Brevet FR2646281A1 — publié le 19901026

L'invention concerne un mécanisme de commutation pour un commutateur électrique à touche, comportant une bascule de manoeuvre qui, lorsque l'on appuie dessus, agit indirectement, et contre la force d'un ressort de compres- sion, sur une bascule de commutation qui fait commuter une ou deux bascules de contact,qui portent dans le boîtier du commutateur, pour les faire passer d'une position d'extré- mité à l'autre. A partir de la demande de brevet DE-A-2 209 784, on connaît un commutateur du type dont il est question, et qui comporte une bascule de manoeuvre qui est portée, au centre, par le boîtier du commutateur, qui, à chaque processus de commutation, fait commuter indirectement un pont de contact, porté, avec liberté de basculer, dans le boîtier du commutateur, pour le faire passer d'une position d'extrémité à l'autre, et qui revient ensuite à sa position de départ sous l'action du moment de rappel d'un ressort de compression. Le mécanisme de commutation connu y présente, dans ce but, un coulisseau qui, commandé par l'intermé- diaire de la bascule de manoeuvre, entraîne un poussoir bistable qui commute le pont de contact. L'invention a pour but d'améliorer un mécanisme de commutation pour un commutateur à touche,de façon telle que les composants nécessaires permettent, par leur structure, une mécanique dont le montage soit possible mécaniquement de façon simple.et avec une faible dépense. Selon l'invention, on atteint ce but par le fait que, sur la surface du boîtier de commutateur, entre la bascule de manoeuvre, la bascule de commutation et le ressort de compression, est disposé un coulisseau longitudinal que pilotent des bossages prévus sur la bascule de manoeuvre, et par le fait que le coulisseau comporte une traverse aux extrémités de laquelle sont disposées des parties latérales avec des paliers dans lesquels portent les tourillons d'une pièce pivotante qui, au voisinage de ses tourillons, présente des poussoirs par lesquels elle pénètre dans des ouvertures d'une bascule de commutation en forme de U et qui entrent, avec cette bascule, en liaison de solidarisa- tion forcée pour la manoeuvre de la bascule, ou des bascules de contact, lorsque la bascule de manoeuvre, qui opère le processus de commutation, lorsque l'on appuie dessus, pousse ses bossages sur les bords obliques des parties latérales du coulisseau, de sorte qu'il se produit en conséquence un mouvement de coulissement qui provoque le processus de commutation. On explique en détail ci-dessous un exemple de réa- lisation à l'aide des figures. La figure 1 est une coupe longitudinale du boitier du commutateur et de la bascule de commutation; la figure 1 représente également, en vue longitudinale, la bascule de manoeuvre, le mécanisme de commutation et une bascule de contact se trouvant en une position d'extrémité. La figure 2 représente la première phase de manoeuvre du mécanisme de commutation selon la figure 1; les poussoirs de la pièce pivotante portée dans le coulisseau s'y trouvent avec leurs surfaces d'appui supé- rieures dans un premier contact avec les surfaces d'appui correspondantes de la bascule de commutation. Lafigure 3 représente la seconde phase de manoeuvre du mécanisme de commutation selon-la figure 2; ici les poussoirs ont déjà pivoté vers le haut et sont en liaison de solidarisation forcée sur la bascule de commutation. La figure 4 représente la fin du cycle complet des phases de manoeuvre, la bascule de contact se trouvant à l'autre position d'extrémité; les surfaces d'appui infé- rieures des poussoirs s'y trouvent à l'intérieur des ouver- tures de la bascule de commutation et les poussoirs sont dirigés obliquement vers le haut. La figure 5 est une représentation en perspective éclatée du mécanisme de commutation. A l'aide de l'exemple de réalisation selon les figures 1 à 5, on va expliquer la structure du mécanisme de commutation, -de préférence sur l'exemple d'un commutateur monopolaire, ainsi que le déroulement d'un cycle de commu- tation complet. Pour permettre de se représenter les compo- sants de la mécanique dans sa structure, la figure 5 en donne, en vue en