Brevet FR2917858A1 — publié le 20081226

MECANISME DE COMMANDE A LEVIER BASCULANT ET A CONFIGURATIONS MULTIPLES, ET APPLICATION. L'invention concerne, de façon générale, les mécanismes de commande, en particulier pour les appareillages électriques. Plus précisément, l'invention concerne un mécanisme de commande conçu pour adopter au moins une configuration bistable, ce mécanisme comprenant un support, un premier axe de basculement, un levier d'entraînement qui s'étend suivant un axe longitudinal et qui, en configuration bistable du mécanisme, est monté basculant sur le support, autour du premier axe, entre des première et deuxième positions situées de part et d'autre d'un plan de transition fixe par rapport au support, et des organes de sollicitation pour appliquer, le long de l'axe longitudinal du levier d'entraînement, une force élastique dirigée vers le premier axe de basculement et dont l'intensité varie en sens inverse de l'angle formé entre l'axe longitudinal du levier d'entraînement et le plan de transition. Un mécanisme de ce type est bien connu de l'homme du métier et notamment évoqué dans le brevet FR 2 864 332. Comme l'indique également ce brevet antérieur, il est souvent nécessaire, notamment pour la commande d'appareillages électriques, de disposer à la fois de mécanismes de commande bistables et de mécanismes de commande monostables. Un tel besoin peut évidemment être satisfait en fabriquant à la fois des mécanismes bistables et des mécanismes monostables, et en approvisionnant au cas par 2 cas l'un ou l'autre de ces systèmes, selon le besoin spécifiquement exprimé. Une autre voie, explorée dans le brevet antérieur précité, consiste à doter un mécanisme de commande unique d'un accessoire de commande mécanique susceptible d'adopter sélectivement une configuration bistable ou une configuration monostable, et d'imposer sa configuration au mécanisme de commande unique. L'invention a pour but de satisfaire le même besoin par la mise en oeuvre de moyens plus simples et plus compacts. A cette fin, le mécanisme de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un organe de rappel monté mobile, par rapport au support, entre une position de repos dans laquelle il est cinématiquement indépendant du levier d'entraînement et dans laquelle ce mécanisme conserve sa configuration bistable, et une position active dans laquelle cet organe de rappel est cinématiquement lié au levier d'entraînement et dans laquelle il applique une force de rappel élastique sollicitant ce levier de sa deuxième position vers sa première position, ce mécanisme adoptant alors une configuration monostable. Les organes de sollicitation peuvent comprendre un ressort hélicoïdal précontraint en compression et maintenu le long de l'axe longitudinal du levier d'entraînement. Le mécanisme de commande de l'invention peut aussi avantageusement comprendre un deuxième axe de 3 basculement, situé dans le plan de transition à distance du premier axe de basculement, les organes de sollicitation pouvant eux-mêmes comprendre un deuxième levier monté basculant dans le support, par une première extrémité, autour du deuxième axe de basculement, et dont une deuxième extrémité est en appui sur le ressort hélicoïdal. Le deuxième levier peut alors porter une lame de contact 10 électrique ou être constitué par une partie d'une telle lame. L'organe élastique de rappel peut typiquement être constitué par un ressort à lame ou par un ressort 15 hélicoïdal. Par ailleurs, le ressort constituant cet organe élastique de rappel peut être monté mobile sur le support, soit en translation, soit en rotation, entre sa position de repos 20 et sa position active, grâce à un curseur monté mobile en translation dans le support. Dans le cas où le mécanisme de commande comporte un doigt de manoeuvre cinématiquement lié au levier 25 d'entraînement, s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du levier d'entraînement, et imposant, par son débattement sur une course déterminée, le déplacement de ce levier entre ses première et deuxième positions, le ressort constituant l'organe élastique de rappel est par 30 exemple disposé à l'extérieur