Brevet FR2470438A1 — publié le 19810529

la présente invention concerne un commutateur électrique à bascule, en particulier un microcommutateur, destiné à servir dans un appareillage électromécanique de programmation pour contrôler le déroulement d'opérations extrêmement lentes. Dans de tels appareillages, l'organe extérieur de commande prévu sur le commutateur et, par exemple, portant sur un disque à cames rotatif, appuie sur un culbuteur de commutation et le fait basculer alors autour de son centre de pivotement, de façon telle, que par un déclic provoqué par son propre ressort, sa position soit finalement inversée entre deux contacts électriques. Jusqu'à cet instant, la pression, dite pression de contact, du culbuteur sur le contact concerné baisse jusqu'à devenir nulle, pour stélever à nouveau par degrés irréguliers après la commutation. Dans les processus de commutation se déroulant extrêmement lentement, pendant lesquels une rotation du disque à cames mentionné précédemment peut durer, par exemple, un jour ou même une semaine, la diminution de la pression de contact stétend également sur une longue période.Quand un commutateur est soumis à de gros efforts pendant longtemps, des pressions de contact faibles sont rependant préjudiciables à sa durée de service. I1 y a donc avantage à ce que la zone pendant laquelle la pression de contact prend une valeur défavorable puisse être traversée le plus rapidement possible, afin de tenir aussi réduite qu'il se peut l'usure des contacts. On ne peut néanmoins pas modifier la durée des opérations précitées et d'autres mesures, telles qu'un changement de commutation, sont trop coûteuses. Le commutateur électrique à bascule visé par l'invention, en particulier un microcommutateur destiné à servir dans un appareillage électromécanique de programmation pour eontr81er le déroulement d'opérations extrêmement lentes, comporte un organe extérieur de commande et un culbuteur de commutation sous tension, basculant par déclic entre deux contacts électriques. Suivant l'invention, ce commutateur est caractérisé en ce qu'est disposé entre ce culbuteur et le levier, commandé par ce dernier, un culbuteur de commutation sans courant, l'extrémité libre de l'un des deux culbuteurs pénétrant dans la zone de déplacement de l'autre, dont il entoure sans la serrer lte trémité libre, afin que le mouvement de bascule du culbuteur sans courant soit transmis au culbuteur sous tension. Dans un tel commutateur, seul le culbuteur sans courant mentionné plus haut est donc déplacé pendant une plus longue période par l'organe de commande. Le culbuteur sous tension demeure sous l'action de son propre ressort, sans subir d'influence extérieure, en contact avec le contact concerné, en maintenant entièrement ce faisant sa pression de contact.Ce n'est qu'au basculement, qui l'amène finalement dans Sa nouvelle position, du culbuteur sans courant, lentement déplacé par l'organe de commande, que se produit un entrainement du culbuteur sous tension par l'extrémité libre du culbuteur sans courant, qui pénètre dans la zone de basculement du culbuteur sous tension, conducteur, à la suite duquel la pression de contact atteint immédiatement à nouveau toute sa valeur. Le temps mis par cette pression de contact pour descendre à zéro est par conséquent extrêmement court, de sorte que l'usure ou le risque de collage des contacts se rencontrant du culbuteur de commutation sont très limités. Du fait du choc brutal se produisant lors de la rencontre, ce risque est encore plus réduit. Pour les commutateurs destinés à des opérations de commutation extrêmement lentes, il est également très intéressant qutils soient réglables en fait, sans que cela ait néanmoins a'influence sur ce qu'on désigne par "géométrie de commutation". A vrai dire, l'organe de commande devrait donc être réglable de manière que le point d'actionnement puisse être changé, mais sans influer sur le culbuteur de commutation. Suivant une forme d'exécution avantageuse, le culbuteur sans courant présente un porte-culbuteur, qui porte par une surface terminale sur une surface prévue sur l'organe de commande, l'une des deux surfaces ayant une courbure conformée de telle sorte que le déplacement du centre de pivotement du levier de commande, obtenu en faisant tourner un goujon de réglage, change la position du levier sans influencer,le porte-culbuteur. Les dessins joints représenter un exemple non limitatif de réalisation du commutateur à bascule selon l'invention, à savoir - La figure 1, une vue des organes internes du commutateur, et - La figure 2 une vue partielle à plus grande échelle de la figure 1. Le commutateur comprend l'organe de commande usue: ici en forme de levier d'actionnement 1, pouvant être bascula autour de son point de pivotement 2 par un organe non représenté, la plupart du temps un disque à cames. De plus, est prévu un culbuteur sous tension 3, usuel dans les commutateu: à bascule de ce genre, son extrémité libre 4 pouvant se déplacer entre