Brevet FR2817653A1 — publié le 20020607

INTERRUPTEUR DE POSITION A CLE L'invention concerne un Interrupteur de position à clé présentant une résistance améliorée à la fraude L'accès aux équipements électriques ou électromécaniques sous tension et/ou en mouvement pouvant présenter un danger pour les personnes est empêché par des éléments de protection comme par exemple des portes d'accès Ces portes comportent des interrupteurs de position à clé qui, en cas d'ouverture de la porte, mettent hors tension ou arrêtent l'équipement évitant d'éventuels accidents. Les figures 1a et 1 b montrent des vues simplifiées en coupe d'un interrupteur de position à clé 10 de l'art antérieur. L'interrupteur à clé 10 comporte un contact électrique 12 dans un boîtier 14 de l'interrupteur. Le contact électrique est actionné par un poussoir 16 déplacé dans une direction XX'par la rotation d'une came 18 tournant au tour d'un arbre 20 d'axe ZZ', solidaire du boîtier de l'interrupteur. L'axe de rotation Zu'de la came 18 est perpendiculaire à la direction XX'de déplacement du poussoir La came comporte sur sa périphérie deux échancrures 22,24 laissant apparaître une partie 26 de la came en forme de secteur de section rectangulaire. Une clé 28 de l'interrupteur de position 10 en forme de lame comporte une ouverture 30 rectangulaire de forme complémentaire de la partie 26 de la came 18. La figure 1a montre l'interrupteur de position à clé 10 dans un état déclenché, le contact électrique 12 étant ouvert, le poussoir 16 étant enfoncé dans le boîtier 14 par l'action de la partie 26 de la came. La figure 1b montre l'interrupteur 10 dans un état enclenché, le contact électrique 12 étant fermé. Pour faire passer l'interrupteur électrique 10 de sa position déclenchée à sa position enclenchée, la clé 28 doit être introduite dans le boîtier 14 à travers un orifice 32 de guidage de la clé dans le boîtier. Par exemple la fermeture d'une porte de protection comportant la clé. La clé engagée dans l'échancrure 22 de la came 18 est déplacée vers l'intérieur du boîtier produisant la rotation de la came, dans un sens, au tour de son axe de rotation Zu'et le glissement du poussoir dans l'échancrure 24 de la came. Le poussoir, en se déplaçant vers l'extérieur du boîtier 14, fermé le contact électrique 12. Le retrait de la clé du boîtier fait tourner la came 18 dans le sens opposé qui en enfonçant le poussoir dans le boîtier produit la fermeture de l'interrupteur 12. La figure 1c montre une vue de dessus simplifié de l'interrupteur de position 10 montrant la clé 28 et la came 18. Lorsque la clé est engagée dans le boîtier, la partie 26 de la came 18 traverse l'ouverture rectangulaire 30 de la clé. Dans ce type d'interrupteur de position à clé comportant une seule came, le niveau de sécurité ou de protection, contre un enclenchement de l'interrupteur par un objet qui ne serait pas la clé de l'interrupteur, est très faible, en effet, par exemple une personne se munissant d'une simple tige pliée à son extrémité, à la place de la clé, pourrait enclencher l'interrupteur de position. D'autres types d'interrupteurs de position de l'état de l'art offrent un niveau de sécurité bien plus important contre leur actionnement par des objets autres que leur clé. Par exemple, des interrupteurs de position comportant plusieurs cames tournant au tour d'un même axe, chacune des cames présentant des échancrures positionnées différemment sur la périphérie de la came. Ces types d'interrupteurs de position à plusieurs cames utilisent des clés ayant des formes compliquées. D'autres interrupteurs de position comportent des mécanismes ayant deux cames qui sont, dans une première étape, écartées l'une de l'autre par la clé pour débloquer leur rotation, puis entraînées en rotation par la clé. Ces types d'interrupteurs de position à plusieurs cames, présentant un niveau de sécurité contre leur effraction plus Important que ceux à une came, mais ils comportent des mécanismes compliqués ayant des nombreuses