Brevet FR2916542A1 — publié le 20081128

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 deux 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 25 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 30 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 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 15 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 20 préambule ci.-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième axe de basculement décalé à la fois de l'axe longitudinal du levier d'entraînement et du plan de transition, en ce que le levier d'entraînement présente, par rapport au support et au premier axe de 25 basculement, une liberté de mouvement dans un plan perpendiculaire à ce premier axe de basculement, et en ce que le deuxième axe de basculement est au moins partiellement mobile par rapport au support et au levier d'entraînement, parallèlement au premier axe de 30 basculement, et sélectivement déplacé pour lier le levier d'entraînement au support et placer le mécanisme dans une configuration monostable dans laquelle le levier d'entraînement est monté basculant sur le support autour du deuxième axe de basculement. Par exemple, le premier axe de basculement comprend au moins un élément mâle tel qu'un tourillon, porté par le levier d'entraînement ou le support, et au moins un élément femelle correspondant, tel qu'une fenêtre, prévu sur le support ou le levier d'entraînement, la liberté de mouvement du levier d'entraînement dans le plan perpendiculaire au premier axe de basculement étant obtenue par un jeu de débattement de chaque élément mâle par rapport à l'élément femelle correspondant. Dans un mode de réalisation possible, le deuxième axe de basculement comprend lui-même deux tourillons filetés insérés dans des taraudages respectifs du support, et dont chacun est susceptible d'être vissé dans le support pour s'engager dans une lumière correspondante du levier d'entraînement. 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 troisième axe de 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 troisième 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 5 électrique ou être constitué par une partie d'une telle lame. De façon connue en soi, le levier d'entraînement peut comporter un doigt de manoeuvre s'étendant 10 perpendiculairement à l'axe longitudinal de ce levier d'entraînement. Le mécanisme de l'invention est particulièrement bien adapté pour être appliqué à la commande d'un interrupteur 15 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, 20 en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure lA 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; 30 - la figure 2A est un schéma représentant un mécanisme de commande conforme à l'invention, illustré dans l'unique position stable de sa configuration monostable; 25 25 30 - la figure 2B est un schéma représentant le même mécanisme de commande conforme à l'invention, illustré dans une position instable permise dans sa configuration monostable; - la figure 3 est une vue de face illustrant un mécanisme de commande conforme à l'invention en configuration bistable; - la figure 4 est une vue en perspective partielle du mécanisme de commande illustré à la figure 3; - la figure 5 est une vue en perspective partielle d'un 15 mécanisme de commande conforme à l'invention, placé en configuration monostable; et - la figure 6 est une vue en perspective partielle d'une variante du mécanisme de commande illustré à la figure 4 20 et placé en configuration bistable. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un mécanisme commande au moins conçu pour adopter une configuration bistable. Ce mécanisme comprend, de façon connue en soi (figures lA et 1B), un support, un axe de basculement X1, un levier 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 3 à 6.10 Le levier d'entraînement 2 s'étend principalement suivant un axe longitudinal L mais peut comporter un doigt de manoeuvre 2:L s'étendant perpendiculairement à cet axe longitudinal L. En configuration bistable du mécanisme, le levier 2 est monté basculant sur le support 1, autour de l'axe Xl, entre deux positions qui sont illustrées aux figures lA et 1B et qui sont situées de part et d'autre d'un plan de transition P, fixe par rapport au support 1. 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 lA et 1B d'adopter deux états stables, et de passer par exemple du premier (figure 1A) au second (figure 1B) par l'application d'une force transitoire Ft. Par rapport à ce mécanisme connu, le mécanisme de l'invention comprend (figures 2A et. 2B) un deuxième axe de basculement X2, qui est décalé à la fois de l'axe longitudinal L du levier 2 et du plan de transition P. En outre, le levier 2 présente, par rapport au support 1 et au premier axe de basculement Xl, une liberté de mouvement dans un plan perpendiculaire à cet axe X1, c'est-à-dire dans le plan des figures 2A et 2B. Le deuxième axe de basculement X2 est du type "embrayable". Plus précisément, cet axe 2 est conçu pour pouvoir passer d'une position inactive, dans laquelle il n'intervient pas et dans laquelle le mécanisme conserve donc sa configuration bistable telle qu'illustrée aux figures lA et 1B, à une position active dans laquelle ce deuxième axe X2 lie le levier d'entraînement 2 au support 1 et place ainsi le mécanisme de commande de l'invention dans une configuration monostable, illustrée aux figures 2A et 2B, et dans laquelle le levier 2 est monté basculant sur le support 1 autour de cet axe X2. Pour ce faire, au moins un élément constitutif de l'axe X2 est mobile par rapport au support 1 et au levier d'entraînement 2 parallèlement au premier axe de basculement Xl, cet élément pouvant ainsi être déplacé de sa position inactive, dans laquelle il n'est en contact qu'avec le support 1 ou le levier 2, vers sa position active dans :Laquelle il est en contact à la fois avec le support 1 et avec le levier 2. Comme le montre une comparaison des figures lA et 2A, la liaison que l'axe X2 assure, dans sa position active, entre le support 1 et le levier 2 ne modifie pas substantiellement ou pas du tout la configuration stable du mécanisme de l'invention, qui correspond sur ces figures à un état de repos. En revanche, comme le montre la figure 2B, le mécanisme de l'invention, une fois placé dans sa configuration monostable par engagement de l'axe X2, ne peut plus changer d'état que sous l'effet de l'application continue d'une force Fc, à la disparition de laquelle