Brevet FR2340610A1 — publié le 19770902

L'invention est relative aux interrupteurs de sécurité à bouton-poussoir et å bobine de maintien, destinés plus perticuliè- rement CL la commande des aspirateurs. Dans de tels interrupteurs, les manoeuvres successives du bouton-poussoir font occuper alternativement à une bascule de contact deux positions différentes : une position de fermeture pour laquelle la bascule établit la continuité du circuit électrique auquel llinterrupteur est incorporé et une position d'ouverture pour laquelle elle coupe ledit circuit, lequel peut être le circuit d'alimentation du moteur électrique d'un aspirateur. La position d'ouverture de la bascule est une position stable vers laquelle la bascule de contact est constamment sollicitée par un système de rappel élastique.La position de fermeture est assurée par l'attraction magnétique de la bobine de maintien sur le circuit d'excitation de laquelle est inséré un organe de coupure capable de détecter la surcharge du moteur. Cet organe détecteur est en général un bilame sensible directement ou indirectement à la température du moteur électrique. Lorsque cet organe enregistre une condition de surcharge, il coupe l'excitation de la bobine et, tant que subsiste cette condition, il empêche donc l'interrupteur d'entre maintenu en position de fermeture et par conséquent de provoquer l'alimentation du moteur. Dès que la condition de surcharge disparatt, l'utilisateur est à nouveau en mesure de se servir de l'interrupteur pour remettre le moteur en marche. L'invention a pour but de donner, aux interrupteurs de sé cuité du genre défini ci-dessus, un encombrement aussi faible que celui des interrupteurs ordinaires sans bobines de maintien, de façon qu'on puisse les substituer à ceux-ci sans modifier leur support. Dans le mode d'application préféré de l'invention, cette dernière a plus particulièrement pour but de rendre lesdits interrupteurs de sécurité suffisamment compacts pour qu'on puisse les adapter à des aspirateurs habituellement équipés d'interrupteurs ordinaires, sans qu'on ait à modifier le logement prévu à cet effet sur le corps de ces aspirateurs. Pour atteindre ce but, l'interrupteur de sécurité conforme à l'invention est essentiellement caractérisé en ce que, d'une part, la bascule de contact est soumise à l'action simultanée de deux ressorts, un premier ressort appuyé sur le bottier de l'interrupteur et tendant à lui faire occuper sa position d'ouverture et un second ressort appuyé sur une palette magnétique qui coopère avec la bobine et tendant à lui faire occuper sa position de fermeture, le tarage des deux ressorts étant tel que le premier ressort ait une action prépondérante lorsque le second ressort peut écarter la palette de la bobine mais que le second ressort ait une action prépondérante lorsqu'il est bandé par la palette attirée par la bobine, et en ce que, d'autre part, le bouton-poussoir possède une lamelle située de façon à rencontrer et à pousser, selon la position angulaire de la bascule, soit une saillie de celle-ci (manoeuvre d'ouverture), soit la palette (manoeuvre de fermeture), le bouton-poussoir étant formé d'une seule pièce avec la lamelle en une matière plastique suffisamment souple pour que, compte tenu de l'épaisseur de la lamelle, celle-ci puisse fléchir pour passer alternativement d'un cbté et de l'autre de ladite saillie. On obtient ainsi un interrupteur de sécurité dont l'encombrement est relativement faible, ainsi qu'il ressortira des dessins annexés qui illustrent un mode de réalisation de l'invention. La fig. 1, de ces dessins, montre le schéma d'une installation électrique à laquelle est incorporé l'interrupteur conforme à ce mode de réalisation. Les fig. 2 et 3 montrent, en coupe par un plan passant par l'axe de son bouton-poussoir, l'interrupteur de la fig. 1, respectivement en position d'ouverture et en position de fermeture. Les fig. 4 et 5 illustrent respectivement la manoeuvre de fermeture et la manoeuvre d'ouverture. La figure 1 illustre schématiquement le circuit d'alimentation du moteur électrique 1 d'un aspirateur à'aide de deux conducteurs d'alimentation en courant alternatif 2 et 3. Sur le conducteur 2 est monté un interrupteur de sécurité 4 alors que le conducteur 3 aboutit directement au moteur 1. L'interrupteur 4 comprend un bouton-poussoir agissant dans le sens de la flèche F, une bascule de contact 5 et un relais 