Brevet FR2454685A1 — publié le 19801114

L'invention a trait à un interrupteur à déclenchement brusque, pour ouvrir et/ ou fermer des circuits électriques, le déclenchement brusque de cet interrup- teur étant réalisé au moyen d'une force élastique, et le retour brusque de l'interrupteur après commutation n'étant pas autanatique. Les interrupteurs à déclenchement brusque antérieurement connus présentent une course de pré-déclenchement relativement longue, de plusieurs mm, et exigent en outre une force de déclenchement relativement grande et initialement croissante. Ceci tient à la nécessité d'agir sur le ressort à lame qui provoque le déclerr liement, à partir d'une position exte stable de ce ressort jusqu'à une position instable de point mort, à partir de laquelle, seulement, ce ressort saute vers sa deuxième position extrême stable. Avec cette disposition, la première position extrême stable doit être située suffisamment loin du point mort instable, pour assurer à l'interrupteur une certaine sécurité vis-à-vis des vibrations ou secousses. On tonnait par ailleurs un interrupteur a déclenchement brusque muni d'un aimant de retenue. Le système de déclenchement brusque de cet interrupteur est constitué d'une plaquette d'ancrage en forme de dièdre, reposant contre la surface plane d'un aimant permanent, et basculant, autour de l'arête du dièdre, d'une position vers l'autre. Des prolongements des deux bras de cette plaquette portent les contacts. Dans oe système d'interrupteur à rupture brusque, la course de l'organe qui commande le déclenchement est aussi relativement longue, parcequ'il faut tout d'abord tendre un ressort hélicoldal jusqu'à un certain point auquel sera surmontée la force de retenue exercée par l'aimant sur une des faces de la plaquette, et a partir duquel commencera le basculst de oelle-ci. De plus, les deux versants de la plaquette doivent former entre eux un angle dièdre d'une valeur bien déterminée, afin que celui de ces versants qui est écarté de l'aimant se troue a une distance suffisante de cet aimant et ne soit plus souris à son attraction. Ces condItions qui carliquent la conformation et la construction du dispositif sont nécessaires pour assurer une certaine sécurité contre les vibrations et secousses, en ménageant une différence suffisante entre les forces de retenue s'exerçant dans l'une ou l'autre des positions de retenue.Dans cet interrupteur déjà connu, le mouvement de basculement de la plaquette est amorcé au moyen d'un bras de levier disposé centralement entre les deux versants de la plaquette, et actionné par un poussoir, le ressort hélicoïdal étant interposé entre oe poussoir et le bras de levier. Alors que dans les interrupteurs à action brusque précédemment connus, le seul objectif recherché était en fait de diminuer, grâce à une ouverture brusque des contacts, l'apparition d'arcs et l'usure des contacts qui en résultait, la présente invention se propose en outre de réaliser par des moyens simples, et donc avec un faible prix de revient, un interrupteur à action brusque avec une course de pré-déclenchenent aussi réduite que possible, c'est a dire, limitée a une longueur largement inférieure à un millimètre, et ne nécessitant qu'une force aussi faible que possible pour provoquer le déclenchement brusque de l'interrupteur. Selon la présente invention, cet objectif est atteint, dans le cas d'un interrupteur du type envisagé ci-dessus, au moyen d'un coulisseau actionnable par une force extérieure de déclenchement et mobile entre deux positions extremes, et en outre précontraint en direction de sa position extrême activée et retenu dans sa position extrême de repos par un dispositif de retenue exerçant une force antagoniste variable en fonction de la course parcourue, la valeur maximale ou qaasisiaxiiflale de cette force correspondant a la position extrême de repos du oculissean. lorsque, selon une forme de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif de retenue est constitué d'au moins un ressort à lame attelé par ses deux extra mités et relié, entre ses extrémités, au coulisseau de manière à se trouver précontraint, dans la position extrême de repos de ce caulisseau, au voisinage de son point mort instable médian et en direction de oe point mort, la nature particulère de la caractéristique utile d'un tel ressort à lame mobile selon le sens longitudinal du coulisseau et fixé par ses deux extrémités canduit à l'effet recherché. Dans sa position médiane entre ses deux positions extrêmes, la force du ressort à lame s'exerce uniquement dans le sens perpendiculaire au coulisseau, tandis que, de part et d'autre de cette position médiane, elle s'exerce de plus en plus fortement dans le eens longitudinal du couiisseau, en direction de l'une ou l'autre position extrême. Cette zone