Brevet FR2492580A1 — publié le 19820423

La présente invention concerne les poussoirs de commande et elle vise, plus particulièrement, les poussoirs devant êtr6*uti- lises entre deux milieux differents dans lesquels se situent, d'une part, ltélément d'intervention pour initier la commande et, d'autre part, l'élément devant être commandé. La présente invention vise plus particulièrement les cas où il est nécessaire de réaliser et maintenir une étanchéité entre le milieu dans lequel l'action de commande est porte et celui dans lequel sont situes le ou les organes devant être activement commandés. Ceci est le cas, en règle générale lorsqu'il s'agit de commander un organe placé dans un milieu gazeux ou liquide différent du milieu d'actionnement ou dans un milieu d8létère, explosif, radioactif, etc ... vis à vis duquel le milieu d'actionnement doit être impérativement protégé. Certaines solutions ont été proposées pour résoudre le probleme ci-dessus. C'est ainsi, qu'il est connu d'utiliser des contacteurs du type à poussoir, rappelés élastiquement et comprenant une tige montée avec étanchéité dans un corps de support dans lequel une telle tige peut être amende coulisser. La liaison étanche entre le corps et la tige est assurée par l'intermédiaire de joints toriques qui peuvent être montés, soit sur la tige, soit dans des logements d'immobilisation prévus dans le corps de support. Une telle solution, mise en oeuvre depuis de nombreuses années, ne donne pas satisfaction car l'usure progressive des joints toriques ne permet pas de réaliser un étanchement durable entre les deux milieux. L'objet de l'invention est de fournir une solution au problème technique posé ci-dessus et de proposer une solution simple, peu coûteuse et facile de mise en oeuvre, qui permette d'envisager toutes les applications possibles. Un autre objet de l'invention est de fournir un poussoir de commande qui soit à même, sous un très faible volume, de réaliser une étanchéité parfaite entre deux milieux au moment du montage mais aussi dans le temps et d'assurer, ainsi > une durée d'utilisation particulièrement longue et durable. Un autre objet de l'invention est de proposer un poussoir de commande qui puisse être réalisé commodément en toutes dimensions et, par suite, qui puisse recevoir toute application possible à partir du moment où il est nécessaire de commander un organe ou'dispositif se situant dans un milieu différent de celui au niveau duquel l'action de commande est portée. Pour atteindre les buts ci-dessus, l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un corps tubulaire delimitant au moins une chambre à fond fermé contenant un organe de commande constitue par un aimant chargé d'influencer par champ magnétique la position d'un organe mobile d'actionnement situé en dehors de la chambre. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe-élévation d'une première forme de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. 2 est une coupe-élévation illustrant une variante de réalisation. La fig. 3 est une coupe-élévation montrant une autre forme d'exécution du dispositif de l'invention. La fig. 4 est une coupe-élévation représentant une autre forme d'exécution du poussoir. Les fig. 5 et 6 sont des coupes-élévations montrant deux états particuliers de fonctionnement d' une variante de réalisation de l'exemple selon la fig. 4. Selon la première forme de réalisation représentée à la fig, l, le poussoir de commande conforme.8 l'invention comprend un corps tubulaire I pouvant être réalisé en toute matiere appropriée. Le corps I délimite une chambre 2 possédant un fond 3 fermé et un second fond 4 ouvert. La chambre 2 contient un organe mobile de commande 5, rappelé élastiquement, constitué par une tige 6 montée avec possibilité de coulissement à travers le fond 4. Selon la technique de fabrication envisagée et la nature de la matière constitutive utilisée, le fond 4 peut être formé par repoussage autour de la tidë ou, encore, constitué par un embout monté et rapporté sur le corps tubulaire I par collage, soudage, vissage, etc ... La tige 6 supporte un aimant permanent 7 qui est monté avec possibilité de coulissement å l'intérieur de la chambre 2. A l'opposé de l'aimant 7, la tige 6 est associée è un bouton d'actionnement 8, par exemple constitué sous la forme d'un capuchon enveloppant le corps tubulaire 1. A titre