Brevet FR2596197A1 — publié le 19870925

L'invention concerne un interrupteur de position comprenant dans un bo tier: - un poussoir de commande isolant; - un pont de contact mobile entre une position de repos dans laquelle il s'appuie sur deux contacts fixes et une position de travail dans laquelle il est écarté de ces deux contacts, le pont de contact étant déplaçable brusquement entre les deux positions précitées sous l'effet de moyens 10 élastiques bistables agissant entre le poussoir isolant et une cage portant le.pont de contact; - tandis qu'un levier d'ouverture, destiné à casser des soudures éventuelles entre le pont de contact et les contacts fixeset apte à pivoter autour 15 d'un axe sensiblement parallèle au pont de contact, est mis en mouvement par le poussoir lorsque ce dernier atteint une position particulière de façon à faire coopérer, dans le sens de la séparation entre pont de contact et contacts fixes l'une des. extrémités de ce levier avec une région centrale du pont de contact. Par interrupteur de position,- on désigne un interrupteur du genre détecteur de fin de course ou plus généralement sensible à la position d'un mobile. 25 De tels interrupteurs, qui trouvent de nombreuses applications dans les installations nécessitant une garantie de l'ouverture d'un pont de contact qui s'est éventuellement soudé avec les contacts fixes à la suite par exemple d'un court30 circuit accidentel, peuvent être illustrés par le brevet français 2 241 132, o un pont de contact unique fait l'objet du déplacement brusque mentionné ci-dessus; dans cet interrupteur connu, le levier d'ouverture forcée est porté par un pivot du poussoir autour duquel il peut basculer, et rencontre, avant que cette position particulière soit atteinte, une surface inclinée appartenant au boîtier de façon à transformer son mouvement de translation en mouve5 ment de rotation; l'angle de rotation effectué par le levier est ici relativement réduit, et celui-ci doit avoir une propriété d'amplification de mouvement qui augmente l'amplitude des forces excédentaires devant être appliquées au poussoir pour opérer l'ouverture forcée et augmente dans une même proportion les inévitables tolérances géométriques résultant de la rencontre d'une pièce mobile avec une rampe inclinée fixe. L'invention se propose de modifier cet appareil connu pour conférer au levier d'ouverture forcée une meilleure précision de mouvement et diminuer les forces excédentaires nécessaires à l'exécution de cette séparation forcée, tout en bénéficiant d'une localisation du levier permettant de lui donner des dimensions relativement importantes et donc une relativement bonne précision. Selon l'invention, le but visé est atteint grâce au fait que ce levier est monté à pivotement dans un palier placé dans une région fixe du boîtier qui est voisine d'un plan passant sensiblement par les surfaces des contacts fixes, et présente d'une part unepremière extrémité qui est accouplée au poussoir de façon à accompagner le mouvement de celui-ci pendant toute sa course, et comporte d'autre part une 30 seconde extrémité qui se déplace en regard du pont de contact sans multiplication sensible du mouvement. On connaît déjà des interrupteurs à ouverture forcée du pont de contact dans lesquels des premières extrémités de deux leviers, disposés de part et d'autre du poussoir, retransmettent à celui-ci des efforts grâce à des poussées latérales communi- quées aux secondes extrémités; dans ce dispositif connu, les volumes restreints dans lesquels sont disposés les leviers, et par suite la taille réduite que ces derniers doivent prendre, contribuent à une 5 certaine fragilité des leviers-et à une imprécision de la position o le poussoir doit produire l'effet attendu. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description ci-dessous et à l'examen des 10 figures annexées, qui représentent: - à la figure 1, une vue en perspective éclatée des principaux éléments qui déterminent le fonctionnement de l'interrupteur, et à l'exclusion du boitier qui les reçoit; - à la figure 2, une perspective éclatée locale d'un second mode de réalisation des moyens d'accouplement entre un poussoir d'interrupteur et un levier d'ouverture forcée; - à la figure 3, une vue en coupe d'un dispositif élastique à compression bistable pouvant être utilisé avec l'un des appareils selon les figures 1 ou 5; - à la figure 4, une vue de côté de l'interrupteur, le boîtier étant coupé selon un plan de 25 symétrie PP' défini à la figure 2; - à la figure 5, une vue en perspective éclatée d'une variante de réalisation de l'invention; et à la figure 6, une vue de côté de l'inter30 rupteur selon la figure 5, le boîtier et la cage étant coupés selon le plan de symétrie PP' de cette figure. Un interrupteur selon l'invention comporte dans un boîtier 31, représenté généralement par des pointillés, un poussoir 1 dont une extrémité 32 traverse une ouverture supérieure 33 du bo tier 31 et qui reçoit d'un mobile extérieur des déplacements longitudinaux de sens F et G et d'axe XX' qui l'amènent d'une position inactive I vers une position active A, ou inversement en comprimant ou détendant un ressort de rappel 26 placé entre un fond 34 du boftier et l'extrémité opposée 35. Des premiers organes d'appui transversaux tels que 2 qui sont portés par le-poussoir symétriquement par rapport à un plan central et longitudinal PP' du poussoir, transmettent des compressions à des extrémités de dispositifs tels que 3 dont l'une des lignes d'action est représentée en trait mixte; 15 ces dispositifs qui sont bien connus en soi, et peuvent prendre des formes variées telles que le vérin à ressort illustré à la figure 3, possèdent tous la propriété de se détendre brusquement en restituant l'énergie qu'ils ont accumulée dans un ressort 20 84 au cours d'une compression instable préalable. Les appuis 2 peuvent alors être constitués par des arêtes parallèles qui reçoivent des encoches telles que 82 prévues à l'une des extrémités du dispositif 3 de façon que chaque appui 2 constitue un pivot pour 25 le dispositif 3 associé. Des seconds organes d'appui 4 tels que des arêtes parallèles, qui reçoivent des extrémités opposées de ces dispositifs, et qui sont disposés symétriquement par rapport au plan PP', font partie d'un équipage isolant ou cage mobile 9 comportant une cloison 5 parallèle à XX' et perpendiculaire au plan PP' et deux ailes parallèles 6, 7 perpendiculaires à l'axe XX'; ces ailes comportent des retours 8a, 8b dirigés l'un vers l'autre dans un même plan, 35 qui forment des logements ouverts aptes à recevoir chacun un pont de contact conducteur 10, respecti- tivement 11. La cloison 5 est élargie pour porter les organes 4 sur sa face dorsale opposée aux ailes 6 et 7. Chaque pont porte à ses extrémités des pastilles de contact qui sont dirigées à l'opposé de l'autre pont. Les pastilles du pont 10 peuvent s'appuyer contre deux surfaces de contact f ies placées dans un plan Q. Lorsque les pastilles du pont 10 sont écartées du plan Q, les pastilles du pont 11 peuvent s'appuyer contre deux autres surfaces de contact fixes, dont l'une est représentée avec la référence 90, placées dans un plan R. Ces deux plans parallèles sont perpendiculaires à XX'. Des pièces intermédiaires isolantes 12, 13 qui sont appliquées contre les ponts de contact en sens F et G et qui sont guidées le long de la cage 15 (par exemple le long des retours 8a, 8b), communiquent aux ponts des poussées de sens opposé développées par un même ressort de compression 14 placé entre elles. La cage mobile 9 peut se déplacer parallè20 lement à XX' dans un plan T, entre une position inférieure stable de repos J et une position supérieure stable de travail H. Grace à la présence des dispositifs bistables 3 ces déplacements sont opérés brusquement