Brevet FR2753000A1 — publié le 19980306

DISPOSITIF D'ACTIONNEMENT DE CONTACTS ELECTRIQUES La présente invention concerne un dispositif d'actionnement de contacts électriques comportant un électro-aimant, un mécanisme de commande bistable d'au moins un contact électrique et des moyens de transmission du mouvement de l'électroaimant à ce mécanisme. On connaît déjà des dispositifs de ce type comportant un mécanisme de commande bistable pour actionner un ou une série de contacts électriques. Ces dispositifs sont habituellement constitués d'une bascule actionnée par une palette couplée à un électro-aimant. Ces dispositifs connus comportent un ensemble de pièces de petites dimensions qui sont difficiles à monter. En outre, la palette est disposée dans le prolongement de l'électro-aimant, ce qui rend l'ensemble encombrant. La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en réalisant un dispositif compact, peu encombrant, fiable, facile à monter et constitué de pièces simples à réaliser et peu coûteuses. Ce but est atteint par le dispositif tel que défini en préambule, caractérisé en ce que l'électroaimant est un électroaimant à noyau plongeant et en ce que lesdits moyens de transmission du mouvement du noyau plongeant audit mécanisme comportent une épée couplée d'une part audit noyau plongeant et d'autre part à un barillet pivotant, monté sur un axe de rotation fixe, cette épée étant disposée extérieurement à l'électro-aimant entre la tête du noyau plongeant et le barillet. 2 2753000 Selon un mode de réalisation préféré, le barillet comporte un évidement à profil de came et ladite épée comporte un téton latéral à son extrémité libre, ce téton étant engagé dans ledit évidement à profil de came dudit barillet. L'épée est avantageusement articulée à son extrémité opposée audit téton latéral sur un axe transversal solidaire d'un capuchon monté sur la tête du noyau plongeant. Selon une autre caractéristique, ledit évidement à profil de came comporte un premier creux et un second creux, ces creux étant agencés pour loger alternativement ledit téton latéral et servir d'appuis pour faire passer ledit barillet de l'une dans l'autre de ses positions stables. Selon une autre caractéristique, ledit évidement à profil de came comporte une face de guidage qui relie les deux creux et est agencée pour assurer le guidage du téton latéral lors du retour du noyau plongeant et de l'épée qui lui est liée dans sa position initiale. Selon une autre caractéristique, ledit évidement à profil de came définit une came fermée pour ledit téton latéral de ladite épée de transmission du mouvement du noyau plongeant au mécanisme de commande. L'invention sera mieux comprise en référence à la description d'une forme de réalisation et des dessins annexés, qui représentent à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée du dispositif selon l'invention. - La figure 1 est une vue en perspective d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention associé à un bloc de contacts, 3 2753000 - La figure 2 est une vue en plan du dispositif selon la figure 1, - La figure 3 est une vue en perspective de l'électro-aimant et de l'épée de transmission du mouvement qui sont des composants du dispositif selon l'invention, - Les figures 4A et 4B sont deux vues partielles du dispositif de l'invention, illustrant son fonctionnement, - Les figures 5A, SB et 5C sont des vues du mécanisme de commande du dispositif selon l'invention, respectivement dans deux positions stables et dans une position intermédiaire, et - Les figures 6 à 10 sont des vues schématiques illustrant respectivement cinq réalisations particulières du mécanisme de commande bistable de l'invention. En référence aux figures et plus particulièrement aux figures 1, 2 et 3, le dispositif d'actionnement de contacts 10 est associé à un bloc de contacts 11, par exemple un télérupteur ou similaire. Le bloc de contacts 11 comporte un boîtier 12 dans lequel sont montés des interrupteurs 13, par exemple au nombre de quatre, qui sont actionnés par une barrette 14 mobile axialement. Cette barrette 14 peut occuper une position haute représentée par la figure 2 ou une position basse, en fonction de l'état du dispositif d'actionnement. Dans la position haute de la barrette 14, les interrupteurs 13 sont fermés, alors que la position basse correspond à l'ouverture des interrupteurs. La barrette 14 est couplée au dispositif d'actionnement de contacts 10 au moyen d'une pièce de liaison 15. 