d'exemple, le capuchon 8 peut être constitué par une pièce indépendante rapportée de toute façon convenable en tiout de la tige 6. Un organe élastique 9 est associé è l'organe mobile 5, de manière å solliciter toujours ce dernier dans une position stable de repos dans laquelle l'aimant permanent 7 est éloigné du fond fermé 3 de la chambre 2.L'organe élastique 9 peut être constitue par un ressort, du type hélicoidal, de faible section, interposé entre le fond ouvert 4 et le capuchon 8. Une autre solution, illustrée en traits mixtes à la fig. I, consiste å disposer un ressort 9a entre le fond fermé 3 du corps tubulaire l et l'aimant permanent 7. La fig. I montre que le poussoir de commande, réalisé sous la forme ci-dessus, peut être monté, de toute façon convenable étanche, travers un support 10, établissant une séparation physique et étanche entre deux milieux A et B dans lesquels se trouvent placés, d'une part, par exemple un interrupteur électrique 11 devant être actionné. et, d'autre part, le bouton ou capuchon 8. Selon la technique visée et l'application considérée, la liaison, entre le corps tubulaire I et la paroi de séparation 10, peut être établie par engagement à la presse, par vissage, par collage, par soudage, etc ... L'exemple de la fig. 1 concerne la mise en oeuvre du poussoir de l'invention pour la commande d'un interruptèur électrique 11 comprenant une lame 12 déformable élastiquement réalisée en matière conductrice et solidaire d'une borne 13. La lame dEfor- mable 12 est normalement maintenue en position de repos ouverte par rapport è une seconde borne 14 sur laquelle elle doit être amenée pour établir ou fermer un circuit électrique non représenté. Dans la position de repos illustrée par la fig. 1, lai- mant permanent 7*est maintenu écarté du fond 3 parttl'action du ressort de rappel 9 ou 9a, de sorte qu'il n'a aucune influence sur l'état de la lame déformable 12 qui représente l'organe d'actionnement direct de l'interrupteur. Lorsque l'interrupteur ll doit etre commandé, il suffit d'exercer une poussée dans le sens de la flèche fl sur le bouton 8, de manière faire coulisser dans le même sens l'organe mobile 5, è l'encontre de l'action permanente du ressort 9 ou 9a qui est ainsi progressivement mis sous contrainte plus élevée.L'aimant 7 est ainsi rapproché du fond 3 qui représente une butée limitant l'amplitude de coulissement axial de l'organe mobile 5 par rapport au corps tubulaire 1. Lorsque l'aimant permanent 7 atteint cette position de butée, le champ magnétique qu'il développe est suffisant pour attirer la lame déformable 12 qui est ainsi amenée en contact avec la borne 14. I1 en résulte la fermeture du circuit électrique sur lequel est placé l'interrupteur 11, tant que l'aimant permanent 7 occupe la même position. Lorsque l'action exercée sur le bouton 8 cesse, le ressort 9 ou 9a restitue l'énergie emmagasinée et repousse l'organe mobile 5 dans le sens contraire à celui de la flèche fl. L'aimant permanent 7 est ainsi progressivement éloigné du fond fermé 3, de sorte que l'influence du champ magnétique cesse progressivement avec l'éloignement et que, par suite, la lame déformable 12 est ramenée normalement dans sa position de repos, par exemple par la mémoire élastique qu'elle possède. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, le dispositif de l'invention permet d'établir une séparation étanche entre les milieux A et B étant donné que l'étanchéité entre le support 10 et le corps tubulaire 1 est facilement réalisable avec les techniques de liaison connues et que le fond 3 fermé s'oppose å toute communication entre les deux milieux. Il en résulte un poussoir de commande de grande simplicité, de grande fiabilité et d'une tenue constante dans le temps, étant donné que les organes à déplacement relatif le constituant ne font pas intervenir de garniture ou de joint susceptible de connaître une usure ou une détérioration rapide, notamment en cas d'utilisation intensive. La fig. 2 montre une variante de réalisation dans laquelle le corps tubulaire 1 est réalisé en une matière conductrice et représente, par exemple par le fond 3, la seconde borne 14a de contact pour la lame 12 de l'interrupteur électrique 11. Le fonctionnement du dispositif ci-dessus est identique à celui précédemment décrit et l'amenée de l'aimant permanent à proximité du fond fermé 3 a pour effet