Brevet FR2625027A1 — publié le 19890623

I Dispositif de commutation actionnable notamment en fonction de positions données du piston d'un ensemble cylindre-piston La présente invention concerne un dispositif de commutation actionnable notamment en fonction de positions données du piston d'un ensemble cylindre-piston, avec un commutateur qui peut être notamment disposé extérieurement sur le cylindre, et qui présente deux contacts de raccordement qui peuvent être chacun reliés à un conducteur de signalisation réalisé par exemple sous la forme de brins de câble. De tels dispositifs de commutation sont utilisés pour indiquer des positions données de pièces mobiles de type quelconque, ou pour déclencher, en fonction de positions données de ces pièces, des processus de commutation ultérieurs donnés ou similaires. Ces dispositifs de commutation sont le plus souvent utilisés pour réagir à des positions données des pistons d'ensembles cylindre-piston. Ils sont, par exemple, employés pour indiquer les positions finales du piston, pour signaler des positions intermédiaires données du piston, pour déclencher à des positions données du piston une inversion du sens de déplacement du piston, et pour de nombreuses autres tâches encore. Comme commutateur, on emploie notamment ce qu'on appelle un commutateur Reed, qui présente deux contacts de commutation disposés à distance entre eux, et qui est disposé extérieurement sur la périphérie du cylindre. L'actionnement du commutateur s'effectue sans contact par le piston lui-même, qui porte à cet effet un aimant permanent qui, au cours du déplacement du piston, amène en contact les deux contacts de commutation.par suite du champ magnétique. Comme les commutateurs sont relativement sensibles aux influences externes, il est recommandé de les loger dans un boîtier. Mais ce dernier présente des dimensions relativemerit importantes, de sorte que l'ensemble cylindre-piston équipé du dispositif de commutation présente, par endroits, une dimension constructive très importante dans le sens radial. De la sorte, son installation est rarement possible quand. la place disponible est réduite, ce qui serait pourtant souvent souhaitable, notamment dans des robots industriels ou similaires. A cela s'ajoute que l'éloignement entre le commutateur et le cylindre ne peut souvent pas être choisi suffisamment faible pour que la fiabilité de commutation par le champ magnétique déclencheur de l'aimant qui se déplace conjointement avec le piston soit garantie dans une mesure suffisante. La présente invention a donc pour but de fournir un dispositif de 262502? commutation du type mentionné en introduction qui garantisse, avec une bonne protection du commutateur, une fiabilité de commutation suffisante, et qui présente une structure compacte, peu encombrante. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le commutateur est disposé dans une gaine protectrice qui l'entoure, ses contacts de raccordement se trouvant aux extrémités axiales mutuellement opposées, et que les. deux conducteurs de signalisation sont amenés à une extrémité de raccordement axial commun du commutateur, la gaine protectrice servant à la jonction électrique d'un conducteur de signalisation avec le deuxième contact de raccordement situé à l'extrémité du commutateur, opposée à celle de raccordement. On obtient ainsi un dispositif de commutation de structure compacte, attendu que les deux conducteurs de signalisation ne doivent être amenés qu'à l'une des extrémités axiales du commutateur, ce qui permet de supprimer un câblage supplémentaire encombrant. En effet, tandis qu'un des conducteurs de signalisation peut être directement relié au contact de raccordement du commutateur qui se trouve à l'extrémité de raccordement, la jonction électrique de l'autre conducteur de signalisation avec le contact de raccordement opposé a lieu par l'intermédiaire de la gaine protectrice. Cette dernière exerce donc deux fonctions, d'une part une fonction conductrice et d'autre part une fonction protectrice, en empêchant les dégradations du commutateur qui est logée en elle. La structure du dispositif de commutation permet de le disposer sur la périphérie externe d'un