Brevet FR2304164A1 — publié le 19761008

La présente invention concerne un interrupteur électrique à flotteur utilisable dans une chaudière ou un réservoir de liquide quelconque. L'interrupteur comprend un flotteur qui suit les variations du niveau du liquide et qui est solidaire d'un Giman4 primaire monté du côté "oeuillé" de l'interruSteur. L'aimant primaire actionne un aimant secondaire par influence magnétique à travers une paroi amagnétique. L'aimant secondaire est monté du côté "sec" de l'interrupteur et son mouvement commande la fermeture et l'ouverture de contacts électriques. Dans le cadre de la présente description, un tel dispositif sera appelé "interrupteur de base". Dans un mode de réalisation classique, les aimants pr- maire et secondaire sont des barreaux aimantés montés sur des axes de pivotement horizontaux et sensiblement alignés axialement de part et d'autre de la paroi amagnétique, leurs pâles adjacents Stant de meme natur-. Lorsque le flotteur monte ou descend, l'extrémité active de l'aimant primaire, c'est à dire son p81e adjacent à la paroi amagnétique, descend ou monte et repousse l'extrémité adjacente de l'aimant secondaire vers le haut ou vers le bas avec un effet de basculement brusque lorsque les forces de répulsion magnétiques des pôles adjacents des deux aimants dépassent une position d'équilibre. De nombreuses autres configurations sont également concevables. Dans les formes les plus anciennes de l'interrupteur de base, l'aimant secondaire porte un ou plusieurs contacts électriques ou actionne par influence magnétique une armature mobile portant ou commandant des contacts électriques. On conçoit que de tels interrupteurs sont complexes à réaliser et manquent souvent de sensibilité à cause du grand nombre de pie ces mobiles et des accumulations de tolérances mécaniques. Les qualités essentielles que l'on doit s'efforcer de concilier sont la simplicité de fabrication et d'assemblage, un coft aussi réduit que possiblé, une fiabilité totale et une excellente fidélité à long terme et en toutes circonstances, ainsi qu'une bonne sensibilité. Pour atteindre ce but, on a proposé dSzz iliser dans la partie sèche de l'interrupteur un microcontacteur iont le plongeur de commande est enfoncé contre le force de son ressort de rappel interne par ure action directe ou indirecte de l'aimant secondaire Cependant, l'action du ressort de rappel sur le plongeur du microcontacteur est loin d'etre négligeable et introduit une réaction affectant le libre mouvement de l'aimant secondaire. Cette résistance est gênante car elle n'est pas constante dans le temps, varie d'un interrupteur à l'autre et complique la réalisation du système de transmission magnétique. Pour résoudre ce problème, on a pensé à équilibrer partiellement l'action du ressort de rappel du plongeur par un autre ressort ou un contrepoids.Cette solution n'est cependant pas satisfaisante car elle introduit une autre réaction difficilement prévisible. Plus récemment, la sensibilité des microcontacteurs a été rnnéliorée par l'emploi d'un levier d'actionnement dont une extrémité est articulée sur le boiter du microcontacteur et dont une partie appuie sur le plongeur. Lorsqu'une force convenable est appliquée à l'extré~nite libre du levier, il pivote et enfonce le plongeur du microcontacteur en comprimant son ressort de rappel incorporé. L'emploi d'.un levier du second genre permet d'actionner.le microcontacteur avec une force réduite. Cependant, on utilise généralement un ressort de rappel externe pour éviter le ballottement du levier lorsque la force d'actionnement n'est pas appliquée à son extrémité eb lorsque le plongeur n'est pas enfoncé. Ce ressort de rappel externe introduit dans le système mécanique une nouvelle réaction difficilement prévisible. Dans l'interrupteur de base tel que défini précédemment, la force de rappel externe s'oppose au mouvement de l'aimant secondaire avec une intensité croissante au fur et à mesure que le ressort externe se tend par suite du pivotement du levier, c'est à dire au moment critique du basculement de l'aimant secondaire. Selon les principes de la présente invention, dan-s un interrupteur de base du type précédemment décrit, un aimant secondaire actionne un microcontacteur à plongeur et ressort de rappel incorporé par une réaction appliquée à un levier articulé sur le microcontacteur, l'aimant secondaire étart couplé à un élément mobile qul QtUi sur le levier pour enfoncer le plongeur lorsque l'aimant secondaire bascule velus l'une de ses positions limites sous l'action d'un aimant primaire , le levier du microcontacteur, qui est en matière ferromagnétique, étant influencé par le champ magnétique de aimant secondaire de manière qu'au moment du base culement de ce dernier le levier soit attiré et maintenu dans une position permettant l'extension du plongeur sous l'effet de la force de rappel du ressort interne. Cette disposition élimine la nécessité d'un ressort de rappel extérieur au