Brevet FR2687026A1 — publié le 19930806

I Dispositif électromécanique à circuit résistif variable pour la commande d'une charge, notamment d'un moteur électrique L'invention concerne un dispositif électromécanique à circuit résistif variable pour la commande d'une charge. Elle s'applique notamment au réglage de la vitesse d'un moteur électrique, en particulier d'un moteur d'entraînement d'un ventilateur dans une installation de chauffage-ventilation et/ou de climatisation d'un véhicule automobile. On connaît déjà des dispositifs électromécaniques de ce type qui comportent une première connexion pour une source de tension, une deuxième connexion propre à être reliée à une charge alimentée par ladite source de tension et des moyens de commande de l'intensité du courant traversant la charge, ces moyens de commande comportant un circuit résistif variable connecté entre les première et deuxième connexions, ainsi que des moyens mécaniques propres à faire varier la résistance du circuit résistif. De cette façon, on peut faire varier l'intensité du courant traversant la charge et, dans le cas o cette charge est un moteur, ajuster la vitesse de ce dernier. Dans le cas d'un dispositif de ce type appliqué au réglage de la vitesse du moteur d'un ventilateur d'un véhicule automobile, les moyens de commande comportent généralement un commutateur à plusieurs positions possédant un doigt de commande propre à coopérer avec un nombre déterminé de plots dont chacun est relié au moteur par une liaison électrique comportant un fil électrique et une résistance de valeur définie. En agissant sur le commutateur, on peut faire coopérer le doigt avec un plot choisi, ce qui permet d'établir une liaison électrique avec le moteur au travers de la résistance correspon- dante. De cette manière, on peut donner à la vitesse du moteur une valeur choisie parmi un nombre limité de valeurs dont chacune est définie par une résistance appropriée Par exemple, on peut ajuster la vitesse du moteur entre une vitesse nulle, une petite vitesse, une moyenne vitesse et une grande vitesse. Dans les dispositifs connus de ce type, il faut prévoir une multiplicité de liaisons électriques, donc un grand nombre de fils électriques entre le commutateur et le moteur du ventila- teur. Ceci oblige à avoir une grande longueur de fils et peut conduire à des interversions de connexions à l'occasion d'un démontage et remontage de l'installation correspondante. De plus, étant donné que le commutateur est situé sur la planche de bord du véhicule, tandis que le moteur du ventilateur est logé dans un boîtier situé à distance de cette planche de bord, les fils électriques forment un faisceau de grande longueur dont il convient d'assurer le passage entre la planche de bord et le boîtier du ventilateur. Enfin, les plots ou contacts situés sur la planche de bord ne sont pas refroidis et peuvent se détériorer ou détériorer leur environnement sous l'effet de la chaleur dégagée. L'invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients précités des dispositifs connus. Elle propose, à cet effet, un dispositif électromécanique du type défini en introduction, dans lequel le circuit résistif comporte une pluralité de branches montées en parallèle entre la première et la deuxième connexions et comportant chacune une résistance en série avec un interrupteur possédant un état de contact initial, ouvert ou fermé, et dans lequel les moyens mécaniques comportent un chariot déplaçable en translation entre plusieurs positions prédéterminées dans chacune desquelles ce chariot est propre à coopérer avec l'un au moins des interrupteurs pour modifier son état de contact initial. On réalise ainsi un dispositif électromécanique de structure particulièrement compacte qui peut être implanté à proximité d'une charge, notamment d'un moteur, et cela sans qu'il soit nécessaire de prévoir un faisceau de fils électriques comme dans la technique antérieure. Il suffit alors de prévoir simplement des moyens pour commander à distance le déplacement en translation du chariot qui fait partie du dispositif. Dans une première variante de réalisation de l'invention, chaque interrupteur possède un état de contact initial ouvert, tandis que le chariot est propre à coopérer avec chaque interrupteur pour l'amener dans