches are currently proposed to be associated with a main contactor either on the front face or on a lateral face of the latter.
  • These auxiliary contacts are auxiliary poles of the contactor and are controlled at the same time as the main contacts. They provide various additional functions: self-supply control, insertion of the additional resistance of the DC electromagnets, control and signaling control, slaving between different contactors, connection with programmable logic controllers, etc.
  • Thermal relays or disconnectors can also be fitted with auxiliary contacts.
  • Each auxiliary contact is made up, like a main contact, of a fixed contact and of a movable contact pressed or not on said corresponding fixed contact.
  • a movable contact driving part is coupled to the movable parts of the main contactor.
  • the object of the present invention is to provide a switching device intended to serve as an additive to a switching device and in which detectors with static outputs (without contacts) replace conventional auxiliary contacts (with movable contacts).
  • An auxiliary contact block using this detection technology has many advantages. In addition to an advantageous cost price, it does not age or wear out regardless of the number of operations. It is perfectly suited to electronic automations, in particular to the characteristics of the inputs of 24V direct current programmable controllers. It has good resistance to industrial environments (particularly dangerous atmospheres).
  • the device according to the invention makes it possible, by adding a power stage, to switch a current of several amps at 250V or more. It allows, in another application, to replace timed auxiliary contacts, work and rest, traditional by a semiconductor technology.
  • the device is characterized in that it comprises a circuit of the proximity detector type mounted in the housing and capable of detecting the movements of the movable switch control element so as to ensure switching between said connection terminals, depending on the position of the moving part of the main unit.
  • the detector mounted in the housing is of the inductive detector type and the movable element is at least partially made of metal so as to cooperate with the detector.
  • the device comprises a printed circuit card which has at least one winding of a conductive track constituting a choke coil of the oscillator of the inductive circuit.
  • the device comprises a detector circuit opening and closing the circuit between the connection terminals and coupled to the inductor coil.
  • the device comprises a power output stage used to switch the current between the connection terminals and controlled by the detector circuit.
  • the device comprises a programmable electronic timer circuit inserted between the detector circuit and the power output stage.
  • the auxiliary switch device 1 of the invention is attached to a main device 2.
  • this device 2 is constituted by a contactor.
  • the auxiliary device 1 which is shown in FIGS. 1 and 2 is a block for front mounting. Alternatively, this device could be side mounted.
  • the main device 2 is provided with a sole or base 22 used for hanging on a support. It has several poles used to control power circuits.
  • the housing 21 of the main appliance 2 has cheeks or partitions 23 which extend perpendicular to the front face and which delimit power terminals 24 associated with clamping screws 25.
  • the front face of the housing has means of assembly such as 27 to receive the housing of the auxiliary block 1.
  • an electromagnet controlling the movement of the movable contacts.
  • the movable contacts come to bear against the fixed contacts connected to the power terminals.
  • the movable assembly 28 carrying the movable contacts and coupled to the movable part of the electromagnet performs a translational movement, these contacts being double cut.
  • This movable assembly has hooking means 29 opening onto the outside of the housing.
  • the auxiliary switch device 1 has a housing 11 provided with assembly and locking means adapted to the assembly means 27 of the main appliance. These assembly means consist of a dovetail groove for sliding the housing 11 on the slide which constitutes the fixing means 27. A lock ensures the locking of the housing 11 on the housing 21.
  • the housing 11 has auxiliary terminals 12, 13 intended for external connections.
  • the auxiliary device 1 has a movable element or slide 14 provided with hooking means 16 intended to couple to the hooking means 29 when the auxiliary device 1 is mounted on the main contactor device 2.
  • This movable element or slide 14 is guided in translation in the housing 11 so as to slide in the translation plane of the moving element 28.
  • the slide 14 moves parallel to a switch circuit 3 mounted inside the housing 11 and associated with the connection terminals 12 and 13.
  • This circuit 3 comprises a circuit of the proximity detector type detecting the movements of the movable slide 14 and switching the current between the terminals 12 and 13.
  • this circuit 3 is of the inductive proximity detector type. It is shown in detail in Figures 3 and 6.