microcontacteur pour éviter le ballottement'du levier d'actionnement dans sa position qui correspond à l'extension du plongeur. De plus, la réaction du microcontacteur sur le mouvement de l'aimant secondaire est minime, particulièrement à l'ins- tant du basculement. En fait, la résistance au mouvement de l'aimant secondaire liée à son interaction magnétique avec le levier d'actionnement peut être réduite au moment de l'enfoncement du plongeur en écartement légèrement le levier du pale adjacent de l'aimant secondaire pendant le basculement de ce dernier.Pour obtenir un tel effet, on peut utiliser comme aimant secondaire un barreau aimanté pivotant autour d'un axe horizontal, le levier du microcontacteur étant articulé sur un axe vertical avec son extrémité libre disposée au-delà du poule de l'aimant secondaire qui est à l'opposé de la paroi amagnétique, le levier s'écartant de l'aimant secondaire pour enfoncer le plongeur du microcontacteur. L'invention permet une construction extremement simple assurant un minimum de frottements internes et une grande fiabilité. L'élément qui est interposé entre l'aimant secondaire et le levier du microcontacteur peut être une simple tige poussoir dont une extrémité est engagée dans la monture de l'aimant secondaire avec un jeu suffisant pour ne pas restreindre le pivotement de l'aimant. Le point d'appui de la tige poussoir dans la monture est légèrement décalé par rapport à l'axe de pivotement de l'aimant de manière que son mouvement dans un sens produise une translation de la tige qui appuie sur le levier pour enfoncer le plongeur du microcontacteur. En pratique, la tige poussoir peut etre simplement engagée dans-un évidement surdimensionné de la monture dans le fond duquel elle est maintenue par la poussée du levier résultant de l'attraction magnétique de l'aimant secondaire. Cette disposition permet un réglage fin du point de déclenchement au moyen d'une vis traversant le fond de l'évidement de la monture et dont l'extrémité constitue une surface d'appui réglable pour la tige. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressùrtiront de la description détaillée qui suit et des dessins sur lesquels: la figure 1 est une vue en plan de l'interrupteur de la présente invention dont certaines parties sont représentées en coupe horizontale; la figure 2 est une coupe dans le plan II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue en élévation latérale du flotteur et de l'aimant primaire et une coupe verticale du reste de l'interrupteur. La partie sèche de l'interrupteur de l'invention est contenue dans un corps 4 en bronze d'aluminium qui comporte une bride de montage 5. La bride 5 est destinée à être fixée autour d'une ouverture 7 de la paroi 6 d'un récipient au moyen de boulons passant dans des trous 8. Un joint est normalement interposé entre la bride 5 et la paroi 6. La partie mouillée de l'interrupteur (c'est à dire les pièces qui sont à l'intérieur du récipient) comprend deux supports parallèles 9 qui dépassent de la bride 5 dans l'ouverture 7 et portent à leurs extrémités un axe transversal 10 sur lequel pivote .un ensemble constitué d'un flotteur 11 et d'un tube d'aluminium 12 contenant un barreau aimanté 13. Le pivotement du flotteur est limité par une plaque 14 qui est fixée au tube 12 et qui comporte des saillies latérales 15 venant buter sur les supports 9. Un boitier électrique l7 est fixé à l'intérieur du corps 4 par des vis 16. Ce bottier et en une matière plastique isolante telle qu'un polyester chargé de verre commercialisé sous le nom de "Celanex" ou "Derotron". Un microcontacteur 18 est monté à l'intérieur du bottier 17 et ses bornes de connexion 19 sont azcessibles par un couvercle ouvrant 20. Le fond du boiter 17 comporte deux supports parallèles 21 (dont celui qui devrait être visible sur la figure 3 a été supprimé pour clarifier l'illustration). Une monture oscillante 22 qui porte en son centre un second barreau aimanté 23, tourillonne à l'extrémité des supports 21 de manière que l'aimant secondaire 23 puisse pivoter autour d'un axe horizontal parallèle à l'axe 10. La monture 22 comporte un trou borgne 24 dont le fond est traversé par une vis de réglage 25. Le trou borgne 24 reçoit avec un certain jeu une tige poussoir 26 réalisée en meme matière que le bottier 17. L'autre extrémité de la tige 26 coulisse librement dans un trou 27 du fond du bottier 17 et appuie sur l'extrémIté libre d'un levier ferromagnétique articulé 28. Le levier 28 est articulé par un axe 29 sur le microcontacteur 18 et sa partie intermédiaire appuie sur un plongeur à ressort 30 qui commande-les contacts électriques du microcontacteur 18. En service, le flotteur 11 monte et descend avec le niveau du liquide entre. ses positions extrêmes respectivement représentées en trait plein et en trait mixte sur la figure 3. L'aimant pri maire 13 est solidaire des mouvements du flotteur et agit sur l'aimant secondaire 23 à travers la paroi amagnétique 31 du corps 4. Les