Brevet FR2634586A1 — publié le 19900126

Boîte de commutation électrique commandée sous pression Ces boîtes de commutation commandé sous pression sont disponibles dans le commerce, dans différents modes de réalisation, et servent, en général, à convertir un signal de pression en un signal électrique. Ces boîtes de commutations connues ont, pour principaux inconvénients, d'être encombrantes, de construction complexe et coûteuse, de sorte qu'il n'est guère possible de les placer directement dans des cartes de commutation ou sur des plaques de circuits imprimés, à côté de composants électroniques. Elles ont encore,pour inconvénient, de ne pas permettre de fixer et de régler la pression de déclenchement, avec une précision suffisante. La présente invention se propose donc de réaliser une boîte de commutation électrique commandée sous pression du type précité qui permette de fixer très exactement la pression de déclenchement, avec une construction simple, peu encombrante et d'un coût avantageux. Ce but est atteint suivant l'invention en ce que l'organe mécanique de déclenchement est un piston pour fluide, agissant sur l'organe d'actionnement électrique, par un organe intermédiaire mécanique, et sur lequel agit un ressort de rappel. Une boîte de commutation de ce type peut être très compacte et robuste. En dimensionnant convenablement le piston et le ressort de rappel, on peut régler une pression de déclenchement très précise. La forme de l'organe intermédiaire permet - aussi d'agir de façon simple sur cette valeur de déclenchement. Grâce à l'utilisation d'un organe intermédiaire de ce type, on peut aussi adapter les interrupteurs du commerce que l'on trouve à un prix avantageux, sous forme de produits de grandes séries. Il suffit de monter un interrupteur de ce type, de préférence un interrupteur à clavier, dans un évidement correspondant du boîtier, les connexions de ce dernier, dirigées vers l'extérieur, servant en même temps de connexions à la boîte de commutation. Le piston de cette boîte de commutation peut,de manière avantageuse,être à double effet et soumis à l'action d'une pression des deux côtés. Le déclenchement de l'interrupteur électrique se fait, dans ce cas pour une certaine pression différentielle. Pour des applications déterminées, il peut être avantageux aussi d'avoir un piston étagé et d'avoir les deux surfaces,sur lesquelles agit la pression, de dimensions différentes. Ceci permet d'agir aussi sur la valeur de déclenchement. Dans une variante particulièrement avantageuse, l'organe intermédiaire mécanique est un ressort plat, en particulier un ressort à lame, s'appliquant de manière élastique contre le piston et contre l'organe d'actionnement électrique. La transmission de la force de piston sur le piston, et la fonction de rappel du piston sont réalisées par un seul élément de construction simple. Dans un mode de réalisation dans lequel le piston se déplace à peu près perpendiculairement à la direction d'actionnement de l'organe d'actionnement électrique et dans lequel le ressort plat, replié en équerre, s'applique, par une branchecontre l'organe d'actionnement et,par l'autre branche contre une surface oblique du piston, on a une construction très compacte et un déclenchement précis de l'interrupteur électrique. Cette surface oblique est avantageusement située entre les surfaces du piston sur lesquelles agit la pression, dans la zone de son épaulement. Une zone de déclenchement prévue sur la branche du ressort plat qui s'applique contre le piston, et qui fait saillie vers l'autre branche, dans la zone de l'organe d'actionnement électrique, contribue aussi à l'obtention d'un déclenchement précis. Lors du déplacement du piston, cette zone de déclenchement est déviée vers l'organe d'actionnement électrique et déclenche celui-ci. Dans une autre variante avantageuse de l'invention, l'organe intermédiaire mécanique est un levier pivotant. Ceci permet en particulier pour les très petites pressions, de produire une force de déclenchement suffisante sur l'interrupteur, qui est de toute façon déjà faible par exemple avec un interrupteur à clavier. Le raccourcissement de la course du levier peut aussi être avantageusement utilisé pour obtenir une valeur de-déclenchement très précise. Avec un levier monté pivotant à une extrémité et présentant un point d'attaque pour le piston dans la zone de l'extrémité opposée, et s'appliquant contre l'organe d'actionnement électrique, par un point situé entre ces deux extrémités, on a une construction simple. Dans cette construction, le ressort de rappel est avantageusement un