d'exercer une influence telle sur la lame 12, qu'elle est attirée en contact avec ledit fond, pour établir la fermeture du circuit électrique sur lequel elle est placée. Selon un développement de l'invention, le corps tubulaire 1 est réalisé pour comporter un fond fermé 15, établissant une séparation physique étanche entre la première chambre 2 et une seconde chambre 16, coaxiale, s'étendant, à partir du fond 15 constituant cloison de séparation, à l'opposé du fond ouvert 4. La chambre 16 est fermée par un fond 17 du même type que celui du fond 4. Le fond 17 assure, par une ouverture centrale 18, le guidage d'un doigt 19, rendu solidaire d'un aimant permanent 20, disposé, avec possihilité de coulissement, l'intérieur de la chambre 16. Un organe élastique 21 est placé entre l'aimant permanent 20 et le fond ouvert 17 de manière a solliciter toujours le coulisseau ainsi constitué dans le sens de la flèche f2, c'est-è-dire pour lequel le doigt 19 est éloigné de la lame déformable élastiquement 12. Selon la disposition représentée, la lame 12 de l'interrupteur Il est destinée à être amenée en contact avec la borne 14 qui est, par exemple, disposée l'opposé du fond 17 par rapport au plan de la lame 12. Selon l'invention, l'aimant permanent 20 est- choisi de même polarité que celle de l'aimant permanent 7 associé å l'organe mobile 5 qui est constitué de façon identique à ce qui est décrit précédemment. L'aimant 20 et la tige 19 représentent un organe d'actionnement intermédiaire. Dans la position de repos illustrée par la fig. 3, l'or gane mobile 5 est ramené en position de repos par l'organe élastique 9, par exemple dans unt position stable dans laquelle l'aimant permanent 7 est en butée contre le fond ouvert 4. De même, l'organe élastique 21 maintient le coulisseau dans la position de repos dans laquelle l'aimant permanent 20 est appliqué ou maintenu contre la paroi ou le fond de séparation 15. Lorsque l'interrupteur 11 doit être commandé, l'organe mobile 5 est déplacé dans le sens de la flèche fl, de sorte que l'aimant permanent 7 est progressivement rapproché de la cloison 15. Lorsque l'influence magnétique entre les deux éléments de mêmes polarités devient suffisante, le déplacement dans le sens de la flèche f1 de l'aimant permanent 7 a pour effet de repousser, dans le sens contraire å celui de la flèche f2 > l'aimant permanent 20 qui entraine dans son déplacement le doigt 19 amené à faire saillie hors du fond 17 en direction de la lame déformable 12. Lorsque le doigt 19 entre en contact avec la lame 12, celle-ci est déplacée et amenée en contact électrique avec la borne 14.La fermeture du circuit reste établie tant que l'action initiale dans le sens de la flèche f1 est exercée sur le bouton 8 de l'organe mobile 5. Au contraire, lorsque cette action cesse, l'organe élastique 9 ramène l'organe mobile 5 dans la position initiale et, simultanément, le ressort 21 sollicite le déplacement inverse du coulisseau, de manière 9 ramener l'aimant permanent 20 sensiblement en butée contre la cloison séparatrice 15. Dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, et selon la constitution de l'interrupteur 11, le corps 1 peut également être réalisé en toute matière convena61e, même non conductrice, étant donné que l'action du doigt 19 vise uniquement à déformer la lame 12 pour établir sa mise en contact avec la borne 14. Comme précédemment, il peut être prévu de faire jouer la fonction de la borne 14 par le doigt 19 et le corps 1 qui est alors réalisé en une matière conductrice de l'électricité de manière à établir le circuit souhaité par l'intermédiaire du support 10. L'objet de l'invention peut trouverMde nombreuses applications chaque fois qu'il est nécessaire de commander un dispositif se situant dans un milieu physiquement séparé de celui au niveau duquel l'action de commande doit être exerce. L'objet de l'invention trouve une application préférée dans le cas où il est nécessaire d'établir une étanchéité rigoureuse entre les milieux A ou B, par mesure de sécurité notamment, car le fond 3 ou 15 établit, de façon certaine, une séparation étanche s'opposant å tout transfert même de faible importance entre les volumes correspondant aux milieux A et B. Parmi les applications particulierement retenues, il y a lieu de noter celle relative à la constitution d'un poussoir de commande pour montres è