4 2753000 Ce dispositif d'actionnement de contacts 10 comporte essentiellement un électro- aimant 16 à noyau plongeant 17, un mécanisme de commande bistable 18 de la barrette 14 mobile qui actionne les interrupteurs 13, et des moyens de transmission du mouvement comportant une épée 19 qui assure la liaison mécanique et la transmission du mouvement du noyau plongeant au mécanisme de commande bistable. L'électro-aimant 16 comporte une armature 16a qui supporte la carcasse 16b d'une bobine. Le noyau plongeant 17 est agencé pour coulisser à l'intérieur d'un canal de guidage constitué par ladite carcasse 16b de la bobine. Il est surmonté d'un capuchon 20 monté sur la tête du noyau plongeant et sur lequel est articulée l'épée de transmission 19, montée sur un axe transversal 21 solidaire du capuchon 20. Un ressort de rappel 22 est disposé autour du noyau plongeant, dans sa partie supérieure qui dépasse le canal de guidage de la carcasse de la bobine de l'électro-aimant, ou autour d'un prolongement de ce noyau. L'épée de transmission 19 peut pivoter sur l'axe transversal 21. Le mécanisme de commande bistable 18 se compose principalement d'un barillet 23 pivotant monté sur un axe de rotation fixe 24 sur lequel il peut tourner librement. Ce barillet est couplé à une biellette 25 qui est articulée sur un axe fixe 26. Le couplage mécanique entre le barillet 23 et la biellette 25 s'effectue au moyen d'un téton 27 engagé dans une ouverture oblongue 28 ménagée dans la biellette 25, ce téton étant conçu pour coulisser librement dans cette ouverture. Un ressort de compression 29 est monté sur la biellette de manière à prendre appui d'une part contre une butée fixe, en l'occurrence la pièce de liaison 15 qui constitue un appui fixe, et d'autre part contre le barillet 23 qui constitue un appui mobile. Le barillet 23 comporte un évidement à profil de came 30, dans lequel est engagé un téton latéral 31 disposé à l'extrémité libre de l'épée de transmission 2753000 (voir figure 3). Ce téton permet de coupler cette épée de façon permanente avec le barillet. Le fonctionnement du système sera décrit en détail en référence aux figures 4A, 4Bet5A, 5Bet5C. La figure 4A représente une position initiale de l'épée de transmission 19, cette position correspondant à une position initiale du mécanisme de commande bistable 18 tel que représenté par la figure 5A. Cette position est stable du fait que le ressort de compression 29 tend à bloquer le barillet dans la position représentée o le téton 27 est en butée contre l'extrémité de l'ouverture oblongue 28 opposée à l'axe fixe 26 de pivotement de la biellette 25. Si la bobine de l'électro-aimant est alimentée, le noyau plongeant est attiré vers l'intérieur de la carcasse de la bobine et l'épée de transmission du mouvement 19 se déplace dans le sens de la flèche A. Dans un premier temps, la pointe de cette épée, qui porte le téton latéral 31, se déplace selon l'axe Dl jusqu'à ce qu'elle arrive en butée contre le fond du creux 32 de l'évidement à profil de came 30. Dans un deuxième temps, la pointe de cette épée, en prenant appui contre le fond du creux 32, entraîne le barillet et le fait basculer autour de l'axe de rotation 24, dans le sens de la flèche B. Ce déplacement de l'épée 19 de transmission du mouvement fait passer le mécanisme de commande bistable 18 de sa première position stable représentée par la figure SA, à sa deuxième position stable représentée par la figure 5C en passant par une position intermédiaire représentée par la figure 5B. 6 2753000 Dans cette position intermédiaire, le ressort de compression 29 est comprimé et accumule de l'énergie qui se libère pour amener et maintenir le barillet 23 dans la position de la figure 5C et de la figure 4B. Dans une phase initiale, la pointe de l'épée 19 de transmission du mouvement occupe une position 19a illustrée en pointillés sur la figure 4B. Le téton latéral 31 est en appui contre le fond du creux 32 de l'évidement à profil de came 30. Dès que l'alimentation de la bobine de l'électro-aimant est interrompue, le ressort de rappel 