ressort hélicoïdal réglable, qui permet de régler de façon simple et précise la valeur de déclenchement, par exemple une vis de réglage agissant sur le ressort hélicoïdal. Dans un interrupteur pouvant être introduit de l'extérieur dans un évidement du boîtier, ces connexions dirigées vers l'extérieur forment directement les connexions électriques de l'ensemble de la boîte de commutation. Si par exemple celles-ci sont des connexions soudées, la boîte de commutation peut être directement fixée par celles-ci sur une plaque de circuits imprimés. Dans le cas de connexions à fiches, la boîte de commutation peut être enfichée dans des contre-contacts correspondants. Comme boîtier, il est prévu avantageusement le boîtier d'une bobine magnétique pour une électrovanne pour fluide, les connexions électriques de l'interrupteur occupant la place des connexions électriques de la bobine magnétique. Ce boîtier est pourvu, de manière étanche, d'un boîtier pour un élément de vanne et porte des raccords pour fluide convenablement disposés, qui sont en liaison active de manière interne avec le piston. Ce dispositif peut former de manière avantageuse un bloc unique, avec des électrovannes, et être enfiché dans le même dispositif de support ou de connexion. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Deux modes de réalisation de l'invention sont illustrés à titre d'exemple non limitatif aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente un premier mode de réalisation comportant un organe intermédiaire ayant la forme d'un levier, et la figure 2 représente un deuxième mode de réalisation comportant un organe intermédiaire ayant la forme d'un ressort plat. Dans le premier exemple de réalisation représenté sur la figure 1, un boîtier 10 comporte un évidement ouvert vers l'extérieur destiné à recevoir un interrupteur électrique Il se présentant sous la forme d'un interrupteur à touche. La fixation de l'interrupteur 11 dans le boîtier 10 peut se faire par vissage, encliquetage, serrage, collage ou similaire. Deux connexions soudées 12 de l'interrupteur 11 ressortent du boîtier, de sorte que l'ensemble de la boîte de commutation peut être monté dans une plaque de circuit imprimé ou similaire, et y être soudé. Il est bien entendu que la boîte de commutation peut aussi être enfichable; dans ce cas on a des contacts à fiches au lieu de connexions soudées. Dans la position représentée de la vue en coupe de la boîte de commutation, on a une cavité 13 horizontale au-dessus de l'interrupteur 11 monté dans le boîtier 10, dans laquelle un organe intermédiaire ayant la forme d'un levier 14, est monté pivotant à son extrémité gauche, dans la paroi latérale gauche du boîtier 10, à gauche au-dessus de l'interrupteur 11. Ce levier 14 passe sur un organe d'actionnement électrique de l'interrupteur 11. L'extrémité libre, droite du levier 14 est coudée vers le haut et pénètre dans un volume de cylindre 16 vertical, et s'applique contre un piston 17 coulissant verticalement. Le volume de cylindre 16 est relié au- dessus du piston 17, à un raccord 18 pour fluide qui est un raccord taraudé, et dans lequel on peut visser un raccord à vis d'un conduit pour fluide non représenté, afin de faire agir, à partir du haut, la pression d'un fluide, sur le piston 17. Dans la zone de l'extrémité libre droite du levier 14, avant que celui-ci ne forme un coude; une vis de réglage 19 est disposée réglable par vissage, dans un perçage taraudé 20 correspondant du boîtier 10. Cette vis de réglage 19 traverse le levier 14 par un évidement 21. Entre la tête de vis portant la tige filetée de la vis de réglage 19, et le levier 14, il est prévu un ressort de rappel 22 pour le piston. Si le raccord 18, et par conséquent le piston 17 est soumis à une pression de fluide, le piston 17 se déplace vers le bas en fonction de la pression et de la force du ressort de rappel 22 agissant à l'encontre de celle-ci, et actionne l'interrupteur 11, par l'intermédiaire de l'organe d'actionnement 15. Etant donné que la force du ressort de rappel 22 peut être réglée par la vis de réglage 19, la pression limite à partir de laquelle l'interrupteur - 11 est actionné, est également réglable. Pour obtenir une grande diversité des pressions limites de réglage, le ressort de rappel 22 peut être remplacé par d'autres ressorts à constante différente, ce qui permet de régler la boîte de commutation pour une grande gamme de pressions. La boîte de commutation représentée dans un boîtier 10, peut, évidemment, aussi être placée dans deux boîtiers, c'est-à-dire que l'interrupteur 11 et le point d'appui du