deux contacts 5, 6. Les connexions 7, 8 appartenant à ces contacts, de même que la connexion médiane 9 appartenant au culbuteur 3, sont pareillement visibles sur la figure 1. Le culbuteur 3 est placé, de manière connue en soi, sur une lame 10 et un ressort Il le fait changer de position, de manière également connue, quand le point mort est atteint. Le disque à cames mentionné, selon la forme qui lui a été donnée, fait basculer le levier de commande 1 vers l'intérieur du boiter du commutateur. Dans les commutateurs conventionnels, il agit là directement sur le culbuteur sous tension, parcouru par le courant, en le poussant vers son point mort. Pendant ce temps, la pression du culbuteur sur le contact concerné diminue. Une telle faible pression se poursuivant plus longtemps est préjudiciable aux organes sous tension. Pour l'éviter, un autre culbuteur 12 est disposé entre le culbuteur 3 et le levier de commande 1. Il comporte deux bras 13, 14, fixés l'un à l'autre, s'écartant l'un de l'autre en V pour constituer ainsi ensemble une sorte due fourche. Les extrémités libres de ces deux bras 13, 14 débordent dans la zone couverte par le déplacement du culbuteur 3 sous tension, prenant entre elles ltextrémité libre de ce dernier, sans cependant la toucher. L'extrémité commune des deux bras 13, 14 qui constitue en même temps lé point de pivotement, est placée sur la lame 16 d'un porte-lame 17. En outre, ce culbuteur 12 présente aussi un ressort 18, analogue au ressort 11, et qui sert à provoquer la brusque inversion. Il est fixé sur un support 19 stationnaire, son autre extrémité s'attaquant au bras 14. Du fait, comme on le voit, que cet autre culbuteur 12 ne touche pas les contacts 5, 6, le courant n'y passe pas. Son lent déplacement sous l'action du levier de commande 1 n'a donc aucune influence préjudiciable. Lorsque le ressort 18 provoque l'inversion brusque du culbuteur 12, l'un des bras 13, 14 vient alors porter sur l'extrémité libre 4 du culbuteur 3 sous tension et le déplace,-de sorte que, là aussi, le point mort est franchi.Le ressort 11 du culbuteur 3 assure alors la continuation du mouvement de l'extrémité libre 4 jusqu'à ce qu'elfe vienne porter sur l'autre contact, cette extrémité 4 se séparant au cours de ce mouvement du bras concerné, qui se déplace encore pareillement. Dans sa nouvelle position, 11 extrémité 4 se retrouve par conséquent entre les extrémités libres des deux bras 13, 14. Lors de la commutation suivante, le même processus se déroule. On voit ainsi que, du fait de la distance séparant les bras 13, 14 de l'extrémité libre 4 du culbuteur 3 sous tension, ce dernier n > est absolument soumis à aucune action depuis le lent déplacement du culbuteur 12 jusqu'au point mort et peut donc maintenir sa pression de contact. De plus, le coup brutal porté par le culbuteur 12 a aussi l'avantage de détacher sûrement tous les points éventuels de collage entre les contacts 5 ou 6 et le culbuteur 3. On peut naturellement imaginer aussi d'utiliser un culbuteur'de commutation normal en rapportant à son extrémité un organe particulier en forme de fourche. Un tel organe pourrait en outre aussi être fixé à l'extrémité libre 4 du culbuteur 3 sous tension. Le culbuteur 12 sans courant pourrait alors être construit comme représenté pour le culbuteur 3, donc avec un bras avançant dans l'organe en forme de fourche et venant porter, selon le sens de la commutation, contre l'un ou l'autre côté de cet organe afin d'entraîner avec lui le culbuteur 3 sous tension et inverser ainsi sa position. L'extrémité du porte-culbuteur 17 opposée à la lame 16 présente une face terminale 20, qui porte sur une surface courbe 21 du levier de commande 1. Le but de cette courbure va être ci-après expliqué. Lors du basculement du levier autour de son centre de pivotement 2, le porteculbuteur 17 et, de ce fait, le culbuteur 12, sont déplacés de manière connue en soi par rapport à leur ressort 18. Afin que le point d'actionnement du commutateur puisse être ajusté, le centre de pivotement 2 est prévu déplaçable. À cet effet, on se sert d'un goujon de réglage 22, portant un palier qui constitue le centre de pivotement 2o Le goujon de réglage présente un filet de vis 23 d'un seul pas, en prise dans un filetage intérieur correspondant 21 du boitier. Par une rotation de 3600 autour de son axe, le goujon peut donc être déplacé dans le sens longitudinal. Son autre extrémité 25 est en forme de trompette et va en s'élargissant légèrement, de telle manière qu'il en résulte finalement un frottement sur le boitier empechant toute rotation involontaire. On peut faire tourner le goujon de réglage 22 au moyen d'une fente 26. Le déplacement de son centre de pivotement 2 change la position du levier de commande 1, qui porte au voisinage de son autre extrémité contre une saillie arrondie 27 rapportée sur le boîtier. En outre, cette saillie se trouve substantiellement vis-à-vis de la face terminale 20 du porteculbuteur 17, mais de l'autre c8té du levier de