pièces et par conséquent coûteux. Afin de pallier les Inconvénients des interrupteurs de position de l'art antérieur, l'invention propose un interrupteur de position à clé comportant au moins un contact électrique actionné par le déplacement rectiligne d'un poussoir guidé dans un boîtier de l'interrupteur, une came entraînée en rotation autour d'un arbre solidaire du boîtier, par une clé introduite dans l'interrupteur de position par au moins un orifice dudit boîtier, la rotation de la came produisant le déplacement du poussoir, l'entraînement en rotation de la came par la clé ne pouvant s'effectuer que lorsqu'une ouverture de la clé a une forme complémentaire d'une partie de la périphérie de la came pénétrant dans l'ouverture de forme complémentaire de la clé, lors de l'entraînement en rotation de la came par la clé, caractérisé en ce que la partie de la périphérie de la came comporte - au moins une paroi en forme de secteur perpendiculaire à l'axe de rotation ZZ'de la came, la paroi ayant un rétrécissement dans une partie centrale de ladite paroi de part et d'autre d'un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la came passant par la paroi, la partie de la périphérie de la came comportant en outre une dent de part et d'autre du rétrécissement de la paroi de façon à créer des chicanes empêchant la rotation de la came et l'actionnement de l'interrupteur de position par des objets autres que la clé ; - une butée de clé du coté d'une des extrémités de la paroi, la butée de clé assurant l'entraînement de la came en rotation lors de l'introduction de la clé dans le boîtier de l'interrupteur. Ce type d'interrupteur de position selon l'invention, ayant un mécanisme simple, à une seule came, et donc peu coûteux, comporte l'avantage de présenter un niveau de sécurité élevé contre l'effraction, comparable à celui des interrupteurs à plusieurs cames de l'art antérieur ayant des mécanismes compliqués. Dans une première réalisation de l'interrupteur de position à clé, la came comporte une autre partie telle que la distance entre un point de la périphérie de cette autre partie de la came et l'axe de rotation de la came varie en fonction de la position du point sur la périphérie de cette autre partie de la came. Dans une variante de l'interrupteur de position à clé selon l'invention, la partie de la périphérie de la came comporte deux parois consécutives séparées par une rainure et une butée permettant la rotation de la came par la clé introduite dans l'interrupteur de position selon deux directions perpendiculaires entre elles et à l'axe de rotation de la came. La clé de l'interrupteur de position comporte deux branches s'étendant dans deux directions parallèles, les deux branches étant reliées à leurs extrémités d'un même côté de la clé par une branche perpendiculaire aux directions parallèles, chacune des branches ayant la forme de la chicane respective de la came dans lequel la branche est destinée à être insérée. L'invention sera mieux comprise à l'aide d'un exemple de réalisation de l'interrupteur de position à clé selon l'invention en référence aux dessins annexés, dans lesquels - les figures la et 1b déjà décrites représentent un interrupteur de position à clé de l'art antérieur ; - la figure 1 c une vue de dessus partielle de l'interrupteur de position de la figure 1 b ; - les figures 2a et 2b représentent des vues partielles en coupe d'un interrupteur de position à clé selon l'invention ; - les figures 3a et 3b représentent deux vues en perspective d'une came de l'interrupteur de position de la figure 2a, - la figure 4 montre une vue de face d'une clé de l'interrupteur à clé de la figure 2a. - Les figures 5a et 5b montrent l'action de la clé de la figure 4 sur la came de l'interrupteur à clé de la figure 2a. Les figures 2a et 2b représentent des vues partielles en coupe d'un Interrupteur de position à clé 40 selon l'invention. La figure 2a représente l'interrupteur de position 40 dans un état déclenché, la clé n'étant