22 retire le noyau plongeant et déplace l'épée de transmission du mouvement 19 dans le sens de la flèche C. Le téton latéral 31 vient d'abord en appui contre la face de guidage 33 inclinée de l'évidement à profil de came 30 et suit cette face en provoquant un pivotement de l'épée 19 qui se positionne selon un axe D2, qui est sensiblement symétrique de l'axe Dl par rapport à un axe D qui joint l'axe transversal 21 de l'épée de transmission du mouvement 19 et l'axe de rotation 24 du barillet 23. Dans la phase initiale, l'épée occupe la position représentée par la figure 4B, et le mécanisme de commande bistable 18 se trouve dans sa deuxième position stable. Lors d'une nouvelle impulsion d'alimentation de la bobine, le noyau plongeant est à nouveau attiré dans le canal de guidage de la carcasse de l'électro-aimant. Le ressort de rappel 22 se comprime et l'épée 19 de transmission du mouvement est entraînée en déplacement selon l'axe D2. Sa pointe s'engage d'abord dans le creux 34 de l'évidement à profil de came 30 du barillet 23, puis fait basculer ce dernier autour de son axe de rotation 24, dans le sens de la flèche D. Ce déplacement a pour effet de ramener le mécanisme de commande bistable de sa deuxième à sa première position stable. A chaque changement de position du mécanisme de commande bistable, correspond une position de la barrette 14 et un état des interrupteurs 13. 7 2753000 En se reportant aux figures 6 à 10 on voit différentes réalisations possibles du mécanisme de commande bistable. Sur la figure 6, le mécanisme de commande bistable 18 comporte le barillet 23 pivotant autour dudit axe de rotation fixe 24, ledit barillet coopérant avec un ressort en épingle 40 dont une extrémité est reliée de manière articulée au barillet 23 et dont l'autre extrémité est reliée de manière articulée à un support fixe 41 du boitier. Sur la figure 7, le mécanisme de commande bistable 18 comporte le barillet 23 pivotant autour dudit axe de rotation fixe 24, une biellette 25 articulée sur un second axe fixe 26 du boîtier, le barillet étant couplé à la biellette au moyen d'un téton 27 solidaire du barillet 23 engagé dans une ouverture oblongue 28 prévue dans la biellette, et un ressort de compression 29 prenant appui d'une part, contre le téton précité 27 et d'autre part, contre la biellette. Sur la figure 8, le téton 27 est solidaire de la biellette 25 et engagé dans une ouverture oblongue 28 prévue dans le barillet 23, le ressort de compression 29 étant monté entre le téton 27 et le barillet 23. Sur la figure 9, le mécanisme de commande bistable comporte le barillet 23 pivotant autour dudit axe de rotation fixe 24, une biellette 25 reliée de manière articulée, par l'une de ses extrémités, au barillet 23 et dont l'extrémité opposée comporte une ouverture oblongue 28 coopérant avec un téton 27 solidaire d'un support fixe 41 du boîtier et un ressort de compression en appui d'une part sur le téton 27 et d'autre part sur la biellette 25. 8 2753000 Sur la figure 10, le mécanisme de commande bistable comporte le barillet 23 pivotant autour dudit axe de rotation fixe 24, une biellette 25 articulée par l'une de ses extrémités sur ledit barillet 23 et comportant à son extrémité opposée un téton 27 engagé dans une ouverture oblongue 28 ménagée dans un support fixe 41 du boitier, et un ressort de compression 29 en appui d'une part sur le support fixe 41 et d'autre part sur le téton 27. Le dispositif décrit présente de nombreux avantages. Il est compact et son fonctionnement est particulièrement sûr. La présence de l'épée de transmission du mouvement disposée au-dessus de l'électro-aimant et couplée à la tête du noyau plongeant, permet de réduire l'encombrement du système. On notera que plus l'épée est longue, moins elle doit s'incliner par rapport à l'axe de l'électroaimant. Les encoches sont de dimensions aussi réduite que possible de manière à limiter le plus possible la course morte de l'épée dans le barillet. Il sera avantageux d'arrondir les extrémités des encoches du profil de came afin de limiter les chocs lors du retour du noyau plongeant. On notera enfin que les centres des encoches et le centre de rotation du barillet sont à peu près alignés. L'existence de l'évidement à profil de came ménagé dans le barillet, définit une came fermée qui assure un guidage efficace et sûr de l'extrémité libre de l'épée à l'aller comme au retour du noyau plongeant. 