Brevet FR2474756A1 — publié le 19810731

-1- La présente invention concerne les interrupteurs à dépression. Pour améliorer les économies de combustible tout en continuant de respecter les normes relatives aux émissions nocives établies par le ministère des trans- ports des Etats Unis d'Amérique et également par les au- torités administratives de nombreux autres pays, l'in- dustrie automobile a trouvé qu'il était nécessaire de disposer de moyens pour détecter la dépression appliquée au carburateur (indicative de la position du papillon des gaz) et pour remplir une fonction de commutation, c'est-à-dire un interrupteur à dépression. Le milieu dans lequel fonctionne l'interrupteur est très rigou- reux. Celui-ci est soumis à des vibrations, à des varia- tions d'humidité, aux vapeurs d'essence et à des tempé- ratures allant de -40WC à + 137WC. L'industrie demande que l'interrupteur fonctionne dans un tel milieu pen- dant 2.000.000 cycles sans dérive appréciable par rap- port aux valeurs de déclenchement et le ré-enclenchement établies, la chute de tension, de l'ordre de quelques millivolts, produite par les contacts devant également rester faible. En outre, naturellement, le coût est un facteur important. Les interrupteurs à dépression de la technique antérieure utilisent un unique ressort avec deux vis de réglage pour étalonner les valeurs de déclenchement et de ré-enclenchement. Etant donné que la distance de dé- placement entre la position déclenchée et la position ré-enclenchée est limitée, la constante de ressort du ressort doit être élevée et ceci a pour effet que l'éta- lonnage varie pendant toute la durée de vie utile de l'interrupteur. La présente invention a pour but de réaliser un interrupteur à dépression qui répond aux besoins (ci-des- -2- Sus men-lornés) de l'industrie automobile, à bas coût. Ce résultat a été obtenu en utilisant deux ressorts dé- terminant la force de déclenchement en combinaison avec des dispositions pour rendre un premier des ressorts inopérant avec le ré-enclenchement de sorte que le second ressort détermine seul la force de ré-enclenchement. Le premier ressort (appelé ci-après le ressort de dé- clenchement) est raccordé à l'organe d'actionnement par des moyens qui comprennent une bague à collerette dimensionnée de façon à limiter la course du diaphragme et de l'organe d'actionnement qui vient en appui contre la languette c'actionnement de la lame de l'interrup- teur. Cette disposition réduit au minimum les dépasse- ments de course de la languette avec un accroissement consécutif de la durée de vie de la lame et elle diminue également l'usure de diaphragme. Etant donné que les dimensions de l'organe d'actionnement et de la bague peuvent être facilement fixées, on peut utiliser des ressorts à faible constante de ressort et il n'est pas nécessaire d'étalonner l'interrupteur terminé. Les ré- glages des dépressions de déclenchement et de ré-en- clenchement dérivent moins. Les ressorts à faible cons- tante de ressort permettent l'emploi d'une force de com- mande qui est adaptée aux tolérances admissibles des réglages de dépression. L'interrupteur à dépression peut être fabriqué facilement et efficacement et peut être vendu à bas prix. D'autres caractéristiques de l'invention appa- rattront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe verticale de l'interrupteur à dépression; - la figure 2 est une vue en coupe horizontale, de dessus, de l'interrupteur; -3- - la figure 3 est une vue partielle, en coupe horizontale suivant la ligne 3-3 de la figure 1; - la figure 4 est une vue éclatée, en perspec- tive, de l'interrupteur à dépression; et - les figures 5 à 10 sont des vues partielle- ment schématiques représentant la succession des opé- rations. Dans la description qui va suivre, on se réfé- rera à la dépression régnant dans la chambre à vide com- me étant le phénomène qui provoque le déplacement du diaphragme. On comprendra qu'en fait c'est la pression atmosphérique agissant sur l'autre côté du diaphragme qui provoque le déplacement