perspective, une représentation éclatée. A partir de cette représentation, on peut voir que le mécanisme de commutation peut s'exécuter soit comme commu- tateur monopolaire, soit comme commutateur bipolaire. La figure 1 représente partiellement une coupe lon- gitudinale d'un boitier de commutateur, représenté schéma- tiquement, avec une bascule de commutation, ainsi que, en vue latérale, le mécanisme de commutation conforme à l'invention en liaison active avec la bascule de manoeuvre. La surface 1, sensiblement rectangulaire, comporte, sur chacun de ses grands côtés, un support 32 avec tourillon 33, les supports étant situés en face l'un de l'autre par rapport à l'axe, ainsi qu'une ouverture de passage 35 en dessous de chacun de ces supports. Entre les supports 32, une bascule 3 de commutation,en forme de U, porte, par des perçages 34 et avec liberté de pivotement, sur les tourillons 33 intérieurs. La bascule 2 de manoeuvre porte, par des perçages 43, sur les tourillons 33 extérieurs. Les ailes 36 de la bascule 3 de commutation y passent par les ouvertures traversantes 35 de la surface 1, en venant jusqu'à la bascule 14 à contact qui porte, avec liberté de basculement, dans le réceptacle du boitier de commutateur. Du fait que, dans cet exemple, on a choisi un commutateur monopolaire, une seule aile 36 de la bascule de commutation est équipée d'une douille 37 à ressort de compression, qui contraint élastiquement la bascule 14 à contact. De plus, la surface 1 présente, sur l'un de ses petits côtés, des parois 30 d'appui, qui sont disposées transversalement et à une certaine distance l'une de l'autre et entre lesquelles est disposé un capot 31, qui sert à guider le coulisseau 5. Le mouvement longitudinal du coulisseau 5 peut être commandé sur cette surface 1 par les bossages 6 de la bascule 2 de manoeuvre. Le coulisseau 5 comporte notamment une traverse 7, qui présente à ses extrémités des parties latérales 8. Dans les parties latérales 8 se trouvent des-paliers 9. Entre ces paliers est insérée une pièce pivotante 11 ayant des tourillons 10. Cette pièce pivotante présente, immédiatement à l'intérieur prés de ses tourillons 10, de chaque côté, un poussoir 12. Les poussoirs sont de forme conique dans la direction de la bascule de commutation. Ceci leur permet de venir en prise dans des ouvertures 13 de la bascule 3 de commutation pour réaliser une liaison de solidarisation forcée. Lorsque l'on appuie sur la bascule 2 de manoeuvre, ses bossages 6 poussent sur des bords obliques 15 des par- ties latérales 8 du coulisseau 5, de sorte que l'on en arrive à un mouvement de coulissement du coulisseau 5 dans la direction de la bascule 3 de commutation, qui est portée avec liberté de pivotement. Les poussoirs 12 de la pièce pivotante 11 viennent alors, par l'intermédiaire de leurs surfaces 28 et 28' d'appui, en liaison de solidarité forcée avec des surfaces 29 et 29' d'appui de la bascule 3 de commutation. Par ses ailes 36, la bascule 3 de commutation trans- met le mouvement de pivotement à la bascule 14 à contact et fait basculer celle-ci à son autre position d'extrémité. Dans l'axe, sur sa traverse 7, s'étend dans la direction longitudinale ou direction de coulissement du coulisseau 5, un cadre 16 qui présente, sur sa face inférieure, des bossages 22' de glissement et qui, au voisinage de sa face frontale, sur ses deux parois extérieures 17, comporte des ailes 18 qui s'en écartent perpendiculairement. La face frontale du cadre 16 se prolonge en un prolongement 19, chanfreins vers le bas, qui sert à guider le coulisseau 5. Les ailes 18 présentent, dans la direction du coulissement, des prolongements 20 de guidage pour recevoir un ressort 4 de compression. Un mouvement de coulissement du coulisseau 5 pousse les ressorts 4 de compression contre les parois 30 d'appui, qui servent de contre-butée aux ressorts 4 de compression présents sur le coulisseau 5. Ces ressorts créent ainsi le moment de rappel nécessaire pour le fonc- tionnement du commutateur à touche. Les parties latérales 8, mentionnées au début, sur la traverse 7 du coulisseau 5 sont conçues, de façon spéciale, comme pièces conformées. Leurs