un état de contact fermé. Dans une forme de réalisation préférée, chaque interrupteur comporte deux contacts, à distance l'un de l'autre, et le chariot est au moins en partie conducteur de l'électricité pour assurer une jonction électrique entre les deux contacts d'un interrupteur lorsqu'il est en position de coopération avec cet interrupteur. Dans cette première variante de réalisation de l'invention, le chariot est propre à occuper une position neutre ou inactive dans laquelle il ne coopère avec aucun interrupteur, si bien qu'aucun courant ne traverse la charge Il peut en outre occuper plusieurs positions actives en chacune desquelles il coopère à chaque fois avec un seul interrupteur pour assurer une liaison électrique. En ce cas, la charge est traversée par un courant dont l'inten- sité est définie par la valeur de la résistance montée en série avec cet interrupteur. Dans une seconde variante de réalisation de l'invention, chaque interrupteur possède un état de contact initial fermé et le chariot est propre à coopérer avec chaque interrupteur pour l'amener dans un état de contact ouvert. Dans une forme de réalisation préférée, chaque interrupteur comporte deux contacts rappelés élastiquement l'un vers l'autre pour définir ledit état de contact initial, tandis que le chariot est au moins en partie isolant pour éloigner et isoler électri- quement les deux contacts d'un interrupteur lorsqu'il se trouve en position de coopération avec cet interrupteur. Dans cette seconde variante, le chariot possède un corps de configuration allongé s'étendant dans la direction de translation du chariot, ce dernier étant propre à occuper une position neutre ou inactive en laquelle il coopère simultanément avec les contacts respectifs de chaque interrupteur pour les amener dans un état de contact ouvert Il en résulte ainsi qu'aucun courant ne traverse la charge. Le chariot peut en outre occuper plusieurs positions actives en chacune desquelles il coopère à chaque fois avec l'un au moins des interrupteurs pour l'amener dans un état de contact ouvert, tout en laissant au moins un interrupteur dans un état de contact fermé. Dans les deux variantes de réalisation précitées, les interrup- teurs sont avantageusement disposés alignés et espacés les uns des autres dans une direction correspondant à la direction de translation du chariot. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend des moyens de commande à distance de déplacement du chariot Ceux-ci peuvent être constitués par exemple par un câble coulissant dans une gaine. Lorsque le dispositif de l'invention est appliqué à la commande d'un moteur électrique, par exemple d'un ventilateur d'une installation de chauffage-ventilation et/ou de climatisation d'un véhicule automobile, il suffit alors de prévoir une commande à distance entre la planche de bord et le boîtier qui loge le ventilateur. Dans cette disposition, les contacts électriques peuvent être refroidis par le flux d'air circulant dans l'installation. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif électromécanique conforme à la première variante précitée, et intégré à un circuit de commande d'un moteur; la figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif électromécanique conforme à la seconde variante précitée, et intégré à un circuit de commande d'un moteur, le chariot étant représenté dans une position neutre; les figures 3 et 4 représentent le circuit de la figure 2 dans deux autres positions différentes; la figure 5 est une vue de côté d'un dispositif électromécani- que selon la seconde variante; la figure 6 est une vue de dessus du dispositif de la figure ; et la figure 7 est une vue de côté du dispositif de la figure 5. Le dispositif électromécanique représenté à la figure 1 comporte une première connexion 10 reliée au pôle positif d'une source de tension 12, et une deuxième connexion 14 propre à être reliée à une charge 16 alimentée par la source de tension 12 au moyen d'une liaison électrique 18 connectée au pôle négatif de cette source de tension. A titre d'exemple, la source de tension 12 peut être une batterie d'accumulateur d'un véhicule automobile et la charge 16 un moteur électrique, par exemple d'un ventilateur faisant partie d'une installation de chauffage-ventilation et/ou de climatisation