pales adjacents des aimants 13 et 23 sont de meme nature et se repoussent mutuellement. Ainsi, lorsque le flotteur est dans,sa position en trait plein de la figure 3, l'aimant secondaire 23 prend la position représentée dans laquelle son extrémité onpo- sée est en contact avec une butée 32 du bottier 17. Dans cette position, la tige poussoir 26 appuie sur l'extrémité du levier 28 qui maintient enfoncé le plongeur 30 du microcontacteur malgré la force de son ressort de rappel incorporé. Lorsque le flotteur 11 descend vers sa position en trait mixte de la figure 3, le ple'adjacent de l'aimant primaire 13 exerce une répulsion croissante sur le pale adjacent de l'aimant secondaire 23 jusqu'à une position d'équilibre au-delà de laquelle l'aimant secondaire 23 bascule brusquement vers sa position opposée définie par la butée supérieure 32. Cette nouvelle position de la monture 22 permet un léger recul de la tige 26 dans l'ouverture -27 et la force de son ressort de rappel fait sortir le plongeur 30 du microcontacteur. Dans cette nouvelle position de l'aimant secondaire 23, l'attraction qu'exerce son poule adjacent sur le levier ferromagnétique 28 empêche le ballottement du levier et de la tige-poussoir entre la vis de réglage 25 et le plongeur 30.Le levier 28 est ainsi attiré vers la droite sur les figures 1 et 3 et la tige 26 est maintenue entre le levier t la vis de réglage. Cette configuration est stable jusqu'à ce que le flotteur il remonte à une nouvelle position d'équilibre dans laquelle l'ai mant primaire 19 fait à nouveau basculer l'aimant secondaire 23 vers sa position de la figure 3. A ce moment la v,ge 26 pousse le levier 23 ers la gauche, c'est à dire à I'oppfé de l'aImant secon re 23) de sexte que l'attraction mutuelle du-leier et de l'aimant diminue au moment de l'actionnement du plongeur 30. La vis 25 permet de régler avec précision la position de la tige 26 par rapport à la monture 22 et cette position détermine le point de déclenchement du mi.l- scontacteur. Il va de soi que la description précédente n'est nullement limitative et qu'on pourra y apporter diverses modifications ou variantes entrant dans le cadre et dans l'esprit de l.'invention. EVENDI CÂTIONS l.. Interrupteur électrique de détection de niveau comportant un flotteur qui suit les variations du niveau d'un liquide dans un récipient sur lequel est monté l'interrupteur dont la partie mouillée comprend le flotteur et un aimant primaire solidaire des mouvements du flotteur, l'aimant primaire étant couplé à travers une paroi amagnétique à un aimant secondaire monté dans la partie sèche de l'interrupteur, l'aimant secondaire étant mobIle et actionnant des contacts électrique dtun microcontacteur du type à plongeur et ressort de rappel incorporé par l'intermédiaire d'un levier d'actionnement articulé sur le microcontacteur, ledit interrupteur étant caractérisé en ce que l'aimant secondaire (22) est couplé à un élément (26) qui se déplace et appuie sur le levier (28) pour enfoncer le plongeur (30) du microcontacteur lorsque l'aimant secondaire est déplacé vers l'une de ses positions extremes par l'influence magnétique de l'aimant primaire (13), le levier du microcontacteur étant en une matière ferromagnétique de manière que, lorsque l'aimant secondaire bascule vers son autre position extrême sous l'influence d'un mouvement de l'aimant primaire, le levier soit attiré et maintenu dans une position permettant l'ex- tension du plongeur du microcontacteur sous l'action de son ressort de rappel incorporé. 2. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aimant secondaire est un barreau aimanté (23) monté pivotant sur un axe horizontal, et en ce que le levier d'actionnement (28) est articulé sur un axe vertical, son extrémité libre étant disposée au-delà de ltexxXtrémité de l'aimant secondaire qui est à llop- posé de la paroi amagnétique, le levier s'écartant de l'aimant secondaire pour enfoncer le plongeur (30) du microcontacteur. 3. Interrupteur selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément qui est interposé entre l'aimant secondaire et le levier d'actionnement est une tige poussoir (26) dont une extrémité est engagée dans la monture oscillante (22) de l'aimant secondaire (23) avec un jeu suffisant pour permettre le libre pivotement de l'aimant secondaire. 4. Interrupteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que,l'extrémité de la tige poussoir (26) est engagée dans un évidez ment surdimensionné (24) de la monture oscillante (22). 5. Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une vis de réglage (25) traverse le fond du logement (24) et forme une surface d'appui pour l'extrémité de la tige poussoir (26). Interrupteur selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'autre extrémité de la tige poussoir (26) est en contact avec le levier d'actionnement (28), la tige n'étant guidée que par la monture oscillante (22) et par un trou (27) d'un support fixe dans lequel elle coulisse librement.