Brevet FR2571890A1 — publié le 19860418

La présente invention concerne un conxnult:ateur com- prenant un organe de travail thermostatique et un organe de commutation actionné par ce dernier, les deux organes étant logés dans un bottier qui est constitué par plusieurs pièces et comporte un godet de logement pour une substance dilatable, obturé par une membrane déformable Plastiquement en regard de laquelle se trouve un piston de travail., guidé dans un évidement d'une pièce de guidage et auquel est ef- fectuée une pièce de l'organe de commutation qui est main- tenu par une plaquette de fermeture, sur laquelle les pat- tes de raccordement de l'organe de commutation sont en saillie vers l'extérieur. Des commutateurs de ce type, tels que les commu- tateurs électriques décrits dans. le brevet de la République Fédérale l'Allemagne N 24 44 931, ont fait leurs preuves en pratiqlue et sont produits et utilisés en grandes quan- tités. Da.rns le commutateur connu, le bottier métallique est réalisé sous forme d'une pièce tournée comprenart un godet de logement de la substance dilatable. Ce godet est obturé par une membrane déformable élastiquement, maintenue par une pièce de guidage qui est également une pièce métal- lique tournée. La pièce de guidage est bloque dans le bol- tier par un bord rabattu. Le bottier est obturé par une plaquette de fermeture en matière pastique, qui porte un microrupteur et est maintenue dans le bottier par un bord rabattu. Il est également connu (demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne publiée sous le N 23 48099) de réaliser un commutateur de ce type au moins partiellement en matière plastique. Ce modèle comprend un corps en matière plastique, sensiblement tubulaire et dans lequel est enifi- chée une pièce de guidage du piston de travail. Un organe de travail thermostatique, réalisé sous forme d'une unité fonc- tionnelle, est alors introduit d'un côté dans le corps, il est constitué par un bottier métallique contenant une substance dilatable et muni d'un joint d'étanchéité pour un piston de travail qui en sort. L'organe de travail est fixé dans le corps par une bague d'arrêt. Une plaquette de fermeture portant un microrupteur est introduite de l'autre côté dans le corps. Cette plaquette est également fixée par une bague d'arrêt dans le corps. Ce modèle n'a pas fait ses preuves en utilisation pratique, en particu- lier du fait de la fixation insuffisante dans le corps de l'organe de travail thermostatique constituant une unité fonctionnelle. Ce commutateur entraîne en outre des coûts de production relativement élevés. - L'invention vise à réaliser un commutateur du type précité de façon à réduire ses coûts de production. Selon une caractéristique essentielle de l'inven- tion, le commutateur comporte un corps en matière plastique sur lequel est disposée une embase métallique en forme de cylindre ouvert à une extrémité, qui constitue le godet de logement, s'applique par une face d'appui entourant le lo- gement sur une face correspondante de la pièce de guidage, avec encastrement du bord de la membrane, et entoure exté- rieurement, par son bord, un épaulement extérieur du corps sur lequel il est fixé par déformation plastique. Cette réalisation permet de produire le bottier en matériau moins coûteux et plus facile à mettre en oeuvre et par suite à obtenir un gain notable sur les coûts de production. Ce gain est d'autant plus important que ces commutateurs sont utilisés en très grande quantité, de sorte qu'une telle diminution de prix représente un avanta- ge important. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'embase est réalisée sous forme d'une pièce de tôle dé- formée plastiquement. De telles pièces de tôle déformées plastiquement peuvent être réalisées très facilement par 25718?0 emboutissage ou découpage avec de faible coûts. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'embase est munie sur sa face extérieure de moyens de fixation. Cette réali- sation présente l'avantage suivant: une fixation du com- mutateur complet s'effectue sur l'embase métallique, de sorte qu'une fixation sûre est garantie même à long terme. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps et la pièce de guidage sont réalisés en une seule pièce. Cette réalisation se traduit par une nouvelle sim- plification, car un tel corps avec la pièce de guidage peut être obtenu plus facilement qu'une pièce moulée en matière plastique. Avec cette variante, seule la plaquette de fer- meture et l'embase sont à réaliser séparément. La plaquette de fermeture, également réalisée en matière plastique, est reliée dans cette variante, au bord du corps, par soudage aux ultrasons. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps et la plaquette de fermeture sont réalisés en une seule pièce. Dans cette variante, la pièce de guidage du piston de travail doit alors être réalisée séparément, mais simplement aussi sous forme d'une pièce injectée en matière plastique. Le montage est particulièrement simple quand la pièce de guidage est maintenue entre le corps et l'embase rapportée. Une fixation supplémentaire de la pièce de gui- dage est alors inutile. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à l'aide de la description dé- taillée ci-dessous d'exemples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels z - la figure 1 représente en coupe un premier mode-de réali- sation d'un commutateur électrique dont le corps et la pièce de guidage du piston de travail sont réalisés en une seule pièce - la figure 2 est la coupe d'un mode de réalisation d'un commutateur électrique, dont la plaquette de fermeture portant l'interrupteur électrique et le corps sont réa- lisés en une seule pièce, la pièce de guidage étant réa- lisée séparément; - la figure 3 est la coupe d'un mode de réalisation sembla- ble à celui de la figure 1, avec une embase métallique plus petite, fixée sur le corps en matière plastique, et - la figure 4 représente un mode de réalisation d'un commu- tateur sous forme de soupage. Le commutateur de la figure 1 comporte un corps 6, réalisé par moulage d'une matière thermoplastique de pré- férence. Le corps 6 présente la forme d'un cylindre ouvert à une extrémité. Une plaquette de fermeture 8, également réalisée en matière plastique, est introduite dans son ex- trémité ouverte. Les bords de la plaquette de fermeture 8 et du corps 6 sont étagés de façon à créer une assise pour la plaquette de fermeture 8. Les bords des deux pièces plastiques, réalisées de préférence dans la même matière plastique, sont réunis par collage, ou de préférence par soudage aux ultrasons. La plaquette de fermeture porte un microrupteur 4, qui se trouve à l'intérieur de l'enceinte fermée de façon étanche par le corps 6 et la plaquette de fermeture 8. Le microrupteur 4 comprend un support 22, réalisé en une seu- le pièce avec une patte de raccordement 12 en saillie vers l'extérieur et fixé dans la plaquette de fermeture 8 par injection ou coulée. Une bascule 23 présentant un évidement est enfichée sur le support 22, de façon à être articulée sur ce dernier. Sur une extrémité de la bascule 23 est ac- croché un ressort de contact 24, dont l'autre extrémité est accrochée sur une lame de contact 25 dont une extré- mité formant couteau prend appui dans une gorge du support 22. L'extrémité libre de la lame 25 est munie d'un contact auquel correspondent des contacts fixes 26 et 27. Un de ces contacts 26 et 27 ou les deux sont réalisés en une seule pièce avec les pattes de raccordement qui, comme la patte 12, sortent du bottier. Lorsque la bascule 23 pivote à partir de sa position initiale représentée, l'extrémité du ressort de commutation 24 articulée sur son bras extérieur se déplace au-delà du palier de la lame de contact 25, de sorte que le sens de la force exercée par le ressort de commutation 24 s'inverse brusquement, et que la lame de contact passe dans son autre position o son contact s'ap- plique alors sur le contact de commutation 26. La base du corps 6 est réalisée sous forme d'une pièce 7 de guidage d'un piston de travail 3. La pièce de guidage 7 présente un évidement central dans lequel est guidé le piston de travail 3 qui, dans la position de repos représentée, prend appui sur la