Brevet FR2489586A1 — publié le 19820305

INTERRUPTEUR ROTATIF A ENCLENCHEMENT MAGNETIQUE La présente invention a trait aux interrupteurs à anche à commande magnétique et elle se rapporte plus particulièrement à un interrupteur à anche à commande magnétique du type rotatif à deux positions qui comporte des moyens d'enclenchement magnétiques. On connaît déjà des interrupteurs qui comportent des anches magnéti- ques actionnées par le déplacement d'un aimant permanent incorporé à un meca- nisme d'interrupteur. Par exemple, le brevet des E.U.A. n0 3 265 826 délivré aux noms d'Autry et autres décrit un interrupteur du type à culbuteur à trois positions qui comporte des aimants qui font partie de l'ensemble de culbuteur. Lorsqu'on manoeuvre le culbuteur d'une position à la suivante, les aimants permanents se déplacent par rapport à une paire d'anches magnétiques station- naires de telle sorte que les anches sont excitées et désexcitées. Dans le dispositif du brevet Autry et autres, un mécanisme classique à bille à ressort et à crans d'arrêt disposé au fond de l'ensemble de culbuteur définit les trois positions du commutateur. Le brevet des E.U.A. n0 3 233 061 délivré au nom de Jones, Jr. décrit une anche magnétique qui est actionnée par un mécanisme à action momentanée du type à bouton-poussoir à la face inférieure duquel est fixé un aimant permanent. Lorsqu'on appuie sur le bouton-poussoir, l'aimant se-déplace vers l'anche, fer- mant ainsi les contacts de cette dernière. Lorsqu'on cesse d'appuyer sur le bouton-poussoir, ce dernier et l'aimant qui y est fixé retournent à leur posi- tion initiale non enfoncée à la suite de quoi les contacts de l'anche s'ouvrent. Dans la position non enfoncée, l'aimant permanent est en butée contre un panneau de montage ferromagnétique par lequel il est attiré. L'attraction magnétique entre l'aimant et le panneau de montage définit un enclenchement magnétique qui maintient le bouton-poussoir dans sa position non enfoncée. D'autres interrup- teurs dans lesquels une anche magnétique peut être actionnée par le déplacement d'un aimant permanent ont été décrits dans les brevets des E. U.A. n0 3 921 108, n0 3 176 097, n0 3 400 347, n0 3 974 464, n0 3 824 512, n0 3 305 805 et no 3 356 948. On connaît également dans la technique des interrupteurs qui comportent des anches magnétiques et des aimants permanents dans lesquels l'aimant est fixe et dans lesquels on actionne l'anche en positionnant sélectivement un organe ferromagnétique entre l'aimant et l'anche. Ce type d'interrupteur a été décrit dans le brevet des E.U.A. n0 3 390 362 délivré au nom de Hoeppel et dans le brevet des E.U.A. no 3 201 537 délivré aux noms de Klatte et autres. Conformément à l'invention, on a réalisé un nouveau type d'interrup- teur rotatif à deux positions qui comporte une anche magnétique qui peut être actionnée par un aimant permanent mobile, dans lequel l'aimant coopère avec des parois latérales opposées aimantables du boîtier pour assurer un fonctionnement du commutateur du type à enclenchement sans employer les mécanismes d'enclenche- ment habituels. Dans un mode de réalisation préféré, un arbre est porté à rotation à l'extrémité étroite d'un boîtier en acier approximativement en forme de coin ayant des parois latérales opposées. Un organe magnétique est fixé à l'arbre de façon à tourner avec lui de telle sorte que l'organe magnétique entre en contact avec une paroi latérale lorsqu'on fait tourner l'arbre dans un sens et avec l'autre paroi latérale lorsqu'on fait tourner l'arbre dans l'autre sens. Un commutateur à anche magnétique est porté dans le boîtier au voisinage de l'une des parois latérales de sorte que, lorsque l'organe magnétique entre en contact avec cette paroi, son champ magnétique excite l'anche. L'anche est désexcitée lorsqu'on fait tourner l'arbre pour déplacer l'organe magnétique en contact avec l'autre paroi latérale, ce qui réduit ainsi l'intensité du champ magnéti- que au voisinage de l'anche. L'organe magnétique préféré comprend un aimant et une plaque-heurtoir ferromagnétique. Le heurtoir est fixé à l'aimant de telle sorte que l'aimant