Brevet FR2512265A1 — publié le 19830304

- dispositif de commutation et application à un commutateur ou à un programmateur. L'invention concerne un dispositif de commutation et son application à la réalisation d'un commutateur ou programmateur permettant l'établissement de contacts suivant un cycle adaptable aux besoins, constitué par un ensemble de modules facilement superposables. On connaît, entre autres par la demande de brevet FR 2 005 692, déposée le 2 Avril 1969 au nom de Messerschmitt Bôlkav G m b H, un commutateur multiple comportant: comme organe d'enclenchement une bille suspendue élastiquement dans un dispositif de maintien fixé sur l'axe dudit commutateur et pouvant être guidée sur une plaque présentant des postes. d'enclenchement formés par des cavités disposées en cercle et reliées entre elles par une rigole circulaire de guidage de la bille; et des contacts électriques formant des commutateurs électriques ayant chacun leur organe d'actionnement en saillie et soumis à l'action de la bille, à l'intérieur d'une des cavités. Un tel commutateur ne permet pas l'adaptation facile du cycle de commutation En effet, si l'on veut changer le cycle, on est obligé de changer la plaque et d'avoir des plaques différentes pour chaque cycle. De plus la structure même de ces commutateurs connus ne les rend pas superposables. Un autre commutateur rotatif, conforme au brevet FR 1 321 496 2- déposé le 6 Février 1962 au nom de M Georges Vitchen, comporte un organe rotatif portant des cavaliers qui actionnent à des instants déterminés un interrupteur électrique, lesdits cavaliers pouvant être placés les uns à côtés des autres dans des orifices ménagés dans l'organe rotatif, de façon que la période de temps pendant laquelle l'interrupteur est actionné par un groupe de cavaliers adjacents soit égale à la somme des intervalles de temps pendant lesquels chaque cavalier actionne individuellement ledit interrupteur. Ce type de commutateur rotatif se prête à l'adaptation du cycle, mais il ne permet pas de réaliser un dispositif facile- ment superposable et de connexion électrique facile avec les appareils à commander. L'invention a pour objet un dispositif de commutation rotatif de faibles dimensions, de construction simple facilement modi- fiable pour s'adapter à tout type de schéma de commutation spécifique par simple suppression d'une ou plusieurs billes, facilement superposable et de connexion électrique commode. Suivant l'invention, un dispositif de commutation comprend au moins deux interrupteurs comportant chacun des contacts fixes et des contacts mobiles montés en position angulaire fixe par rapport à une pièce rotative et un organe de manoeuvre des contacts mobiles, au moins une pièce d'enclenchement logée dans une cavitée de ladite pièce rotative et entraînée en translation circulaire par ladite pièce rotative et agencée pour venir coopérer en appui avec l'organe de manoeuvre, pour provoquer l'ouverture desdits interrupteurs, ladite pièce rotative étant un disque présentant une pluralité de cavités régulièrement réparties le long d'une de ses faces au voisina- ge de sa périphérie, que des moyens sont prévus pour introdui- re ou retirer la pièce d'enclenchement reçue -dans chaque cavité de façon à modifier le programme de commutation. Une application particulièrement intéressante de l'invention 3- est un commutateur ou programmateur comprenant une pluralité de dispositifs de commutation superposés de façon que la face supérieure de l'un soit en contact avec la face inférieure du suivant et une galette de crantage comportant des moyens d'engréner avec l'une quelconque des extrémités du moyeu d'un dispositif de commutation. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront clairement à l'aide de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe, suivant PP de la figure 2, d'un dispositif de commutation conforme à un mode d'exécution préféré de l'invention; La figure 2 est une vue de dessus dudit dispositif de commuta- tion; La figure 3 est une vue en coupe partielle, suivant AB de la figure 2, de deux dispositifs de commutation superposés; La figure 4 est une vue de face d'un commutateur utilisant plusieurs dispositifs de commutation et monté sur le couvercle d'un bottier, et La figure 5 est une vue de face d'un commutateur utilisant plusieurs dispositifs de commutation et monté dans le fond d'un boîtier. Les figures 1, 2 et 3 représentent une galette de contact 10 comportant un bottier isolant 1 de forme parallélépipédique muni d'un couvercle 3 fixé sur le boîtier par exemple par des vis non représentées. Le