en sens G et F, lorsque le poussoir se déplace, même progressivement, en sens F et respectivement G de la position I vers la position A et inversement; dans le sens F correspondant à l'enfoncement du poussoir à partir de la position repos, le déplacement brusque se produit pour une position 30 particulière E du poussoir. Au terme de ces déplacements, les ponts de contact 11 et 10 sont appliqués contre les contacts fixes pour des positions de repos J et respectivement de travail H de la cage 9, qui sont elles-mêmes déterminées lorsque celle-ci rencontre des butées fixes 28, respectivement 27 du boîtier 31. 2596 1 97 Ainsi qu'on le voit sur la figure 1, la course d3 du poussoir est supérieure à la course d2 de la cage. On notera par ailleurs que l'amplitude des dépla cements d2 de la cage, ainsi que les distances plus faibles d1 séparant les contacts fixes et mobiles ouverts, sont choisies pour qu'une pression de contact soit développée par une compression supplémentaire du ressort 14. On aura, par exemple: d1 = I mm, d2 = 2,3 mm, d3 = 6,75 mm. S'il advenait que les contacts mobiles du pont de contact 11 soient soudés contre les pastilles de contact fixes correspondantes lorsque la cage est 15 dans la position J, le mouvement brusque de commutation de la cage en sens G ne pourrait s'opérer lorsque le poussoir atteint la position particulière d'équilibre E, pour laquelle l'alignement des saillies ou arêtes 2 et 4 vient juste d'être dépassé en sens F; 20 cette impossibilité résulte du fait que les dispositifs 3 ne peuvent eux-mêmes développer des forces suffisantes pour casser les points de soudure. Afin d'opérer un soulèvement forcé de la cage 9, et donc une cassure de ces éventuelles soudures, 25 un levier 24 reçoit de l'extrémité 35 du poussoir 1 une poussée qu'il communique dans le sens convenable à cette cage si celle-ci est restée stationnaire. Ce levier, dont deux tourillons 21, 22 sont reçus dans des paliers tels que 29, 29' d'axe YY' 30 parallèle au/et voisin du.plan R appartenant à une cloison voisine 36 du boîtier, voir aussi figure 3, comprend un bras de commande central 19 qui est engagé entre deux ailes parallèles 35' de l'extrémité 35 et dont deux bossages cylindriques transversaux opposés 35 17, 18 sont accouplés avec deux rainures d'entralne- ment transversales parallèles 15, 16 des ailes 35'. Le levier 24 comprend en outre à l'opposé du bras 19 un bras de soulèvement central 20 qui présente une surface active ou arête 23 placée en regard de la face inférieure 38 de la cage; les longueurs b2 et b1 de ces bras de leviers sont choisies pour que les efforts nécessaires à la'cassure de la soudure soient supérieurs ou sensiblement égaux à ceux qu'il sera nécessaire de communiquer au 10 poussoir pour les produire. En d'autres termes, le levier 24 n'opère pas d'amplification du mouvement reçu du poussoir 1. La faible distance entre la butée 28 et le plan R, de même qu'entre l'axe YY'et la plan R confère au dispositif décrit, une grande précision au point particulier de fonctionnementK quiest situé juste en dessous du point E et pour lequel s'opère le soulévement forcé de la cage. Selon un autre mode d'exécution visible à la figure 2, l'extrémité 35 du poussoir 1 présente a a deux rainures transversales parallèles 15a, 16 a qui sont placées extérieurement au corps du poussoir de part et d'autre du plan PP', et le levier 24 présente deux bras de commande latéraux 19a, 19b dont 25 les extrémités portent des tétons d'accouplement cylindriques 17a, respectivement 18a se faisant face; la position centrale du bras 2Da procure comme précédemment une poussée équilibrée à une cage inchangée par rapport à celle de l'exemple précédent. Ce mode 30 de réalisation qui laisse libre le volume interne de l'extrémité 35a permet d'utiliser celuici pour disposer un logement 39 ouvert vers la paroi 34 du bo tier pour recevoir et guider le ressort