cylindre de telle sorte que son sens axial s'étend parallèlement au sens longitudinal du piston. Les dimensions radiales de l'ensemble cylindre-piston peuvent être ainsi réduites à un minimum, de sorte qu'il peut être installé sans difficultés même lorsque la place disponible est restreinte. La gaine protectrice peut en outre servir de pièce de fixation, par l'intermédiaire de laquelle le dispositif de fixation peut être monté sur le cylindre. Enfin, le dispositif de commutation présente ainsi un- faible nombre de pièces détachées, de sorte que sa fabrication peut être réalisée d'une manière économique. La gaine protectrice est opportunément réalisée au moins partiellement en un matériau à propriétés conductrices, un des conducteurs de signalisation étant relié à la partie conductrice de la gaine protectrice, qui est elle-même *35 électriquement reliée au deuxième contact de raccordement, situé à l'extré- mité opposée à l'extrémité de raccordement. Toutefois, la gaine protectrice est de préférence réalisée entièrement en matériau conducteur, laiton notamment, ce qui simplifie et réduit considérablement le coût de la fabrication et du montage de la gaine protectrice. En outre, il est également possible de réaliser la gaine protectrice proprement dite en un matériau non conducteur, et de munir ensuite la gaine d'un conducteur électrique prédéter- minant le parcours du courant. Le commmutateur est avantageusement emmanché de manière amovible dans la gaine protectrice, son deuxième contact de raccordement étant enfiché en liaison électrique avec la gaine protectrice, ce qui permet un remplacement rapide en cas de défaillance. A cet effet, la gaine protectrice présente opportunément, à l'extrémité opposée à celle de raccordement, une paroi terminale qui comporte une ouverture d'enfichage pour recevoir le deuxième contact de raccordement, configuré en contact enfichable. Afin de ne pas exercer d'influence perturbatrice sur l'actionnement du commutateur, il est opportun de réaliser la gaine protectrice en un matériau non magnétique. Si la gaine protectrice, et opportunément également le commutateur, présentent une forme cylindrique et notamment cylindrique circulaire, on obtient des dimensions extérieures compactes. Une plaque conductrice, intercalée dans le parcours de courant entre les conducteurs de signalisation et les contacts de raccordement, est de préférence disposée à l'extrémité de raccordement de la gaine protectrice en prolongement axial de cette dernière, laquelle plaque porte opportunément des éléments indicateurs, diodes électroluminescentes par exemple, de sorte que l'état de commutation respectif du commutateur peut être également constaté visuellement. La plaque conductrice est opportunément en assemblage enfiché amovible avec le contact de raccordement du commutateur qui est disposé à l'extrémité de raccordement. Afin d'éviter les courts-circuits et afin d'empêcher que la gaine protectrice soit endommagée lors de la fixation sur un cylindre ou similaire, cette dernière est avantageusement disposée dans un boîtier isolant réalisé en un matériau non conducteur. Ce boîtier est opportunément configuré en enveloppe cylindrique creuse, fermée à une extrémité, qui est opportunément réalisée en matière plastique, et dans laquelle peut être emmanchée la gaine protectrice. La plaque conductrice et au moins la région de raccordement des conducteurs de signalisation se trouvent elles-aussi de préférence dans une enveloppe cylindrique creuse, qui se raccorde au boîtier isolant. Afin de garantir la visibilité des éléments indicateurs; l'enveloppe peut être réalisée dans leur région en un matériau laissant passer la lumirr'c. Cette enveloppe' peut aussi être réalisée en deux parties, dont l'une laisse passer la lumière. La fixation du dispositif de commutation à un cylindre ou similaire s'effectue de préférence par l'intermédiaire d'un support saisissant la gaine protectrice et fixé au cylindre. On obtient ainsi un maintien fiable, sans risque de dégradation du commutateur ou de ses conduc:. -s de signalisa'?, n. L'invention va être maintenant décrite plus en détails a l'aide du dessin annexé, dans lequel: Figure 1 est une vue en