6 destiné à maintenir la bascule 5 en position de fermeture.La bobine de ce relais est alimentée, d'un été, par la sortie de l'interrupteur 4 et, de l'autre cté, par le conducteur 3 par l'intermédiaire d'un interrupteur à bilame 7 placé dans le courant d'air de refroidissement du moteur 1, en aval de ce dernier. I1 est facile de comprendre que, lorsque le moteur 1 est trop chaud, l'interrupteur à bilame 7 met hors d'action le relais 6 et empéche par conséquent la bascule 5 d'être maintenue en position de fermeture; le moteur 1 se trouve donc arrêté à l'apparition d'une surcharge et est maintenu arrêté tant que sa température n'a pas suffisamment baissé.Pour avertir l'utilisateur que L'arrêt de l'aspirateur n'est pas dû à une panne mais à une surcharge passagère, une lampe électrique de signalisation 8 peut être montée en parallèle aux bornes de l'interrupteur 4. Comme le montrent les fig. 2 et 3, l'interrupteur 4 comprend un bottier en deux parties 9 et 10 entre lesquelles deux cosses de contact fixes d'entrée et de sortie 10 sont montées l'une derrrière l'autre, si bien qu'une seule d'entre elles est visible aux fig. 2 et 3. Ces cosses 10 ont toutefois été indiquées toutes les deux sur le schéma de la fig. 1. Un bouton-poussoir 12 est engagé dans une ouverture qui traverse la partie supérieure 10 du bottier. Le bouton-poussoir 12 et cette ouverture ont une forme autre que circulaire (par exemple la forme de deux arcs d'un meme cercle réunis par deux cordes parallèles), ce qui empéche le bouton-poussoir 12 de tourner sur lui-meme par rapport au bottier. A l'intérieur du bottier est fixé, à l'aide d'un bàti 13, un noyau magnétique 14 autour duquel est placée la bobine 15 du susdit relais 6. Une bague de déphasage on bague antirémanente 16 est montée à l'extrémité libre du noyau 14, ainsi qu'il est usuel dans les relais en courant alternatif. Le relais 6 comprend en outre une palette 17 capable de pivoter autour d'un axe perpendiculaire au plan des fig. 2 et 3, cet axe coïncidant approximativement avec l'une des extrémités de la palette (extrémité gauche selon ces figures). Sur cette palette 17 prend appui un ressort 18 qui sert uniquement à faire normalement saillir le bouton-poussoir 12, comme le montrent les fig. 2 et 3.De l'autre cté du boutonpoussoir 12 par rapport à la palette 17, le bottier porte, sur un axe 19 parallèle à l'axe de basculement de la palette 17, la bascule 5 qui est munie de deux contacts tels que 20. Ces contacts 20, qui sont reliés électriquement entre eux, coopèrent respectivement avec des contacts tels que 21 dont sont munies les cosses fixes 11. Selon l'invention, la bascule de contact 5 est soumise à l'action simultanée de deux ressorts 22 et 23 agissant en sens opposés. te premier 22 de ces ressorts est appuyé sur la partie 9 du bottier et tend à faire occuper à la bascule 5 - sa position d'ouver- ture représentée à la fig. 2 pour laquelle les contacts 20 sont séparés des contacts 21. Le second ressort 23 est appuyé sur la palette 17 et tend à faire occuper à la bascule 5 sa position de fermeture illustrée à la fig. 3.Compte tenu de la distance de leurs zones d'action respectives sur la bascule 5, par rapport à l'axe t9, les deux ressorts 22, 23 sont tarés de façon telle que le premier ressort 22 ait une action prépondérante lorsque le second ressort peut écarter la palette 17 de la bobine 15 mais que le second ressort 23 ait une action prépondérante lorsqu'il est bandé par la palette 17 attirée par la bobine 15. De plus, le boutonpoussoir 12 possède une lamelle 24 située de façon à rencontrer et à pousser, selon la position angulaire de la bascule 5, soit une saillie 25 de celle-ci (manoeuvre d'ouverture illustrée à la fig. 5), soit la palette 17 (manoeuvre de fermeture illustrée à la fig. 4). Le bouton-poussoir 12 est formé d'une seule pièce avec la lamelle 24, en une matière plastique suffisamment souple pour que, compte tenu de l'épaisseur (dimension horizontale selon les fig.2 et 3) de la lamelle 24, celle-ci puisse fléchir pour passer alternativement d'un cté et de l'autre de ladite saillie 25. Selon le mode de réalisation représenté, les deux ressorts 22 et 23 sont des ressorts hélicotdaux travaillant La. la compression et attaquant la bascule 5 sur deux faces opposées mais du mtme cté de l ax2, c'est-à-dire du cté opposé à la saillie 25. La zone d'application du ressort 22 appuyé sur la partie