Brevet FR2600456A1 — publié le 19871224

CONTACTEUR ELECTRIQUE La présente invention est relative à un contacteur électrique et, pLus particulièrement, à un tel contacteur à commande manométrique utilisable dans des systèmes à pression de fluide tels que les systèmes hydrauliques ou pneumatiques installés dans un véhicule. Les systèmes à pression de fluide comprennent souvent des contacteurs manométriques réglés de façon à répondre à des pressions différentes pour commander le fonctionnement de dispositifs tels que des pompes, des électrovalves, des appareils d'alarme ou de sécurité, ou pour commander la mise en service de systèmes de commande de freinage, par exemple, que l'on trouve notamment dans les véhicules automobiles. Pour réduire le nombre de contacteurs manométriques présents dans de tels systèmes, on a réalisé des contacteurs capables de répondre à plusieurs valeurs de pression. Le brevet français NO 2 300 408 décrit un tel contacteur qui comprend notamment un équipage de contact à rupture brusque du type "bi-stable" dont la position de basculement ne correspond pas aux mêmes valeurs de déplacement (et donc de pression) pour les deux sens de déplacement. Le contacteur décrit permet ainsi de réguler la pression de fluide dans un circuit entre ces deux va leurs, en commandant la mise en route et l'arrêt d'une pompe insérée dans le circuit, aux deux extrémités de la plage différentielle de pression ainsi définie. Bien qu'un tel contacteur puisse donner satisfaction dans certaines applications, il faut remarquer que la précision des limites de la plage de pression qu'il définit dépend étroitement de la qualité de la réalisation d'un ressort du type "bi-stable" notamment de sa découpe, de son module d'élasticité, etc. Dans d'autres applications pour lesquelles il est recherché d'ajuster avec précision les limites de la plage de pression, indépendamment l'une de l'autre, il peut n'être pas possible de se satisfaire des possibilités d'un contacteur du type décrit au brevet précité. La prés-ente invention a donc pour but de réaliser un contacteur électrique comportant au moins deux paires de contacts électriques dont les conditions de basculement (de l'état ouvert à l'état fermé, ou inversement) peuvent être réglées avec précision. La présente invention a aussi pour but de réaliser un tel contacteur associé à des moyens manométriques, pour commander une pompe agissant sur la pression d'un fluide, de manière à maintenir celle-ci dans une plage prédéterminée, par le basculement de l'état d'une paire de contacts électriques à chacune des deux limites de cette plage. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui appara'itront dans la suite, avec un contacteur électrique comprenant un organe de commande mobile en translation pour passer par au moins des première et deuxième positions correspondant chacune au changement d'état d'au moins- des première et deuxième paires de contacts électriques pouvant être ouverts ou fermés. Suivant l'invention, le contacteur comprend au moins. une barrette qui porte des premier et deuxième contacts électriques formant partie de la première et de la deuxième paires de contacts, respectivement, l'organe de commande coopérant avec cette barrette pour faire tourner celle-ci autour d'un axe de rotation perpendiculaire à l'axe de translation de l'organe de commande de manière qu'à chaque extrémité de sa course en rotation, la barrette change l'état d'une des paires de contacts électriques. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le contacteur comprend deux barrettes, chargées l'une vers l'autre et coopérant chacune avec deux contacts électriques pour définir deux paires de contacts électriques, l'organe de commande étant mobile entre ces deux barrettes pour déclencher séquentiellement le changement d'état de quatre paires de contacts, aux extrémités des courses en rotation des barrettes, quand il se déplace d'une extrémité à l'autre de sa course en translation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la position de l'organe de commande dépend de la pression d'un fluide par l'intermédiaire d'un organe