du diaphragme lorsque la dépression s'accroit, c'est-à-dire lorsque la pression absolue régnant dans la chambre à vide diminue. Le boîtier 10 de l'interrupteur à dépression est composé d'une partie supérieure 12 assemblée à une partie inférieure 14, la périphérie du diaphragme 16 étant serrée entre les deux parties de bottier qui sont retenues assemblées par une bague 18 sertie autour des rebords des parties du bottier. Le diaphragme 16 divise l'intérieur du bottier 10 en une chambre à vide 20 et une chambre d'interrupteur 22. La chambre à vide 20 est raccordée à une source de dépression par un tube (non représenté) qui part d'un embout perforé 24. L'extrémité inférieure 26 d'un organe d'actionnement 28 est reçue à l'intérieur de l'alésage 30 de l'embout 24 qui sert à guider l'extrémité inférieure de l'organe d'actionne- ment. On notera que l'alésage 30 est élargi grâce à la présence des trois passages radiaux 32 qui assurent un libre écoulement le long de l'extrémité inférieure 26 de l'organe d'actionnement de façon à garantir une réponse correcte de la chambre à vide 20. On fixe l'organe d'ac- tionnement au diaphragme 16 en formant la partie 34 de -4- cet organe de façon qu'elle s'étende au-dessus des dis- ques 36, 36 de renforcement du diaphragme montés sur les faces opposées du diaphragme. Ainsi, le-déplacement du diaphragme déplace l'organe d'actionnement. La partie 38 de plus petit diamètre de l'organe d'actionnement 28 traverse la partie étroite de l'ou- verture 40 en forme de trou de serrure formée dans la languette d'actionnement 42 d'un interrupteur 44, les épaulements 46, 48 adjacents à la partie 38 de plus pe- tit diamètre étant espacés l'un de l'autre pour que la languette d'actionnement de l'interrupteur dispose d'un intervalle de déplacement par rapport à l'organe d'ac- tionnement. L'interrupteur 44 comporte les bras latéraux , 50 qui relient la base de la lame 52 à son extrémité munie d'un contact 54. Un ressort 56 en barillet est comprimé entre l'extrémité de la languette-42 et l'ex- trémité de la lame 52 pour solliciter la lame et le con- tact qu'elle porte dans la direction opposée à celle dans laquelle la languette est disposée. Ainsi, sur les figures 1 et 5, le contact mobile 54 porté par la lame est en appui contre le contact ou butée d'arrêt infé- rieur 58 fixé à l'intérieur de la chambre d'interrupteur 22. La butée 58 d'arrêt du contact 54 sert soit de butée, soit de contact. Si l'orgahè 58 n'est pas utilisé pour des fonctions de commutation, il sert à limiter la cour- se de l'extrémité de la lame 52. Partant de la position représentée sur les figu- res 1 et 6, si l'organe d'actionnement se déplace vers le bas de façon à déplacer la languette 42 vers le bas, l'extrémité de la languette franchit la position neutre provoquant le franrchissement par le ressort en barillet de la position neutre pour déplacer brusquement l'extré- mirté libre de la isme et le contact 54 qu'elle porte vers le haut en appui contre le contact supérieur 60. -5- L'extrémité fixe de l'interrupteur 44 est rivetée au bottier au moyen d'un rivet 62 et est munie d'un conduc- teur 64 qui, par un trajet sans importance dans le cadre de la présente invention, aboutit à une borne 66 tandis que le contact 60 est raccordé, également par un conduc- teur disposé à l'intérieur du bottier, à une borne 68. On notera que l'organe d'actionnement 28 tra- verse une ouverture 70 formée dans le bottier et fait saillie vers le haut dans une cavité 72. La partie supé- rieure 74 de l'organe d'actionnement a un diamètre ré- duit au-dessus d'un épaulement 76 et une bague 78 à col- lerette est montée sur cette partie, le ressort de dé- clenchement 80 étant comprimé entre la collerette 82 de la bague et un organe de retenue 84 fixé sur l'extré- mité supérieure de l'organe d'actionnement de sorte que la collerette est en appui soit contre l'épaulement 76 soit contre la surface inférieure 86 de la cavité 72. Lorsque les éléments de l'interrupteur sont dans la dis- position représentée sur