Brevet FR2880182A1 — publié le 20060630

Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif pour mettre du fluide sous pression, comprenant une pompe reliée à un clapet antiretour et à un interrupteur à pression, l'interrupteur à pression corn- portant au moins un élément de contact électrique, mobile ainsi que des moyens pour ouvrir et fermer un contact électrique. L'invention concerne également un procédé de commande d'un tel dispositif. Etat de la technique Le document DE 198 43 347 Al décrit un dispositif pour surveiller un niveau de pression permettant de commander une pompe électrique. Un boîtier loge un clapet antiretour et un interrupteur à pression; il est relié par des branchements électriques à la machine électrique à commuter telle qu'une pompe. Le volume intérieur du bol- tier subdivisé en deux zones par une membrane, et une unité de commutation se trouve dans l'une des zones. Lorsque la membrane est sollicitée par une pression, elle se déforme et déplace un organe d'actionnement de l'unité de commutation contre la force d'un ressort. L'organe d'actionnement déplace un élément de contact électrique à ressort en fonction de la pression appliquée et de la force de ressort antagoniste jusqu'à ce que l'élément de contact électrique, mobile soit poussé contre un autre élément de contact pour établir le contact électrique. Le mouvement continu, permanent de l'organe d'actionnement suivant la pression appliquée ouvre ou ferme le contact électrique selon un seuil de pression unique, défini. Si par exemple l'organe d'actionnement ferme le contact électrique, un relais et une électronique de commande mettent en oeuvre la pompe à air. Mais dès que la pression appliquée à la membrane augmente seulement légèrement, le con-tact électrique s'ouvre mais la pompe reste en fonctionnement pendant une durée prédéfinie par l'électronique de commande pour augmenter la pression de façon correspondante. Si l'on n'utilisait pas le temps de fonctionnement par commande électronique de la pompe, dans ce dis-positif, pour les moindres variations de pression la pompe serait en permanence mise en marche et arrêtée ce qui engendrerait un bruit gé- nant et réduirait la durée de vie de la pompe. Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne un dispositif du type dé-fini ci-dessus, caractérisé en ce que l'élément de contact électrique, mobile se déplace pour une pression variable suivant une fonction de saut le long d'une course de déplacement pour ouvrir ou fermer le contact électrique. L'invention concerne également un procédé de commande d'une telle pompe, ce procédé étant caractérisé en ce que le contact électrique commute directement le courant du moteur de la pompe et le dispositif ne comporte notamment pas de circuit électronique de commutation. Le dispositif et le procédé selon l'invention ont l'avantage de réaliser un seuil de pression inférieur et un seuil de pression supérieur par le mouvement par saut de l'élément de contact électrique et cela en utilisant un seul contact électrique. Ces seuils sont utilisés directement pour commuter le courant du moteur de la pompe. Le basculement selon l'invention de l'élément de contact électrique permet de renoncer à une seconde autre paire de contact ce qui permet une fabrication d'un dispositif très économique pour un actionneur pneumatique de lordose dans un siège de véhicule. Comme l'élément de contact électrique bascule en va-et-vient entre deux positions à déclic, il faut que le fluide exerce une certaine force pour fermer le contact électrique du circuit électrique ou l'ouvrir. Cette force est associée à deux seuils de pression différents dé- finissant entre eux un intervalle pendant lequel la pompe reste branchée. Du fait de la distance séparant les deux positions à déclic qui résulte du développement par construction du dispositif, la course de réglage de la membrane sollicitée en pression permet de définir les deux seuils de pression. Si l'on choisit cette distance suffisamment importante, une variation dynamique de pression ne risque pas de déclencher une commutation électrique avec mise en marche et arrêt de la pompe. Grâce aux deux positions à déclic, écartées l'une de l'autre ou positions d'encliquetage, on évite tout volume de compensation supplé- mentaire pour l'interrupteur à pression ce qui réduit de manière significative l'encombrement du dispositif. Comme l'élément de contact mobile n'est actionné que si en dépassant une fonction de saut, on passe d'une position à déclic dans l'autre, les moyens d'actionnement du contact