manométrique. Le contacteur suivant l'invention est alors utilisé pour réguler la pression de ce fluide de manière qu' elle reste à l'intérieur d'une plage de pression prédéterminée, par une commande appropriée d'une pompe de mise en pression de ce fluide. Le contacteur permet en outre, dans une telle application, de commander la mise en service ou hors service d'un dispositif, tel qu'un calculateur, associé à un système à pression de fluide. D'autres caractéristiques et avantages du contacteur suivant l'invention appa ra 9 t ro-nt à la lecture de la description qui va suivre, associée à l'examen du dessin annexé dans lequel Les figures 1 à 4 sont des vues en coupe axiale du contacteur suivant l'invention, illustrant quatre états différents de ce contacteur, et - la figure 5 représente une partie d'un circuit de commande de pression de fluide qui comprend un contacteur suivant l'invention. On se réfère à la figure 1 où il apparaît que le contacteur suivant l'invention présente une forme généralement cylindrique d'axe longitudinal référencé 1. Le connecteur est composé d'un boitier 2 et d'un cylindre actionneur 3 réunis par un embout de couplage 4. Le boîtier 2 contient un organe de commande 5 monté coulissant suivant l'axe 1. L'organe de commande 5 est solidaire d'une tige axiale 6 qui pénètre dans l'embout de couplage 4, ou il est chargé vers la droite par un ressort hélicodal comprimé 7. L'organe de commande 5 agit sur quatre paires de contacts électriques 8, 9, 10 et 11. Dans la position inactive de la figure 1, il apparaît que les paires de contacts 8 et Il sont à contact-travail tandis que les paires de contacts 9 et 10 sont à contact-repos. Chacune de ces paires de contacts est constituée d'un contact électrique solidaire du boîtier 2 tandis que l'autre contact est porté par une barrette mobile. Le contacteur comprend deux telles barrettes, référencées 12 et 13 respectivement, chaque barrettes portant à chacune de ses extrémités un contact électrique formant partie d'une des quatre paires de contacts. Les contacts -d'une même barrette sont électriquement connectés l'un à l'autre du fait que chaque barrette est réalisée en un matériau conducteur de l'électricité.Des ressorts hélicoidaux comprimés 14,15 chargent les barrettes 12,13 l'une vers-l'autre. Un contact électrique 16 est centré sur l'axe de l'organe de commande 5, entre la paroi du boitier 2 et le ressort 14, pour être électriquement relié à la barrette 12 par l'intermédiaire du ressort 14. Des vis de réglage schématisées en 17 et 18 permettent de régler la position des contacts solidaires du boîtier 2, dans les paires de contacts 9 et 10, respectivement, pour des buts que l'on décrira plus loin. Une pièce métallique 19, plaquée sur le fond du bottier, est électriquement connectée à la masse. Cette pièce 19 présente deux excroissances, (19' ; 19") qui constituent chacune un des contacts des paires de contacts 10 et Il (voir Fig.2). Comme on l'a vu plus haut, l'organe de commande 5 est mobile en translation suivant l'axe 1. Il est déplacé vers la gauche par la poussée d'un piston 20 contenu dans le cylindre actionneur 3, ce piston 20 coopérant lui-même avec une tige de commande 21 qui pousse le piston vers la gauche, du point de vue de la figure 1. La position de cette tige- de commande sur l'axe 1 peut être, par exemple, fonction de la pression d'un fluide. Dans la position représentée à la figure 1, le piston 20 s'appuie sur l'extrémité de la tige de commande 21, sous l'action d'un ressort 22 fonctionnant en compression. Dans cette position, l'extrémité gauche du piston 20 reste écartée de l'extrémité droite de la tige 6, solidaire de l'organe de commande 5. Sur la figure 1, il est clair qu'une surface d'appui 5' de l'organe de commande repousse la barrette 13, contre l'action du ressort 15 fonctionnant en compression, de manière à empêcher la fermeture des paires de contacts 8 et 11. On remarquera que, dans cette position, la barrette 13 est inclinée sur l'axe 1 de manière que la distance séparant les contacts de la paire 8 soit supérieure à la distance qui sépare les contacts de la paire 