du véhicule automobile. Le dispositif électromécanique de la figure 1 comprend en outre des moyens de commande qui comportent tout d'abord un circuit résistif variable Ce circuit résistif comprend une pluralité de branches B 1, B 2,, et Bn montées en parallèle entre les connexions 10 et 14 La branche Bl comporte une résistance Rj en série avec un interrupteur Il, la branche B 2 une résistance R 2 en série un interrupteur I 2, etc, et la branche Bn une résistance Rn en série avec un interrupteur In. Dans l'exemple, l'interrupteur Il comporte deux contacts C 1 à distance l'un de l'autre, l'interrupteur I 2 deux contacts C 2 à distance l'un de l'autre, etc, et l'interrupteur In deux contacts Cn à distance l'un de l'autre Dans ces conditions, on comprendra que chacun des interrupteurs comporte un état initial ouvert n'autorisant aucun passage de courant dans la branche correspon- dante Les interrupteurs Il, I 2,, In sont disposés alignés et espacés les uns les autres dans une direction déterminée. Les moyens de commande du dispositif électromécanique de la figure 1 comportent en outre des moyens mécaniques propres à faire varier la résistance du circuit résistif Dans l'exemple, ces moyens mécaniques comprennent un chariot 20 déplaçable en translation linéaire dans la direction d'alignement des interrup- teurs Il à In- Le chariot 20 est au moins en partie conducteur de l'électricité et comporte deux faces de contact opposées 22 et 24 reliées électriquement entre elles La distance entre les faces de contact 22 et 24 correspond sensiblement à la distance séparant les deux contacts C 1 de l'interrupteur Il, les deux contacts C 2 de l'interrupteur I 2 et les deux contacts Cn de l'interrupteur In Le chariot 20 peut être déplacé en translation au moyen d'une commande à distance qui, dans l'exemple, est constituée d'un câble 26 actionné par un levier 28 Le chariot 20 peut occuper plusieurs positions différentes et notamment une position neutre ou inactive Po (comme représentée en trait plein sur la figure 1), dans laquelle le chariot ne coopère avec aucun des interrup- teurs Il à In Dans cette position, aucun courant ne traverse la charge 16. Le chariot peut être déplacé en plusieurs positions différentes Pi, P 2,, Pn dans laquelle il coopère respectivement avec l'interrupteur Il, I 2,, In- Lorsque le chariot coopère avec l'un des interrupteurs, il assure une liaison électrique entre les deux contacts de l'interrupteur et permet ainsi un passage de courant au travers de la branche correspondante Ainsi, lorsque l'interrupteur est dans la position P 1, le courant traverse la branche Bl et alimente la charge 16 au travers de la résistance R 1. Si la charge 16 est un moteur électrique, celui-ci tourne à une vitesse déterminée en fonction de la valeur de la résistance Rl. Lorsque le chariot est ensuite déplacé dans une autre position, un passage de courant est établi dans la branche correspondante, ce qui permet d'obtenir un courant d'une intensité différente et, par conséquent, une vitesse du moteur différente. On comprendra ainsi que le dispositif électromécanique peut être implanté à proximité immédiate de la charge 16 et que la commande du circuit résistif peut se faire à distance au travers du câble 26 ou de tout autre moyen mécanique équivalent. Dans le cas d'un véhicule automobile, il est particulièrement avantageux d'utiliser un câble d'actionnement sous gaine, le levier 28 étant par exemple constitué d'un bouton rotatif placé au niveau de la planche de bord. Dans la forme de réalisation des figures 2 à 4, auxquelles on se réfère maintenant, le dispositif électromécanique comporte toujours une première connexion 10 reliée à une source de tension 12 et une deuxième connexion 14 propre à être reliée à une charge 16 alimentée par une source de tension 12. Dans cette seconde variante, le circuit résistif comporte également une pluralité de branches B 1, B 2,, Bn montées en parallèle entre les connexions 10 et 14 De plus, chacune des branches B 1, B 2,, Bn comporte une résistance R 1, R 2,, Rn, en série avec un interrupteur J 11 J 2, Jn Toutefois, à la différence des interrupteurs Il, I 2,, In de la figure 1, les interrupteurs J 1, J 2, in possèdent chacun un état de contact initial fermé. Dans l'exemple, et comme on le voit mieux