boîtier 1 comporte de chaque côté d'un plan médian AA' parallèle à deux faces latérales, un logement 14 pour accueillir et guider dans des déplacements en translation une 4- pièce mobile 5 (figure 1). Le boîtier 1 comporte encore un premier alésage 15, et un deuxième alésage 16 concentrique Le premier alésage constitue un palier pour le moyeu 22 d'une pièce rotative 2, tandis que le deuxième alésage est destiné à accueillir un disque 23 solidaire du moyeu 22 (figure 1) La pièce rotative 2 comporte aux extrémités de son moyeu 22 un profil en créneau 21 dépas- sant du boîtier Le disque 23 comporte à sa périphérie une série de cavités (non représentées) en forme de calottes sphé- riques, régulièrement réparties à la périphérie et séparées par des intervalles de façon à constituer avec l'alésage 16 des logements pour des billes 4. La pièce rotative 2 est montée fixe en translation sur le boîtier, par tout moyen connu en soi, tel que circlips ou autre dispositif Lors de la rotation de la pièce 2, les billes sont guidées par l'alésage 16 et entraînées en transla- tion circulaire par les cavités du disque 23. La pièce mobile 5 est, par exemple, constituée en matière iso- lante et obtenue par moulage Sa forme est adaptée à celle du logement 14 dans lequel elle coulisse Cette pièce mobile 5, vue de profil sur la figure 1, comporte une première portion courte perpendiculaire à l'axe de rotation du moyeu et située à hauteur des billes, dans un plan parallèle aux faces latéra- les; une deuxième portion plus longue, également perpendicu- laire à l'axe de rotation et située dans un plan parallèle au plan des billes et une portion intermédiaire reliant les deux autres et parallèle à l'axe de rotation La première portion comporte une tête tronconique 53 qui vient buter contre les billes sous l'action d'un ressort 6, placé dans une rainure 54 ménagée dans la deuxième portion de la pièce mobile, sur la face orientée vers le moyeu du commutateur et s'appuyant sur une cloison constituant le palier 15. Le ressort 6 vient en appui dans le fond de la rainure 54 sur une barrette conductrice 51 comportant à chacune de ses deux - extrémités une pastille de contact 52 La barrette 51 et les pastille 52 constituent un contact mobile d'interrupteur, solidaire de la pièce mobile 5. De chaque côté d'un plan de symétrie PP perpendiculaire au plan AA', deux pastilles de contact fixes 84 sont reliées par deux barrettes conductrices 83 solidaires du bottier 1, à deux connecteurs respectifs 8 situés de part et d'autre du plan AA' et à proximité des faces latérales du boîtier parallèles au plan PP Les quatre connecteurs 8, du type vis- étrier connu en soi, sont placés dans des logements 18 du boîtier 1 (voir figure 3) Ils comportent une plaquette 80 solidaire de la barrette 83 et une vis 81 passant dans un alésage prévu sur la plaquette 80 et se vissant dans un étrier mobile 82. Chaque logement 18 du boîtier comporte un alésage cylindrique 12 débouchant sur la face inférieure du bottier et dont l'axe de symétrie fait un angle a avec l'axe de rotation du moyeu 22. L'angle a est compris entre 15 et 60 degrés Le logement 18 débouche par une ouverture 19 (figure 4) située sur la face latérale du boîtier parallèle au plan de symétrie PP et permettant l'introduction des fils électriques à connecter à la galette 10. De chaque côté du plan AA', une barrette mobile 51 munie de ses contacts 52 est ainsi associée avec deux barrettes fixes 83 situées de part et d'autre du plan PP et munies de leurs contacts respectifs, l'ensemble constituant un inter- rupteur. De chaque côté du plan AA' et sur chaque face latérale parallèle au plan PP, le boîtier 1 comporte une gorge 11 dont la direction longitudinale fait également un angle a avec l'axe de rotation du moyeu 22 Chacune des quatre gorges 11 est agencée comme représenté sur la figure 3, de façon que, lorsqu'on empile deux galettes l'une sur l'autre, les axes de -6- symétrie des gorges 11 de l'une des deux galettes coïncident avec les axes de symétrie des alésages cylindriques 12 (figure 3) de l'autre galette et vice versa Chaque gorge 11 constitue une surface de guidage pour le tournevis qui doit agir sur la vis d'une galette supérieure ou inférieure, comme on l'expliquera dans la suite. Les positions des gorges 11, des alésages 12 et des logements 18 situés d'un côté du plan AA' se déduisent des positions des gorges 11, des alésages 12 et des logements 18 situés de l'autre côté du plan AA' par une rotation de 1800 autour de l'axe de rotation du moyeu 22 ou, ce qui revient au même, par une translation de l'autre