quartz, c'est- & dire de poussoir de commande des fonctions de calcul ou même d'éclairement d'une telle montre. En effet, la structure simple mais fiable permet des réalisations sous des faibles volumes établissant, néanmoins, une étanchéité parfaite aux poussières ainsi qu'aux fluides liquides. il devient ainsi possible d'envisager la réalisation de montres à quartz parfaitement étanches de façon durable dans le temps, chose qui n'avait encore jamais pu être réalisée à ce jour par les moyens connus utilisés pour assurer la commande d'organes mécaniques dans les montres du type classique. Il y a lieu de noter que selon les caractéristiques des aimants permanents choisis, il est possible d'envisager par ce moyen une commande d'actionnement direct d'organe mécanique, tel qu'un levier ou un cliquet, en .vue d'une application similaire en remplacement de la lame déformable 12. La fig. 3 montre que dans l'application particulière aux montres, notamment il peut être avantageux de conférer z la chambre 2 une mesure axiale supérieure è celle de la chambre 16. Ceci permet de disposer d'une course axiale non effective dé l'organe mobile 5 et, par suites représente une mesure de sécurité évitant la commande intempestive de l'interrupteur 11 par suite-d'un contact involontaire de faible amplitude avec le bouton 8. A titre d'exemple, la chambre 2 peut posséder une longueur double de celle de la chambre 20. La fig. 4 représente une autre forme d'exécution selon laquelle le poussoir de commande comporte un corps tubulaire la de même réalisation que celui de la flg. 3. Dans-tet exemple, les mêmes références affectées de l'indice a désignent les éléments constitutifs semblables. Selon cette forme de réalisation, la chambre 2a contient un organe de commande 5a qui est du type fixe. Cet organe Sa est constitué par un électro-aimant 22 adapté è l'intérieur de la chambre et relié par des conducteurs 23 et 24 par exemple li un chapeau ou couvercle 25 fermant la chambre 2a. Le couvercle 25 porte, par exemple, un contacteur 26 permettant de commander å volonté l'alimentation de l'électro-aimant en énergie électrique à partir d'une source de production ou de distribution non représentée. Dans l'état selon la fig. 4, l'electro-aimant 22 n'est pas alimenté. Le ressort 21a maintient l'aimant permanent 2ta contre la cloison de séparation 15a de sorte que la tige 19a n'exerce aucune action de commande d'un interrupteur électrique par exemple. Lorsque le contacteur 26 est manoeuvré, l'électro-aimant 22 est alimenté et crée un champ magnétique dont la polarité est choisie pour réaliser un effet répulsif sur l'aimant permanent 20a. Le coulis seau est ainsi déplacé, comme précédemment, dans le sens inverse à celui de la flèche f2, de sorte que la tige 19a assume une fonction de commande d'actionnement par exemple comme décrit ci-avant. Lorsque le contacteur 26 est relâché, le champ magnétique développé par l'électro-aimant cesse et, par suite, l'aimant permanent 20a réintègre sa position de repos sous l'action du ressort 21a. Bien que cela ne soit pas représenta, on conçoit que le contacteur 26 peut être réalisé sous la forme d'un bouton-poussoir pouvant être actionné manuellement. La fig. 5 illustre un développement de l'exemple selon la fig. 4. Selon ce développement, l'aimant permanent 2ta est prolongé par une tige 19b présentant, dans sa partie située en permanence à l'extérieur du fond 17, deux crans 27 espacés d'une mesure égale à la course de l'aimant 20a à l'intérieur de la chambre 16a. Les crans 27 sont destinés è coopérer avec l'extrémité complémentaire 28 d'un ressort-lame 29 porté par le fond 17a. L'électroaimant 22 disposé dans la chambre 2a est, dans cet exemple, relié une source d'énergie électrique par un contacteur inverseur 30. A titre d'exemple, le contacteur 30 peut être du type è double lame pouvant coopérer selon deux positions de contact distinctes avec, chaque fois, deux de trois conducteurs 31, 32, 33 d'alimentation de l'électro-aimant. Dans l'état selon la fig. 5, l'électro-aimant 22 n'est pas alimenté et l'aimant 20a est maintenu contre la cloison de séparation par l'engagement de la partie 28 dans le cran extrême 27. Si dans cet état, le contacteurinverseurestplacé, par exemple, dans la position selon la fig. 6, l'alimentation de l'électro-aimant 22 crée un champ magnétique qui repousse l'aimant permanent