de bottier 9 est plus proche de l'axe 19 que celle du ressort 23 appuyée sur la palette 17. Un téton 26, venu de moulage avec la partie de bottier 9, est engagé à l'intérieur de l'une des extrémités du ressort 22 pour le maintenir en place.De même, des tétons 27 et 28 sont engagés à l'intérieur des extrémités opposées du ressort 23 pour le maintenir en place, La saillie 25 est ménagée latéralement sur un bras 29 qui part approximativement à angle droit de l'une des extrémités de la bascule 5, c'est-à-dire de l'extrémité éloignée de celle qui porte les contacts 20 et au voisinage de laquelle agit le second ressort 23. Le bras 29 traverse la palette 17 par un trou 30 ménagé approximativement au milieu de celle-ci, ce trou 30 étant suffisamment grand pour que le bras 29 avec sa saillie 25 puisse y évoluer librement. Au-delà de la palette 17, c'est-à-dire vers l'extrémité libre de la lamelle 24, le bras 29 se termine par une arête 31 destinée à orienter et faire fléchir cette extrémité libre vers la saillie 25 ou vers le côté opposé du bras 29.L'axe de la bobine 15 est parallèle à l'axe de déplacement du bouton-poussoir 12. Par conséquent, en position de travail (fig. 3), la palette 17 est perpendiculaire à cet axe. En position d'ouverture (fig. 2), la bascule 5 est perpendiculaire au meme axe. A partir de ces positions, la palette 17 et la bascule 5 pivotent en sens opposés. On obtient ainsi un interrupteur de sécurité dont le fonctionnement est le suivant, Supposons d'abord que l'interrupteur 4 soit ouvert. Comme le montre la fig. 2, la bascule 5 est maintenue par le ressort 22 de façon que ses contacts 20 soient écartés des contacts fixes 21. Ceci correspond à la situation illustrée à la fig. 1 où le conducteur 2 est coupé. Le moteur 1 est donc arraté. En meme temps, la palette 17 est éloignée de 1'extrémité libre du noyau 14 par le ressort 23, si bien que seule l'ar8te 31 du bras 29 de la bascule 5 émerge par le trou 30. Lorsque l'utilisateur veut mettre le moteur 1 en marche, il appuie sur le bouton-poussoir 12 contre l'action du ressort 18 comme le montre la fig. 4 où les ressorts ont été omis pour rendre le dessin plus clair. A la fig. 4, on a indiqué,en trait mixte, la position de départ du bouton-poussoir 12, de la palette 17 et de la bascule 5 (c'est-à-dire la position de la fig. 2) et, en trait plein, la position de ces mêmes éléments lorsque le boutonpoussoir 12 est arrivé à fond de course. On constate qu'à la position de départ, l'extrémité libre de la lamelle 24 se présente à droite de l'arête 31 et vient donc pousser sur la palette 17 jus qu'à l'appliquer contre l'extrémité libre du noyau.En raison du déplacement angulaire ainsi imposé à la palette 17, son téton 28 tend à se rapprocher du téton 27 de la bascule 5. il en résulte une augmentation de la compression du ressort 23 dont 11 action devient prépondérante par rapport à celle du ressort 22. Le ressort -23 fait donc tourner la bascule 5 autour de son axe 19 dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que ses contacts 20 viennent toucher les contacts il, Ceci équivaut à fermer la bascule 5 telle qu'elle est montrée à la fig. 1. Le courant peut donc passer par le conducteur 2 jusqu'au moteur 1 qui est ainsi alimenté. La rotation de la bascule 5 n'est pas gtnée par le contact du bras 29 avec la lamelle 24, puisque celle-ci peut fléchir élastiquement comme le montre la fig. 4.Si l'interrupteur à bilame 7 (fig. 1) enregistre une température normale, la bobine 15 est excitée et maintient la palette 17 et par conséquent la bascule 5 dans leur nouvelle position lorsque le bouton-poussoir 12 est lâché. L'interrupteur prend alors la position de fermeture de la fig. 3. Si, au contraire, l'interrupteur à bilame 7 enregistre une température excessive et coupe l'alimentation de la bobine 15, les ressorts 22 et 23 ramènent l'interrupteur à la position d'ouverture de la fig. 2. En 8me temps, la lampe 8, en s'allumant, indique à l'uti- lisateur que toute autre tentative de remettre le moteur 1 en marche sera vaine tant que le moteur ne se sera pas refroidi, ou tant que les causes d'échauffement excessif de ce moteur n'auront pas été éliminées. Supposons maintenant que 1' interrupteur 4 ait pu être fermé et occupe donc la position de la fig. 3. Pour arrêter le moteur 1, l'utilisateur appuie sur le bouton-poussoir 12. Corme le montre la fig. 5, où les ressorts ont été omis