face intérieure de la pièce de guidage 7 par son extrémité élargie sur laquelle s'ap- plique la bascule 23. Le bottier du commutateur selon la figure 1 est complété par une embase 9, réalisée sous forme d'une pièce en tôle pressée ou découpée, de préférence une tôle de lai- ton. L'embase 9 comporte un godet de logement 1 pour une substance thermodilatable 2. L'étanchéité de ce godet de logement 1 vers l'extérieur est assurée par une membrane 15 déformable élastiquement. Le bord 17 de cette membrane est logé dans un évidement correspondant de la face ex- térieure de la pièce de guidage 7. La périphérie de la membrane 15 entourant le godet de logement 1 est disposée entre la face extérieure de la pièce de guidage 7 et une face d'appui 16 de l'embase 9. La pièce de guidage 7 pré- sente un bord circulaire en regard d'une surface radiale de la face d'appui 16. Le bord 17 et la zone de la membrane à laquelle il se raccorde directement se situent dans une zone étagée de la pièce de guidage 7, dimensionnée de façon que la zone périphérique de la membrane 15 soit com- primée élastiquement quand le bord extérieur de la face extérieure de la pièce de guidage affleure la face d'appui 16. Le bord de l'embase 9 en forme de cylindre ouvert à une extrémité entoure un épaulement extérieur circulaire du corps 6. Cet épaulement présente un biseau sur lequel le bord 18 de l'embase est rabattu avec déformation plas- tique. Avant ce rabattement, le corps 6 et l'embase 9 sont positionnés de telle façon que le bord de la pièce de gui- dage 7 s'applique bien sur la face d'appui 16 de l'embase 9. L'épaulement extérieur 19 se trouve sensiblement à mi- hauteur du corps 6. Il se raccorde en direction du godet de logement 1 à un secteur cylindrique étagé de diamètre plus faible. Aux secteurs ainsi étagés du corps 6 corres- pondent des secteurs 20 et 21 de l'embase métallique 9, de façon à former une butée pour le montage de l'appareil d'interruption dans un bottier ou un élément similaire. Le godet de logement 1 est étagé par rapport au secteur 20. Dans une variante du mode de réalisation représen- té, le secteur 20 de l'embase 9 peut être fileté. Le sec- teur 21 et l'épaulement extérieur 19 du corps 6 présentent alors un contour extérieur polygonal, et en particulier un contour six pans servant à l'application d'un outil. Dans ce cas, le bord 18 présente des évidements corres- pondant au profil, de façon à permettre un rabattement parfait du bord 18 sur l'épaulement extérieur 19 malgré ce profil. Comme le montre la figure 1, le bottier complet du commutateur comporte trois pièces: le corps 6 et la pièce de guidage 7 réalisés en une seule pièce, la pla- quette de fermeture 8 et l'embase 9. Il s'agit de pièces que les procédés relativement simples permettent de réali- ser économiquement, avec la précision souhaitée, et en très grandes quantités. Dans la forme de réalisation selon figure 2, le bottier du commutateur électrique comprend aussi trois pièces. Dans ce mode de réalisation, la plaquette de fer- meture 8 et le corps 6 sont toutefois réalisés en une seule pièce, tandis que la pièce de guidage 7 doit être réalisée séparément. La forme de l'embase 9 correspond à celle de la réalisation selon figure 1. Dans ce mode de réalisation, la pièce de guidage 7 est réalisée sous forme d'une plaquette sur laquelle prend appui le bord du corps 6. Dans ce mode de réalisation, la pièce de guidage 7 est d'abord intro- duite dans l'embase 9. Le corps 6 est ensuite rapporté et prend appui par son bord sur la pièce de guidage 7. Le corps 6 et l'embase 9 sont ensuite comprimés, de sorte que le bord du corps 6 applique la face correspondante de la pièce de guidage 7 sur la face d'appui 16 qui entoure le godet de logement 1 de l'embase 9. Le bord 18 est enfin rabattu, les pièces étant toujours comprimées. La structure du micro- rupteur 4 est identique à celle décrite pour le mode de réalisation selon figure 1. Le mode de réalisation selon figure 3 est identi- que dans son principe à celui selon figure 1. Un corps 6 en matière plastique est réalisé en une seule pièce avec une pièce de guidage 