coupe longitudinale, en représentation simplifiée, d'un ensemble cylindre-piston qui est équipé du dispositif de commutation selon l'invention; Figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif de la figure 1, selon la ligne de coupe 11-11; et Figure 3 est une vue en coupe selon la ligne de c--:- 11-111 de la'figure 2, qui présente une forme de réalisation avantageuse du disposit:- commutation; pour plus de clarté, le support et le cylindre n'y sont pas représentés. Les figures représentent un domaine d'application particulièrement avantageux pour le dispositif de commutation selon l'invention, dans lequel il sert à émettre un signal de commutation ou encore de commande en fonction de la position d'un piston I d'un ensemble cylindre-piston 2. I1 existe également une multiplicité d'autres possibilités d'utilisation, dans lesque s le dispositif de commutation 3 peut être employé pour être. commuté sans contact par une pièce déplacée. A titre d'exemple, oc ccntentera de citer l'asservissement du dispositif par des chariots mobiles de machines, ou des dispositifs de transport. L'ensemble cylindre-piston 2 comprend un cylindre 4 fermé à ses deux extrémités, dans lequel le piston 1 est guidé coulissant. dans le sens axial, lequel piston est lui-même relié coaxialement à une tige de piston 5, laquelle traverse, en coulissement vers l'extérieur et avec étanchéification, un des couvercles 6 du cylindre. Le dispositif de commutation 3 comprend un commutateur 7 disposé extérieurement sur le cylindre 4 dans la région de sa périphérie externe, commutateur qui est de préférence réalisé sous 1, ferme de ce qu'on appelle un commutateur Reed, et qui, c le:.,- Je montre la)g-dre 3, présente deux contacts de commutation 8, 8'...:.:. distance radiale entre eux par rapport à l'axe longitudinal du cylindre. La pièce' mobile engendrant un signal de commutation, à savoir ici le piston 1, porte un aimant permanent 9, dont le champ magnétique permanent émis met en cont, Y-:tuel, lors de son déplacement devant le commutateur 7, les deux con, de commutation 8, 8'. Cela réalise la jonction entre deux conducteurs de signalisation 10, 11, qui dans le présent exemple de réalisation sont configurés en brins de câble, et qui sont reliés à des contacts de raccordement 14, 15 des deux contacts de commutation 8, 8'. Le commutateur 7 présente un boîtier cylindrique circulaire 16 réalisé de préférence sous la forme d'un corps en verre, dont les deux extrémités axiales sont courbées en forme de capuchons sphériques, de sorte qu'on obtient en coupe transversale un aspect extérieur sensiblement oval. Les deux contacts de raccordement 14, 15 se trouvent sur les deux côtés axiaux 17, 17', a -tir desquels ils partent en saillie dans le sens axial hors du boîtier 16 sous la forme de broches. Le commutateur se trouve dans la cavité intérieure 18 d'une gaine protectrice cylindrique creuse 19, qui entoure totalement le commutateur 7 sur toute sa longueur axiale et le long de la totalité de sa circonférence. La cavité intérieure 18 et par suite également la gaine protectrice 19 sont ouvertes à une extrémité axiale, appelée ci-après extrémité de raccordement , par lequel le commutateur 7 peut être emmanché dans la gaine protec- trice 19 et ressorti de cette dernière. A son extrémité opposée 21, la gaine protectrice 19 est fermée par une paroi terminale 22 disposée opportunément dans un plan radial, laquelle présente en un endroit central une ouverture d'enfichage 23, dans laquelle est enfiché de manière amovible, à l'état monté du commutateur 7, le deuxième contact de raccordement associé 15. Le contact de raccordement 15 est donc un contact enfichable, contre lequel s'applique le bord périphérique de l'ouverture d'enfichage 23. E- x,'; d'obtenir un mode de construction compact, les deux conducteurs de >..on 10, 11 sont amenés dans le sens axial à l'extrémité de raccordement 20 du commutateur 7, en étant opportunément contenus dans un câble coaxial 24, dont la partie de raccordement 25 est disposé coaxialement au commutateur 7, en prolongement axial de ce dernier. Le conducteur de signalisation 10 est relié électriquement au contact de raccordement 14 du commutateur 7 