pas insérée dans l'interrupteur. La figure 2b représente le même interrupteur dans l'autre état enclenché, la clé ayant été insérée dans l'interrupteur. On suppose à titre d'exemple que, dans une utilisation de l'interrupteur 40, la clé est solidaire d'une porte de protection d'un équipement pouvant présenter un danger et que l'interrupteur de position est considéré comme étant dans un état enclenché lorsque la porte de sécurité portant la clé est fermée, la clé étant alors insérée dans l'interrupteur de position de la porte et que l'interrupteur est déclenché lorsque la porte est ouverte. L'interrupteur de position 40 comporte essentiellement un carter 42 à l'intérieur duquel est fixé un Interrupteur électrique 44 ayant un bouton poussoir 46 repoussé vers l'extérieur de l'interrupteur électrique 44 par un ressort de rappel non représenté sur les figures. Le bouton poussoir 46 est actionné, par l'intermédiaire d'un poussoir 48 se déplaçant longitudinalement selon un axe XX', dans un canon 50 d'un support de tête 52 solidaire du carter 42, par la rotation d'une came 54 tournant autour d'un arbre 56 d'axe Z'perpendiculaire à l'axe Xi'de déplacement du poussoir 48. L'arbre 56 est supporté par une chape 58 du support de tête 52 se prolongeant à l'extérieur du carter 42. Un boîtier de tête 60, solidaire du carter 42, recouvrant la came, comporte deux ouvertures 62,64 pour le passage d'une clé 66 d'actionnement de l'interrupteur de position 40. Les figures 3a, 3b représentent deux vues en perspective de la came 54. La came 54 comporte sur sa périphérie : - au niveau d'une première partie de la came, le long de la périphérie de la came, une première 70 et une seconde parois 72 de sections sensiblement identiques, chacune des parois, en forme de secteur, étant perpendiculaire à l'axe de rotation Zu'de la came. Chaque paroi 70,72 comporte un rétrécissement 74,76 symétrique entre chacune des deux extrémités 78,80 et 82,84 de chaque paroi, dans une partie centrale desdites parois, de part et d'autre d'un plan de symétrie P de la came 54, perpendiculaire à l'axe de rotation ZZ'de la came. - une dent 86,88 et 90,92 de part et d'autre du rétrécissement de chaque paroi 70,72 de façon à créer des respectives chicanes 94,96 et 98,100 symétriques par rapport au plan P de symétrie de la came pour empêcher une rotation de la came par des objets droits, autres que la clé. - une butée 102 face à l'extrémité 78 de la première paroi 70 cette extrémité 78 ne se trouvant pas entre les deux parois. La came 54 comporte en outre, sur sa périphérie, une deuxième partie 104 de forme arrondie, décentrée par rapport à l'axe de la came, telle que la distance entre un point T, de la périphérie de la deuxième partie 104 de la came, situé dans le plan P de symétrie, et l'axe de rotation de la came, diminue, lorsque le point T se rapproche de la butée 102. L'interrupteur à clé 40 comporte un ressort de rappel en spirale 106 enroulé au tour de l'arbre 56 ramenant la came 54 dans une position initiale, correspondant au poussoir 48 sorti de son canon 50, lorsque la clé est retirée de l'interrupteur. Le ressort s'appui, par une de ses deux extrémités 107, sur une cloison 108 du support de tête 52 et par son autre extrémité 109 sur un bord 110 de la came au niveau de la l'extrémité 78 de la première parois 70 de la dite came. La figure 4 montre une vue de face d'une clé 66 de l'interrupteur à clé 40 selon l'invention. La clé 66 se présente sous la forme d'une barre plate comportant une ouverture 112 de forme complémentaire des parois 70,72 de la première partie de la came 54. La clé 66 comporte deux branches 114,116 s'étendant dans deux directions parallèles à un axe de symétrie CC'de la clé, les deux branches étant reliées à leurs extrémités d'un même côté de la clé par une branche perpendiculaire 118 à l'axe de symétrie CC', chacune des branches 114,116 ayant la forme complémentaire de la respective chicane 94,96 ou 98,100 de la première partie de la came. L'ouverture 