se trouve situé entre le heurtoir et l'anche et, de ce fait, le heurtoir concentre le champ magnétique au voisinage de l'anche d'une manière bien connue. Le heur- toir est, de préférence, légèrement plus large que l'aimant de telle sorte que seul le heurtoir entre en contact avec les parois latérales dans les deux posi- tions de l'interrupteur. Le heurtoir est, de préférence, assemblé à l'aimant de façon à pouvoir se déplacer par rapport à ce dernier de telle sorte que le heur- toir s'aligne automatiquement avec les parois latérales à la suite de son entrée en contact avec elles. Les deux positions angulaires extrêmes de l'organe magnétique définis- sent les deux positions de-l'interrupteur. Dans les deux positions de l'inter- rupteur, l'organe magnétique est en contact avec l'une des parois latérales ferromagnétiques et l'attraction entre l'organe magnétique et la paroi latérale établit un enclenchement magnétique qui retient l'organe magnétique contre la paroi latérale. Par conséquent, un déplacement accidentel de l'interrupteur d'une position à l'autre est évité. En outre, l'enclenchement magnétique a pour effet que l'interrupteur produit une "sensation" de désenclenchement et d'en- clenchement lorsqu'on fait tourner l'arbre pour changer l'interrupteur d'une position à l'autre. L'enclenchement de l'interrupteur dans chaque position est également clairement indiqué à l'utilisateur, qui le perçoit à la fois à l'ouye et au toucher, lorsque l'organe magnétique heurte les parois latérales du boî- tier. Au surplus, grâce à l'utilisation de l'organe magnétique et de parois latérales en acier pour définir les deux positions de l'interrupteur, l'inter- rupteur est capable de fonctionner pendant un grand nombre de cycles sans aucune perte de fiabilité ni de la "sensation" de désenclenchement et d'enclenchement due à une usure mécanique. Dans une variante de réalisation, un aimant permanent est fixé au bol- tier au voisinage de l'interrupteur à anche magnétique et un organe ferromagné- tique est fixé à l'arbre de façon à tourner avec lui entre les parois latérales opposées du bottier. Dans une position, l'organe ferromagnétique est en contact avec une paroi latérale et est interposé entre l'aimant permanent et l'interrup- teur à anche, de sorte qu'il détourne suffisamment le champ magnétique de l'ai- mant pour désexciter l'interrupteur. Dans l'autre position, l'organe ferroma- gnétique est en contact avec l'autre paroi latérale et n'est pas interposé entre l'aimant et l'anche et, dans cette position, le champ magnétique de l'ai- mant est suffisamment fort pour exciter l'anche. Lorsque l'organe ferromagnétique est disposé entre l'aimant et l'in- terrupteur à anche, l'organe ferromagnétique est aimanté et un enclenchement magnétique est établi entre l'organe ferromagnétique et la paroi latérale avec laquelle il est en contact. Lorsqu'on déplace l'arbre en rotation pour déplacer l'organe ferromagnétique en contact avec l'autre paroi latérale afin d'exciter l'anche, il existe au plus qu'une faible attraction magnétique et, par consé- quent, il n'y a pas d'enclenchement magnétique. Cependant, si désiré, on peut réaliser un enclenchement magnétique en fixant un aimant permanent à la paroi latérale avec laquelle l'organe ferromagnétique est en contact dans la posi- tion actionnée de l'interrupteur. Ces caractéristiques et avantages de l'interrupteur selon l'invention seront mieux compris ainsi que d'autres à la lecture de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation actuellement préférés et à l'examen des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective du mode de réalisation pré- féré de l'interrupteur de la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe verticale de l'interrupteur repré- senté sur la figure 1; 5. la figure 3 est une vue en coupe horizontale de l'interrupteur repré- senté sur la figure 1, dessinée en partie en traits mixtes et représentant les deux positions de l'interrupteur; * la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 2 mais qui représente un autre mode de réalisation de l'interrupteur; 