c 8 té du plan AA' d'une distance égale à une demi-largeur de boîtier. Le boîtier 1 est encore muni de deux alésages 20 dont les axes de symétrie sont compris dans le plan PP et passent par le centre des billes 4; ces alésages débouchent, d'une part dans l'alésage 16 et le logement 14 et, d'autre part, sur les faces latérales correspondantes. La partie de l'alésage 20 débouchant sur une face latérale est taraudée de façon à accueillir la partie filetée 71 d'une vis bouchon 7, comportant une partie cylindrique 72 adaptée aux dimensions de l'alésage 20 et dont l'extrémité se situe au niveau de la surface de guidage constituée par l'alésage 16. Le boîtier 1 comporte également deux perçages 13 (figure 1, 2 et 3), situés de part et d'autre de l'axe de symétrie du moyeu et dans le plan AA', dans lesquels on monte des vis 9 dont la tête cylindrique 94 comporte un taraudage 92 destiné à recevoir la partie filetée 91 d'une vis appartenant à une autre galette. La figure 4 représente un premier mode de montage d'un commu- tateur constitué de plusieurs galettes de contact 10 superposées, engrenant par un profil en créneau avec le profil correspondant prévu sur une galette de crantage 100 connue en soi, destinée à donner le nombre de positions stables souhaitées pour le commutateur Un dispositif 103 permet la fixation de l'ensemble sur la porte ou le couvercle 101 d'un tableau de commande. Un axe de commande 102 de la galette 100 peut recevoir un bouton d'actionnement ou un mouvement d'horlogerie pour transformer le commutateur en programmateur Avec la disposition des éléments telle que représentée sur la figure 4, on voit qu'il est possible d'appuyer un tournevis sur la gorge de guidage 11 de la galette intermédiaire pour venir agir sur la vis de la connexion placée dans le logement 19 de la galette supérieure On voit également que l'on a accès à toutes les autres vis, même lorsque le commutateur est monté et relié à des fils conducteurs. La figure 5 représente un autre mode de montage d;un commutateur constitué de plusieurs galettes de contact 10, dans lequel les galettes sont solidarisées par vissage à un support 103 de fixation du commutateur au fond d'un bo tier. On empile le nombre de galettes de contact correspondant au nombre d'étages de contact que l'on souhaite réaliser Sur ces galettes, l'on monte, comme dans le mode d'exécution de la figure 4, une galette de crantage 100 munie de son axe de commande 102, et d'un profil en créneau du côté des galettes de contact destiné à engrener avec le profil en créneau de la galette de contact adjacente. Dans cette position, les galettes de contact ont été retournées de façon que les vis de connexion soient accessibles par le haut Cela est rendu possible par les profils en créneau 21 de la pièce rotative 2 qui permettent au profil en créneau correspondant à une face supérieure d'une galette de s'engrener indifféremment avec le profil en créneau correspondant à une face supérieure ou inférieure d'une autre galette De cette façon, on obtient la disposition de la figure 5 qui permet à un opérateur d'accéder à toutes les connexions en laissant l'ensemble en place sur le fond du -8- bottier. En fonctionnement, lorsque l'on agit sur le bouton de commande relié à l'axe 102, ce dernier entraîne en rotation la galette de crantage et les pièces rotatives 2 de chaque galette La pièce rotative amène successivement chaque cavité dans la position o celle-ci se trouve dans le prolongement d'une des têtes 53 des pièces mobiles 5 Dans cette position, si la cavité supporte une bille, la pièce mobile 5, par l'intermédiaire de la tête 53, est repoussée par la bille et le contact est ouvert comme représenté sur la moitié droite des figures 1 et 2 Si, par contre, il n'y a pas de bille dans la cavité, la tête 53 n'est pas repoussée et le contact est fermé comme représenté sur la moitié gauche des figures 1 et 2. On comprend aisément qu'en retirant ou en ajoutant des billes par les bouchons 7 on pourra réaliser les séquences d'ouverture et de fermeture de contact que l'on veut. De plus, en ayant un nombre de-cavités double du nombre de positions crantées, on pourra réaliser des contacts chevauchants, c'est-à-dire de façon telle que, entre deux positions stables correspondant à deux crans successifs, le contact d'un étage soit fermé avant que ne s'ouvre le contact de l'étage inférieur ou supérieur Ainsi, grâce au commutateur à galette décrit et représenté, on pourra réaliser des commutateurs ou des programmateurs réalisant toutes sortes de séquences de commutation. Le disque 23 et le moyeu 22 peuvent être en matière transparente pour permettre de voir les logements o l'on a des billes et déterminer ainsi dans quelles positions il y a commutation. Il va de soi que toute autre application, ou toute modification à la portée de l'homme de métier, font également partie de l'invention. -9- Revendications de brevet. 