112 comporte dans une partie centrale un rétrécissement symétrique par rapport à l'axe CC'de symétrie de la clé correspondant au rétrécissement des parois 70,72 de la première partie de la came 54. Nous allons par la suite expliquer le fonctionnement de l'interrupteur de position 40 à l'aide des figures 2a, 2b et de deux figures 5a et 5b montrant en perspective l'action de la clé 66 sur la came 54. Dans l'état déclenché, la clé n'est pas engagée dans l'interrupteur de position 40, (voir figure 2a) la came 54 se trouve dans la position initiale telle que d'une part, la butée 102 se trouve sensiblement en face de la première ouverture 62 du boîtier de tête 60 et d'autre part, le poussoir 48 est repoussé vers l'intérieur du carter par la deuxième partie 104 de la came actionnant l'interrupteur électrique 44 par l'intermédiaire du bouton poussoir 46 comprimant un ressort de rappel du bouton poussoir non représenté sur les figures. Dans cette position déclenchée, le poussoir 48 est en contact avec la deuxième partie de la périphérie de la came la plus éloignée de l'axe ZZ'. Lorsqu'on insère la clé dans le boîtier de tête 60 de l'interrupteur, la branche perpendiculaire 118 de la clé vient en contact avec la butée 102 de la came 54. La poursuite de l'insertion de la clé dans le boîtier entraîne la rotation de la came autour de son axe Zu'et le passage, à travers de l'ouverture 112 de la clé 66, de la première paroi 70 de la came (voir figure 2b). La rotation de la came entraîne simultanément le glissement de la deuxième partie 104 de la came sur le poussoir dont la distance de sa périphérie par rapport à l'axe diminue (point T) et la compression du ressort en spirale de rappel 106. Le poussoir 48, poussé vers l'extérieur du carter 42 par le bouton poussoir 46 de l'interrupteur, glisse dans le canon 50 vers l'extérieur du carter 42 jusqu'à une position correspondant à la butée de la branche perpendiculaire de la clé 66 contre le carter 42 et l'arrêt de la rotation de la came 54. Une extrémité 122 du poussoir 48 en contact avec la came se trouve alors dans un creux 124 de la came maintenant la dite came en position. Le force de rappel du ressort en spirale de rappel 106 étant insuffisante pour ramener la came dans sa position initiale dans le cas d'un relâchement de la force d'introduction de la clé 66 dans le boîtier de tête 60. L'interrupteur 40 se trouve alors dans son état enclenché. Les figures 5a et 5b montrent l'action de la clé 66 sur la came de l'interrupteur à clé 40 lorsqu'on insère la clé 66 par la seconde ouverture 64 du boîtier de tête 60. Lorsqu'on insère la clé dans le boîtier de tête 60 de l'interrupteur, la branche perpendiculaire 118 vient en contact avec l'extrémité 80 de la première paroi 70 de la came 54 (voir figure 5a). La poursuite de l'insertion de la clé dans le boîtier (voir figure 5b) entraîne la rotation de la came autour de son axe Zu'et le passage à travers de l'ouverture 112 de la clé la deuxième paroi 72 de la came 54. Comme dans le cas de l'insertion de la clé 66 dans le boîtier de tête par la première ouverture 62, la rotation de la came entraîne simultanément le glissement de la deuxième partie 104 de la came sur le poussoir dont la distance de sa périphérie par rapport à l'axe diminue. Le poussoir 48, poussé vers l'extérieur du carter par le bouton poussoir de l'interrupteur glisse dans le canon 50 vers l'extérieur du carter jusqu'à une position correspondant à la butée de la branche perpendiculaire de la clé 66 contre le carter 42 et l'arrêt de la rotation de la came 54. L'interrupteur 40 se trouve alors dans son état enclenché. Le retrait de la clé 66 du carter 42 ramène la came dans sa position initiale et le poussoir dans sa position enfoncée dans le canon 50 du support de tête 52. Il est à remarquer que l'introduction d'un objet autre que la clé par les ouvertures 62,64 du boîtier de tête peut entraîner un début de déplacement de la came 54 qui se trouve automatiquement ramenée dans sa