électrique ont une hystérésis qui peut servir directement à réguler le courant du moteur de la pompe. L'hystérésis liée à la construction correspond aux deux seuils de pression pour la mise en marche et l'arrêt de la pompe. De façon particulièrement avantageuse, le mouvement par saut de l'élément de contact électrique peut être obtenu en réalisant un élément de ressort avec un point de commutation et deux positions à déclic correspondantes. Suivant une variante, on réalise le mouvement à déclic, par saut de l'élément de contact électrique à l'aide d'un organe d'actionnement qui est par exemple poussé par un piston ou membrane contre l'élément de contact électrique. L'organe d'actionnement peut avoir deux points d'encliquetage écartés d'une distance prédéfinie de sorte que l'organe d'actionnement passe par un saut, avantageusement d'un premier point d'encliquetage au second point d'encliquetage lors- qu'on dépasse une certaine force. Cela correspond au saut ou à l'encliquetage de l'élément de contact électrique passant d'une position d'encliquetage à l'autre. Pour régler librement les seuils de pression pour l'actionnement du contact électrique, on peut associer des éléments d'encliquetage aux points d'encliquetage de l'organe d'actionnement qui retiendront par exemple à l'aide d'éléments à ressort, l'organe d'actionnement à un point d'encliquetage jusqu'au dépassement vers le haut ou vers le bas d'un certain seuil de pression ou d'une force. Cela permet également de modifier la durée de l'intervalle et ainsi la corn- mande en cadence de la pompe ultérieurement et de façon simple. Si le contact électrique est tel qu'il commute directement le courant alimentant le moteur de la pompe, on supprime une installation avec un circuit électronique compliqué, par exemple il ne faudra aucun commutateur à relais. De manière préférentielle, le clapet antiretour et l'interrupteur à pression sont logés dans un même boîtier associé directement de façon avantageuse à la liaison de pression entre la pompe et l'utilisateur. Une telle construction compacte réduit l'encombrement du dispositif de sorte que celui-ci convient tout particulièrement pour les applications à un véhicule automobile et en particulier pour une utilisation dans un siège de véhicule. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière io plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation du dispositif selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'un premier exemple de réali- sation d'un élément de contact électrique en forme de ressort à dé- clic, et -la figure 2 est une vue schématique d'un autre exemple de réalisation d'un organe d'actionnement coopérant avec des éléments d'encliquetage. Description des modes de réalisation La figure 1 montre un dispositif 10 pour mettre en pres- Sion un fluide comme par exemple un coussin pneumatique 12 d'un siège de véhicule. Comme fluide on utilise par exemple de l'air comprimé à l'aide d'une pompe 14 et alimentant le coussin d'air 12 constituant l'utilisateur 13. Pour cela, la pompe 14 qui est par exemple une pompe à palette, est reliée par une conduite de pression 16 à l'utilisateur 13. Du fait de l'application ou du système, des pertes de pression se produisent dans l'utilisateur 13 et celles-ci doivent être compensées par le dispositif 10. Pour cela, la conduite de pression 16 intègre un interrupteur à pression 18 et un clapet antiretour 20. Dans le schéma, le clapet antiretour 20 est de préférence réalisé sous la forme d'un ensemble unique avec l'interrupteur à pression 18, et le boîtier commun 22 est divisé par une membrane 24 ou un piston 48. Le clapet antiretour 20 évite que lorsque la pompe 14 est coupée, la pression de l'utilisateur 13 ne s'échappe par la pompe 14. L'interrupteur à pression 18 assure que si la pression dans la conduite de pression 16 ou chez l'utilisateur 13 descend en dessous d'une valeur définie, la pompe 14 est branchée automatiquement pour compenser la perte de pression. L'interrupteur à pression 18 comporte un premier élément de contact électrique 28 relié de préférence rigidement au boîtier 22. En outre, l'interrupteur à pression 18 comporte un élément de contact électrique 30 mobile, qui dans l'exemple de réalisation est un élément à ressort avec un mécanisme à déclic 32. Du fait du mécanisme à déclic 32 de l'élément de contact mobile 30, celui-ci bouge suivant une fonction de saut dès que sous l'effet de la variation de pression, un organe d'actionnement 34 est déplacé par rapport à l'élément de contact mobile 30. Dans l'état de