sur la figure 4, l'interrupteur J 1 comporte deux contacts D 1 rappelés élastique- ment l'un vers l'autre, l'interrupteur J 2 deux contacts D 2 rappelés élastiquement l'un vers l'autre et l'interrupteur in deux contacts Dn rappelés élastiquement l'un vers l'autre Les interrupteurs J 1, J 2, ***, in sont alignés et espacés les uns les autres dans une direction définie. Le dispositif représenté aux figures 2 à 4 comprend en outre un chariot 30 déplaçable en translation linéaire dans la direction d'alignement des contacts J 1, J 2, ** Jn 1 Ce chariot possède un corps isolant de configuration allongée dans sa direction de translation, ayant une longueur suffisante pour pouvoir amener simultanément tous les interrupteurs J 1, J 2, in dans un état ouvert (figure 2). Le chariot 30 comporte deux faces opposées 32 et 34 s'étendant parallèlement à la direction de translation du chariot et propres à coopérer avec les contacts des interrupteurs J 1, J 2, in ainsi qu'une tête chanfreinée 36 facilitant l'écartement des contacts des interrupteurs. Dans la position neutre ou inactive Po de la figure 2, le chariot coopère simultanément avec l'ensemble des interrupteurs J 1, J 2, t in pour écarter leurs contacts respectifs D 1, D 2, Dn et les mettre tous à l'état ouvert Par conséquent, dans cette position, aucun courant ne traverse la charge 16. Le chariot 30 est également commandé à distance par un câble 26 ou analogue actionné par un levier 28 Dans la position Pl représentée à la figure 3, le chariot 30 a été déplacé légèrement en translation, si bien qu'il ne coopère pas avec l'interrupteur J 1 qui se trouve ainsi dans son état initial fermé et qu'il coopère avec les autres interrupteurs J 2,, in qui se trouvent alors dans un état ouvert. Par conséquent, dans la configuration de la figure 3, la charge 16 est traversée par un courant de sortie dont l'intensité est définie par la valeur de la résistance R 1. Le chariot 30 peut prendre encore d'autres positions et notamment la position Pn de la figure 4 dans laquelle il ne coopère avec aucun des interrupteurs J 1, J 2, Jn, ces derniers étant tous dans leur état initial fermé Il en résulte que le circuit résistif ainsi obtenu possède une résistance R telle que 1/R = 1/R 1 + 1/R 2 + + 1/Rn. Dans le cas particulier d'un dispositif électromécanique appliqué à un moteur de ventilateur pour véhicule automobile, le nombre de vitesses différentes à prévoir est généralement de trois ou quatre. On se réfère maintenant aux figures 5 à 7 montrant une forme de réalisation pratique d'un dispositif selon la variante des figures 2 à 4. Le dispositif 38 comporte un bloc isolant 40 muni d'un couvercle pivotant 42 (figure 7). Le bloc 40 reçoit une première connexion 10 constituée d'une barrette 44 en un matériau métallique, par exemple en cuivre, et munie d'une cosse 46 pour le raccordement d'un fil électrique 48 susceptible d'être relié au pôle positif d'une source de tension. De la barrette 44, dépendent, dans l'exemple, quatre languettes élastiques parallèles 501, 502, 503, 504. Le bloc 40 reçoit en outre une deuxième connexion 14 réalisée sous la forme d'une barrette allongée 54 munie d'une cosse 56 de raccordement à un fil électrique 58 propre à être connecté au pôle négatif de la source de tension La barrette 54 possède des contacts 601, 602, 603, 604, susceptibles de coopérer respective- ment avec les contact 501, 502, 503, 504 de la connexion 10. Du fait de l'élasticité des languettes de la connexion 10, les contacts 501 et 601 sont normalement rappelés l'un vers l'autre pour former un interrupteur J 1 à l'état initial fermé, et il en est de même pour les autres paires de contacts. Sur les figures 5 à 7, on distingue également le chariot 30 qui est déplaçable en translation au moyen d'un câble 26 coulissant dans une gaine 62. De chacun des contacts 601, 602, 603 et 604, dépendent des fiches 641, 642, 643, 644 pour le raccordement à des résistances R 1, R 2, R 3 et R 4 qui n'ont pas été représentées pour simplifier le dessin. On comprendra que le couvercle 42 est destiné à permettre le montage du dispositif et qu'il est ensuite pivoté et clipsé pour assurer le maintien en position des pièces constitutives. Le dispositif représenté aux figures 5 à 7 peut donc être réalisé de façon particulièrement