position initiale par le ressort en spirale de rappel 106 lors du retrait du dit objet. Le ressort en spirale de rappel 106 évite ainsi un déplacement frauduleux de la came par étapes successives par différents objets introduits par les ouvertures 60, 62 du boîtier de tête, le ressort en spirale de rappel 106 ramenant systématiquement la came, lorsqu'elle est relâchée, dans sa position initiale. Dans cette réalisation, le rétrécissement de l'ouverture 112 de la clé 66, de l'un ou de l'autre côté de l'axe de symétrie XX'a une forme de V tronqué, cette forme étant complémentaire de la forme de la section de la chicane face à sa dent. La forme décrite du rétrécissement n'est pas limitative et d'autres formes peuvent être réalisées comme par exemple des formes en U, en carré, en triangle. Les interrupteurs à clé selon l'invention en plus de présenter un niveau de sécurité élevé contre l'effraction, comportent l'avantage d'être compacts avec des encombrements réduits par rapport aux solutions multiples de l'état de l'art. L'invention permet en outre, par ses solutions, la réalisation d'interrupteurs de position miniature REVENDICATIONS 1. Interrupteur de position à clé comportant au moins un contact électrique (12) actionné par le déplacement rectiligne d'un poussoir (16, 48) guidé dans un boîtier (14,42) de l'interrupteur, une came (18,54) entraînée en rotation autour d'un arbre (20,56) solidaire du boîtier (14,42), par une clé (28,66) introduite dans l'interrupteur de position par au moins un orifice (32, 62,64) dudit boîtier, la rotation de la came (18,54) produisant le déplacement du poussoir (16,48), l'entraînement en rotation de la came par la clé ne pouvant s'effectuer que lorsqu'une ouverture (30,112) de la clé a une forme complémentaire d'une partie de la périphérie de la came pénétrant dans l'ouverture de forme complémentaire de la clé, lors de l'entraînement en rotation de la came par la clé, caractérisé en ce que la partie de la périphérie de la came comporte : - au moins une paroi (70, 72) en forme de secteur perpendiculaire à l'axe de rotation Zu'de la came, la paroi ayant un rétrécissement (74,76) dans une partie centrale de ladite paroi de part et d'autre d'un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la came passant par la paroi, la partie de la périphérie de la came comportant en outre une dent (86,88, 90,92) de part et d'autre du rétrécissement de la paroi de façon à créer des chicanes (94,96, 98,100) empêchant la rotation de la came et l'actionnement de l'interrupteur de position par des objets autres que la clé ; - une butée (102) de clé du côté d'une des extrémités (78) de la paroi (70), la butée de clé assurant l'entraînement de la came en rotation lors de l'introduction de la clé dans le boîtier de l'interrupteur. 2. Interrupteur de position à clé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came (54) comporte une autre partie (104) telle que la distance entre un point de la périphérie de cette autre partie de la came et l'axe de rotation 77'due la came varie en fonction de la position du point sur la périphérie de cette autre partie de la came. 3. Interrupteur de position à clé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie de la périphérie de la came comporte deux parois (70,72) consécutives séparées par une rainure et une butée (102) permettant la rotation de la came par la clé introduite dans l'interrupteur de position selon deux directions perpendiculaires entre elles et à l'axe de rotation Zu'de la came. 4. Interrupteur de position à clé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les chicanes (94,96, 98,10) ont des formes symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation ZZ'de la came. 5. Interrupteur de position à clé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un carter (42) à l'intérieur duquel est fixé un interrupteur électrique (44) ayant un bouton poussoir (46) repoussé vers l'extérieur de l'interrupteur électrique (44) par un ressort de rappel, le