  • the switch circuit 3 of the embodiments of FIGS. 3 to 6 comprises an oscillator generating an alternating electromagnetic field.
  • the movable slide 14 is provided with a screen metal 15 which when placed in the magnetic field is traversed by eddy currents (induced currents).
  • the electrical power transformed in the metallic screen damps the oscillations of the circuit.
  • the switch circuit 3 is arranged in the housing 11, on a printed circuit board 6 carrying electronic components which are necessary for the performance of the switch functions.
  • the printed circuit card 6 has a conductive track winding 31 which is part of the electronic switch circuit 3 shown in detail in FIG. 4 and associated with the two terminals 12 and 13.
  • the card 6 has a second conductive track winding 41 forming part of a second switch circuit 4.
  • the device comprises two switches.
  • the printed circuit card 6 carries the two windings 31 and 41 associated respectively with the electronic circuits 3 and 4. The number of switches and the types of these switches can be adapted (normally open, normally closed).
  • the conductor track winding 31 or 41 constitutes a choke coil producing an alternating electromagnetic field in which the metal screen 15 moves.
  • Circuit 3 includes an analog circuit for inductive proximity switch 32, pins 1 and 6 of which are connected to connection terminals 12 and 13.
  • Circuit 32 includes an output stage which opens and closes the circuit between terminal 12 to 0V and terminal 13 (+ Vcc). This circuit 32 is coupled via its terminals 3 and 7 to the inductor coil 31 on which a capacitor 33 is mounted in parallel. The damping of this oscillator by the metal screen 15 ensures the switching of the output stage of the circuit 32 .
  • the device comprises a power amplifier 34 which switches the current between the terminals 12 and 13.
  • This power amplifier 34 is controlled by the detector circuit 32.
  • This power stage 34 comprises a transistor power in the case of direct current and thyristors or triacs in the case of alternating current. It allows switching of a current of several amps at 250V or more.
  • the device has a timing function.
  • a programmable electronic timer circuit 35 processes the output signal from the detector circuit 32. This timer 35 controls a power output stage 34 which controls the switching of the current between terminals 12 and 13. This device makes it possible to replace the auxiliary timed work and traditional rest by semiconductor technology.
  • the device always has only two connection terminals.
  • the detector 3 makes the circuit passing between the terminals 12 and 13 and the energy required for operation is obtained by a residual voltage admissible for the load.
  • FIG. 7 gives the timing diagrams of the timed device of FIG. 6, for a normally open contact (NO) and for a normally closed contact (NC).
  • the proximity detector 3 equipping the auxiliary device instead of being of the inductive type could be of another type: Hall effect, etc.
  • the auxiliary device according to the invention could be a thermal relay.

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Description

  • La présente invention se rapporte à un dispositif interrupteur auxiliaire constituant un additif d'appareil interrupteur principal et comportant, dans un boîtier se fixant à côté de l'appareil principal, un élément mobile de commande d'interrupteur susceptible d'être accouplé, par l'intermédiaire de moyens de couplage, à un équipage lié aux contacts mobiles de l'appareil principal et servant à commuter le courant entre deux bornes de raccordement.
  • Des blocs de contacts ou interrupteurs auxiliaires sont actuellement proposés pour être associés à un contacteur principal soit sur la face avant, soit sur une face latérale de celui-ci. Ces contacts auxiliaires sont des pôles auxiliaires du contacteur et sont commandés en même temps que les contacts principaux. Ils assurent différentes fonctions annexes: commande de l'auto-alimentation, insertion de la résistance additionnelle des électro-aimants à courant continu, commande de contrôle et de signalisation, asservissement entre différents contacteurs, liaison avec automates programmables, etc...
  • Les relais thermiques ou sectionneurs peuvent également être équipés de contacts auxiliaires.
  • On distingue les contacts auxiliaires instantanés, à ouverture ou à fermeture, qui basculent en même temps que les pôles principaux et les contacts temporisés qui basculent avec un certain retard par rapport à la fermeture ou à l'ouverture du contacteur principal.