compacte et être disposée à proximité de la charge à laquelle il doit être associé. Dans le cas particulier o cette charge est un moteur d'un ventilateur de véhicule automobile, il est facile d'assurer la commande à distance du dispositif électromécanique grâce au câble 26 et à sa gaine 62 qu'il convient alors de disposer entre le moteur du ventilateur et une commande appropriée disposée sur la planche de bord du véhicule. Revendications 1 Dispositif électromécanique comportant une première connexion ( 10) pour une source de tension ( 12), une deuxième connexion ( 14) propre à être reliée à une charge ( 16) alimentée par ladite source de tension et des moyens de commande de l'intensité du courant traversant la charge, ces moyens de commande comportant un circuit résistif variable connecté entre les première et deuxième connexions et des moyens mécaniques propres à faire varier la résistance du circuit résistif, caractérisé en ce que le circuit résistif comporte une pluralité de branches (B 1, B 2,, Bn) montées en parallèle entre la première connexion ( 10) et la deuxième connexion ( 14) et comportant chacune une résistance (Ri, R 2,, Rn) en série avec un interrupteur (Il, I 2, *, In; J 1, J 2, Jn) possédant un état de contact initial, ouvert ou fermé, et en ce que les moyens mécaniques comportent un chariot ( 20; 30) déplaçable en transla- tion entre plusieurs positions prédéterminées, dans chacune desquelles ce chariot est propre à coopérer avec l'un au moins des interrupteurs pour modifier son état de contact initial. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque interrupteur (Il, I 2,, In) possède un état de contact initial ouvert et en ce que le chariot ( 20) est propre à coopérer avec chaque interrupteur pour l'amener dans un état de contact fermé. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque interrupteur (Il, I 2,, In) comporte deux contacts (Cl, C 2,, Cn) à distance l'un de l'autre et en ce que le chariot ( 20) est au moins en partie conducteur de l'électricité pour assurer une jonction électrique entre les deux contacts d'un interrupteur lorsqu'il est en position de coopération avec cet interrupteur. 4 Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caracté- risé en ce que le chariot ( 20) est propre à occuper une position neutre ou inactive (PO) dans laquelle il ne coopère avec aucun interrupteur et des positions actives (Pl, P 2, Pn) en chacune desquelles il coopère à chaque fois avec un seul interrupteur. 5 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque interrupteur (J 1, J 2, t, Jn) possède un état de contact initial fermé et en ce que le chariot ( 30) est propre à coopérer avec chaque interrupteur pour l'amener dans un état de contact ouvert. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque interrupteur (J 1, J 2, Jn) comporte deux contacts (D 1, D 2,, Dn) rappelés élastiquement l'un vers l'autre pour définir ledit état de contact initial fermé et en ce que le chariot ( 30) est au moins en partie isolant pour éloigner et isoler électriquement les deux contacts d'un interrupteur lorsqu'il se trouve en position de coopération avec cet interrup- teur. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le chariot ( 30) possède un corps de configuration allongée, s'étendant dans la direction de translation du chariot et en ce que ce chariot est propre à occuper une position neutre ou inactive (P 0) en laquelle il coopère simultanément avec les contacts respectifs de chaque interrupteur (J 1, J 2, Jn) pour les amener dans un état de contact ouvert et des positions actives (Pl,, Pn) en chacune desquelles il coopère à chaque fois avec l'un au moins des interrupteurs pour l'amener dans un état de contact ouvert, tout en laissant au moins un interrupteur dans un état de contact fermé. 8 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les interrupteurs (Il, I 2, * In; J 1, J 2,, Jn) sont disposés alignés et espacés les uns des autres dans une direction correspondant à la direction de translation du chariot. 9 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 26; 28) de commande à distance du déplacement du chariot ( 20; 30). 10 Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de commande à distance comprennent un câble ( 26) coulissant dans une gaine ( 62).