dans le sens de la flèche f3. Sous la force de répulsion, le ressort 29 s'efface et libère la tige 19a qui se trouve axialement de nouveau immobilisée, lorsque l'aimant 20a bute contre le fond 17a, par l'engagement automatique du ressort 29 dans le cran correspondant. Cet état se maintient même si le contacteur inverseur 30 est ramené a la position neutre car la rupture du champ magnétique n'a pas d'influence sur l'aimant permanent qui reste immobilisé par le ressort 29 et la tige 19a. Si le contacteur-inverseur 30 est ensuite manoeuvré dans la seconde position possible de contact d'alimentation, l'électro-aimant 22 fait l'objet d'une alimentation inverse de la précédente. Ceci crée un champ magnétique qui produit un effet d'attraction de l'aimant permanent 20a ramené dans la position première avec effacement, puis verrouillage du ressort 29. Cette forme de réalisation représente un poussoir du type å fonctionnement va et vient. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS : 1 - Poussoir magnétique de commande caractérisé en ce qu'il comprend un corps tubulaire (1) délimitant au moins une chambre (2) à fond (3) fermé contenant un organe de commande (5) constitué par un aimant (7) chargé d'influencer par champ magnétique la position d'un organe mobile d'actionnement (12) situé en dehors de la chambre. 2 - Poussoir selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un corps tubulaire (1) délimitant an moins une chambre (2) à fond fermé (3) contenant un organe de commande mobile (5), rappelé élastiquement en position de repos et compre aD nant un bouton de commande (8) accessible à partir de l'extrémité du corps opposé au fond fermé et relié å au moins un aimant (7) chargé de provoquer le changement d'état d'un interrupteur électrique (11). 3 - Poussoir selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de commande mobile (5) comprenant un bouton de commande en forme de capuchon enveloppant le corps tubulaire (1), une tige (6) solidaire du bouton, un aimant permanent (7) guidé axialement dans la chambre du corps tubulaire (2) et un ressort de-rappel (9) ramenant toujours ledit organe dans une position de repos dans laquelle l'aimant est éloigné du fond fermé de la chambre. 4 - Poussoir selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le corps tubulaire (1) est en matière conductrice et constitue l'une des bornes de l'interrupteur (11) influencé par l'aimant (7), lequel est formé par une lame conductrice (12) déformable raccordée è l'autre borne. 5 - Poussoir selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps tubulaire (1) délimite deux chambres coaxiales (2-16) séparées par un fond commun (15) fermé, l'une étant équipée de l'organe de commande (5) et l'autre contenant un organe mobile d'actionnement formé par un aimant permanent (20) prolongé par un doigt (19) saillant hors de la chambre. 6 - Poussoir selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un corps tubulaire (1) délimitant deux chambres coaxiales (2-16) séparées par un fond commun (15), l'tune contenant un organe d'actionnement (19-20) à rappel élastique (21) et l'autre l'organe de commande (5) qui est constitué par un bouton (8), une tige (6), un aimant permanent (7) de même polarité que l'aimant permanent (20) de l'organe d'actionnement et un ressort de rappel (9). 7 - Poussoir selon la revendication 6, caractérisé en ce que la chambre (2) contenant l'organe mobile de commande (5) possible une longueur supérieure è celle de la chambre (16) de l'organe mobile d'actionnement (19-20). 8 - Poussoir selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un corps tubulaire (1) délimitant deux chambres (2-16a) coaxiales séparées par un fond commun (15a), l'une contenant un organe mobile d'actionnement (19a-20a) è rappel élastique (21a) et, l'autre, l'organe de commande (5) qui est constitué par un électro-aimant (22) dont l'alimentation est assurée è partir d'un contacteur (26). 9 - Poussoir selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un corps tubulaire (1) délimitant deux chambres (2-16a) coaxiales dont l'une contient un organe d'actionnement mobile 20a)prolongépar une tige 09a)coopérant avec un ressort de verrouillage (29) et dont l'autre contient un organe de commande constitué par un électro-aimant (22) susceptible d'être alimenté par l'intermédiaire d'un contacteur-inverseur (30).