  • Chaque contact auxiliaire se compose, comme un contact principal, d'un contact fixe et d'un contact mobile pressé ou non sur ledit contact fixe correspondant. Une pièce d'entraînement des contacts mobiles est accouplée aux parties mobiles du contacteur principal. Les brevets FR-A-2 555 804 et EP-A-0086 698 illustrent des blocs de contacts auxiliaires conventionnels. Ces contacts auxiliaires traditionnels présentent des inconvénients de vieillissement ou de durée de vie notamment dans un environnement agressif.
  • La présente invention a pour but de fournir un dispositif de commutation destiné à servir d'additif à appareil interrupteur et dans lequel des détecteurs à sorties statiques (sans contacts) remplacent les contacts auxiliaires conventionnels (à contacts mobiles). Un bloc de contacts auxiliaires utilisant cette technologie de détection présente de nombreux avantages. Outre un prix de revient avantageux, il ne vieillit pas ou ne s'use pas quel que soit le nombre de manoeuvres. Il est parfaitement adapté aux automatismes électroniques en particulier aux caractéristiques des entrées d'automates programmables du type 24V courant continu. Il a une bonne tenue aux environnements industriels (aux atmosphères dangeureuses en particulier). Le dispositif selon l'invention permet, par l'adjonction d'un étage de puissance, de commuter un courant de plusieurs ampères sous 250V ou davantage. Il permet, dans une autre application, de remplacer des contacts auxiliaires temporisés, travail et repos, traditionnels par une technologie à semiconducteurs.
  • Conformément à l'invention, le dispositif est caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit du type détecteur de proximité monté dans le boîtier et apte à détecter les mouvements de l'élément mobile de commande d'interrupteur de manière à assurer la commutation entre lesdites bornes de raccordement, en fonction de la position de l'équipage mobile de l'appareil principal.
  • Selon une caractéristique préférentielle, le détecteur monté dans le boîtier est du type détecteur inductif et l'élément mobile est au moins partiellement en métal de manière à coopérer avec le détecteur.
  • Selon une autre caractéristique préférentielle, le dispositif comporte une carte à circuit imprimés qui présente au moins un enroulement de piste conductrice constituant une bobine de self de l'oscillateur du circuit inductif.
  • Selon une autre caractérisitique préférentielle, le dispositif comporte un circuit détecteur ouvrant et fermant le circuit entre les bornes de raccordement et accouplé à la bobine de self.
  • Selon une autre caractéristique préférentielle, le dispositif comporte un étage de sortie de puissance servant à commuter le courant entre les bornes de raccordement et commandé par le circuit détecteur.
  • Selon une autre caractéristique préférentielle, le dispositif comporte un circuit temporisateur électronique programmable inséré entre le circuit détecteur et l'étage de sortie de puissance.
  • L'invention va maintenant être décrite avec plus de détail en se référant à des modes de réalisation donnés à titre d'exemples et illustrés par les dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique d'un bloc interrupteur auxiliaire conforme à l'invention,se montant sur l'avant du contacteur principal ;
    • la figure 2 est une vue schématique en élévation du bloc interrupteur auxiliaire ;
    • la figure 3 est une vue schématique du circuit imprimé monté dans le bloc interrupteur auxiliaire ;
    • la figure 4 est un schéma de l'électronique associée au bloc interrupteur auxiliaire.
    • la figure 5 est une vue schématique d'un dispositif auxiliaire selon l'invention pourvu d'un étage de puissance ;
    • la figure 6 est une vue schématique d'un dispositif auxiliaire selon l'invention assurant une fonction de contact temporisé.
    • la figure 7 représente des chronogrammes relatifs au dispositif temporisé de la figure 6.
  • Le dispositif interrupteur auxiliaire 1 de l'invention est rapporté sur un appareil principal 2. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2, cet appareil 2 est constitué par un contacteur.
  • Le dispositif auxiliaire 1 qui est représenté aux figures 1 et 2 est un bloc à montage frontal. En variante, ce dispositif pourrait être à montage latéral.
  • L'appareil principal 2 est pourvu d'une semelle ou socle 22 servant à l'accrochage sur un support. Il comporte plusieurs pôles servant au contrôle de circuits de puissance.