qui se trouve à l'extrémité de raccordement 20. Cette jonction peut être réalisée directement par brasage ou enfichage à l'aide d'assemblages enfichables conventionnels, mais il peut également être prévu, comme dans le présent exemple de réalisation, d'utiliser, podr la jonction, une plaque conductrice 29. Cette dernière. se trouve entre la partie de raccordement 25 et l'extrémité de raccordement 20 de la gaine protectrice 19, le conducteur de signalisation 10 étant fixé par vissage sur la plaque conductrice 29 et relié par l'intermédiaire d'une voie conductrice 30 à un contact enfiché 31 de la plaque conductrice, laquelle est emmanchée de manière amovible sur le contact de raccordement 14. Le principal avantage du dispositif de commutation selon l'invention consiste en ceci que le deuxième conducteur de signalisation 11, également amené à l'extrémité de raccordement 20, est relié électriquement au contact de raccordement 15 qui se trouve sur la paroi terminale 22 par l'inter- médiaire de la gaine protectrice 19. Cela signifie que l'on ne doit pas amener de câble ou similaire au deuxième contact de raccordement 15, ce qui permet un assemblage simple, qui autorise des dimensions radiales compactes. C'est pourquoi, dans le présent exemple de réalisation, là gaine protectrice 19 est réalisée entièrement en un matériau conducteur, laiton de préférence, et sert directement à la. transmission électrique des flux s'écoulant entre le contact de raccordement 15 et la conducteur de signalisation correspondant 11. Le montage du conducteur de signalisation Il sur la.gaine protectrice 19 peut avoir lieu par exemple par vissage, en prévoyant un alésage fileté correspondant dans la face frontale de l'extrémité de raccordement 20 de la gaine protectrice 19. Un assemblage enfiché est également possible, et ce tant directement par enfichage du conducteur de signalisation Il dans un alésage correspondant pratiqué dans la face frontale de la gaine protectrice 19 qu'indirectement, comme cela est mis en oeuvre dans le présent exemple de réalisation. Ici, le conducteur de signalisation Il est vissé à la plaque conductrice 29 déjà mentionnée, et la jonction électrique avec une broche 32 prévue sur le côté de la plaque conductrice 29 tournée vers la gaine protectrice 19 a lieu par l'intermédiaire d'une voie conductrice 30'. Cette broche est enfichée dans un évidement correspondant de la gaine protectrice 19, de sorte qu'on obtient le parcours de signalisation suivant: conducteur de signalisation 11, voie conductrice 30', broche 32, gaine protectrice 19, paroi terminale 22 de la gaine protectrice 19, et contact de raccordement 15. Au lieu de la forme de réalisation choisie, il peut également être prévu de ne réaliser la gaine protectrice que partiellement en un matériau conducteur, le conducteur de signalisation 11 étant alors relié à la partie conductrice de la gaine protectrice, laquelle partie est elle-même reliée électriquement au deuxième contact de -raccordement 15, opposé au côté de raccordement 20. Toutefois, la variante représentée est d'une réalisation plus simple en matière de technique de fabrication, et plus économique. Cela est également vrai par rapport à une autre forme de réalisation, selon laquelle la gaine protectrice, en vue de la jonction conductrice entre le conducteur de signalisation 11 et le deuxième contact de raccordement 15, est munie, à posteriori, d'un conducteur électrique prédéterminant le parcours du coutant. On pense ici par exemple à une métallisation au vide d'un matériau conducteur. Dans tous les cas, cependant, la gaine protectrice 19 est, de préférence, réalisée en un matériau non magnétique, de manière à supprimer toute éventuelle influence perturbatrice sur l'actionnement des contacts de commutation 8, 8' par le champ magnétique de l'aimant permanent 9. Comme on l'a déjà mentionné, la forme de réalisation représenté de la partie du dispositif de commutation 3 disposée extérieurement sur le cylindre présente une forme cylindrique circulaire allongée, étirée longitudinalement, de sorte qu'elle est prédestinée à être disposée en parallélisme d'axes sur la périphérie externe du cylindre, comme le montrent les figures 