Brevet FR2005411A1 — publié le 19691212

La présente invention se rapporte à un dispositif de commutation magnétique comprenant un commutateur à lames commande par un boutonpoussoir, dans lequel un aimant porté par le bouton-poussoir est agencé suivant une relation magnétique prédéterminée par rapport au commutateur à lames. Les commutateurs à lames sont capables de fonctionner des mil sans lions de fois/dé9aillance, et de ce fait, ils sont utilisés-pour une diversité étendue d'utilisations finales. Le commutateur à lames peut être commandé soit par l'intermédiaire d'aimants perma- nents, soit par l'intermédiaire d'une bobine électrique. Dans un grand nombre de cas, le commutateur à lames commandé par un aimant permanent est préférable pour des applications où l'on désire un commutateur compact et peu coûteux, et c'est à ce type de dispositif de commutation que se rapporte la présente invention.En particulier,elle se rapporte à une nouvelle forme de commutateur à lames commandé par bouton-poussoir, comme décrit en détail ci après. En conséquence, la présente invention a pour but de fournir un commutateur à lames à bouton-poussoir nouveau et perfectionné, dans lequel une relation magnétique prédéterminée est établie entre un aimant porté par le bouton-poussoir et les lames sensibles à l'aimantation du commutateur, le présent commutateur étant en outre compact, fiable, extrêmement sensible, pouvant être mis à labri dtun environnement à haute pression dans lequel on l'utilises et étant autrement bien adapté aux utilisations prévues. Ges résultats sont obtenus par un dispositif de commutation magnétique comprenant une enveloppe, un bouton-poussoir creux et aB- longé monté de manière à coulisser à une extrémité de l'enveloppe et comportant un premier moyen & e sollicitation qui lui est associé et qui pousse normalement l'extrémité extérieure du boutonpoussoir vers l'extérieur de l'enveloppe afin de permettre à un utilisateur de l'enfoncer à l'encontre du premier moyen de sollicitation, un barreau d'aimant aligné longitudinalernent monté à 11 intérieur du bouton-poussoir creux et auquel est associé un second moyen de sollicitation qui normalement pousse le barreau aimanté vers l'extrémité intérieure du bouton-poussoir, un com mutateur à lames mont + l'autre extrémité de l'enveloppe à un certain espacement du bouton-poussoir, le commutateur à lames comprenant des lames associées dont chacune comporte une borne qui est disposée à l'extrémité du oommutateur? l'une des bornes étant disposée par rapport au bouton-poussoir de manière à venir en pri9,e- avec le poule magnétique à découvert du barreau d'aimant porté par le bouton poussoir lorsqu'on enfonce le bouton-poussoir vers le commutateur à lames, de sorte que les lames associées agissent du fait de l'aimantation les unes par rapport aux autres pour ouvrir et fermer un circuit auquel est associé le dispositif de commutation magnétique, les barreaux d'aimants étant déplacés à l'encontre de la force du second moyen de sollicitation au moment de leur mise en prise avec l'une des bornes pour permettre un déplacement supplémentaire du bouton-poussoir par rapport au commutateur à lames. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre explicatif mais nullement limitatif, deux formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ce dessin, La figure 1 est une coupe partielle d'un dispositif de commutateur à lames à bouton-poussoir réalisé suivant la présente invention; La figure 2 est une coupe partielle du commutateur reprè- senté sur la figure i; mais representant la manière suivant la quelle les éléments du commutateur normalement ouvert sont mia en contact les uns avec les autres lorsqu'on enfonce le boutonpoussoir; La figure 3 est une coupe ddue variante de dispositif de commutateur à bouton-poussoir suivant la présente invention; et La figure 4 est une coupe du comBnuta!Jeu:e représenté sur la figure 3 et représentant la mise en actlon Cu bouton-poussoir qui fait fermer le circuit magnétique en met-tant en contact les lames qui sont associées au commutateur a lames. Deux formes de commutateurs à lames à bouton poussoir sont représentées sur les dessins, et on se reportera d'abord au mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, les différences du mode de réalisation des figures 3 et 4 étant indiquées en suite. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, le commutateur 10 à lames et bouton-poussoir comprnd une enveloppe creuse cylindrique 12 qui renferme les divers éléments du commutateur. Un collier vertical 14 est formé à l'extrémité supérieure de l'enveloppe 12 et est fileté extérieurement en 16 pour recevoir un écrou ou une virolle (non représenté) servant à noter le couta- teur 10 sur un panneau de support muni d'une ouverture ou un dispositif serblable.L'enveloppe 12 comprend de plus à son extrémité inférieure une partie filetée intérieurement 18 qui coopère avec les autres Wlénssents du commutateur à bouton-poussoir,comme décrit plus loin. Un bouton-poussoir creux et allongé 20 est disposé à l'intérieur de l'enveloppe 12 et comprend une section 22 allongée pouvant être enfoncée au doigt, laquelle s'étend vers le haut à travers le collier annulaire 14 pour disposer l'extrémité supérieure 24 du bouton-poussoir à une distance suffisante au-dessus du collier annulaire 14 pour pouvoir venir en prise avec-le bouton-poussoir et l'enfoncer, comme décrit plus loin.Le bouton-poussoir 2G comprend de plus un pied annulaire agrandi 26 de manière à former à la jonction avec la section 22 pouvant être enfoncée au doigt un épaulement ou une joue extérieure 28 qui coopère avec l'épaulement intérieur ou joue 30 de l'enveloppe 12 pour limiter le déplacement vers le haut ou vers l'extérieur du bouton-poussoir 2u, d'une manière qui apparaîtra plus loin. L'extrémité inférieure 31 du bouton-poussoir creux 2G est destiné à venir en prise avec un ressort hélicoïdal 32 ou un autre moyen de sollicitation équivalent qui pousse normalement le bouton-poussoir 20 vers la position représentée sur la figure 1 du dessin. Le bouton-poussoir 20 comprend de plus un barreau d'aimant 34 qui est disposé à l'intérieur de la partie creuse de la section pouvant être enfoncée au doigt 22 à son extrémité inférieure.Le mouvement de descente du barreau d'aimant 34 est limitMpathn épaulement 36 dirigé vers l1intérieur.le barreau d'aimant 34 est poussé normalement vers le bas (en observant la figure 1 du dessin) par un ressort hélicoldal 38 qui est emprisonné entre le barreau d'aiment 34 et l'extrérnité supérieure 24 de la section 22 pouvant être enfoncée au doigt. Le ressort hélicoïdal ou tcut autre moyen de sollicitation équivalent permet au bouton-poussoir 20 d'effectuer une course supplémentaire lorsque le barreau a'aimant 34 est is en prise avec une borne à découvert du co,iLutateur à lases,cotnme décrit plus loin.Il convient de noter que le barreau dtaimant 34 est du type qui présente des pôles magnétiques opposés à segextrésités opposées,et pour la description qui va suivre on désignera le pôle inférieur à découvert de l'aimant comme pôle nord et le pôle supérieur comme pôle sud. I1 convient de se rendre compte, cependant, que cette relation des pôles magnétiques peut être inversée sans influencer le fonctionnement du commutateur,comme on le verra plus loin. L'extrémité inférieure de l'enveloppe 12 reçoit une enveloppe creuse 4C qui remplit un certain nombre de fonctions. D'abord, l'en- veloppe creuse 40 comporte une joue agrandie filetée extérieurement 42 qui s'associe au filet intérieur 18 de l'enveloppe 12 pour mettre en position l'enveloppe, comme on le voit sur la figure 1 du dessin. Secondement, la joue 42 sert de butée inférieure pour le ressort hélicoïdal 32 qui est emprisonné entre elle et l'extrémité inférieure 31 du bouton-poussoir creux 20. De cette manière, le ressort hélicoïdal 32 ou tout autre moyen de sollicitation équivalent peut être emprisonné comme représenté de façon à pousser normalement le bouton-poussoir 20 vers l'extérieur de l'enveloppe 12 pour qu'un utilisateur puisse