11. Dans le même temps la barrette 12 ferme les contacts 9 et 10 sous l'action du ressort 14 fonctionnant en compression, l'organe de commande 5 étant alors écarté de la barrette 12 pour être sans action sur celte-ci. Si à partir de l'état du contacteur représenté à la figure 1, la pression dans le fluide qui commande la position axiale de la tige 21 s'accroSt, le piston 20 vient pousser la tige 6 solidaire de l'organe de commande 5 vers la gauche ce qui écarte la surface d'appui 5' formée sur l'organe de commande, de la barrette 13 qui commence alors à se déplacer vers la gauche sous la poussée du ressort 15. La pression continuant de croître, les contacts 11 se ferment, et, à partir de ce moment si la pression poursuit sa croissance, la barrette 13 pivote autour d'un axe perpendiculaire en 19" à l'axe 1, pour que son autre extrémité 13 se rapproche, sous l'action du ressort 15, du contact fixe de la paire de contacts 8, jusqu'à la fermeture de ces contacts (voir figure 2). Les contacts 8 et 11 sont ainsi mis à la masse par l'intermédiaire de la pièce 19. Cette mise à la masse intervient au moment où une pression prédéterminée est atteinte dans le fluide qui commande le déplacement de la tige 21. La fermeture des contacts 8 et 11 peut alors être exploitée pour mettre sous tension un dispositif électrique ou électronique associé au système à pression de fluide équipé du connecteur suivant l'invention, comme on le verra plus loin en liaison avec la figure 5. La pression dans le fluide continuant de croître, la tige de commande 21 et l'organe de commande 5 poursuivent leur déplacement vers la gauche, du point de vue du dessin, jusqu'a ce que une deuxième surface d'appui 5" (voir Fig. 2) de I' organe de commande 5 vienne pousser la barrette 12, à une deuxième valeur de pression déterminée, pour ouvrir les contacts 10 sans pour autant ouvrir les contacts 9. Suivant L' invention. on atteint ce résultat en conformant l'organe de commande de manière que la surface d'appui 5" déborde vers la gauche (du point de vue du dessin) de la de la face gauche de cet organe (voir figure 3). Ainsi, quand cette surface d'appui 5" vient porter sur la barrette 12 au voisinage des contacts 10, l'organe de commande fait tourner la barrette 12 autour d'un axe per pendiculaire à l'axe 1 et centre sur la paire de contacts 9, pour ouvrir la paire de contacts 10. Cette rotation de la barrette 12 se poursuit jusqu'à ce que cette barrette vienne reposer -d'une marnière stable sur la face gauche de l'organe de commande 5, comme représenté à la figure 3. Si la pression du fluide du système surveillé continue alors de croitre,la barrette 12 se déplace alors en translation parallèlement à l'axe 1, portée par l'organe de commande 5, ce qui provoque l'ouverture de la paire de contacts 9 pour une troisième valeur de pression prédéterminée (voir Fig.4). En sens inverse, si la pression commence alors à diminuer, les contacts 9 et 10 se refermeront successivement. On peut utiliser la fermeture de ces contacts pour commander l'alimentation électrique d'une pompe p .I acée dans le circuit du fluide du système surveillé, de maniére à maintenir la pression du fluide dans une plage de pression dont les Limites sont déterminées par les valeurs pour lesquelles la tige de commande 21 provoque, par L'intermédiaire de l'organe de commande 5, l'ouverture ou la fermeture des contacts 9 et 10. De même une chute de pression importante dans le système, accidentelle par exemple, provoquera l'ouverture des paires de contacts 8 et 11 et donc la mise hors tension du dispositif électrique ou électronique mentionné plus haut. Suivant l'invention, des vis de réglage 17 et 18 permettent de régler la position du contact fixe des paires de contacts 9 et 10, par simple déformation de ce contact fixe. Ceci permet de régler, indépendamment l'un de l'autre, les niveaux de pression auxquels correspondent un changement d'état des paires de contacts 9 et 10. On peut ainsi ajuster la position et la largeur de la plage de pression surveillée. Bien entendu, et bien que cela ne soit pas apparent au dessin, le contact fixe de la