de la course du doigt de manoeuvre dans sa position de repos, et sur la course de ce doigt dans sa position active. Le mécanisme de l'invention est particulièrement bien 35 adapté pour être appliqué à la commande d'un interrupteur électrique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1A est un schéma représentant un mécanisme de commande bistable connu, illustré dans une première de ses deux positions stables; - la figure 1B est un schéma représentant le même mécanisme de commande bistable connu, illustré dans sa deuxième position stable; 15 - la figure 2A est un schéma représentant un mécanisme de commande conforme à l'invention, illustré dans une première des deux positions stables de sa configuration bistable; 20 - la figure 2B est un schéma représentant un mécanisme de commande conforme à l'invention, illustré dans une deuxième des deux positions stables de sa configuration bistable; 25 - la figure 2C est un schéma représentant un mécanisme de commande conforme à l'invention, illustré dans l'unique position stable de sa configuration monostable; - la figure 2D est un schéma représentant le même 30 mécanisme de commande conforme à l'invention, illustré dans une position instable permise dans sa configuration monostable; - la figure 3 est une vue en perspective d'un premier 35 mode de réalisation d'un mécanisme de commande conforme à l'invention illustré en configuration bistable;10 - la figure 4 est une vue en perspective du mécanisme de commande illustré à la figure 3, représenté dans sa configuration monostable; - la figure 5 est une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation d'un mécanisme de commande conforme à l'invention illustré en configuration bistable; et 10 - la figure 6 est une vue en perspective du mécanisme de commande illustré à la figure 5, représenté dans sa configuration monostable. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un 15 mécanisme commande conçu pour adopter au moins une configuration bistable. Ce mécanisme comprend, de façon connue en soi (figures lA et 1B), un support, un axe de basculement X1, un levier 20 d'entraînement 2, et des organes de sollicitation 31 et 32. Le support, non visible sur les figures lA et 1B, porte la référence 1 sur les figures suivantes. 25 Le levier d'entraînement 2 s'étend principalement suivant un axe longitudinal L mais peut aussi être associé à un doigt de manoeuvre 21 s'étendant perpendiculairement à cet axe longitudinal L et cinématiquement lié au levier 30 2. En configuration bistable du mécanisme, le levier 2 est monté basculant sur le support 1, autour de l'axe X1, entre deux positions qui sont illustrées aux figures 1A 35 et 1B et qui sont situées de part et d'autre d'un plan de transition P, fixe par rapport au support 1.5 6 Le doigt de manoeuvre 21 peut être solidaire du levier 2, ou simplement être lié à ce levier de manière que le doigt 21 et le levier 2 ne puissent se déplacer l'un sans l'autre, l'important étant que ce doigt 21 impose, par son débattement sur une course déterminée, le déplacement du levier 2 entre ses deux positions. Les organes de sollicitation 31 et 32, qui seront décrits plus en détail ultérieurement, ont pour fonction d'appliquer, le long de l'axe longitudinal L du levier 2, une force élastique qui est dirigée vers l'axe de basculement Xl et dont l'intensité varie en sens inverse de l'angle A que forme l'axe longitudinal L du levier 2 avec le plan de transition P. En d'autres termes, la force élastique appliquée par les organes 31 et 32 croît lorsque décroît l'angle A, cette force étant donc maximale lorsque l'angle A est nul. Ces caractéristiques permettent ainsi au mécanisme illustré aux figures 1A et 1B d'adopter une configuration à deux états stables, et de passer par exemple du premier état (figure 1A) au second état (figure 1B) par l'application d'une force transitoire Ft sur le doigt 21. Les organes de sollicitation précédemment évoqués comprennent par exemple un ressort hélicoïdal 31 et un deuxième levier rigide 32. Le ressort hélicoïdal 31 est précontraint en compression et maintenu le long de l'axe longitudinal L du levier d'entraînement 2. 