10. la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 3, représen- tant les deux positions de l'interrupteur dans le cas du mode de réalisation de l'interrupteur représenté sur la figure 4; et la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 5, mais qui représente une variante du mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5. On se référera maintenant aux dessins et tout d'abord aux figures 1 à 3 dans lesquelles on a représenté un mode de réalisation préféré d'un interrup- teur selon la présente invention que l'on a désigné par la référence générale 10. L'interrupteur 10 comporte un support 12 ayant approximativement la forme d'un coin et comportant des parois latérales opposées aimantables 13, 14. De préférence, l'ensemble du support 12 est fabriqué en une substance ferroma- gnétique, telle que de l'acier. Typiquement, et comme représenté, le support 12 est fixé au châssis 16 du dispositif auquel l'interrupteur 10 est incorporé. A titre d'exemple, le support 12 peut être fixé au châssis par des vis 18 enfilées dans des trous alignés percés dans le châssis et dans des ailes 20 du support. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, le support 12 et la partie en vis-à-vis du châssis forment, en combinaison, le bottier de l'inter- rupteur. Un arbre 22 est porté de façon à pouvoir tourner par rapport au bol- tier, de préférence à l'extrémité étroite du support 12 en forme de coin. Comme représenté, les extrémités de l'arbre 22 sont, de préférence, montées dans des paliers lisses 24, 25 qui sont fixés, par exemple par montage avec un ajustage serré, dans des trous alignés 26 percés dans le châssis 16 et dans la paroi infé- rieure 28 du support 12. On peut faire tourner l'arbre 22 manuellement au moyen d'un bouton 30 fixé, par exemple par une vis de blocage 32, à l'extrémité libre de l'arbre qui traverse le châssis. Un support de montage 34 pour un organe magnétique 36 est fixé à l'ar- bre 22 de manière à tourner avec lui. Comme préféré et comme représenté, l'arbre 22 passe dans un trou 38 formé dans le support 34. Une goupille 42 montée dans un trou 44 percé dans l'arbre 22 s'étend à travers une fente 46 formée dans le support 34 et il apparaît ainsi clairement que la rotation du bouton 30 fait tourner l'arbre 22 et, par conséquent, la goupille 42 et le support 34. Le coulissement du support 34 le long de l'arbre 22 est empêché par un ressort hélicoïdal 40 disposé autour de l'arbre 22 entre la goupille 42 et le support 34. Une bague de retenue 48 empêche le déplacement axial de l'arbre 22 en direc- tion du châssis sous l'action de sollicitation du ressort 40 qui agit contre la goupille 42. Comme représenté, l'organe magnétique 36, qui comprend un aimant per- manent 50 et une plaque-heurtoir ferromagnétique 52 est, de préférence, fixé au support 34 par un rivet 54 qui passe dans des trous alignés percés dans l'or- gane magnétique et dans le support. Comme il apparaîtra plus clairement ci-après, pour permettre un alignement automatique de la plaque-heurtoir 52, le trou ali- gné formé dans la plaque-heurtoir est, de préférence, légérement agrandi. Pour la même raison, la plaque-heurtoir 52 est, de préférence, plus longue que l'ai- mant 50 de façon que la plaque-heurtoir puisse être fixée indépendamment à l'ex- trémité extérieure du support 34 par exemple par un rivet 56. Les spécialistes de la technique comprendront que le champ magnétique engendré par l'aimant perma- nent 50 est renforcé par la présence de la plaque-heurtoir ferromagnétique 52. Un interrupteur 60 à anche magnétique est porté dans le support 13 au voisinage de la paroi latérale 14. L'interrupteur 60 à anche magnétique est, de préférence, porté à ses extrémités, qui passent dans des trous alignés 62 formés dans la paroi 14 et dans une aile 64, cette dernière étant, de préférence, formée en une seule pièce avec la paroi inférieure 28 du support et s'étendant vers le haut à partir de cette paroi. Les conducteurs électriques de l'interrupteur 60 à anche magnétique sont, de préférence, isolés du support 12 par des manchons 66 en matière plastique ou en une autre matière non conductrice