contours extérieurs présentent respectivement des tronçons en forme d'arc qui servent de doigts 21 d'arrêt et qui, vers le bas, se transforment en bords obliques 15 et par contre tombent verticalement près de l'arc du tourillon. Les surfaces extérieures des parties latérales 8 du coulisseau 5 présen- tent les bossages 22 de glissement nécessaires pour un mouvement de coulissement. A l'extrémité de chaque surface extérieure, les parties latérales 8 présentent des doigts élastiques 23, qui sont dirigées vers le haut et comportent chacun un bossage 26 à l'extrémité. Les paliers 9 précités, destinés à loger les touril- lons 10 de la pièce pivotante 11, sont constitués du con- tour intérieur des doigts 21 d'arrêt, d'une paroi verticale 24, d'une surface 25 d'appui et du doigt élastique 23. Les tourillons 10 de la pièce pivotante 11 qui portent, avec liberté de rotation, dans ces paliers 9, présentent, en coupe, une forme dissymétrique qui présente, dans la direc- tion active du coulisseau 5, une surface 40 en forme d'arc de cercle et, dans la direction opposée, des flancs latéraux 41, qui, par l'intermédiaire d'angles arrondis 42, se transforment en une surface plane 27 verticale. Lorsque l'on n'appuie pas sur la bascule de manoeuvre, les touril- lons 10, maintenus dans leur position de départ par la pression exercée par les doigts élastiques 23, s'appuient, par leurs surfaces planes 27, contre les parois 24 des paliers 9. Grâce à la structure particulière des tourillons , ainsi qu'à celle des paliers 9, dans tous les cas de manoeuvre, la position de départ, nécessaire, du poussoir 12 est garantie pour faire commuter la bascule 3 de commu- tation et la bascule 14 à contact d'une position d'extré- mité à l'autre. Selon chaque fois la position de la bascule 3 de commutation, ce sont soit les surfaces d'appui 29 supérieures, soit les surfaces d'appui 29' inférieures qui 26462.81 viennent en contact avec les surfaces d'appui 28, 28' des poussoirs 12. On reconnaît particulièrement nettement sur les figures 2 à 4 le mouvement et le basculement des pous- soirs 12, ainsi que le sens de rotation et le coulissement des tourillons 10 dans les paliers 9 pendant les phases de manoeuvre, de façon que, chaque fois o l'on appuie à nouveau sur la bascule 2 de manoeuvre, se produise la liai- son de solidarisation forcée entre les poussoirs 12 et la bascule de commutation. Un cycle de commutation complet se réalise comme suit: selon la figure 1, la bascule 14 à contact se trouve, par son double contact 39, en position d'extrémité supérieure, en contact avec l'un des deux contre-contacts 38. En appuyant sur la bascule 2 de manoeuvre dans le sens de la flèche (figures 1 à 3), on fait coulisser horizontalement dans-la direction longitudinale le coulis- seau 5 disposé sur la surface 1 du boitier du commutateur. Du fait que les bossages 6 de la bascule 2 de manoeuvre appuient sur les bords obliques 15, le coulisseau se déplace vers la droite dans le sens de la flèche. En même temps quela pièce pivotante-11, disposée dans les paliers 9 du coulisseau, le coulisseau se déplace à l'encontre de la force de rappel du ressort 4 de compression dans le but de réaliser une liaison de solidarisation forcée entre ses poussoirs 12 et sa bascule de commutation. Dans la première phase du cycle, les poussoirs 12 pénètrent dans les ouvertures 13 de la bascule 3 de commutation jusqu'à venir en contact, par leurs surfaces d'appui 28 supérieures, avec les surfaces d'appui 29 supérieures de la bascule 3 de commutation (figure 2). Dans la seconde phase du cycle (figure 3), par suite du mouvement du coulisseau 5, il apparaît, aux points de contact des surfaces d'appui 28 et 29 supérieures, une force de réaction correspondante. Cette force opère un basculement des poussoirs vers le haut, jusqu'à ce que les surfaces d'appui 28' supérieures des poussoirs 12 viennent buter contre les surfaces d'appui 29' supérieures de la bascule 3 de commutation. Ainsi se réalise une liaison de solidarisation forcée. En outre, la surface d'appui 28 inférieure du poussoir a atteint une position qui permet son entrée, nécessaire, dans les ouvertures 13 de la