fonctionnement représenté à la figure 1, l'élément de contact 30, mobile est appliqué contre l'élément de contact 28 de façon à former ainsi un contact électrique 31 qui ferme le circuit électrique 38 alimentant la pompe 14. La pompe 14 est ainsi branchée et augmente la pression pour l'utilisateur 13. Cette pression est égale-ment appliquée à la membrane 24 qui soulève l'organe d'actionnement 34 en le pressant contre l'élément de contact mobile 30. Lorsqu'on atteint le seuil de pression supérieur, l'élément de contact 30, mobile, se déplace brusquement de façon à laisser un intervalle défini entre l'organe de contact 28 électrique fixe et l'élément de contact 30, mobile; le contact 31 est ainsi ouvert et la pompe 14 coupée. Lorsque la pression diminue dans le système 13, 16, un élément de rappel 40 enfonce l'organe d'actionnement 34. Après une certaine course de réglage 46 exécutée par l'organe d'actionnement 34, l'élément de contact 30, mo- bile réalisé sous la forme d'un élément à ressort 32, commute de nouveau par un saut et ferme le contact 31 rebranchant ainsi la pompe 14. Le mécanisme de commutation 32 de l'élément de contact mobile 30 peut être réalisé de différentes manières. Il est important que l'élément de contact 30 ferme ou ou- vre brusquement le contact 31 lorsque la pression augmente ou diminue en continu. L'élément de contact 30, mobile commute ainsi brusquement entre deux positions à déclic 42, 43 qui constituent la distance dans l'espace 44 le long du chemin de réglage 46. Cette dis-tance 44 évite que de faibles variations de pression provoquent par exemple en permanence la mise en marche et l'arrêt de la pompe 14 par le contact 31. La distance 44 est réglée par la construction de l'élément de ressort 32 pour que l'interrupteur 18 possède une hystérésis qui as-sure le branchement de la pompe 14 lorsqu'on atteint le seuil de pression inférieur et coupe l'alimentation de la pompe 14 lorsqu'on atteint le seuil de pression supérieur, sans nécessiter pour cela une électronique de commande ou de régulation supplémentaire. L'organe de contact 28 et l'élément de contact 30 mobile sont réalisés pour que le courant moteur 49 puisse passer directement par le contact 31, qui permet de brancher et de couper la pompe 14 sans nécessiter d'autres relais ou protections de commutation. La figure 2 montre une variante de réalisation du dispositif 10 selon l'invention qui réalise le mouvement par saut de l'élément de contact mobile 30 non par un mécanisme à déclic à ressort 32, mais par le mouvement par saut d'un organe d'actionnement 34 le long du chemin d'actionnement ou course 46. Pour cela, l'organe d'actionnement 34 équipant par exemple le piston d'actionnement 48 comporte deux points d'encliquetage 51, 50 qui correspondent aux deux positions à déclic 42, 43. Les points d'encliquetage 51, 50 sont par exemple en forme d'encoches 52 dans lesquelles pénètrent les éléments d'encliquetage 54 élastiques. Une force de ressort 56 peut être réglée de manière variable sur l'élément d'encliquetage élastique 54 de façon qu'en cas de dépassement vers le haut ou vers le bas d'un certain seuil de pression, l'organe d'actionnement 34 se détache du point d'actionnement 31 et saute dans la position du second point d'encliquetage 50. Ce mouvement par saut de l'organe d'actionnement 34 est transmis à l'élément de contact électrique 30, mobile, qui pour cette raison bascule également par un saut brusque et est pressé contre l'autre organe de contact électrique 28. La distance 44 des deux point d'encliquetage 50, 51 est réglée pour éviter le rebondissement du contact 31 et un cadencement de niveau gênant pour la pompe 14 lors de faibles variations de pression. Dans l'état du dispositif 10 représenté à la figure 2, le contact 31 est ouvert. Si la pression descend en dessous d'un certain seuil de pression, le piston d'actionnement 48 est enfoncé par le ressort de rappel 40. Le piston d'actionnement 48 et l'organe d'actionnement 34 descendent toutefois seulement lorsqu'on a dépassé les forces d'encliquetage 56 des éléments d'encliquetage élastiques 54. Puis, l'organe d'actionnement 34 passe par un saut jusqu'au second point d'encliquetage 50 et l'élément de contact mobile 30 passe par un saut dans la position à déclic 42 correspondante. Le contact 31 est ainsi fermé et la pompe 14 branchée jusqu'à ce que sous l'effet de la montée en pression, l'organe d'actionnement 34 se relève de nouveau brusque-ment et ouvre le contact 31. On peut régler de manière variable l'hystérésis (c'est-à-dire la différence entre