ce mécanisme retourne dans sa position de repos stable illustrée à la figure 2A. Si le support 1 est conformé en chape, le premier axe de basculement Xl est par exemple constitué d'une paire d'éléments mâles X11, tels que des tourillons coaxiaux portés par le levier 2, et d'une paire d'éléments femelles X12 correspondants, tel que des fenêtres coaxiales pratiquées dans le support 1 et dans chacune desquelles est engagé un tourillon. Néanmoins, l'homme du métier comprendra aisément que l'un ou chacun des tourillons pourrait être porté par le support et que l'une ou chacune des fenêtres pourrait être pratiquée dans le levier 2. En toute hypothèse, la liberté de mouvement du levier 2 dans le plan perpendiculaire au premier axe de basculement X1, c'est-à-dire dans le plan des figures 2A et 2B, est obtenue grâce à un jeu permettant le débattement de chaque tourillon X11 dans la fenêtre X12 correspondante. Lors du passage du mécanisme de sa position stable (figure 2A) à sa position instable (figure 2B), les tourillons X11 se déplacent donc, dans les fenêtres X12 correspondantes, en parcourant un arc de cercle centré 5 sur l'axe X2. Le deuxième axe X2 peut lui-même comprendre des tourillons X21 solidaires du support 1 et qui, pour placer le mécanisme dans sa configuration monostable, 10 sont engagés dans une lumière correspondante X22 du levier 2 au moins par translation suivant la direction axiale de cet axe X2. L'engagement de ces tourillons X21 dans ces lumières X22 15 peut résulter d'une simple poussée opérant une insertion à force, comme illustré aux figures 4 et 5 sur un premier mode de réalisation de l'invention. Dans ce cas, et à moins que les tourillons X21 puissent 20 être extraits des lumières X22, le mécanisme de l'invention, une fois placé dans sa configuration monostable, reste indéfiniment dans cette configuration. La figure 6 illustre un autre mode de réalisation, dans 25 lequel les tourillons X21 de l'axe de basculement X2 sont filetés et insérés dans des taraudages respectifs du support 1, de sorte que chaque tourillon peut à volonté être vissé dans le support 1 pour s'engager dans la lumière X22 correspondante du levier 2, ou être dévissé 30 pour se dégager de cette lumière X22. En d'autres termes, le mécanisme de l'invention correspondant au mode de réalisation illustré à la figure 6 peut à tout moment être placé, au choix, dans l'une ou l'autre de ses configurations bistable et monostable. Les organes de sollicitation précédemment évoqués comprennent par exemple un ressort hélicoïdal 31 et un deuxième levier rigide 32. 10 Le ressort hélicoïdal 31 est précontraint en compression et maintenu le long de l'axe longitudinal L du levier d'entraînement 2. Pour ce faire, ce levier 2 peut par exemple comprendre un 15 corps tubulaire dans lequel est inséré le ressort 31. Le deuxième levier 32 présente une extrémité 321 par laquelle il monté basculant dans le support 1 autour d'un troisième axe de basculement X3, et une extrémité 322 en 20 appui sur le ressort hélicoïdal 31. Comme le montrent les figures lA à 2B, le troisième axe de basculement X3 est situé dans le plan de transition P, à distance de l'axe de basculement X1. 25 Grâce à cet agencement, le levier 32 basculant autour de l'axe X3 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 30 configuration bistable du mécanisme de commande.5 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 lA et 2A), ou avec un deuxième plot fixe 52 (figures 1B et 2B). REVENDICATIONS . 1. Mécanisme de commande conçu pour adopter au moins une configuration bistable, ce mécanisme comprenant un support (1), un premier axe de basculement (Xl), 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 deux 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 un deuxième axe de basculement (X2) décalé à la fois de l'axe longitudinal (L) du levier d'entraînement (2) et du plan de transition (P), en ce que le levier d'entraînement (2) présente, par rapport au support (1) et au premier axe de basculement (Xl), une liberté de mouvement dans un plan perpendiculaire à ce premier axe de basculement (Xl), et en ce que le deuxième axe de basculement (X2) est au moins partiellement mobile par rapport au support (1) et au levier d'entraînement (2), parallèlement au premier axe de basculement (Xl), et sélectivement déplacé pour lier le levier d'entraînement (2) au support (1) et placer le mécanisme dans une configuration monostable dans laquelle le levierd'entraînement (2) est monté basculant sur le support (1) autour du deuxième axe de basculement (X2). 2. Mécanisme de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier axe de basculement (Xl) comprend au moins un élément mâle (X11) tel qu'un tourillon, porté par le levier d'entraînement (2) ou le support (1), et au moins un élément femelle (X12) correspondant, tel qu'une fenêtre, prévu sur le support (1) ou le levier d'entraînement (2), la liberté de mouvement du levier d'entraînement (2) dans le plan perpendiculaire au premier axe de basculement (Xl) étant obtenue par un jeu de débattement de chaque élément mâle (X11) par rapport à l'élément femelle correspondant (Xl2) . 3. Mécanisme de commande suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le deuxième axe de basculement (X2) comprend deux tourillons filetés (X21) insérés dans des taraudages respectifs du support (1), et dont chacun est susceptible d'être vissé dans le support (1) pour s'engager dans une lumière correspondante (X22) du levier d'entraînement (2). 4. Mécanisme de commande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, 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). 5. Mécanisme de commande suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un troisième axe de basculement (X3), situé dans le plan de transition (P) à distance du premier axe de basculement (X1), 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 troisième axe de basculement (X3), et dont une deuxième extrémité (322) est en appui sur le ressort hélicoïdal (31). 6. Mécanisme de commande suivant la revendication 5, 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. 7. Mécanisme de commande suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le levier d'entraînement (2) comporte un doigt de manoeuvre (21) s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal (L) de ce levier d'entraînement (2). 8. Application d'un mécanisme suivant l'une quelconque des revendications précédentes à la commande d'un interrupteur électrique.25