l'enfoncer pour faire fonctionner le commutateur. Diverses autres caractéristiques importantes peuvent être attribuées à 1' enveloppe creuse 40.I1 convient de noter que la partie creuse de l'enveloppe 40 reçoit le commutateur à lames 44 qui comprend une enveloppe allongée en verre ou en une autre matière isolante portant deux lames de contact magnétiques 46, 48 dont au moins l'une d'entre elles est élastique, les contacts à lames 46, 48 étant reliés d'une manière solidaire respectivement aux bornes à découvert 50, 52 du commutateur à lames. La borne supérieure à découvert 50 traverse le panneau supérieur de l'enveloppe creuse 40 et elle est disposée de manière à venir en prise avec le pôle nord magnétique à découvert du barreau d'aimant 34. La borne inférieure 52 est connectée à un connecteur d'extrémité en forme de L 54 qui s'étend vers 11 extérieur depuis l'extrémité inférieure de l'enveloppe 12. I1 convient de noter que bien que le commutateur à lames 44 soit disposé verticalement par l'enveloppe creuse 40, il existe un espace circonférentiel autour du commutateur à lames!44 qui permet d'introduire un composé d'étanchéité 56 à base de résine époxy entourant le commutateur 44 et l'enveloppe creuse 40 et forment un support pour le connecteur d'extrémité 54. Le composé d'étanchéité à base de résine époxy est conçu pour protéger et isoler le commutateur à lames des forces de l'environnement telles que la pression, etc. suivant des spécifications prescrites. On comprendra le fonctionnement du commutateur à lames à bouton-poussoir 10 en comparant les figures 1 et 2 du dessin. Le commutateur 10 est manoeuvré en comprimant l'extrémité supérieure 24 du bouton-poussoir 20 à l'encontre de la force du ressort hélicoïdal 32 pour mettre le barreau d'aimant en prise avec la borne 50. Lorsque ceci se produit, comme on le voit sur la figure 2, le barreau d'aimant 34 est déplacé à l'encontre de la force du ressort hélicoïdal 38, ce qui permet au barreau d'aimant de continuer à fournir la meme quantité de flux magnétique à la borne 50 tout en permettant an même temps au bouton-poussoir 28 de poursuivre sa course par rapport aux autres éléments du commutateur à bouton-poussoir De cette manièreS un flux magnétique continu est établi à travers le barreau d'aimant et la borne 50 sans interrompre ni abîmer le montage de la borne 50 par rapport à l'enveloppe de verre du commutateur à lames 44 A ce point de vue, il convient de noter que le ressort hélicoïdal 38 présente un taux d'élasticité qui permet d'atteindre ces objectifs particuliers. Du fait que le flux du barreau d'aimant parmanent 34 est transmis par la borne 50, il fait établir une relation magnétique résultante entre les contacts magnétiques 46 et 48 qui fait déplacer ce dernier au contact du premier. Ceci ferme un circuit électrique passant par le commutateur à lames 44 le connecteur d'extrémité 54 et le conducteur (non représenté) qui y est connecté, l'autre conducteur (non représenté) étant connecté à l'en- veloppe 12 qui est réalisée en un métal conducteur de l'électriW cité qui transmet le courant à la borne 50 par l'intermédiaire de l'enveloppe métallique conductrice 40 Lorsque le bouton-poussoir 20 est relaché, l'aimant 34 est rappelé de la position représentée sur la figure 2 à celle qui est représentée sur la fi- gure I où, du fait de son intensité magnétique et de sa position par rapport à la borne 50, il cesse d'avoir aucune influence magnétique sur les lames de contact magnétique 46, 48 du commutateur 44. Ceci fait ouvrir bien entendu le circuit auquel est as socié le commutateur 10 jusqu a ce qu'il soit manoeuvré ensuite de la manière qui vient d'être décrite. On se reportera maintenant aux figures 3 et 4 du dessin pour décrire l'autre mode de réalisation de la présente invention qui y est représenté. Du fait que le mode de réalisation des figures 3 et 4 est semblable d'une manière générale à celui des figures 1 et 2, les memes références numériques ont été utilisées en ajoutant le suffixe a pour indiquer les éléments