paire de contacts 8 pourrait être équipé de mêmes moyens de réglage. On se réfère maintenant à la figure 5, où l'on a représenté une partie d'un circuit électrique de commande d'un dispositif à pression de fluide qui fait usage du contacteur suivant I' inve nt ion. Sur cette figure, les divers contacts électriques portent les mêmes références numériques que ceux appara1ssant aux figures 1 à 4, qui représentent le contacteur suivant l'invention, ceci pour faciliter la compréhension du fonctionnement du circuit. Le dispositif à pression de fluide peut être, par exemple, utilisé pour actionner les freins d'un véhicule automobile. Un tel d-ispositif comprend un circuit de fluide dans lequel se trouve une pompe actionnée par un moteur électrique M alimenté par la batterie du véhicule. Le dispositif comprend en outre un organe d'alarme sonore et/ou visuelle 31 placé en série avec un interrupteur 32 commandé par la clé de contact du véhicule, interrupteur électriquement connecté à la batterie du véhicule. Des paires de contacts 8, 11, définissent un interrupteur à contact-travail interposé entre L'organe d'alarme et la masse. Le moteur de la pompe est commandé par un relais à contact-travail 33. Le bobinage 33" du relais est connecté d'une part au point commun à l'interrupteur 32 et à l'organe d'alarme 31 et, d'autre part au contact 16 commun aux paires de contacts 9 et 10 définissant des interrupteurs à contact-repos. Une diode 34 est intercalée entre les contacts 9 et le point commun au fil d'alimentation du moteur M et à l'interrupteur 33' commandé par le bobinage 33" du relais 33. Cette diode empêche Le courant venu du moteur M de s'écouler vers la masse à travers les paires de contacts 9 et 10. Il est clair que les contacts 8,11,9,10,16, sont réunis dans un contacteur suivant l'invention, conformément aux références correspondantes des figures 1 à 4. Le circuit de la figure 5 réagit au passage de la pression, dans le circuit de fluide surveillé, par trois valeurs de pression P1, P2, et P3, croissant dans cet ordre. Au démarrage du véhicule., l'interrupteur 3-2 se ferme et le bobinage 33" du relais est alimenté pour fermer l'interrupteur 33' qui place le moteur de la pompe sous tension. La pression dans le circuit de fluide commence alors à croitre sous l'action de la pompe. Lorsque cette pression passe par la valeur P1, les contacts 8,11 se ferment pour mettre l'organe d'alarme 31 sous tension. La pression continuant alors à croître jusqu'à la valeur- P2, l'interrupteur à contact-repos 10 s'ouvre pour déconnecter l'interrupteur à contact-repos 9 de la masse sans pour autant perturber le fonctionnement de la pompe. En effet, le courant traversant le bobinage 33" du relais peut s'écouler vers la masse en passant par l'interrupteur 9 et la diode 34 ainsi que par l'interrupteur 33' du relais luimême. La pression continuant à croitre l'interrupteur 9 s'ouvre lorsque cette pression atteint la valeur P3. Le relais 33 est alors désexcité et l'interrupteur 33' s'ouvre pour couper l'alimentation du moteur de la pompe. La pression dans le circuit de fluide commence alors à redescendre et lorsque celle-ci atteint la valeur P2, L'interrupteur 10 se referme pour exciter de nouveau le bobinage 33" du relais 33, ce qui a pour effet de refermer l'interrupteur 33' et d'alimenter de nouveau la pompe. Cette alimentation provoque la remontée de la pression jusqu'à la valeur P3 où de nouveau l'interrupteur 9 s'ouvre pour que cette pression redescende et reste ainsi dans la plage de pression bornée par les valeurs P2 et P3. Comme on l'a vu plus haut, on peut ajuster indépendamment les valeurs de P1,P2 et P3 en agissant sur la position des contacts, par exemple à l'aide de vis de réglage. Le contacteur suivant l'invention exécute avec précision plusieurs commutations, à l'aide d'un contacteur unique permettant une réduction des coûts de fabrication. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été décrit qu'à titre d'exemple. Ainsi, les paires de contacts 8, 11 d'une part, 9, 10 d'autre part, pourraient être rendues tout-à-fait indépendantes l'une de l'autre en réalisant les barrettes de support de contacts en un matériau non conducteur de l'électricité. De même, des grandeurs autres qu'une pression de fluide pourraient être régulées par un circuit comprenant un contacteur suivant l'invention. Divers transducteurs bien connus de l'homme de métier permettent de convertir une telle grandeur physique ou électrique, par exemple, en un déplacement de L'organe de commande du contacteur. REVENDICATIONS 1. Contacteur électrique, du type comprenant un organe de commande mobile en translation pour passer par au moins des première et deuxième positions correspondant chacune au changement d'état d'au moins des première et deuxième paires de contacts électriques pouvant être ouverts ou fermés, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une barrette qui porte des premier et deuxième contacts électriques formant partie de la première et de la deuxième paires de contacts, respectivement, l'organe de commande coopérant avec cette barrette pour faire tourner celle-ci autour d'un axe de rotation perpendiculaire à l'axe de translation de l'organe de commande, de manière qu'à chacune des extrémités de sa course en rotation, la barrette change l'état d'une des paires de contacts électriques. 2. Contacteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort qui charge la barrette en sens opposé à celui de l'action exercée par l'organe de commande sur cette barrette. 3. Contacteur conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérise en ce que l'organe de commande comprend au moins une surface d'appui (5") pour faire basculer la barrette, lors de sa course en rotation autour d'un-axe passant par L'une des paires de contacts. 4. Contacteur conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que la surface d'appui (5") coopère avec la partie contigüe de l'organe de commande pour recevoir la barrette dans une position fixe par rapport à cet organe, de manière à autoriser un déplacement en translation de la barrette, au-delå de sa course en rotation. 5. Contacteur conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la surface d'appui (5") déborde axialement de l'organe de commande pour recevoir la barrette dans une positon incLinée sur L'axe de translation de l'organe de commande, au-delà de la course en rotation de la barrette. 6. Contacteur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux barrettes chargées l'une vers l'autre et coopérant chacune avec deux paires de contacts électriques, deux surfaces d'appui (5',5") formées sur l'organe de commande pour agir sur ces barrettes., cet organe étant mobile entre ces deux barrettes pour déclencher séquentiellement le changement d'état des quatre paires de contacts, aux extrémités des courses en rotation des barrettes, quand il se déplace d'une extrémité à l'autre de sa course en translation. 7. Contacteur conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de commande passe par des première, deuxième, et troisième positions successives sur l'axe de sa translation, correspondant respectivement à la fermeture des contacts d'une paire de contacts constituant un premier interrupteur électrique à contact-travail et à l'ouverture des contacts de deuxième et troisième interrupteurs à contact-repos. 8. Contacteur conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que les contacts d'une même barrette sont électriquement connectés. 9. Contacteur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes,- caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage des positions de changement d'état des paires de contacts électriques. 10. Contacteur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif sensible à une pression de fluide pour régler la position axiale de l'organe de commande en fonction de cette pression. 11. Application du contacteur conforme à l'ensemble des revendications 7 et 10, à la régulation d'une pression de fluide établie par une pompe actionnée par un moteur électrique, caractérisé en ce que l'alimentation de la pompe est coupée quand s'ouvre le troisième interrupteur tandis que cette alimentation est rétablie quand le deuxième interrupteur se referme.