1 Dispositif de commutation comprenant au moins deux inter- rupteurs comportant chacun des contacts fixes et des contacts mobiles montés en position angulaire fixe par rapport à une pièce rotative et un organe de manoeuvre des contacts mobiles, au moins une pièce d'enclenchement logée dans une cavité de ladite pièce rotative et agencée pour venir coopérer en appui avec l'organe de manoeuvre pour provoquer l'ouverture desdits interrupteurs, caractérisé en ce que ladite pièce rotative est un disque ( 23) présentant une pluralité de cavités régulièrement réparties le long d'une de ses faces au voisinage de sa périphérie, que des moyens ( 20-7) sont prévus pour introduire ou retirer la pièce d'enclenchement ( 4) reçue dans chaque cavité de façon à modifier le programme de commutation. 2 Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites pièces d'enclenchement ( 4) sont des billes ou organes équivalents ayant une surface cylindrique, maintenues par simple appui entre ladite face du disque ( 23) et une surface de guidage ( 16) parallèle à celle- ci et appartenant au boîtier ( 1) du dispositif, l'organe de manoeuvre ( 5) comportant une surface de butée ( 53) perpendiculaire au disque et agencée pour obtenir une translation radiale de l'organe de manoeuvre ( 5) , et le dispositif comportant une surface ( 7, 16) de contre-butée et de guidage. 3 Dispositif de commutation selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit organe de manoeuvre ( 5) comporte une partie ( 53) de section trapézoïdale ayant un axe de symétrie radiale, une petite base située en regard de la périphérie du disque ( 23) et constituant avec deux flancs latéraux ladite surface de butée, lesdits moyens comportant un bouchon amovible ( 7) reçu dans une ouverture radiale ( 71) située en regard de ladite petite base, l'extrémité du bouchon ( 7) formant une partie de ladite surface de contre-butée, dont le reste est constitué par une surface cylindrique ( 16) du bottier. - 4 dispositif de commutation selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ledit disque ( 23 > comporte un moyeu ( 22) monté à rotation dans un palier ( 45) du boîtier, caractérisé en ce que ledit moyeu ( 22) comporte, à chacune de ses extrémités, des moyens d'engrènement ( 21) avec l'une quelconque des extrémités du moyeu d'un second dispositif de commutation identique. Dispositif de commutation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé, en combinaison, d'une part, par le fait qu'il comprend un plan de symétrie (PP) parallèle à la direction de translation des contacts mobiles ( 52), que les deux interrupteurs ( 51-52) sont disposés de part et d'autre d'un plan diamétral (AA) du disque perpendiculaire audit plan de symétrie, ces deux plans se coupant suivant l'axe de rotation du disque, le dispositif comportant, de part et d'autre dudit plan diamétral, deux moitiés identiques se déduisant l'une de l'autre par translation et, d'autre part, par le fait que les contacts fixes ( 84) de chaque interrupteur sont reliés à deux bornes de raccordement ( 8) disposées dans des logements ( 18) du boîtier de façon symétrique par rapport audit plan de symétrie, chacun desdits logements ( 18) débouchant d'une part, sur une face latérale et, d'autre part-, sur une base du boîtier par un orifice ayant un axe de symétrie faisant un angle prédéterminé (î) avec l'axe de rotation et un centre de symétrie, des gorges ( 11) inclinées associées chacune à l'un desdits logements ( 18) étant ménagées dans une face latérale du boîtier et ayant un axe de symétrie qui fait un angle prédéterminé (a) avec l'axe de rotation, lesdites gorges ( 11) débouchant chacune sur une base du boîtier par une ouverture ayant un centre de symétrie, lesdits centres de symétrie de l'ouverture et de l'orifice étant situés dans un même plan parallèle audit plan de symétrie. 6.-Commutateur ou programmateur utilisant ledit dispositif de commutation caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de dispositifs 12265 11 - de commutation ( 10) superposés de façon que la face de l'un soit en contact avec la face inférieure du une galette de crantage ( 100) comportant des moyens avec l'une quelconque des extrémités du moyeu d'un de commutation. supérieure suivant et d'engrener dispositif