bouton poussoir (46) étant actionné par l'intermédiaire d'un poussoir (48) se déplaçant longitudinalement, selon un axe XX', dans un canon (50) d'un support de tête (52) solidaire du carter (42), par la rotation d'une came (54) tournant autour d'un arbre (56) d'axe 22'perpendiculaIre à l'axe XX'de déplacement du poussoir (48), l'arbre (56) étant supporté par une chape (58) du support de tête (52) se prolongeant à l'extérieur du carter (42), un boîtier de tête (60), solidaire du carter (42), recouvrant la came, comportant deux ouvertures (62,64) pour le passage d'une clé (66) d'actionnement de l'interrupteur de position (40). 6. Interrupteur de position à clé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la came (54) comporte sur sa périphérie : - au niveau d'une première partie de la came, le long de la périphérie de la came, une première (70) et une seconde paroi (72) de sections sensiblement identiques, chacune des parois, en forme de secteur, étant perpendiculaire à l'axe de rotation Zu'de la came, chaque paroi (70, 72) comportant un rétrécissement (74,76) symétrique entre chacune des deux extrémités (78,80 et 82,84) de chaque paroi, dans une partie centrale desdites parois, de part et d'autre d'un plan de symétrie P de la came (54), perpendiculaire à l'axe de rotation Zu'de la came ; - une dent (86,88 et 90,92) de part et d'autre du rétrécissement de chaque paroi (70,72) de façon à créer des respectives chicanes (94,96, 98, 100) symétriques par rapport au plan P de symétrie de la came pour empêcher une rotation de la came par des objets droits, autres que la clé ; - une butée (102) face à l'extrémité (78) de la première paroi (70) cette extrémité (78) ne se trouvant pas entre les deux parois. 7. Interrupteur de position à clé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la came (54) comporte en outre, sur sa périphérie, une deuxième partie (104) de forme arrondie, décentrée par rapport à l'axe de la came, telle que la distance entre un point T, de la périphérie de la deuxième partie (104) de la came, situé dans le plan P de symétrie, et l'axe de rotation ZZ'de la came, diminue, lorsque le point T se rapproche de la butée (102). 8. Interrupteur de position à clé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort de rappel en spirale (106) enroulé au tour de l'arbre (56) ramenant la came (54) dans une position initiale correspondant au poussoir (48) sorti de son canon (50), lorsque la clé est retirée de l'interrupteur, le ressort s'appuyant par une de ses deux extrémités (107) sur une cloison (108) du support de tête (52) et par son autre extrémité (109) sur un bord (110) de la came au niveau de la l'extrémité (78) de la première paroi (70) de la dite came. 9. Interrupteur de position à clé selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la clé (66) comporte deux branches (114,116) s'étendant dans deux directions parallèles à un axe de symétrie CC'de la clé, les deux branches étant reliées à leurs extrémités d'un même côté de la clé par une branche perpendiculaire (118) à l'axe de symétrie CC', chacune des branches (114,116) ayant la forme complémentaire de la respective chicane (94,96, 98,100) de la partie de la came, l'ouverture (112) comportant dans une partie centrale un rétrécissement symétrique par rapport à l'axe CC'de symétrie de la clé correspondant au rétrécissement des parois (70,72) de la partie de la came (54). 10. Interrupteur de position à clé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le rétrécissement de l'ouverture (112) de la clé (66), de l'un ou de l'autre côté de l'axe de symétrie XX'a une forme de V tronqué, cette forme étant complémentaire de la forme de la section de la chicane face à sa dent. 11. Interrupteur de position à clé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la forme du rétrécissement de l'ouverture (112) de la clé (66), d'un ou l'autre côté de l'axe de symétrie XX'peuvent avoir des formes choisies parmi les formes en U, en carré, en triangle.