la figure 5, dans laquelle la collerette repose sur l'épaulement 76, la force du res- sort de déclenchement 80 agit vers le haut sur l'organe de retenue (et, par conséquent, sur l'organe d'actionne- ment) et vers le bas sur l'épaulement de l'organe d'ac- tionnement pour annuler l'effet du ressort de déclenche- ment. Le ressort de ré-enclenchement 88 a un plus grand diamètre que la collerette de la bague et il est en appui contre la surface 86 de la cavité et contre l'organe de retenue 84 de sorte que sa force agit tou- jours vers le haut sur l'organe de retenue et sur l'or- gane d'actionnement. La cavité 72 est fermée par un bou- chon 90. La chambre 22 est mise à la pression atmosphéri- que par l'espace libre qui existe entre les bornes 66 et 68 et le corps. - k, - En partant de la position représentée sur la figure 5, lorsque la dépression qui règne dans la cham- bre 20 s'accroit, l'organe d'actionnement se déplace vers le bas et la collerette de la bague vient en appui contre la surface 86 de la cavité, comme représenté sur la figure 6. Toute poursuite du déplacement au-delà de ce point a pour effet de rendre actif le ressort de déclenchement qui exerce alors une force dirigée vers le haut sur l'organe de retenue (et sur l'organe d'action- nement) qui s'ajoute à la force du ressort de ré-enclen- chement 88. Par conséquent, la dépression régnant dans la chambre 20 doit surmonter la force des deux ressorts pour provoquer la poursuite du déplacement vers le bas du diaphragme et de l'organe d'actionnement. Ceci dé-- place l'épaulement de l'organe d'actionnement vers le bas en éloignement de la bague, comme représenté sur la fi- gure 7, jusqu'à ce que la languette de l'interrupteur franchisse la position neutre, à la suite de quoi la lame de l'interrupteur se déplace brusquement jusqu'à la position représentée sur la figure 8. La partie tubulaire 78 de la bague à collerette a une longueur telle que l'organe de retenue vient en appui contre elle immédiate- ment après que la lame se soit déclenchée et a franchi la position neutre. Ceci empêche la poursuite du dépla- cement vers le bas même si la dépression régnant dans la chambre à vide s'accroit. L'organe de retenue et l'organe d'actionnement ne peuvent plus se déplacer vers le bas du fait que la bague à collerette est immobilisée en appui contre le bottier. Ceci empêche un déplacement excessif de la languette et empêche également que des contraintes excessives soient appliquées au diaphragme. Ceci permet d'obtenir à la fois pour l'interrupteur et le diaphragme une longue durée de vie. En fait, on a fait exécuter à cet interrupteur 3,5 millions de cycles sans que le dia- phragme présente de défaillance. Lorsque la dépression diminue à partir de la condition représentée sur la figure 8, l'organe d'action- nement commence à se déplacer vers le haut jusqu'à ce que l'épaulement 76 de l'organe d'actionnement vienne buter contre la bague à collerette, comme représenté sur la figure 9, et on notera qu'à ce moment la lame ne s'est pas encore déplacée par action brusque au-delà de la position neutre pour ré-enclencher l'interrupteur. Lorsque l'épaulement vient en appui contre la colleret- te de la bague, la force du ressort de déclenchement 80 est à nouveau annulée et la pression régnant dans la chambre à vide ne rencontre alors plus que l'opposition du ressort de ré-enclenchement 88. La poursuite du dé- -placement vers le haut jusqu'à la position représentée sur la figure 10 soulève la bague alors que la force du ressort de déclenchement est annulée. Dans la posi- tion représentée sur la figure 10, l'interrupteur est sur le point de franchir la position neutre et de se ré-enclencher. Il suffit d'un léger déplacement sup- plémentaire vers le haut du diaphragme pour que l'organe d'actionnement ré-enclenche l'interrupteur à la position représentée sur la figure 5. On comprendra que la valeur de ré-enclenchement n'est déterminée que par le ressort de ré-enclenchement 88 tandis que la valeur de déclenchement est déterminée par