semblables ou correspondants à ceux du uode de réalisation des figures 1 et 2. I1 convient de noter qu'un grand nombre des éléments correspondants ou semblables représentés sur le mode de réalisation des figures 3 et 4 sont treks allongés en comparaison du mode de réalisation des figures 1 et 2 A l'extrémité supérieure du bouton-poussoir 20a est disposé un chapeau à ajustage brusque 58 qui forme une partie agran- die pouvant être attaquée par le doigt pour le bouton-poussoir 20a. Le chapeau 58 sert également à emprisonner le ressort hélicoïdal 38a entre lui et le barreau d'aimant aa. Il convient de noter que le barreau d'aimant 34a est pourvu d'un pied agrandi 60 à son pôle nord inférieur, lequel est emprisonné entre 11 épaulement 36a dirigé vers 11 intérieur formé à l'extrémité inférieure du bouton-poussoir 20a et un second épaulement dirigé vers l'intérieur 62 qui eat espacé vers le haut de ce dernier afin de limiter le déplacement vertical du barreau d'aimant 34a. I1 convient de noter que l'enveloppe creuse 4Oa et le commutateur à lames 44a sont sensiblement modifiés par rapport au mode de réalisation des figures l-et 2. L'enveloppe creuse 40a du mode de réalisation des figures 3 et 4, fonctionne également comme butée inférieure pour le ressort hélicoïdal 32a ainsi que comme support pour le commutateur à lames 44a et de plus, elle ferme l'extrémité du commutateur à lames lOa afin de protéger lenve1oppe de verre du commutateur 44a en la mettant à l'abri des chocs et de tout dé gât. De plus, l'enveloppe creuse 40a e&commat;t constituée par un élément isolant et non nar un élément conducteur de l'électricité comme dans le mode de réalisation des figures 1 et 2 Le commutateur à lames 44a comprev sux. bornes 64, 66 qui s'étendent depuis l'extrémité inférieure au commutateur 10a et qui sont reliées dune manière solidaire aux lames de contact du commutateur 44a. En particulier, la borne 64 est connectée d'une manière solidaire à la lame de contact rigioîe ou non flexible 68 tandis que la borne 66 est connectée d'une ânière solidaire à la lame de contact élastique ou souple 70. Les bornes 64, 66 sont destinées à traverser des ouvertures complémentaires formées dans la base 72 de l'enveloppe creuse 48, la base 72 présentant également une ouverture de dimension suffisante pour recevoir l'enveloppe de verre du commutateur à lames 44a, comme représenté. Les bornes 64, 66 du commutateur 44a aident par suite à mettre en position verticale le commutateur de la manière représentée sur le dessin. I1 convient de noter que chacune des bornes 64, 66 présente une extrémité inférieure courbée en sens inverse pour faciliter ia fixation des fils conducteurs sur celle-ci, tandis que l'extrémlté supérieure de la borne 66 est également courbée en sens inverse pour former une surface de butée alignée sur l'aimant 34a. Ceci permet à l'aimant 34a d'etre mis en contact avec la partie supérieure courbée en sens inverse de la borne 66 pour introduire un flux magnétique faisant déplacer la lame souple 70 de la position de la figure 3 jusqu'à la position de la figure 4 pour ouvrir et fermer un circuit auquel doit être associé le commutateur à bouton-poussoir. Le fonctionnement du commutateur à lames à bouton-poussoir 10a qu'on voit sur le mode de réalisation des figures 3 et 4 est d'une façon générale le même que celui décrit pour le mode de ré réalisation des figures 1 et 2. En enfonçant le bouton-poussoir 20e par l'intermédiaire du chapeau agrandi 58, on met le poule magnétique nord inférieur de l'aimant 342, en contact avec la partie supérieure courbée en sens inverse de la borne 66 qui est associée au commutateur à lames 44a pour faire passer à travers elles un flux magnétique et déplacer de cette manière la lame de contact souple 70 de la position représentée sur la figure 3 à celle représentée sur la figure 4 La poursuite du déplacement du bouton-poussoir 20e par rapport au commutateur à lames 44a peut également s'effectuer du fait de la compression du ressort hélicoïdal 38ars bien que - le