35 Pour ce faire, ce levier 2 peut par exemple comprendre un corps tubulaire dans lequel est inséré le ressort 31.30 7 Le deuxième levier 32 présente une extrémité 321 par laquelle il monté basculant dans le support 1 autour d'un deuxième axe de basculement X2, et une extrémité 322 en 5 appui sur le ressort hélicoïdal 31. Comme le montrent les figures lA à 2D, le deuxième axe de basculement X2 est situé dans le plan de transition P, à distance de l'axe de basculement Xl. 10 Grâce à cet agencement, le levier 32 basculant autour de l'axe X2 comprime le ressort 31 d'autant plus que l'angle formé entre les leviers 2 et 32 est faible, c'est-à-dire d'autant plus que l'angle A est faible dans la 15 configuration bistable du mécanisme de commande. Par rapport à ce mécanisme connu, le mécanisme de l'invention comprend (figures 2A à 2D) un organe de rappel 6 monté mobile, par rapport au support 1, entre 20 une position de repos illustrée aux figures 2A, 2B, 3 et 5, et une position active illustrée aux figures 2C, 2D, 4 et 6. Par ailleurs, cet organe de rappel peut par exemple 25 prendre la forme d'un ressort à lame comme illustré aux figures 3 et 4, ou d'un ressort hélicoïdal comme illustré aux figures 5 et 6. Dans sa position de repos, le ressort 6 est 30 cinématiquement indépendant du levier d'entraînement 2. Tout se passe donc comme si ce ressort n'existait pas, de sorte que le mécanisme de l'invention reste équivalent au mécanisme connu illustré aux figures 1A et 1B et conserve 35 sa configuration bistable. 8 En revanche, dans sa position active, le ressort 6 est cinématiquement lié au levier d'entraînement 2 et applique une force de rappel élastique qui sollicite ce levier de sa deuxième position vers sa première position avec un couple supérieur au couple antagoniste exercé par le ressort 31. Le mécanisme de l'invention adopte alors une configuration monostable, c'est-à-dire qu'il ne peut plus être maintenu dans sa deuxième position, illustrée à la figure 2D, sans l'application continue, sur le doigt de manoeuvre 21, d'une force Fc à la disparition de laquelle ce mécanisme retourne dans sa position de repos stable illustrée à la figure 2C. Ainsi, le mécanisme de l'invention peut, à tout moment, être placé au choix dans l'une ou l'autre de ses configurations bistable et monostable par déplacement du ressort 6. Les figures 3 et 4 illustrent un mode de réalisation de l'invention dans lequel le ressort 6 est monté mobile entre sa position de repos et sa position active par translation vis-à-vis du support 1. 25 Pour ce faire, le mécanisme de l'invention peut comprendre un curseur 61 monté mobile en translation dans le support 1 et duquel le ressort 6 est solidaire, le curseur 61 entraînant donc avec lui, lorsqu'il est 30 déplacé, le ressort 6 vers sa position de repos ou vers sa position active. Dans sa position de repos, le ressort 6 est disposé à l'extérieur de la course du doigt de manoeuvre 21, de 35 sorte qu'il n'interfère pas avec ce doigt lors du mouvement de ce dernier.20 9 En revanche, dans sa position active, le ressort 6 est disposé sur la course de ce doigt 21 et applique donc à ce dernier une force de rappel qui l'empêche de rester spontanément dans sa deuxième position. Les figures 5 et 6 illustrent un mode de réalisation de l'invention dans lequel le ressort 6 est monté mobile entre sa position de repos et sa position active par rotation vis-à-vis du support 1 autour d'un troisième axe X3. Pour ce faire, le curseur 61, bien que toujours monté mobile en translation dans le support 1, peut agir à la manière d'un coin sur une embase 62 du ressort 6 et provoquer à volonté la rotation de cette embase 62 par rapport au support 1. Comme dans le mode de réalisation précédent, le ressort 6 est, dans sa position de repos, disposé à l'extérieur de la course du doigt de manoeuvre 21, alors qu'il est disposé sur la course de ce doigt dans sa position active. Le mécanisme de l'invention est idéalement applicable à la commande d'un interrupteur électrique, auquel cas il est avantageux de prévoir que le deuxième levier 32 porte une lame de contact électrique 4 ou qu'il soit constitué par une partie d'une telle lame. La lame 4 peut alors porter une pastille conductrice 41 qui peut être mise en contact électrique avec un premier plot fixe 51 (figures 1A, 2A et 2C), ou avec un deuxième plot fixe 52 (figures 1B, 2B et 2D). REVENDICATIONS . 