comme à la fig. 4, on a indiqué en trait mixte la position de départ du bouton-poussoir 12, de la palette 17 et de la bascule 5 ctest-S-dire la position de la fig. 3) et en trait plein la position de ces memes éléments lorsque le bouton-poussoir 12 est arrivé à fond de course. On constate qu'à la position de départ, l'extrémité libre de la lamelle 24 se présente à gauche de l'arête 31 et vient donc pousser sur la saillie 25 du bras 29 de la bascule 5.Celle-ci est donc entratnée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui sépare ses contacts 20 des contacts 21 des cosses fixes 11 et arrête le moteur 1. En même temps, la compression du ressort 23, qui agit sur la palette 17 et qui est amplifiée par l'effet du bras de levier, surmonte l'attraction de la bobine 15, ce qui éloigne la palette 17 de l'extrémité libre du noyau 14, dans la mesure permise par la présence du bouton-poussoir 12. Lorsqu'on liche celui-ci, son ressort 18 le ramène à sa position de départ et la palette 17 revient à fond à sa position d'ouverture. L'interrupteur reprend donc la position de la fig. 2. Comme le montrent les fig. 2 et 3, l'interrupteur 4 ainsi construit est très compact, ce qui est dQ non seulement à la disposition à peu près parallèle de la bascule 5 et de la palette 17, mais aussi à la simplicité de la transmission de mouvement entre le bouton-poussoir 12 et la bascule 5 ou la palette 17, cette transmission étant effectuée par la seule lamelle souple 24. Cette dernière peut être réalisée-aisément par une opération de moulage avec le bouton-poussoir 12. Enfin, le montage de l'interrupteur est très simple étant donné qu'il ne comprend qu'un nombre minime de pièces séparées. REVENDICATIONS 1 - Interrupteur de sécurité à bouton-poussoir, à bobine de maintien coopérant avec une palette magnétique, à bascule portecontacts actionnée par le bouton-poussoir et la palette, et à bottier dans lequel sont logés la bobine, la palette et la bascule et d'ot émerge le bouton-poussoir, plus particulièrement pour aspirateurs, caractérisé en ce que, d'une part, la bascule de contact est soumise à l'action simultanée de deux ressorts, un premier ressort appuyé sur le bottier de l'interrupteur et tendant à lui faire occuper sa position d'ouverture et un second ressort appuyé sur la palette magnétique qui coopère avec la bobine et tendant à lui faire occuper sa position de fermeture, le tarage des deux ressorts étant tel que le premier ressort ait une action prépondérante lorsque le second ressort peut écarter la palette de la bobine mais que le second ressort ait une action prépondérante lorsqu'il est bandé par la palette attirée par la bobine, et en ce que, d'autre part, le bouton-poussoir possède une lamelle située de façon à rencontrer et à pousser, selon la position angulaire de la bascule, soit une saillie de celle-ci (manoeuvre d'ou verture), soit la palette (manoeuvre de fermeture) , le boutonpoussoir étant formé d'une seule pièce avec la lamelle en une matière plastique suffisamment souple pour que, compte tenu de l'épaisseur de la lamelle, celle-ci puisse fléchir pour passer alternativement d'un cté et de l'autre de ladite saillie. 2 - Interrupteur de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux ressorts sont des ressorts hélicoidaux attaquant la bascule sur deux faces opposes, mais du même cté de l'axe de la bascule, c'est-à-dire du caté opposé à la saillie. 3 - Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la zone d'application du premier ressort sur la bascule est plus proche de l'axe de celle-ci que la zone d'application du second ressort sur la bascule. 4 - Interrupteur selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que la susdite saillie est ménagée latéralement sur un bras qui part approximativement à angle droit de l'une des extrémités de la bascule, c'est-à-dire de l'extrémité éloignée de celle au voisinage de laquelle agit le second ressort. 5 - Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bras de la bascule traverse la palette par un trou ménagé approximativement au milieu de celle-ci, ce trou étant suffisamment grand pour que le bras avec sa saillie puisse y évoluer librement. 6 - Interrupteur selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le bras se termine par une arête destinée à orienter et faire fléchir l'extrémité libre de la lamelle vers la saillie du bras ou vers le coté opposé de ce dernier.