déplacement soit quelque peu limit du fait de l'épaulement dirigé vers l'intérieur 38a, 62 qui est associé au bouton-poussoir 20a. A tous autres points de vue, cependant, le fonctionnement du commutateur à lames à bol-ton-poussoir 10a est semblable à celui décrit pour ie mode de réalisation des figures 1 et 2. I1 va de soi que la présente invention nta été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. R E V E N D I C A g I O N S 1. Dispositif de commutation magnétique, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe, un bouton-poussoir allongé et creux monté de manière à coulisser à une extrémité de l'enveloppe et comprenant un premier moyen de sollicitation qui lui est associé et qui pousse normalement l'extrémité extérieure du bouton-poussoir vers l'extérieur de l'enveloppe pour permettre à un utilisateur d'attaqu. le bouton-poussoir et de l'enfoncer à l'encontre du premier moyen de sollicitation, un barreau d'aimant aligné longitudinalement monté à l'intérieur du bouton-poussoir creux et auquel est associé un second moyen de sollicitation qui pousse normalement le barreau d'aimant vers l'extrémité intérieure du bouton-poussoir, un commutateur à lames monté à l'autre extrémité de -l'enveloppe à un certain espacement du bouton-poussoir, le commutateur à lames comprenant des lames associées dont chacune comporte une borne disposée à l'extérieur du commutateur, l'une des bornes étant disposée par rapport au bouton-poussoir pour venir en prise avec le pôle magnétique à découvert du barreau d'aimant porté par ce dernierlorsqu'on enfonce le-boutonpoussoir et qu'on le déplace vers le commutateur à lames, de sorte que les lames associées agissent d'une manière magnétique l'une par rapport à l'autre pour ouvrir et fermer un circuit électrique auquel le commutateur magnétique est associé, le barreau d'aimant étant déplacé à l'encontre de la force du second moyen de sollicitation en venant en prise avec l'une des bornes afin de permettre au bouton-poussoir de continuer son mouvement par rapport au commutateur à lames. 2. Dispositif de commutation magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier et le second moyens de sollicitation sont constitués chacun par un ressort hélicoldal. 3. Dispositif de commutation magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le second moyen de sollicitation présente un taux d'élasticité très inférieur à celui du premier. 4. Commutateur à lames suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est monté à l'intérieur d'une enveloppe creuse se. logeant dans la première enveloppe à une extrémité opposée au bouton-poussoir, le commutateur à lames étant disposé à l'intérieur de l'enveloppe creuse et lui étant relié, un moyen associé à ladite enveloppe creuse servant à protéger le commutateur à lames et le mettre à l'abri des différences de pressicn. 5. Commutateur à lames suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ie moyen servant à protéger le commutateur à la es comprend un élément de couverture solidaire qui est associé à l'enveloppe creuse. 6. Commutateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de protection est constitué par un composé pouvant durcir qui enrobe le commutateur à lames à l'intérieur de l'enveloppe creuse. 7. Commutateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une des bornes disposée de manière à subir l'influence ma gnétiaue du barreau d'aimant porté par le bouton-poussoir est recourbée en sens inverse sur elle-meme sur toute la hauteur du commutateur à lames, cette partie recourbée an sens inversé servant à mettre en position et maintenir le commutateur à lames en positon verticale à l'intérieur du dispositif de commutation 8. Commutateur suivant la- revendication 7, caractérisé en ce que la partie recourbée en sens inverse de la forme à découvert qui est associée à l'une des lames est sollicitée d'une manière élastique à l'écart du commutateur à lames pour aider à fixer le commutateur à lames en position appropriée à l'intérieur du dispositif de commutation,