médiane voisine du point mort du ressort à lame, dans laquelle la force appliquée au coulisseau est neutre dans le sens longitudinal, est mise à profit, selon l'invention, pour abtenir que la course de predéclenchement soit très courte. Selon une deuxième forme de mise en oeuvre du principe de l'invention, le dispositif de retenue pourra être constitué par un aimant, dont la forte s'exerce antagonisme à celle du ressort provoquant le malvanent brusque du ooulisseau. lorsque le dispositif de retenue est sous la forme d'un aimant, sa force antagoniste est à sa valeur maximale lorsque le coulisseau est dans sa position extrême de repos. Cette force antagoniste cesse de s'exercer aussitôt que la partie de l'équipage mobile de l'interrupteur sur laquelle elle s'exerçait se trouve éloignée à une certaine distance de l'aimant. A cet instant, il ne s'exerce plus qu'une seule force, celle du ressort à lame qui provoque le mouvement brusque du coulisseau en l'entrainant vers sa position extrême activée. lorsque, selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe élastique provoquant le mantnent brusque consiste en au moins un ressort à lame fixé par ses deux extrémités à l'intérieur du bottier de l'interrupteur et s'appuyant entre ses extrémités contre le coulisseau, et lorsque ce ressort prend, quand le coulisseau est dans sa position extrême de repos, un état dans lequel ce ressort précontraint le coulisseau en direction de sa position extrême activée, il est alors également possible de réduire la course de préQéclench.e- mlent lorsque le dispositif de retenue est sous la forme d'un ressort à lame. Dans le cas où ce dispositif est sous la forme d'un aimant, la disposition précitée du ressort destiné à provoquer le mouvement brusque permet de main- tenir avantageusement à une faible valeur la force et la taille de l'aimant. Il est également possible de prévoir, à la place du ressort unique provoquant le mouvement brusque, deux ressorts à lame se faisant face, attelés entre le coulisseau et le bottier. Dans ce cas également, on tire parti du fait que oes ressorts, attelés par leurs deux extrémités, présentent une position instable médiane de point mort, dans laquelle il suffit d'exercer, dans le sens du mouvement du coulisseau, une force très faible pour vaincre la force d'attraction de l'aimant, étant : que cette dernière diminue selon une loi exnentielle en fonction de l'éloignement de l'aimant. Le ressort provoquant le mouvement brusque pourra encore être par exemple sous la forme d'un ressort hélicoldal, qui sera tendu au maxinun dans la position de repos du coulisseau, lorsque ce dernier est retenu par l'aimant. Une disposition avantageuse consiste à fixer 1' aimant dans le bottier en regard d'une plaquette d'ancrage attachée au coulisseau, ou vice-versa. Le fait de retenir le coulisseau au moyen d'un aimant et d'une plaquette d'ancrage permet de raccourcir énoSment la course de déclenchement. En outre, lorsqu'on utilise un aimant calme dispositif de retenue,la forcie nécessaire pour actionner l'interrupteur décroit au fur et à mesure de la course parcourue, Suivant une autre disposition de l'invention, l'aimant pourra être entouré d'une culasse en forme de calotte ouverte en direction de la plaquette d' t- crage, de manière à concentrer les lignes de force magnétiques. Grâce à cette concentration des lignes de force magnétiques, il est possible d'une part de déterminer plus exactement la force et la taille de l'aimant, et de les ajuster à la valeur la plus faible souhaitable, et d'autre part d'obtenir, avec cette taille très petite mais néanmoins encore suffisante de l'aimant, la réduction recherchée en ce qui concerne la longueur de la course de prédéclenchement, qui se trouve ainsi ramenée à quelques dixièmes de millim8tre. Le rebord de l'ouverture de la culasse pourra dépasser au delà de l'aimant, de manière à ménager un entrefer entre l'aimant et la plaquette d'encrage attachée au coulisseau, lorsque ce dernier est en position de repos. La présence de cet entrefer contribue à réduire la dispersion de la force tendant à détacher la plaquette de l'aimant, et à faciliter ainsi un règlage plus précis de la force de déclenchement de l'interrupteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la suite de la description, en se réfèrant aux formes de réalisation décrites à titre d'exesnples, ainsi qu'au dessin dans lequel: La Fig. 1 est une coupe longitunale schématique d'un interrupteur à action brusque selon l'invention. La Fig. 2 représente une variante du dispositif de la Fig. 1. La Fig. 3 est un diagramme force/parcours destiné à expliquer le déroulement des prooessus de retenue et de déclenchement. D'après la Fig. 1, l'interrupteur à action brusque se oanpose d'un bottier 10 dans lequel se déplace un coulis