7 d'un piston de travail 3. Une pla- quette de fermeture 8, portant un microrupteur 4 comme dans le mode de réalisation selon figure 1, est introduite dans l'extrémité ouverte du corps 6. Avec cette forme de réali- sation, l'embase 9 réalisée sous forme d'une pièce de t8le est toutefois simplifiée. Le corps 6 est muni d'un épaule- ment extérieur 37 circulaire, dans la région de sa pièce 30. de guidage 7. Le bord 18 faisant suite à la face d'appui 16 qui entoure le godet de logement 1 est rabattu sur cet épaulement extérieur 37. Avec cette forme de réalisation aussi, le corps 6 et l'embase 9 sont réunis avec compres- sion, de façon que le bord de la pièce de guidage entourant le bord 17 de la membrane s'applique bien sur la face d'ap- pui 16 de l'embase 9, le bord 17 de la membrane 15 et la zone qui lui fait directement suite étant alors comprimés élastiquement. Le bord 18 est ensuite rabattu sur le biseau de l'épaulement extérieur 37. Avec cette forme de réalisa- tion, le corps 6 présente une bride circulaire de fixation 38 de diamètre extérieur supérieur à celui de l'épaulement extérieur 37 et du bord 18 de l'embase 9 rabattu sur ce dernier. Le mode de réalisation selon figure 4 représente un commutateur réalisé sous forme d'une soupage 5 dont le passage est ouvert ou fermé en fonction de la température. Ce commutateur comporte un bottier également réalisé en trois pièces. Un corps 31, en matière plastique, est muni de deux canalisations de raccordement 13 et 14. La canali- sation 13 débouche dans une chambre 30 du corps 31. La chambre 30 contient un ressort de fermeture 32 qui prend appui sur l'extrémité de la chambre 30 et sur un obturateur 28. L'obturateur 28 et un piston de travail 29 forment une seule pièce guidée dans une pièce de guidage 33. Cette dernière prend appui, par une face formant un bord circu- laire, sur une face d'appui 16 entourant le godet de loge- ment 1 qui contient la substance dilatable 2. Entre le pis- ton de travail 29 et la substance dilatable 2 est disposée une membrane 15 dont le bord 17 est logé dans un évidement de la pièce de guidage 33; l'assemblage produit une dé- formation élastique du bord 17 et de la zone périphérique à laquelle il se raccorde directement et qui entoure le godet de logement 1. Un canal de liaison 34 prévu dans la pièce de gui- dage 33 débouche dans la chambre 30, au voisinage de la tête du piston de travail 29 constituant l'obturateur 28, et est relié par un canal à la canalisation 14 du corps 31. Ce dernier prend appui par une face radiale plane sur une face correspondante de la pièce de guidage 33. Un joint d'étanchéité 36 est disposé entre ces deux faces, son dia- mètre étant choisi de façon qu'il se place à l'extérieur du canal de liaison 34. Le godet de logement 1 fait partie d'une embase 9 réalisée sous forme d'une pièce de tôle emboutie. Le bord de l'embase 9 en forme de cylindre ouvert à une extrémité entoure un épaulement extérieur 35 du corps 31 sur lequel il est rabattu. Avec cette forme de réalisation aussi, la pièce de guidage 33 et le corps 31 sont d'abord introduits dans l'embase 9, puis le corps 31 et l'embase 9 sont appli- qués jusqu'à ce que la face correspondante de la pièce de guidage 33 s'applique parfaitement sur la face d'appui 16 qui entoure le godet de logement 1. Le bord 18 est enfin rabattu. Les canalisations 13 et 14 sont utilisables au choix comme canalisations d'entrée ou de sortie avec la forme de réalisation selon figure 4. Lorsque la canalisation 14 est celle d'entrée, la soupape 5 est utilisable simultanément en soupape de sûreté. Avec les formes de réalisation selon figures 2 et 4, les pièces de guidage 7 et 33 sont réalisées séparément. Elles peuvent donc être fabriquées au choix en matière plastique ou en métal. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispo- sitifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'in- vention. REVENDICATIONS 1. Commutateur comprenant un organe de travail thermostatique et un organe de commutation actionné par ce dernier, les deux organes étant logés dans un bottier qui est constitué par plusieurs pièces et comporte un godet de logement pour une substance dilatable, obturé par une membrane déformable élastiquement en regard de laquelle se trouve un piston de travail, guidé dans un évidement d'une pièce de guidage et auquel est affectée une pièce de l'or- gane de commutation qui est maintenu par une plaquette de fermeture, sur laquelle les pattes de raccordement de l'or- gane de commutation sont en saillie vers l'extérieur, ledit commutateur étant caractérisé par un corps (6, 31) en ma- tière plastique sur lequel est disposée une embase (9) mé- tallique en forme de cylindre ouvert à une extrémité, qui constitue le godet de logement (1), s'applique par une face d'appui (16) entourant le godet (1) sur une face correspon- dante de la pièce de guidage (7, 33), avec encastrement du bord (17) de la membrane (15), et entoure extérieurement, par son bord (18), un épaulement extérieur (19, 35, 37) du corps (6, 31) sur lequel il est fixé par déformation plas- tique. 2. Commutateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'embase (9) est réalisée sous forme d'une pièce de tôle déformée plastiquement. 3. Commutateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la face extérieure de l'embase (9) est munie de moyens de fixation. 4. Commutateur selon la revendication 3, caracté- risé en ce que l'embase (9) présente un secteur (20) cylin- drique fileté. 5. Commutateur selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'embase (9) présente un sec- teur (21) muni de méplats. 6. Commutateur selon l'une quelconque des reven- dications 3 à-5, caractérisé en ce que les secteurs (20, 21) de l'embase (9) munis d'un filetage ou de méplats s'appliquent extérieurement sur des faces correspondantes du corps (6) et/ou de la pièce de guidage (7). 7. Commutateur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que le corps (6) et la pièce de guidage (7) sont réalisés sous forme d'une pièce unique. 8. Commutateur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que le corps (6) et la pla- quette de fermeture (8) sont produits sous forme d'une pièce unique. 9. Commutateur selon la revendication 8, caracté- risé en ce que la pièce de guidage (7, 33) est maintenue entre le corps (6, 31) et l'embase (9) rapportée sur ce dernier. 10. Commutateur selon la revendication 9, caracté- risé en ce que le corps (6, 31) prend appui sur la pièce de guidage (7, 33) qui, après la déformation plastique, s'applique sur la face d'appui (16) de l'embase (9) entou- rant le godet de logement (1). 11. Commutateur selon I'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que le corps (6) est appliqué avec la pièce de guidage (7) sur la face d'appui (16) de l'em- base (9), avec déformation élastique du bord (17) de la membrane (15). 12. Commutateur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 11, caractérisé en ce que l'organe de com- mutation électrique (4) est un microrupteur qui comporte un support (22), fixé sur la plaquette de fermeture (8) et sur lequel est articulée une bascule (23) dont une extré- mité s'applique sur le piston de travail (3) et dont l'au- tre extrémité permet l'accrochage d'un ressort de commuta- tion (24) relié à une lame de contact (25), qui est arti- culée sur le support (22) et pivote entre des contacts (26, 27). 13. Commutateur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 11, caractérisé en ce que l'organe de commuta- tion est réalisé sous forme d'une soupape (5) comprenant une canalisation d'entrée(13) et une canalisation de sortie (14), qui sont reliées ou isolées en fonction de la posi- tion du piston de travail (29) associé à un obturateur (28). 14. Commutateur selon la revendication 13, caracté- risé en ce que le piston de travail (29) est muni d'une tête (28) constituant l'obturateur de la soupape, chargée par un ressort de fermeture (32) et logée dans une chambre (30) du corps (31), qui est reliée à une canalisation (14) et recouverte par la pièce de guidage (33), laquelle com- prend un canal de liaison (34) obturable par la tête (28) du piston de travail (29) et reliant la chambre (30) à une autre canalisation (13) du corps (31).