bascule de commutation. Ensuite, du fait du roulement de l'angle supérieur 42 des poussoirs sur la paroi 24 du coulisseau 5, se produit un coulissement horizontal des poussoirs en direction de la bascule 3 de commutation, ce qui donne une course de manoeuvre supplémentaire et crée en même temps dans le doigt élastique 23 un moment de rappel supplémentaire pour le rappel des poussoirs. Sous l'effet de la pression résul- tant de la solidarisation forcée, la bascule 3 de commuta- tion commute brusquement à son autre position d'extrémité, l'aile 36, par la douille 37, insérée, du ressort de compression, faisant également et simultanément commuter la bascule 14 à contact à son autre position d'extrémité (figure 4). Lorsque l'on relâche la bascule 2 de manoeuvre, du fait du rappel simultané du coulisseau 5 par suite de la détente des ressorts 4 de compression, les poussoirs 12 de la pièce pivotante 11 quittent leur liaison de solidarisa- tion forcée avec la bascule 3 de commutation. Sous l'action d'une force, qui agit au point de contact des tourillons 10 des poussoirs et des bossages 26 des doigts élastiques et qui est produite par la précontrainte et le moment de rappel supplémentaire des doigts élastiques, les tourillons , et donc les poussoirs, reprennent brusquement leur position de départ, le mécanisme de commutation étant alors prêt pour le processus de commutation suivant. LISTE DES REPERES 1 Surface (boitier du commutateur) 2 Bascule de manoeuvre 3 Bascule de commutation en forme de U 4 Ressort de compression Coulisseau 6 Bossages de 2 7 Traverse de 5 8 Parties latérales de 7 9 Paliers de 8 Tourillons il Pièce pivotante 12 Poussoirs de 11 13 Ouvertures de 3 14 Bascule à contact 15 Bords obliques de 5 16 Cadre de 5 17 Parois extérieures de 16 18 Ailes de 17 19 Prolongement de 16 Prolongements de guidage 21 Doigts d'arrêt 22,22'Bossages de glissement 23 Doigts élastiques de 8 24 Parois de 9 Surfaces d'appui de 9 26 Bossages de 23 27 Surface de 10 28, 28'Surfaces d'appui de 12 29,29'Surfaces d'appui de 3 Parois d'appui de 1 31 Capot de 1 32 Supports de 1 33 Tourillons de 32 34 Perçages de 3 Ouvertures traversantes de i 36 Ailes de 3 liste des repères (suite) 37 Douilles de ressort de compression de 3 38 Contre-contacts 39 Contact double de 14 -40 Surface de 10 41 Flancs de 10 42 Angles de 10 43 Perçages de 2 - 2646281 REVENDICATIONS 1. Mécanisme de commutation pour un commutateur électrique à touche, comportant une bascule de manoeuvre qui, lorsque l'on appuie dessus, agit indirectement, et contre la force d'un ressort de compression, sur une bascule de commutation qui fait commuter une ou deux bascules de contact qui portent dans le boitier du commuta- teur pour les faire passer d'une position d'extrémité à l'autre, mécanisme caractérisé par le fait que sur la surface (1) du boitier de commutateur, entre la bascule (2) de manoeuvre, la bascule (3) de commutation et le ressort (4) de compression, est disposé un coulisseau (5) longitu- dinal que pilotent des bossages (6) prévus sur la bascule de manoeuvre, et par le fait que le coulisseau (5) comporte une traverse (7) aux extrémités de laquelle sont disposées des parties latérales (8) avec des paliers (9) dans lesquels portent les tourillons (10) d'une pièce pivotante (11) qui, au voisinage de ses tourillons, présente des poussoirs (12) par lesquels elle pénètre dans des ouvertures (13) d'une bascule (3) de commutation en forme de U et qui entrent, avec cette bascule, en liaison de solidarisation forcée pour la manoeuvre de la bascule, ou des bascules (14) de contact, lorsque la bascule (2) de manoeuvre qui opère le processus de commutation, lorsque l'on appuie dessus, pousse ses bossages (6) sur les bords obliques (15) des parties latérales (8) du coulisseau, de sorte qu'il se produit en conséquence un mouvement de cou- lissement qui provoque le processus de commutation. - 2. Mécanisme de commutation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les parties latérales (8) de la traverse (7) du coulisseau (5) sont conçues comme des pièces conformées dont les contours extérieurs présentent respecti- vement des doigts (21) d'arrêt en forme d'arc, des bords obliques (15), des bossages (22) de glissement et des doigts élastiques (23). 