levier 14 se trouvent dans un boîtier, et l'extrémité libre du levier 14 pénètre dans l'autre boîtier dans lequel est placé le piston. Dans le deuxième exemple de réalisation représenté sur la figure 2, d'une boîte de commutation électrique commandée par pression, un interrupteur 11 est à nouveau fixé dans un évidement adapté d'un bottier 25. L'interrupteur 11 comporte à la place de connexions soudées, des contacts à fiches 26 dont un seul est représenté sur le dessin. Dans un perçage de cylindre 27 à deux étages, situe horizontalement au-dessus de. l'interrupteur 11, il est prévu un piston 28 à deux étages pouvant coulisser horizontalement., Ce piston 28 comporte, à son extrémité droite, une zone cylindrique.29 de petit diamètre, et à son extrémité gauche une zone cylindrique 30 de grand diamètre. Les deux zones cylindriques 29, 30 sont pourvues chacune d'un joint d'étanchéité 31, 32 afin de rendre étanche le piston vers les perçages de cylindre 27 étagés. La zone centrale du perçage de cylindre 27 est reliée à l'évidement destiné à l'interrupteur 11, par une ouverture 33. Le piston présente une surface arrondie ou chanfreinée 34 dans la zone de cette ouverture 33. Un ressort plat 35 en forme de ressort à lame, est replié en V et s'applique par son grand côté, contre l'organe d'actionnement 15 de l'interrupteur 11, tandis que l'extrémité libre de cette branche prend appui contre une zone de boîtier 36 recouvrant l'interrupteur 11. L'autre branche courte du ressort plat 35 s'applique contre la surface arrondie 34, et est repliée ou coudée à son extrémité libre, vers l'autre branche. L'extrémité coudée 37 est dirigée à peu près vers le centre de l'organe d'actionnement 15. Le perçage de cylindre 27 horizontal formant un passage à travers le boîtier 25, est rendu étanche, à son extrémité droite de section transversale réduite, par un couvercle 38. Un autre boîtier 39 est fixé sur la surface opposée du boîtier 25. Les vis de fixation nécessaires pour ce boîtier 39 et pour le couvercle 38 ne sont pas représentées. Le perçage de cylindre 27 aboutissant à la paroi gauche du boîtier 25, se prolonge encore sur une courte distance dans le boîtier 39, o une butée est formée pour le piston 28. A partir de ce prolongement 40 du perçage de cylindre 27 dans le boîtier 39 s'étend un conduit de fluide 41 qui mène à un raccord de fluide 42, sur la face extérieure gauche du boîtier 39. Un conduit de fluide 43 s'étend de même de l'extrémité droite du perçage de cylindre 27 de section transversale réduite, à travers les deux boîtiers 25, 39, jusqu'à un raccord de fluide 44, situé sur la face extérieure gauche du boîtier 39. Deux joints d'étanchéité annulaires 45, 46 entourent respectivement le perçage de cylindre 27 et le conduit 43, au point de liaison entre les boîtiers 25 et 39. La boîte de commutation représentée comme deuxième exemple de réalisation, peut être un interrupteur simple ou un interrupteur à pression différentielle. Si on utilise un interrupteur à pression différentielle, les deux raccords de fluide, 42, 44 et par conséquent les deux faces terminales opposées du piston 28 sont soumises à des pressions différentes. Le déplacement du piston 28 dépend encore du rapport entre les surfaces de piston efficaces, c'est-à-dire que le piston n'est en équilibre que si les pressions sont inversement proportionnelesauxsurfaces efficaces. Si la pression s'élève au raccord 42, le piston 28 se déplace vers la droite et presse la petite branche du ressort plat avec l'extrémité 37 coudée contre l'autre branche, et par-conséquent contre l'organe d'actionnement 15. A partir d'une certaine position du piston 28, l'interrupteur 11 est. actionné. En cas de baisse de pression, le ressort plat 35 repousse le piston 28 dans sa position initiale, par l'intermédiaire de la surface arrondie 34. Le piston 28 peut évidemment avoir la même section transversale sur les deux faces terminales efficaces, la surface arrondie 34 étant alors formée dans un évidement de ce piston. Si l'on ne mesure pas une pression différentielle, le raccord 44 reste soit ouvert soit soumis à une pression de réglage variable, pour régler le point de déclenchement de l'interrupteur 11 ou la pression limite d'intervention. Ceci peut évidemment se faire aussi par l'intermédiaire d'un ressort réglable, selon le premier exemple de réalisation, et qui agit sur la face frontale droite du piston 28. Le bottier 25 est un bottier normalisé pour une bobine magnétique, tandis que le boîtier 39 est un bottier normalisé pour un élément de vanne. L'ensemble de la boîte de commutation peut