commande 1, ou face à la surface courbe 21 de ce levier. Dans les commutateurs conventionnels, la position du porte-culbuteur change pareillement la plupart du temps avec le déplacement du levier de commande. Ce fait est néanmoins préjudiciable pour les commutateurs devant eontr81er des processus extrêmement lents, car chaque changement, aussi minime qu'il soit, provoque déjà, étant donné la lenteur du déroulement des commutations, un changement sensible, au point de vue temps, du point où s'opère la commutation, ce qui rend un réglage exact pratiquement impossible. C'est pour ces raisons qu'on donne à la surface 21, déjà mentionnée, du levier de commande 1 une forme courbe. Cette courbure est prévue de manière que la surface 21 roule pour ainsi dire sur la surface terminale 20 du porte-culbuteur 17 quand le centre de pivotement 2 se dépl sans qu'il en soit des même du porte-culbuteur 17. En eonsd quence, le rayon de courbure augmente de façon que la di61 d entre le point de contact des surfaces 20, 21 et celui de la saillie 27 sur l'autre côté du levier 1 augmente constamment de l'une des extrémités 28 de la surface 21 jusqu'à l'autre extrémité 29.Le dernier point de contact cité sur la saillie 27 se déplace aussi en fait théorique mais ce déplacement est pratiquement si faible qu'on peut considérer ce point comme un centre fixe, à partir duquel le rayon de courbure variable r détermine la surface 21. On peut donc admettre que ce rayon r est pratiquement ide tique à la distance d précitée. L'augmentation de ce rays se détermine par la nécessité d'amener, pendant le pivotE du levier 1, chaque point séparé de la surface 21 exacte dans le plan défini par la surface terminale 20. Ce n'es qu'ainsi qu'on peut éviter un déplacement transversal du porte-culbuteur 17. Il est également possible d'imaginer la surfac plane et, à la place, la surface terminale 20 du porteculbuteur 17 courbe. Du fait que le point d'actionnement peut donc être changé sans que le soit la position du culbuteur 1 sans courant, il est possible d'effectuer un réglage pr optimal, même quand il s'agit de processus de commutatif extrêmement lents. Grâce à l'interpénétration libre, dé mentionnée, des deux culbuteurs de commutation 3, 12, o: maintient néanmoins toute la pression de contact au cul sous tension 3 jusqu'à la phase extrêmement courte de l'inversion. L'usure des contacts par étincelage et le de collage des culbuteurs sont ainsi réduits au minimum absolu, même à pleine charge de courant. REVENDICATIONS 1 - Commutateur électrique à bascule, en particulier microcommutateur destiné à servir dans un appareillage électromécanique de programmation pour contrôleur le déroulement d'opérations extrêmement lentes, comportant un organe extérieur de commande et un culbuteur de commutation sous tension, basculant par déclic entre deux contacts électriques, caractérisé en ce qu'est disposé entre ce culbuteur et le levier d'actionnement commandé par ce dernier, un culbuteur de commutation sans courant, l'extrémité libre de l'un des deux culbuteurs pénétrant dans la zone de dépla cement de l'autre, dont il entoure sans la serrer l'extré- mité libre afin que le mouvement de bascule du culbuteur sans courant soit transmis au culbuteur sous tension. 2 - Commutateur à bascule suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité libre citée en premier lieu est celle du culbuteur sans courant. 3 - Commutateur à bascule suivant la revendication 2, caractérisé en ce que cette extrémité est constituée par les bouts, éloignés l'un de l'autre, de deux bras tendant à se séparer en formant un V, qui constituent ensemble le culbuteur sans courant et se présentent, dans l'une ou l'autre position de commutation à une certaine distance de l'extré- mité libre du culbuteur sous tension. 4 - Commutateur à bascule suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité libre présente un organe particulier en forme de fourche, rapporté sur le culbuteur sans courant et recevant entre ses branches l'extrémité libre du culbuteur sous tension, tout en se trouvant cependant à distance de celui-ci. 5 - Commutateur à bascule suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que le culbuteur sans courant présente un porte-culbuteur, qui porte par une surface terminale sur une surface prévue sur l'organe de commande, l'une des deux surfaces ayant une courbure conformée de telle sorte que le déplacement du centre de pivotement du levier de commande, obtenu en faisant tourner un goujon de réglage, change la position du levier sans influencer le porteculbuteur. 6 - Commutateur à bascule suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la surface courbe se trouve du côté du levier de commande éloigné de son centre de pivotement, l'autre côté du levier portant sur un point directement opposé à la surface, sur une saillie disposée sur le commutateur, à une certaine distance de la surface courbe, cette distance variant constamment de l'une à l'autre extrémité de la saillie.