3. Mécanisme de commutation selon l'une des revendi- cations 1 et 2, caractérisé par le fait que les paliers (9) prévus pour les tourillons (10)de la pièce pivotante '11) dans les parties latérales (8),sont constitués des contours intérieurs des doigts d'arrêt (21) en forme d'arc, des parois verticales (24) et des surfaces d'appui (25) d'une part, ainsi que des bossages (26) qui se trouvent aux extrémités des doigts élastiques (23), d'autre part. 4. Mécanisme de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les tourillons (10) de la pièce pivotante (11) présentent, en coupe, une forme essentiellement dissymétrique qui, dans le sens de l'action du coulisseau (5), présente une surface (40) en forme d'arc de cercle et, dans le sens opposé, présente des flancs latéraux (41) qui, par l'intermédiaire d'angles arrondis (42), se transforment en une surface plane (27) verticale, par laquelle les tourillons s'appuient respectivement contre la paroi verticale (24) du palier (9). 5. Mécanisme de commutation, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que, grâce à la pression exercée par les doigts élastiques (23)1 avec leurs bossages (26), sur les tourillons (10), la pièce- pivotante (11) est maintenue, comme par un ressort de rappel, dans les paliers (9) avec liberté de pivoter et de coulisser. 6. Mécanisme de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que, lors de l'action exercée par la bascule (2) de manoeuvre, au moyen de ses bossages (6), sur les bords obliques (15) des parties latérales (8), le coulisseau (5), avec la pièce pivotante (11) qui y porte, provoque le processus de commu- tation de façon telle que les surfaces. d'appui (28, 28') des poussoirs (12), par leur intervention sur les surfaces d'appui (29, 29'), qui leur sont proches, de la bascule (3) de commutation, opèrent le pivotement des poussoirs (12) et réalisent ainsi la liaison de solidarisation forcée avec la bascule de commutation. 7. Mécanisme de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que sur le coulisseau (5), dans l'axe, contre sa traverse (7), est venu de forme un cadre (16) qui s'étend dans la direction longitudinale, présente des bossages (22') de glissement sur la face inférieure, comporte, dans sa zone d'extrémité, contre les parois extérieures (17), des. ailes (18) qui s'en écartent perpendiculairement et qui se terminent, du côté frontal, chanfreiné vers le bas, en un prolongement (19). 8. Mécanisme de commutation selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que les ailes (18) du coulisseau (5) présentent des prolongements (20) de guidage qui servent à recevoir les ressorts (4) de compression. 9. Mécanisme de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la surface (1) du boîtier présente des parois d'appui (30), qui servent de contre-butée aux ressorts (4) de compression présents sur le coulisseau (5). 10. Mécanisme de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la surface (1) du boîtier présente, entre les parois (30) d'appui, un capot (31), qui reçoit et guide le prolongement (19) prévu sur le cadre (16) du coulisseau (5). 11. Mécanisme de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que la surface (1) du boîtier présente des supports (32) avec des tourillons (33) auxquels est suspendue, avec liberté de pivotement, la bascule (3) de commutation par des perçages (34), ou la bascule (2) de manoeuvre, par des perçages (43). 12. Mécanisme de commutation selon l'une quelconque des revendications i à 11, caractérisé par le fait que la surface (1) du boîtier présente, au voisinage des supports (32), des ouvertures traversantes (35) pour les ailes (36) de la bascule (3) de commutation. 13. Mécanisme de commutation selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'en équipant la bascule (3) de commutation avec une ou deux douilles de ressort (37) de compression et avec une ou deux bascules (14) de contact et avec le nombre correspondant de contre- contacts (38), on peut utiliser le mécanisme de commutation comme commutateur monopolaire ou bipolaire.