adaptés dans les trous 62. Comme déjà indiqué, la rotation du bouton 30 fait tourner l'arbre 22 et, par conséquent, le support 34 et l'organe magnétique 36 qui y est fixé. Comme plus particulièrement représenté sur les figures 1 et 3, lorsqu'on fait tourner le bouton 30 dans le sens des aiguilles d'une montre, l'organe magnéti- que 36 tourne également dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce qu'il heurte la paroi latérale 14 du support 12, indiquant ainsi à l'utilisateur que la position de fin de course de l'interrupteur dans le sens des aiguilles d'une montre a été atteinte. En -ait, seule la plaque-heurtoir 52 de l'organe magnéti- que 36 heurte la paroi latérale 14. A cette fin, la plaque-heurtoir 52 est légè- rement plus large que l'aimant 50. Il apparaîtra cependant clairement aux spécialistes de la technique que l'on peut supprimer la plaque-heurtoir 52, auquel cas l'aimant 50 entre lui-même en contact avec la paroi latérale. Lorsque la plaque-heurtoir 52 heurte la paroi latérale 14, la combi- naison du trou élargi formé dans la plaque-heurtoir 52 autour du rivet 54 et du point de pivotement établi par le rivet 56 permet à la plaqueheurtoir de s'ali- gner à fleur de la paroi 14. Ceci établit un ferme contact magnétique entre l'or- gane magnétique 36 et la paroi latérale 14 en acier de telle sorte qu'un enclen- chement magnétique assujettit l'organe magnétique 36 à la paroi. Dans cette posi- tion, il apparaîtra clairement que l'organe magnétique 36 est dans une position étroitement rapprochée de l'interrupteur 60 à anche magnétique. Par conséquent, si l'on admet que l'interrupteur 60 à anche est du type qui comporte des contacts normalement ouverts, ses contacts se ferment. Pour désexciter l'interrupteur, on fait tourner le bouton 30 en sens inverse des aiguilles d'une montre. Du fait de l'enclenchement magnétique qui assujettit l'organe magnétique 36 à la paroi latérale 14, l'interrupteur donne à l'utilisateur une sensation de désenclenchement lorsque le bouton commence à s'écarter de sa position de fin de course dans le sens des aiguilles d'une montre. La rotation se poursuit jusqu'à ce que la plaque-heurtoir 52 bute contre la paroi latérale 13, indiquant de ce fait à l'utilisateur que la position de fin de course dans le sens inverse des aiguilles d'une montre a été atteinte. Lorsque la plaque- heurtoir 52 heurte la paroi 13, la plaque-heurtoir s'aligne à fleur de la paroi 13 de la manière décrite ci-dessous. Ceci établit un enclenchement magnétique pour assujettir la plaque 52 à la paroi 13. Dans cette position, le champ magné- tique engendré par l'organe magnétique 36 est suffisamment faible au voisinage de l'interrupteur 60 à anche magnétique pour que les contacts de ce dernier retournent à leur position normalement ouverte. Du fait de l'enclenchement magnétique qui assujettit l'organe magnéti- que 36 à la paroi latérale 13, l'utilisateur, lorsqu'il fait tourner le bouton pour refermer l'interrupteur 60, ressent une sensation de désenclenchement au moment o le bouton s'écarte de sa position de fin de course dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Il apparaîtra ainsi que l'interrupteur de la présente invention fonctionne de la même manière qu'un interrupteur rotatif à deux posi- tions du type à enclenchement sans les éléments structureux habituels nécessaires pour assurer le fonctionnement du type à enclenchement. En outre, du fait que les contacts conducteurs de courant de l'interrup- teur 60 à anche magnétique sont isolés du milieu environnant, l'interrupteur de l'invention convient d'une manière idéale pour être utilisé dans des milieux dan- gereux. Par exemple, l'interrupteur peut être utilisé pour actionner un ventilateur dans un système d'évacuation servant à évacuer les vapeurs toxiques d'enceintes formées de laboratoires et analogues. Sur les figures 4 et 5 auxquelles on se référera maintenant, on a représenté un autre mode de réalisation d'un interrupteur selon la présente inven- tion. A l'exception de son organe magnétique, l'interrupteur 80 des figures 4 et est, à tous égards, identique à l'interrupteur 