le seuil de branchement et le io seuil de coupure) en réglant la force de ressort 56 exercée par l'élément d'encliquetage élastique 54. On remarque que les exemples de réalisation présentés aux figures permettent de multiples combinaisons des différentes caractéristiques. C'est ainsi que par exemple la réalisation pratique du mécanisme à déclic 32 ou des points d'encliquetage 50, 51 et des éléments d'encliquetage 54 peut être quelconque. L'important est que l'élément de contact mobile 30 exécute un mouvement par saut à l'ouverture ou à la fermeture du contact 31 pour une certaine distance 44 entre les deux positions à déclic 42, 43. Le contact 31 ferme de pré- férence directement le circuit électrique 36 alimentant le moteur 49 de la pompe 14 sans toutefois que cette réalisation ne soit limitative. Le choix de la distance 44 entre les deux positions à déclic 42, 43 supprime la nécessité d'un volume de compensation supplémentaire si bien que l'interrupteur à pression 18 et le clapet antiretour 20 peuvent être intégrés directement dans la conduite de pression 16. Toutefois, le dis-positif 10 selon l'invention n'est pas limité à ce mode de réalisation. De manière préférentielle, le procédé selon l'invention est appliqué à l'alimentation de coussin à air et à des applications pneumatiques dans le domaine des véhicules automobiles. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif (10) pour mettre du fluide sous pression, comprenant une pompe (14) reliée à un clapet antiretour (20) et à un interrupteur à pression (18), l'interrupteur à pression (18) comportant au moins un élément de con-tact électrique (30), mobile ainsi que des moyens (32, 34) pour ouvrir et fermer un contact électrique (31), caractérisé en ce que l'élément de contact électrique (30), mobile se déplace pour une pression variable suivant une fonction de saut le long d'une course de dé-placement (46) pour ouvrir ou fermer le contact électrique (31). 2 ) Dispositif (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de contact électrique (30) est mobile entre deux positions à déclic (42, 43) et dans la première position à déclic (42, 43) il ferme un circuit électrique (36) et dans la seconde position à déclic (42, 43) il ouvre le circuit électrique (36). 3 ) Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux positions à déclic (42, 43) ont une distance prédéfinie (44) le long de la course de déplacement (46) pour compenser les variations dynamiques de pression dans l'interrupteur à pression. 4 ) Dispositif (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (32, 34) ont une hystérésis qui associe deux seuils de pression pratiques différents, à la distance spatiale (44) des deux positions à déclic (42, 43). 5 ) Dispositif (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (32, 34) sont réalisés sous la forme d'un élément de contact électrique (32) à ressort comportant un mécanisme de basculement à déclic (32). 6 ) Dispositif (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (32, 34) sont réalisés sous la forme d'un organe d'actionnement (34) d'un piston d'actionnement (48), l'organe d'actionnement (34) ayant deux points d'encliquetage (50) associés aux deux positions à déclic (42, 43). 7 ) Dispositif (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu' au point d'encliquetage (50), les couples d'encliquetage de l'organe d'actionnement (34) sont réglables de manière variable notamment par les forces de ressort (56) pour prédéfinir les seuils de pression des positions à déclic (42, 43). 8 ) Dispositif (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contact électrique (31) commute directement le courant du moteur de la pompe (14) et le dispositif (10) ne comporte notamment pas de circuit électronique de commutation. 9 ) Dispositif (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet antiretour (20) et l'interrupteur à pression (18) sont réalisés sous la forme d'un ensemble (22) commun directement relié à la pompe (14) notamment sans volume de compensation supplémentaire. 10 ) Procédé de commande d'un dispositif (10) pour mettre un fluide sous pression à l'aide d'une pompe électrique (14) notamment selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu' io un élément de contact électrique (30) mobile d'un interrupteur à pression (18) ferme un contact électrique (31) du circuit de courant d'alimentation du moteur (36) de la pompe (14) lorsqu'on dépasse le seuil de pression vers le bas, et le contact électrique (31) ouvre en cas de dépassement d'un second seuil de pression différent du premier.