l'effet cummulatif des deux ressorts 80, 88. Etant donné que, dans cette construction, on utilise deux ressorts à faible constante de ressort et que leur force et les positions d'enclenchement et de ré-enclenchement sont facilement fixées, il n'est pas nécessaire d'étalon- ner l'interrupteur à dépression après l'assemblage. La bague à collerette empêche un déplacement excessif de l'interrupteur, empêche un déplacement excessif du dia- -8- phragme et empêche une compression excessive des res- sorts. Il en résulte que l'interrupteur a une longue durée de vie et produit une force d'application des contacts plus élevée que celle qui pouvait être pro- duite dans les dispositifs à un seul ressort de la technique,antérieure sur un intervalle plus important de valeurs de dépression. La durée de vie du diaphragme est accrue. Le coût des ressorts à faible constante de ressort est intéressant. La bague à collerette et l'or- gane d'actionnement sont les pièces qui-déterminent la course et autres caractéristiques critiques et ces pièces sont des pièces, fabriquées au tour à décolleter, dont les dimensions peuvent être facilement fixées avec précision. -9- REVENDIC.TIONS 1. Interrupteur à dépression comprenant un bottier enfermant une chambre divisée par un diaphragme en une chambre à vide et une chambre d'interrupteur, un conduit partant de la chambre à vide et destiné à être raccordé à une source de dépression variable, un élément interrupteur monté dans la chambre d'interrupteur et comportant une lame d'interrupteur qui est munie d'un con- tact mobile entre des contacts fixes correspondant à un état normalement fermé et normalement ouvert de l'inter- rupteur et qui comporte une partie qui est déplacée pour provoquer un déplacement de la lame avec une action brus- que, un organe d'actionnement raccordé au diaphragme et à ladite partie et s'étendant à travers une ouverture for- mée dans le bottier, cet interrupteur à dépression étant caractérisé en ce qu'il comporte: - un organe de retenue (84) de ressort fixé à l'extrémité extérieure de l'organe d'actionnement (28); - un ressort de ré-enclenchement (88) comprimé entre l'organe de retenue et le bottier (10); - l'organe d'actionnement comportant un épaule- ment (76) formé dans la région de l'organe d'actionne- ment qui traverse une ouverture (70) formée dans le bot- tier; - une bague tubulaire (78) montée coulissante sur l'organe d'actionnement, entre l'épaulement et l'ex- trémité extérieure de l'organe d'actionnement et compor- tant une collerette (82) susceptible de venir en appui contre l'épaulement et s'étendant au-delà des bords de l'ouverture de façon à pouvoir venir en appui contre le bottier; sur la partie extérieure de l'ouverture; - un ressort de déclenchement (80) comprimé entre la collerette et l'organe de retenue; le ressort de déclenchement agissant en exer- anfi une force sur l'organe d'actionnement par l'inter- médiaire de l'organe de retenue lorsque la collerette est en appui contre le boîtier et étant rendu incapable d'exercer cette force lorsque la collerette est en appui contre l'épaulement. 2. Interrupteur à dépression selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement (28) est dimensionné de telle sorte, en ce qui concerne son raccordement à l'élément interrupteur (44) et la po- sition de l'épaulement (76), que la force qui s'oppose à la force de la dépression qui agit sur le diaphragme (16) pour déclencher l'élément interrupteur de la posi- tion en appui sur le contact normalement fermé à la po- sition en appui sur le contact normalement ouvert est la force combinée des deux ressorts (80, 88) et que la force qui s'oppose à la force de la dépression agissant sur le diaphragme pour ré-enclencher l'élément interrup- teur est uniquement la force du ressort de ré-enclenche- ment (88). 3. Interrupteur à dépression selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que la longueur de la par- tie tubulaire de la bague (78) sert à limiter la course de l'organe d'actionnement lorsque la dépression s'ac- croit. 