  • Le boîtier 21 de l'appareil principal 2 présente des joues ou cloisons 23 qui s'étendent perpendiculairement à la face avant et qui délimitent des bornes de puissance 24 associées à des vis de serrage 25. La face avant du boîtier présente des moyens d'assemblage tels que 27 pour recevoir le boîtier du bloc 1 auxiliaire.
  • Dans le boîtier 21 est logé un électro-aimant commandant le déplacement des contacts mobiles. Lorsque cet organe moteur est alimenté, les contacts mobiles viennent s'appuyer contre les contacts fixes reliés aux bornes de puissance. L'équipage mobile 28 portant les contacts mobiles et accouplé à la pièce mobile de l'électro-aimant effectue un mouvement de translation, ces contacts étant à double coupure. Cet équipage mobile présente des moyens d'accrochage 29 débouchant sur l'extérieur du boîtier.
  • Le dispositif interrupteur auxiliaire 1 présente un boîtier 11 pourvu de moyens d'assemblage et de verrouillage adaptés aux moyens d'assemblage 27 de l'appareil principal. Ces moyens d'assemblage se composent d'une rainure en queue d'aronde permettant de glisser le boîtier 11 sur la glissière qui constitue les moyens de fixation 27. Un verrou assure le verrouillage du boîtier 11 sur le boîtier 21. Le boîtier 11 présente des bornes auxiliaires 12, 13 destinées aux raccordements extérieurs.
  • Le dispositif auxiliaire 1 présente un élément ou coulisseau mobile 14 pourvu de moyens d'accrochage 16 destinés à s'accoupler aux moyens d'accrochage 29 lorsque le dispositif auxiliaire 1 est monté sur l'appareil contacteur principal 2. Cet élément ou coulisseau mobile 14 est guidé en translation dans le boîtier 11 de manière à coulisser dans le plan de translation de l'équipage mobile 28. Le coulisseau 14 se déplace parallèlement à un circuit interrupteur 3 monté à l'intérieur du boîtier 11 et associé aux bornes de raccordement 12 et 13. Ce circuit 3 comporte un circuit du type détecteur de proximité détectant les mouvements du coulisseau mobile 14 et commutant le courant entre les bornes 12 et 13.
  • Dans le mode de réalisation représenté sur les dessins, ce circuit 3 est du type détecteur de proximité inductif. Il est représenté en détail aux figures 3 et 6.
  • Le circuit interrupteur 3 des modes de réalisation des figures 3 à 6 comporte un oscillateur générateur d'un champ électro-magnétique alternatif. Le coulisseau mobile 14 est pourvu d'un écran métallique 15 qui lorsqu'il est placé dans le champ magnétique est parcouru par des courants de Foucault (courants induits). La puissance électrique transformée dans l'écran métallique amortit les oscillations du circuit.
  • Le circuit interrupteur 3 est disposé dans le boîtier 11, sur une carte à circuits imprimés 6 portant des composants électroniques qui sont nécessaires à l'accomplissement des fonctions d'interrupteurs. La carte à circuits imprimés 6 présente un enroulement de piste conductrice 31 faisant partie du circuit électronique interrupteur 3 représenté en détail à la figure 4 et associé aux deux bornes 12 er 13. Dans le mode de réalisation de la figure 3, la carte 6 présente un second enroulement de piste conductrice 41 faisant partie d'un second circuit interrupteur 4. Le dispositif comporte deux interrupteurs. La carte à circuits imprimés 6 porte les deux enroulements 31 et 41 associés respectivement aux circuits électroniques 3 et 4. On peut adapter le nombre d'interrupteurs et les types de ces interrupteurs (normalement ouvert, normalement fermé).
  • L'enroulement de piste conductrice 31 ou 41 constitue une bobine de self produisant un champ électromagnétique alternatif dans lequel l'écran métallique 15 vient se déplacer.
  • Le circuit 3 comprend un circuit analogique pour détecteur de proximité inductif 32, dont les broches 1 et 6 sont reliées aux bornes de raccordement 12 et 13. Le circuit 32 comprend un étage de sortie qui ouvre et ferme le circuit compris entre la borne 12 à 0V et la borne 13 (+ Vcc). Ce circuit 32 est couplé par ses bornes 3 et 7 au bobinage de self 31 sur lequel est monté en parallèle un condensateur 33. L'amortissement de cet oscillateur par l'écran métalllique 15 assure la commutation de l'étage de sortie du circuit 32.