1 et 2. Comme l'extrémité de raccordement 20 des conducteurs de signalisation 10, 11 est concentrée sur un côté axial du commutateur, l'agencement peut présenter des dimensions constructives très faibles dans le sens radial, de sorte que les dimensions radiales de l'ensemble cylindre-piston ne sont qu'insensiblement augmentées par le dispositif de commutation. Cela autorise également une utilisation lorsque la place disponible est restreinte. On comprendra cependant que l'invention n'est pas limitée à la forme extérieure représentée de la gaine de protection, du commutateur, etc. D'autres formes de la gaine protectrice et des configurations adéquatement harmonisées du commutateur sont également possibles, l'important étant toutefois que le commutateur soit entouré par la gaine protectrice, afin d'empêcher toute dégradation de l'extérieur. De même, la gaine protectrice 19 peut être utilisée pour réaliser, par son intermédiaire, une fixation sur la paroi extérieure du cylindre 4 ou sur toute autre pièce. Afin d'éviter tous risques de courts-circuits ou similaires, il est alors opportun, comme cela se passe dans le présent exemple de réalisation, de loger en outre la gaine protectrice dans un boîtier isolant 33 à paroi mince, réalisé en un matériau non conducteur. Selon la figure 3, on a choisi comme boîtier isolant une enveloppe cylindrique creuse 34, fermée à une extrémité et réalisée notam- ment en matière plastique, dans laquelle la gaine protectrice munie de la paroi terminale 22 est préalablement totalement emmanchée. Munie de cette enveloppe protectrice 34, la gaine protectrice 19 peut être ensuite em- manchée 'dans un alésage correspondant 35 d'une bride de serrage 36 qui entoure le cylindre 4. En vue de son blocage. en un point quelconque de la longueur du cylindre, la bride de serrage 36 est fendue, et elle est serrée de manière amovible dans la région de cette fente 37 par une vis de serrage 38. La plaque conductrice 29 et la partie de raccordement 25 du câble 24 ou encore des conducteurs de signalisation 10, 11 sont ellesaussi de préférence logées de manière à être protégées des influences externes. A cet effet, comme le montre la figure 3, une nouvelle enveloppe cylindrique creuse 39 se raccorde au boîtier isolant 33 en prolongement axial de ce dernier, enveloppe qui entoure les pièces ou selon le cas parties précitées. L'enveloppe 39 est elle-aussi réalisée de préférence en matière plastique, et elle est au moins partiellement perméable à la lumière dans la région de la plaque conductrice 29. La raison en est la présence d'au moins un élément indicateur 40 prévu sur la plaque conductrice, de préférence sous la forme d'une diode luminescente ou similaire, qui peut indiquer l'état de commutation respectif du commutateur 7, et doit être visible de l'extérieur. Dans le présent exemple de réalisation, l'enveloppe 39 est à cet effet constituée de deux parties longitudinales 41, 41' qui sont emboîtées l'une dans l'autre, la partie longitudinale 41' étant réalisée transparente, et assemblée de manière amovible au boîtier isolant 33. A l'extrémité opposée au boîtier isolant 33, l'enveloppe 39 est assemblée à une partie terminale 42, réalisée en un matériau flexible, qui entoure le câble 24, de sorte que la plaque conductrice 29 est finalement totalement enrobée vis-à-vis de l'extérieur. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commutation actionnable notamment en fonction de positions données du piston d'un ensemble cylindre-piston, avec un commutateur qui peut être notamment disposé extérieurement sur le cylindre, et qui présente deux contacts de raccordement qui peuvent être chacun reliés à un conducteur de signalisation réalisé par exemple sous la forme de brins de câble, caractérisé en ce que le commutateur (7) est disposé dans une gaine protectrice (19) qui l'entoure, ses contacts de raccordement (14, 15) se trouvant aux extrémités axiales mutuellement opposées (17, 17'), et en ce que les deux conducteurs de signalisation (10, 11) sont amenés à une extrémité de raccordement axiale commun (20) du commutateur (7), la gaine protectrice (19) servant à la jonction électrique d'un conducteur de signalisation (11) avec le deuxième contact de raccordement (15), situé à l'extrémité du commu- tateur (7) opposée à celle du raccordement (20). 2. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine protectrice (19) est réalisée au moins partiellement en un matériau à propriétés conductrices, un (11) des conducteurs de signalisation étant relié à la partie conductrice de la gaine protectrice (19), qui est elle-même électriquement reliée au deuxième contact de raccordement (15), situé à l'extrémité opposée à celle de raccordement (20). 3. Dispositif de commutation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la gaine protectrice (19) est réalisée entièrement en matériau conducteur, et réalise la jonction électrique entre un (11) des conducteurs de signalisation et le deuxième contact de raccordement (15), disposé à l'extré- mité Opposée. 4. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine protectrice (19), en vue de la jonction électrique entre l'un (l) des conducteurs de signalisation et le deuxième contact de raccordement (15) -disposé à l'extrémité axiale opposé à celle de raccordement (20)- du commutateur (7), -est munie d'un conducteur électrique prédéterminant le parcours du courant, et est notamment métallisée au vide. 5. Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le commmutateur (7) est emmanché, de préférence de manière amovible, dans la gaine protectrice (19), son deuxième contact de raccordement (15) étant erifiché en liaison électrique avec la gaine protectrice (19), qui présente opportunément, à son extrémité (21) opposée à celle de raccordement (20), une paroi terminale (22) qui comporte une ouverture d'enfichage (23) pour recevoir le deuxième contact de raccordement (15), configuré en contact enfichable. 6. Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la gaine protectrice (19) est réalisée, au rmo'-s dans ses régions ou encore parties conductrices, en laiton. 7. Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la gaine protectrice (19) est réalisée en un matériau non magnétique. 8. Dispositif de -commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la gaine protectrice (19), et opportunément également le commutateur (7), présentent une forme cylindrique et notamment cylindrique circulaire, la gaine protectrice (19) entourant coaxialement le commutateur (7). 9. Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications à 8, caractérisé en ce qu'une plaque conductrice (29), intercalée dans le parcours de courant entre les conducteurs de signalisation (10, I l) et les contacts de raccordement (14, 15), est disposée à l'extrémité de raccorde- ment (20) de la gaine protectrice (19) en prolongement axial de cette dernière, laquelle plaque porte opportunément deux éléments indicatf -, diodes luminescentes par exemple, et est opportunément en assemblage enfiché, de préférence amovible, avec le contact de raccordement (14) du commutateur (7) qui est disposé à l'extrémité de raccordement (20). 10. Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendic -:as I à 9, caractérisé en ce que le commutateur (7) est -- c.mmutateur -. _. 11. Dispositif de commutation selon l'une quelconu;: des revendications I à 10, caractérisé en ce que la gaine protectrice (19) est disposée dans un boîtier isolant (33) réalisé en un matériau non conducteur et opportunément configuré en enveloppe cylindrique creuse (34), fermée à l'une de ses extrémités et réalisée notamment en matière plastique, dans laquelle est emmanchée la gaine protectrice (19). 12. Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications I à 11, caractérisé en ce que la plaque conductrice (29) et au moins la région de raccordement (25) des conducteurs de signalisation (10, 11) sont i.- dans une enveloppe cylindrique creuse (39) qui se raccorde de préférence au boîtier isolant (33) en prologement axial de ce dernier. ô- oi est réalisée, au moins dans la région des éléments indicateurs (40), er... matériau'laissant passer la lumière. 13. Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à i-. caractérisé en ce que le commutateur (7) est fixé, dans la région de la ga., otectrice (19), à un support (36) qui peut être fixé sur le cylindre (4).