10 représenté sur les figures 1 à 3. Par conséquent, on ne donnera pas une description des éléments communs. Comme représenté sur les figures 4 et 5, un aimant permanent 82 est rigidement fixé, par exemple par un rivet 84, au châssis 16 dans une disposition adjacente à la paroi latérale 14, au voisinage de l'interrupteur 60 à anche magnétique. L'ouverture et la fermeture des contacts de l'interrupteur 60 à anche magnétique sont effectuées par un organe d'interposition aimantable qui est, de préférence, constitué par l'extrémité extérieure du support 36 qui, à cette fin, est élargie. Bien qu'il suffise que seule l'extrémité extérieure du support 34 soit aimantable, l'ensemble du support 34 est avantageusement aiman- table et, de préférence, il est fabriqué en acier. Il apparaîtra clairement que lorsqu'on fait tourner le bouton 30 et, par conséquent, le support 34 dans le sens des aiguilles d'une montre, l'organe d'interposition 86 vient reposer dans une disposition en butée contre la paroi latérale 14. Dans cette position, l'organe d'interposition 86 est interposée entre l'interrupteur 60 à anche magnétique et l'aimant 82, détournant de ce fait, une proportion suffisante du champ magnétique qui existe entre eux pour ouvrir les contacts de l'interrupteur à anche magnétique. Pour fermer l'interrupteur, on fait tourner le bouton et, par conséquent, le support 34 en sens inverse des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que l'organe d'interposition 86 heurte la paroi latérale 13, position dans laquelle l'aimant n'est séparé de l'interrupteur 60 à anche magnétique que par un entrefer et dans laquelle l'intensité du champ magné- tique de l'aimant 82 est suffisamment grande pour fermer les contacts de l'inter- rupteur, pour assurer que l'aimant 82-est suffisamment proche de l'interrupteur 60 pour fermer les contacts de ce dernier, lorsque l'organe d'interposition est enlevé, il peut être nécessaire d'utiliser une pièce d'espacement 88 entre l'ai- mant 82 et la plaque 16 du châssis. Il apparaîtra clairement que l'interrupteur 80 des figures 4 et 5 donne à l'utilisateur une sensation d'enclenchement lorsque l'organe d'interposi- tion 86 heurte les parois latérales 13 et 14. Du fait que l'organe d'interposi- tion 86 s'aimante lorsqu'il se trouve au voisinage de l'aimant 82, un enclenche- ment magnétique est établi lorsque l'organe d'interposition vient buter contre la paroi 14. Par conséquent, on ressent également une sensation de déclenchement lorsqu'on fait tourner le bouton 30 en sens inverse des aiguilles d'une montre pour déplacer l'organe d'interposition 86 hors de la disposition en butée contre la paroi 14. Cependant, lorsqu'on fait tourner le bouton 30 dans le sens des aiguilles d'une montre pour déplacer l'organe d'interposition 86 hors de la dis- position en butée contre la paroi 13, on ne ressent aucune sensation de déclen- chement du fait de l'absence d'attraction magnétique entre l'organe d'interposi- tion 86 et la paroi 13. Si désiré, on peut ajouter un enclenchement magnétique entre l'organe d'interposition 86 et la paroi 13 en fixant un aimant 90 à la paroi 13 (figure 6) de telle sorte que l'organe d'interposition 86 heurte l'ai- mant. Bien que l'on ait décrit et représenté les modes de réalisation préfé- rés de l'interrupteur selon la présente invention, les spécialistes de la techni- que comprendront que de nombreux changements et modifications peuvent y être apportés sans sortir du cadre ni s'écarter de l'esprit de l'invention. Par consé- quent, la description qui précède doit être considérée comme donnée à titre d'illustration et ne doit pas être interprétée dans un sens limitatif, la portée de l'invention étant définie par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Un interrupteur (10, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier (12, 16) comportant deux parois opposées aimantables (13,14); un arbre (22) monté dans le boîtier de façon à pouvoir tourner par rapport à ce dernier; des moyens (30) disposés à une extrémité de l'arbre pour permettre de l'entraîner manuellement en rotation; un organe magnétique (36); des moyens (34) pour fixer l'organe magnétique à l'arbre de façon qu'il tourner avec lui entre les parois opposées de telle sorte que l'organe magnétique est en contact d'enclenchement magnétique avec l'une des parois aimantables lorsque l'arbre a été déplacé en rotation jusqu'à une première position et est en contact d'enclenchement magnéti- que avec la paroi aimantable opposée lorsque l'arbre a été déplacé en rotation jusqu'à une seconde position; et un interrupteur (60) à anche magnétique porté dans le boîtier au voisinage de la première paroi magnétique de telle sorte que ledit interrupteur est excité lorsque l'arbre est *dans la première position et est désexcité lorsque l'arbre est dans la seconde position. 2. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe magnétique (36) comporte un aimant (50). 3. Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ai- mant (50) comporte une face supérieure et une face inférieure, la face supérieure étant disposée face à l'interrupteur (60) à anche lorsque l'arbre est dans la première position; et en ce que l'organe magnétique (36) comprend un organe ferro- magnétique (52) fixé à la face inférieure de l'aimant. 4. Interrupteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'or- gane ferromagnétique (52) est plus large que l'aimant de sorte que seul cet organe ferromagnétique entre en contact avec les parois aimantables (13,14) et en ce qu'il comporte, en outre, des moyens (56) pour permettre l'alignement automatique de l'organe ferromagnétique avec ces parois. 5. Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le boîtier (12,16) a approximativement la forme 'un coin et en ce que les parois opposées (13,14) ne sont pas parallèles. 6. Interrupteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le boîtier (12,16) est en une matière ferromagnétique. 7. Interrupteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens servant à fixer l'organe magnétique (36) à l'arbre (22) comprennent un support (34) fixé, à une extrémité, à l'arbre et, à son autre extrémité, à l'organe magnétique. 8. Un interrupteur (80), caractérisé en ce qu'il comporte: un boîtier (12, 16) comportant deux parois opposées (13,14) dont l'une au moins (14) est aimantable; un arbre (22) monté dans le boîtier de façon à pouvoir tourner par rapport à ce dernier; des moyens (30) disposés à une extrémité de l'arbre pour permettre de l'entraîner manuellement en rotation; un aimant (82) fixé au boî- tier au voisinage de la paroi aimantable; un interrupteur (60) à anche magnéti- que porté dans le boîtier au voisinage de l'aimant; un organe aimantable (86); des moyens (34) pour fixer l'organe aimantable à l'arbre de façon qu'il tourne avec lui entre une première position dans laquelle l'organe aimantable est en contact d'enclenchement magnétique avec la paroi aimantable (14) et est inter- posé entre l'aimant et l'interrupteur à anche et une seconde position dans laquelle l'organe aimantable est dans une disposition en butée contre l'autre paroi (13) et n'est pas interposé entre l'aimant et l'interrupteur à anche de telle sorte que l'interrupteur à anche est désexcité lorsque l'organe aimanta- ble est dans la première position et est excité lorsque l'organe aimantable est dans la seconde position. 9. Interrupteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'or- gane aimantable (86) est en une matière ferromagnétique. 10. Interrupteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le boîtier (12,16) a approximativement la forme d'un coin et en ce que les parois opposées (13,14) ne sont pas parallèles. 11. Interrupteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens servant à fixer l'organe aimantable à l'arbre (22) comprennent un support (34) fixé à une extrémité, à l'arbre, l'autre extrémité du support constituant l'organe aimantable (86). 12. Interrupteur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un aimant supplémentaire (90) fixé à ladite autre paroi (13) de telle sorte que l'organe aimantable (86) est en contact d'enclenchement ma- gnétique avec cette autre paroi lorsque ledit organe est dans la seconde position.