  • Dans le mode de réalisation de la figure 5, le dispositif comporte un amplificateur de puissance 34 qui commute le courant entre les bornes 12 et 13. Cet amplificateur de puissance 34 est commandé par le circuit détecteur 32. Cet étage de puissance 34 comporte un transistor de puissance dans le cas du courant continu et des thyristors ou triacs dans le cas de courant alternatif. Il permet de commuter un courant de plusieurs ampères sous 250V ou davantage.
  • Dans le mode de réalisation de la figure 6, le dispositif a une fonction de temporisation. Un circuit temporisateur électronique programmable 35 traite le signal de sortie du circuit détecteur 32. Ce temporisateur 35 commande un étage de sortie puissance 34 qui contrôle la commutation du courant entre les bornes 12 et 13. Ce dispositif permet de remplacer les contacts auxiliaires temporisés travail et repos traditionnels par une technologie à semiconducteurs.
  • Il est à remarquer que dans les utilisations décrites, le dispositif ne présente toujours que deux bornes de raccordement.
  • Le fonctionnement du dispositif va maintenant être expliqué.
  • A l'état normalement ouvert, l'énergie nécessaire au fonctionnement du circuit électronique 3 ou 4 est prélevée aux bornes 12 et 13 sous la forme d'un courant de fuite admissible pour la charge (branchée sur les bornes 12 et 13).
  • Lorsque le coulisseau porte-écran 14 est déplacé en translation par l'appareil principal 2, le détecteur 3 rend le circuit passant entre les bornes 12 et 13 et l'énergie nécessaire au fonctionnement est obtenue par une tension résiduelle admissible pour la charge.
  • La figure 7 donne les chronogrammes du dispositif temporisé de la figure 6, pour un contact normalement ouvert (NO) et pour un contact normalement fermé (NC).
  • Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention telle que revendiquée imaginer des variantes et des perfectionnements de détails.
  • Le détecteur de proximité 3 équipant le dispositif auxiliaire au lieu d'être du type inductif pourrait être d'un autre type : à effet Hall, etc...
  • Le dispositif auxiliaire selon l'invention pourrait être un relais thermique.

Claims (6)

  1. Dispositif interrupteur auxiliaire (1) constituant un additif d'appareil interrupteur principal (2) et comportant, dans un boîtier (11) se fixant à côté de l'appareil principal (1), un élément mobile (14) susceptible d'être accouplé par l'intermédiaire de moyens de couplage (15) à un équipage (28) lié aux contacts mobiles de l'appareil principal (2) et servant à commuter le courant entre deux bornes de raccordement (12,13), caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un circuit (3 ou 4) du type détecteur de proximité monté dans le boîtier (11) et apte à détecter les mouvements de l'élément mobile (14) de manière à assurer la commutation entre lesdites bornes de raccordement (12, 13), en fonction de la position de l'équipage mobile (28) de l'appareil principal (2).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le détecteur monté dans le boîtier (11) est du type inductif et que l'élément mobile (14) est au moins partiellement en métal (15) de manière à coopérer avec le détecteur.
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte une carte à circuits imprimés (6) présentant au moins un enroulement (31,41) de piste conductrice constituant une bobine de self de l'oscillateur du circuit inductif (3).
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit détecteur (32) ouvrant et fermant le circuit entre les bornes de raccordement (12, 13) et couplé à la bobine de self (31).
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un étage de sortie de puissance (34) servant à commuter le courant entre les bornes de raccordement (12, 13) et commandé par le circuit détecteur (32).
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit temporisateur électronique programmable (35) inséré entre le circuit détecteur (32) et l'étage de sortie puissance (34).
EP19920401625 1991-06-17 1992-06-12 Dispositif interrupteur auxiliaire pour appareil interrupteur principal Expired - Lifetime EP0519790B1 (fr)

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FR9107391 1991-06-17

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EP0519790A1 EP0519790A1 (fr) 1992-12-23
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JPH06215679A (ja) 1994-08-05
FR2677806B1 (fr) 1994-05-06
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