9 2753000 REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'actionnement de contacts électriques comportant un électro-aimant, un mécanisme de commande bistable d'au moins un contact électrique et des moyens de transmission du mouvement de l'électroaimant à ce mécanisme, caractérisé en ce que l'électroaimant précité est un électroaimant à noyau plongeant et en ce que les moyens de transmission du mouvement du noyau plongeant audit mécanisme comportent une épée (19) couplée d'une part audit noyau plongeant (17) et d'autre part à un barillet (23) pivotant, monté sur un axe de rotation fixe (24), cette épée étant disposée extérieurement à l'électro- aimant, entre la tête du noyau plongeant et le barillet (23). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit barillet (23) comporte un évidement (30) à profil de came et en ce que ladite épée (19) comporte un téton latéral (31) à son extrémité libre, ce téton étant engagé dans ledit évidement (30) à profil de came dudit barillet (23). 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite épée (19) est articulée à son extrémité opposée audit téton latéral (31) sur un axe transversal (21) solidaire d'un capuchon (20) monté sur la tête du noyau plongeant (17). 4.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit évidement (30) à profil de came comporte un premier creux (32) et un second creux (34), ces creux étant agencés pour loger alternativement ledit téton latéral (31) et servir d'appuis pour faire passer ledit barillet (23) de l'une dans l'autre de ses positions stables. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mécanisme de commande bistable (18) comporte le barillet (23) pivotant 2753000 autour dudit axe de rotation fixe (24), ledit barillet coopérant avec un ressort en épingle (40) dont une extrémité est reliée de manière articulée au barillet (23) et dont l'autre extrémité est reliée de manière articulée à un support fixe (41) du boîtier. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mécanisme de commande bistable (18) comporte le barillet (23) pivotant autour dudit axe de rotation fixe (24), une biellette (25) articulée sur un second axe fixe (26) du boîtier, le barillet étant couplé à la biellette au moyen d'un téton (27) solidaire du barillet (23) (ou de la biellette) engagé dans une ouverture oblongue (28) prévue dans la biellette (25) (ou respectivement dans le barillet), et un ressort de compression (29) prenant appui d'une part, contre le téton précité (27) et d'autre part, contre la biellette (25) (ou respectivement le barillet). 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mécanisme de commande bistable comporte le barillet (23) pivotant autour dudit axe de rotation fixe (24), une biellette (25) reliée de manière articulée, par l'une de ses extrémités, au barillet (23) et dont l'extrémité opposée comporte une ouverture oblongue (28) coopérant avec un téton (27) solidaire d'un support fixe (41) du boîtier et un ressort de compression en appui d'une part sur le téton (27) et d'autre part sur la biellette (25). 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mécanisme de commande bistable comporte le barillet (23) pivotant autour dudit axe de rotation fixe (24), une biellette (25) articulée par l'une de ses extrémités sur ledit barillet (23) et comportant à son extrémité opposée un téton (27) engagé dans une ouverture oblongue (28) ménagée dans un support fixe (41) du boîtier, et un ressort de compression (29) en appui d'une part sur le support fixe (41) et d'autre part sur le téton (27). il 2753000 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que ledit évidement (30) à profil de came comporte une face de guidage (33) qui relie les deux creux (32 et 34) et est agencée pour assurer le guidage du téton latéral (31) lors du retour du noyau plongeant (17) et de l'épée qui lui est liée dans sa position initiale. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que ledit évidement (30) à profil de came définit une came fermée pour ledit téton latéral (31) de ladite épée (19) de transmission du mouvement du noyau plongeant (17) au mécanisme de commande (18).