de rappel a' Le maintien et le pivotement du levier 24 autour de l'axe YY' peuvent également être assurés soit à l'aide de deux dégagements annulaires 22, 21a qui sont ménagés dans un corps cylindrique du levier 24a entre le bras 20 et chacun des bras 19a, 19b et qui viennent se placer dans deux paliers ouverts 29a, 29b appartenant à deux nervures parallèles solidaires de la cloison 36, soit à l'aide de toudllons analogues à ceux de la figure 1 et reçus dans des demi-paliers ouverts solidaires de la cloison 36. Dans les exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, les pièces et organes 1, 2, 3 4 se déplacent dans un même plans passant par l'axe XX' qui est parallèle au plan T, dans lequel se déplacent l'équipage mobile 9 et l'ensemble mobile 30. Selon une variante d'exécution 60 visible à la figure 5, le poussoir 50 possède un bossage transversal 51 portant des arêtes latérales 52, 53 ayant les mêmes fonctions que les arêtes 2 de l'exemple précédent. Les organes éastiquesà compressioninstabe etdétente 20 bistable 54, 55 se trouvent placés dans un même plan T' que celui recevant la cage isolante 56 et ses arêtes correspondantes 58, 59. Cette cage, qui prend par suite ici une forme échancrée pour permettre la circulation du bossage 51 25 dans un dégagement central 57, porte des ponts de contact opposés 61, 62 qui sont fixés sur les faces extérieures de cloisons transversales opposées supérieure et inférieure 63, 64 de la cage. Le levier d'ouverture forcée 65 dont la fonction et les propriétés sont analogues à celles du levier 24 respectivement 24a fait ici appel à des moyens de pivotement différents. Les deux bras de soulèvement 66, 67 sont ici constitués par deux cames parallèles 68, 69 qui sont., placées de part et d'autre d'un tourillon central 70 engagé dans un palier ouvert 71 d'une nervure 72 du boîtier 73. La présence de ces deux bras 66, 67 qui, lorsqu'une soudure s'est formée, reçoivent du pont de contact 62 deux forces résistantes symétriques de sens F, présente l'avantage de mettre en jeu un système de forces équilibré par rapport à l'unique palier. Les tétons 78,79 portés l'un vers l'autre par deux bras de commande 76, 77 coopèrent ici encore avec des rainures transversales 80, 81 du poussoir dans 10 lesquelles ils restent constamment engagés. Dans cette variante de réalisation, les positions H et J de la cage sont déterminées par l'appui des ponts de contact contre les contacts fixes, non représentés, et l'axe YY' est ici également disposé au voisinage du plan R passant par les surfaces de contact fixes qui coopèrent avec le pont de contact 62 adjacent au bras d'ouverture forcée. On remarquera que dans les deux variantes de réalisation, une portion de surface ou arête 23 ou 23a respectivement 66, 67 qui représente l'extrémité du bras de soulèvement, est prolongée par une surface sensiblement cylindrique 74 respectivement 74a,75, coaxiale à YY', voir figures 1,2 et5,.de façon que cette surface cylindrique puisse glisser sous la cage 25 lorsque le poussoir s'enfonce au-delà de la position o l'arête 23, 23a, 66, 67 entre en contact avec la cage. Un rapport de réduction r2/r1 est établi ici entre la course du poussoir et celle communiquée au pont de contact 62, r2 représentant la longueur 30 nominale des bras 76, 77 et rl la distance entre l'arête 66, 67 et l'axe YY'. Le maintien positif des cages en position H a l'avantage particulier d'empêcher une refermeture des ponts de contact 11 respectivement 62 si des organes ou dispositifs bistables viennent à casser dans cette position. A la figure 4, la surface inférieure 38a de la cage 9 présente à cet effet une surface concave 86 qui coopère avec la surface arrondie 74a après que le bossage , qui précède la surface 86, aura été franchi par l'arête 23. a Dans les deux variantes, on remarque également que les cages mobiles sont supportées et guidées transversalement