1. Mécanisme de commande conçu pour adopter au moins une configuration bistable, ce mécanisme comprenant un support (1), un premier axe de basculement (X1), un levier d'entraînement (2) qui s'étend suivant un axe longitudinal (L) et qui, en configuration bistable du mécanisme, est monté basculant sur le support (1), autour du premier axe (Xl), entre des première et deuxième positions situées de part et d'autre d'un plan de transition (P) fixe par rapport au support (1), et des organes de sollicitation (31, 32) pour appliquer, le long de l'axe longitudinal (L) du levier d'entraînement (2), une force élastique dirigée vers le premier axe de basculement (Xl) et dont l'intensité varie en sens inverse de l'angle (A) formé entre l'axe longitudinal (L) du levier d'entraînement (2) et le plan de transition (P), caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un organe de rappel (6) monté mobile, par rapport au support (1), entre une position de repos dans laquelle il est cinématiquement indépendant du levier d'entraînement (2) et dans laquelle ce mécanisme conserve sa configuration bistable, et une position active dans laquelle cet organe de rappel (6) est cinématiquement lié au levier d'entraînement (2) et dans laquelle il applique une force de rappel élastique sollicitant ce levier de sa deuxième position vers sa première position, ce mécanisme adoptant alors une configuration monostable. 2. Mécanisme de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de sollicitation (31, 32) comprennent un ressort hélicoïdal (31) précontraint en compression et maintenu le long de l'axe longitudinal (L) du levier d'entraînement (2). 3. Mécanisme de commande suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième axe de basculement (X2), situé dans le plan de transition (P) à distance du premier axe de basculement (Xl), et en ce que les organes de sollicitation (31, 32) comprennent un deuxième levier (32) monté basculant dans le support (1), par une première extrémité (321), autour du deuxième axe de basculement (X2), et dont une deuxième extrémité (322) est en appui sur le ressort hélicoïdal (31). 4. Mécanisme de commande suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième levier (32) porte une lame de contact électrique (4) ou est constitué par une partie d'une telle lame. 5. Mécanisme de commande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe élastique de rappel (6) est monté mobile en translation sur le support (1) entre sa position de repos et sa position active. 6. Mécanisme de commande suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe élastique de rappel (6) est monté mobile en rotation sur le support (1) entre sa position de repos et sa position active. 7. Mécanisme de commande suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comprend un curseur (61) monté mobile en translation dans le support et entraînant sélectivement l'organe élastique de rappel (6) vers sa position de repos ou sa position active. 8. Mécanisme de commande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que 12 l'organe élastique de rappel (6) est constitué par un ressort à lame ou par un ressort hélicoïdal. 9. Mécanisme de commande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un doigt de manoeuvre (21) cinématiquement lié au levier d'entraînement (2), s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal (L) du levier d'entraînement (2), et imposant, par son débattement sur une course déterminée, le déplacement de ce levier (2) entre ses première et deuxième positions, et en ce que le ressort constituant l'organe élastique de rappel (6) est disposé à l'extérieur de la course du doigt de manoeuvre (21) dans sa position de repos, et sur la course de ce doigt (21) dans sa position active. 10. Application d'un mécanisme suivant l'une quelconque des revendications précédentes à la commande d'un interrupteur électrique.20