ainsi être monté par exemple dans un unité enfichable pour électrovannes ou sans modification des branchements électriques ou des raccords pour fluide. Les contacts à fiches 26 et les raccords 42, 43 doivent bien évidemment être conformes aux branchements et raccords normalisés d'une électrovanne. Dans un mode de réalisation simplifié, la zone 29 droite, cylindrique et la zone correspondante du perçage de cylindre 27 peuvent aussi être supprimées. Si l'on utilise un interrupteur 11 ne comportant pas d'organe d'actionnement 15 faisant saillie vers l'extérieur, le levier 14 selon le premier exemple de réalisation, ou l'extrémité 37 coudée peut aussi être pourvue d'un prolongement pénétrant dans -l'interrupeur 11. REVENDICATIONS 1. Boîte de commutation électrique commandée pression, comportant un organe de déclenchement mécanique, se déplaçant sous l'effet de la pression d'un fluide, et qui agit sur un organe d'actionnement (15) électrique d'un interrupteur (11) électrique, caractérisée en ce que l'organe de déclenchement mécanique est un piston (17, 28) agissant, par un organe intermédiaire (14, 35) mécanique sur l'organe d'actionnement (15) électrique, sur lequel agit un ressort de rappel (22). 2. Boîte de commutation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston (28) est un piston à double effet, soumis des deux côtés à l'action d'une pression. 3. Boîte de commutation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le piston (8) est étagé, et en ce que les deux surfaces opposées sur lesquelles agit la pression, ont des dimensions différentes. 4. Boîte de commutation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'organe intermédiaire (35) mécanique est un ressort plat, en particulier un ressort à lame, qui s'applique élastiquement contre le piston (28) et contre l'organe d'actionnement (15) électrique. 5. Boîte de commutation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le piton (28) se déplace à peu près perpendiculairement à la direction d'actionnement de l'organe d'actionnement (15) électrique, et en ce que le ressort plat (35) replié en équerre s'applique par une branche contre l'organe d'actionnement (15), et par l'autre branche contre une surface oblique (34) du piston (28). *]! 6. Boîte de commutation selon la revendication , caractérisée en ce que la surface oblique (34) est placée entre les surfaces du piston (28) sur lesquelles agit la pression, dans la zone de son épaulement. 7. Boîte de commutation selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que la branche du ressort plat 35 s'appliquant contre le piston (28), présente une zone de déclenchement (37) faisant saillie vers l'autre branche, dans la zone de l'organe d'actionnement (15) électrique. 8. Boîte de commutation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'organe intermédiaire mécanique est un levier (14) pivotant. 9. Boîte de commutation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le levier 14 est monté pivotant à une extrémité, en ce qu'il présente un point d'attaque pour le piston 17, dans la zone de l'extrémité opposée, et s'applique en un point situé entre ces deux extrémités, contre l'organe d'actionnement électrique (15). 10. Boîte de commutation selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que le ressort de rappel (22) est un ressort hélicoïdal réglable. 11. Boîte de commutation selon la revendication , caractérisée en ce que le ressort de rappel (22) s'applique contre le levier (14), à l'encontre de la force du piston, dans la zone du point d'attaque du piston (28), et est pourvu d'une vis de réglage (19) permettant de régler la force du ressort. 12. Boîte de commutation selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que l'interrupteur (11) peut être introduit de l'extérieur dans un évidement du boîtier, les connexions (12, 26) électriques étant dirigées vers l'extérieur. 13. Boîte de commutation selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que l'interrupteur (11) est un interrupteur à touche pourvu de connexions soudées (12). 14. Boîte de commutation selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'il est prévu comme boîtier (25), le boîtier d'une bobine magnétique d'une électrovanne à fluide, les connexions électriques (26) de l'interrupteur (11) étant positionnées à la place des connexions électriques -de la bobine magnétique, et en ce qu'un boîtier (39) assemblé de manière étanche à ce boîtier (25), porte des raccords (42, 44) pour fluide, convenablement disposés pour un élément de vanne, et qui sont en liaison active interne avec le piston (28).