seau 12 de forme allongée, maintenu par des troyens de guidage non représentés. Ce ooulisseau 12 présente une encoche 14 dans laquelle est disposé un pontet porte-contacts 16 avec un ergot de guidage 18 et des plots de contact 20 disposés symétriquement par rapport à cet ergot. Dans la position de repos du coulisseau 12, telle que représentée, le pontet porte-contacts 16 est appuyé par un ressort 22 contre des plots de contact 26 fixés à un support 24 maintenu dans le bottier 10. Le ressort 22 prend appui, par son extrémité apposée au pontet, contre un épaulement de l'encoche 14. Deux ressorts à lame 28 fixés par leur extrémité extérieure dans le boîtier 10 (par exemple dans une entaille de ce bottier), sont engagés par leur extrémité intérieure dans une partie amincie du coulisseau, ou dans une rainure circulaire 30 de celui-ci. Les ressorts 28 sont, dans la position de repos du coulisseau 12 telle que représentée, précontraints en direction de l'autre position extrême du coulisseau, laquelle se trouve, sur la Figure 1, à gauche de celle représentée.En d'autres termes, la course du coulisseau 12 s'étend d'une position extrine activée, non représentée, qui se trouverait plus loin à yauche sur la Fig. 1, dans laquelle les ressorts 28 sont détendus, et une position de repos, représentée au dessin, dans laquelle les ressorts ont été tendus progressivenrent à partir de leur état détendu, en dépassant légèrement leur position instable de point mort. Le ooulisseau 12 porte une plaquette d'ancrage 32 magnétiquement perméable, qui est retenue par un goujon 34 inséré dans le coulisseau 12. Ce goujon 34 traverse un orifice menacé au centre d'un aimant penanent 36 fixé sur un des fonds du boîtier 10. Cet aimant est entouré d'une culasse 38 en fonte de calotte ouverte en direction de la plaquette 32. La culasse 38, en matière offrant une forte perméabilité magnétique, concentre les lignes de force magnétiques, de telle sorte que celles-ci ne passent essentiellement que dans la zone de contact entre le rebord annulaire de la culasse et la plaquette, refermant ainsi le circuit magnétique. Uti entrefer 40 est ménagé entre l'aimant 36 et la plaquette 32 de manière à réduire la dispersion de la force d'attraction et à permettre ainsi une répartition hanogène de la force provoquant le déclenchement de l'interrupteur. lorsque l'interupteur à action brusque, étant utilisé par exemple calme interrupteur de sécurité, est actionné par une butée, non représentée, au par effleurement du goujon 34 (lequel pourra être entouré d'un capuchon élastique etanche 42 fixé au boitier), la plaquette 32 s'éloigne du rebord de la culasse magne tique 38, de telle sorte qu'après une course de quelques dixièmes de millimètre, la force magnétique de retenue aura été su=oetée dans une mesure suffisante pour permettre à la force des ressorts 28 de vaincre à son tour la forcie magne tique résiduelle retenant encore la plaquette, et de repousser brusquement le coulisseau 12 dans sa position activée.Au cours de cette calmutation, le ressort 22, qui sollicitait le pontet porte-contacts 16 en direction des plots de contact fixes 26, se détend. L'epaulement de l'encoche 14 du ooulisseau, à proximité duquel repose le pontet 16, vient soulever ce pontet en l'éloignant brusquent des plots de contact fixes 26, interro'npant ainsi le circuit électrique qui était précédant établi entre ces contacts. Selon la forme de réalisation représentée à la Fig. 2, on a prévu, à la place du ressort à lame 28, un ressort hélicoïdal 50, primé entre le boftier 10 et une plaque d'appui 52 fixée au coulisseau 12. On a prévu en autre, dans l'encoche 14 du coulisseau, deux pontets porte sont tacts 16 et 17 disposés en regard de deux jeux de contacts fixes 26 et 27, de telle manière que lorsque l'interupteur est actionné, un circuit électrique s'ouvre et l'autre se ferme. En se reportant à la Fig. 3, on voit que le point zéro du diagrattrne force/parcours se trouve sur la position ettrene de repos du coulisseau (parcours = 0). A cet endroit les forces s'exerçant sur le coulisseau sont d'une part la force mamale de retenue de l'aimant, représentée par la courbe 36a, et d'autre part la force encore très faible du ou des ressorts à lame 28 au voisinage du point mort instable T, cette dernière force s'exerçant en direction de la position extrême activée du coulisseau, comme le représente la courbe 28a. La courbe pointillée asymétrique de la courbe 36a a été tracée pour permettre de mieux illustrer l'intervalle R qui représente la partie de la course pendant laquelle la force de retenue de l'aimant reste suffisante pour assurer la sécurité voulue vis-à-vis des vibrations au secousses qui pourraient autrement provoquer de manière intempestive le déclenchement de l'interrupteur. REVENDICATIONS I. Interrupteur pour ouvrir et/ou fermer un ou plusieurs circuits électriques, du type à fonctionnement brusque sous l'action d'une force élastique et avec retour brusque non autaratique après commutation, caractérisé en ce ,u'il canporte un coulisseau (12) actionnable par une force extérieure de déclen chement et mobile entre deux positions extrêmes, qui est en outre prScon- traint par un ressort (28) en direction de sa position extrême activée et retenu dans sa position extrême de repos par un dispositif de retenue exerçant une force antagoniste variable en fonction de la course parcourue, la valeur maximale ou quasi-maximale de cette force correspondant à la position extrême de repos du coulisseau (12). 2. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de retenue est constitué par au moins un ressort à lame serré ou appuyé par ses oeréflités, et relié, entre ses extrémités, au coulisseau de manière à se trouver précontraint, dans la position extrême de repos de ce coulisseau, au voisinage de son point mort instable médian et en direction de ce point mort. 3. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de retenue est constitue par au moins un ressort à lame précontraint dans sa direction lcngitudlnale, dont une extrémité s'appuie sur le boîtier et l'autre sur le coulisseau, ce ressort se trouvant, dans la position extreme de repos du coulisseau, précontraint au voisinage de son point mort instable médian et en direction de Q point mort. 4. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de retenue est constitué par un aimant dont la force de retenue s'exerce en antagonisme à la force du ressort provoquant le mouvement brusque du coulisseau. 5. Interrupteur selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ressort provoquant le mouvement brusque est constitué d'au moins un ressort à lame (28) fixé à ses deux extrémités dans le boîtier (10) de l'interrup teur et prenant api entre ses extrémité contre le coulisseau (12), ce ressort prenant, dans la position extrême de repos du coulisseau, un état dans lequel il précontraint le coulisseau vers sa position extrême activée. 6. Interrupteur selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ressort provocant le w7ement brusque est constitué d'au moins un ressort à lame précontraint selon sa direction longitudinale, une extrémité de ce ressort prenant appui cantre le boîtier et l'autre contre le coulissean, tandis que dans la position extrême de repos du coulisseau il précontraint le coulisseau vers sa position extrême activée. 7. Interrupteur selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le res sort provoquant le mouvement brusque est un ressort hélicoldal qui est tendu au maximum dans la position de repos du coulisseau. 8. Interrupteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que, dans la position de repos du coulisseau, le ressort à lame se trouve au voisinage de sa position de point mort instable. 9. Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'aimant est isrtilisé dans le boîtier de l'interrupteur en regard d'une plaquette d'ancrage liée au coulisseau, ou inversement. 10. Interrupteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'aimant est entouré d'une culasse en forme de calotte ouverte en direction de ia pla quette d'ancrage, cette culasse servant à concentrer les lignes de force magnétiques. 11. Interrupteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le rebord de I'ouverture frontale de la culasse dépasse au delà de 1 'aimant, de manière à ménager un entrefer entre l'aimant et la plaquette d'ancrage liée au coulisseau lorsque ce dernier est dans sa position extrême de repos. 12. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en oe que le dispositif de retenue est un aimant permanent. 13. Interrupteur selon une des revendications précédentes, caractérisé en oe que le coulisseau, de forme allongée, est guidé longitudinalement dans un boîtier, ce guidage étant assuré au moins partiellement par le ressort qui provoque le rroevement brusque de ce coulisseau. 14. Interrupteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le coulisseau présente une encoche dans laquelle est logé au moins un pontet de contact mcbile, ce pontet étant guidé dans le coulisseau parallèlement au sens de la course du coulisseau et portant des plots de contact disposés de part et d'autre du coulisseau et étant sollicité contre des plots de contact fixés à l'intérieur du boîtier par un ressort prenant appui sur le coulisseau. 15. Interrupteur selon la revendication 14, caractérisé en ce que dans la position extrême de repos du coulisseau, un jeu est ménagé entre oe coulisseau et le pontet de contact mobile, la longueur de ce jeu étant inférieure ou égale à la course provoquant le déclenchement brusque de l'interrupteur.