4. Interrupteur à dépression comportant un bottier enfermant une chambre divisée par un diaphragme en une chambre d'interrupteur et une chambre à vide conçue pour être raccordée à une source de dépression variable, un élément interrupteur à action brusque par franchissement d'une position neutre monté dans la cham- bre d'interrupteur et ayant un contact mobile normale- ment en appui contre un premier contact fixe et suscep- tible d'être déplacé en appui contre un second contact -11- fixe lorsque l'élément interrupteur est actionné de façon à franchir la position neutre, un organe d'action- nement reliant le diaphragme à l'élément interrupteur, cet interrupteur à dépression étant caractérisé en ce qu'il comporte: - des premier et second ressorts (80, 88) agis- sant sur l'organe d'actionnement pour s'opposer au dé- placement du diaphragme (16) en réponse à un accroisse- ment de la dépression de telle sorte que la force re- quise pour déplacer l'élément interrupteur au-delà de la position neutre pour déplacer le contact mobile (54) de l'élément interrupteur en appui contre le second contact fixe (60) est la force combinée des ressorts: des moyens (76, 78, 82, 84, 86) pour rendre l'un des ressorts (80) inopérant avant que l'élément interrupteur franchisse la position neutre pour retour- ner le contact mobile de l'élément interrupteur en appui contre le premier contact fixe (58) de telle sorte que la dépression requise pour replacer l'élément interrup- teur dans sa position normale est déterminée par le seul ressort restant actif (88). 5. Interrupteur à dépression comportant un bot- tier enfermant une chambre divisée par un diaphragme en une chambre d'interrupteur et une chambre à vide conçue pour être raccordée à une source de dépression variable, un élément interrupteur à action brusque par franchisse- ment d'une position neutre monté dans la chambre d'in- terrupteur et ayant un contact mobile normalement en appui contre un premier contact fixe et susceptible d'être déplacé en appui contre un second contact fixe lorsque l'élément interrupteur est actionné de façon à franchir la position neutre, un organe d'actionnement reliant le diaphragme à l'élément interrupteur, un res- sort sollicitant l'organe d'actionnement en opposition -12- au déplacement de l'organe d'actionnement en réponse à un vide accru, cet interrupteur à dépression étant carac- térisé en ce qu'il comporte: - un second ressort (80); - un siège (82) à ressort normalement en appui contre l'organe d'actionnement (76) mais mobile par rapport à ce dernier; - le second ressort étant normalement comprimé entre l'organe d'actionnement et le siège de telle sorte que la force du ressort est inopérante; - une butée (86) fixée au bottier contre laquel- le le siège vient en butée lorsque l'organe d'actionne- ment se déplace en réponse à un vide accru de telle sorte que la poursuite du mouvement de l'organe d'actionnement rencontre la résistance de la force du second ressort- (80) qui s'ajoute à la force du premier ressort (88); - le siège venant en appui contre la butée avant que l'élément interrupteur (44) soit déclenché par fran- chissement de la position neutre hors de son appui normal contre le premier contact fixe (58); - l'organe d'actionnement revenant en appui con- tre le siège avant que l'élément interrupteur soit action- né par franchissement de la position neutre pour déplacer le contact de l'élément interrupteur hors de son appui avec le second contact fixe (60) de telle sorte que la dépression nécessaire pour ré-enclencher l'élément inter- rupteur n'est déterminée que par le premier ressort. 6. Interrupteur à dépression selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que le siège (82) à ressort est raccordé à i'organe d'actionnement avec une liberté de mouvement limitée de sorte que le mouvement de l'or- gane d'actionnement par rapport au siège est limité après que le siège soit venu en appui contre la butée (86) de sorte qu'un dépassement de course du ressort est emn.ché.