par les composantes symétriques et opposées des organes ou dispositifs élastiques bistables, 10 les parois de boîtier telles que-36 ou le poussoir ne procurant qu'un appoint de guidage lors de chocs importants. REVENDICATIONS 1. Interrupteur de position comprenant dans un boîtier: - un poussoir de commande isolant (1, 1, 50), - unpont de contact (11, 62) mobile entre une position de repos dans laquelle il s'appuie sur deux contacts fixes(90) etune position de travail dans laquelle il est écarté de ces deux contacts, le pont 10 de contact étant déplaçable brusquement entre ces deux positions sous l'effet de moyens élastiques bistables (3) agissant entre le poussoir isolant et un équipage mobile (9, 56) portant le pont de contact, - tandis qu'un levier d'ouverture (24, 24a, 65) destiné à casser des soudures éventuelles entre le pont de contact et les contacts fixes,et apte à pivoter autour d'un axe sensiblement parallèle au pont de contact, est mis en mouvement par le poussoir 20 lorsque ce dernier atteint une position particulière (K) de façon à faire coopérerdans le sens de la séparation entre pont de contact et contacts fixes,une des extrémités de ce levier avec une région centrale du pont de contact, caractérisé en ce que ce levier (24; 25 24a; 65) est monté à pivotement dans un palier (29, 29'; 29a, 29b; 71) placé dans une région fixe du boîtier qui est voisine d'un plan R passant sensiblement par les surfaces des contacts fixes, et présente d'une part une première extrémité (17, 18; 30 17a, 18; 78, 79) qui est accouplée au poussoir (1; 1a; 50) de façon à accompagner le' mouvement de celui-ci pendant toute sa course, et comporte d'autre part une seconde extrémité (20; 20a; 68, 69) qui se déplace en regard du pont de contact (11, 62) sans 35 multiplication sensible du mouvement. 2. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pont de contact (11) ainsi qu'un second pont de contact (10) sont portés par l'équipage mobile (9) déplaçable dans un plan T et présentant des prolongements (4) aptes à se déplacer dans un plan parallèle (S) contenant le poussoir (1, 1a) ainsi que les moyens élastiques bistables (3). 3. Interrupteur selon la revendication 2, 10 caractérisé en ce que les ponts de contacts (11, 10) reçoivent en sens opposés les poussées d'un ressort de pression de contact commun (14). 4. Interrupteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pont de contact (62) ainsi qu'un second pont de contact (61) sont portés par l'équipage mobile (56) déplaçable dans un plan T', et recevant à travers une échancrure (57) un prolongement latéral (51) du poussoir (50) qui est mobile dans ce même plan en même temps que les moyens 20 élastiques bistables (54, 55). 5. Interrupteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le levier d'ouverture (24a) présente d'une part un second bras (20a) unique qui est placé dansunplan central (PP') recevant le poussoir (1a) et l'équipage mobile (9), et d'autre part deux premiers bras parallèles (19a, 19b) placés symétriquement'par rapport à ce plan. 6. Interrupteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le levier (24, 24a) est monté 30 à pivotement dans deux paliers (29, 29'; 29a, 29b) qui sont portés par une paroi de boîtier (36) voisine de l'équipage mobile (9). 7. Interrupteur selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le second bras (20, 20a; 68) présente une arête ou bord actif (23, 23a, 66) qui est prolongé par une surface cylindrique (74, 75) concentrique à l'axe(YY') des paliers, venant effectuer un blocage longitudinal de 5 l'équipage mobile (9, 56) lorsque le poussoir est en position active (A). 8. Interrupteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première extrémité (17,18; 17a, 18a; 78, 79) du levier 10 d'ouverture (24; 24a; 65) est engagée dans au moins une rainure transversale (15, 16; 15a, 16a; , 81) du poussoir. , 81) du poussoir.