FR2509517A1 - Dispositif de commutation a depassement comportant un mecanisme de transmission a came et a lame pivotante - Google Patents

Abstract

L'INVENTION EST DU DOMAINE DES DISPOSITIFS DE COMMUTATION A ACTION MECANIQUE. UN DISPOSITIF DE COMMUTATION SELON L'INVENTION COMPREND AU MOINS UNE CAME 50 SOLIDAIRE D'UN ARBRE DE COMMANDE 14A ET UNE PIECE DE TRANSMISSION CONSTITUEE D'UN SUIVEUR 30 ET D'UNE LAME 26, CETTE PIECE ETANT MONTEE PIVOTANTE AUTOUR D'UN AXE 31, L'EXTREMITE LIBRE DE LA LAME ETANT DESTINEE A AGIR SUR DES POUSSOIRS 28A, 17A DE COMMUTATEURS 27, 28. APPLICATIONS AUX OPERATIONS DE COMMUTATION DEVANT ETRE EFFECTUEES DANS DES PERIODES DE TEMPS TRES COURTES TELLES QUE RENCONTREES DANS L'AERONAUTIQUE.

Description

La présente invention a trait à

un mécanisme à action mécanique rotative et plus particuliè-

rement a trait à un commutateur bi-directionnel étanche à

dépassement et à l'organe de commande de celui-ci.

Il a été développé des mécanis-

me effectuant des commutationsà dépassement à action extrê-

mement rapide et à haute efficacité De tels mécanismes sont particulièrement adaptés aux applications dans lesquelles des opérations de commutation bi-directionnelle multiples

doivent être effectuées dans des périodes de temps extrême-

ment courtes par exemple dans le contrôle des slats des

volets d'ailes d'avionsà réaction de grande dimension.

De tels dispositif incorporent une paire de ressorts héli-

coidaux de torsion, l'un pour réaliser le rappel automa-

tique du mécanisme commutateur et l'autre pour placer le

commutateur en position d'activité en permettant le dépas-

sement du mécanisme actif au-delà de la position d'activité du commutateur; un tel mécanisme est décrit dans le brevet

américain no 3 207 860 du 21 septembre 1965.

Les ressorts de torsion hélicol-

daux du dispositif existant sont couplés avec quatre éléments

en forme de bague dont deux sont fixés à une tige de comman-

de rotative, un autre est fixé à un boîtier et le dernier est rotatif indépendamment de la tige Pour ces raisonsentre autres, le montage de dépassement du dispositif existant est d'une construction assez difficile et coûteuse et des problèmes peuvent être également rencontrés dans la facilité et la rapidité d'ajustage des positions actives des tiges

de commande.

La présente invention a pour pre-

mier objectif de proposer un dispositif de commutation à dépassement bidirectionnel perfectionné par rapport aux dispositifs de l'art antérieur; elle a pour autre objectif

de proposer un dispositif de commutation qui soit de cons-

truction relativement simple et peu coûteux, et enfin pour dernier objectif de proposer un tel dispositif-dans lequel la position active d' un arbre de commande rotatif soit

réglable de façon positive et commode.

Selon une forme de réalisation de l'invention un dispositif de commutation incorpore un arbre de commutation rotatif depuis une position neutre

jusqu'à et au-delà d'une position de commutation et un mon-

tage de rappel couplé à l'arbre de commande pour solliciter élastiquement ce dernier vers la position neutre Une unité de commutation comporte un organe élastiquement comprimable qui est lui-même commandé par un mécanisme de transmission en réponse à la rotation de l'arbre de commande jusqu'à la

position active de commutation L'unité de commutation et-

son mécanisme de commande sont incorporés dans un boîtier approprié. Suivant une caractéristique de certaines formes avantageuses de réalisation de l'invention, le mécanisme detransmission comprend une came couplée à l'arbre de commande, un suiveur de came en, contact glissant avec celle-ci pour être infléchi par la rotation de celle-ci

et unepièce de transmission pivotante couplée avec le sui-

veur de came et destinée à comprimer un organe comprimable de l'unité de commutation lorsque l'arbre de commande a tourné jusqu'à ou au-delà defaposition de commutation De préférence la came a une forme générale de disque dans lequel un organe remplissant la fonction de la came, tel qu'un doigt de came réglable, s'étend jusqu'à une distance radiale prédéterminée de l'axe de l'arbre de commande Le suiveur de came comporte une partie qui s'étend jusqu'à ladite distance radiale lorsque l'arbre de commande est en position neutre de manière telle qu'il puisse entrer en contact avec l'organe à fonction de -came et être poussé par celui-ci lorsque 1-'arbre-de commande est tourné jusqu'à o&u au-delà de sa position de commutation La construction et le montage des différents composants du dispositif sont tels quel son coût global est réduit de façon sustantielle

par rapport aux dispositifs de l'art antérieur -

Selon un autre aspect de l'inven-

tion dans plusieurs de ses formes de réalisation, le dispo-

sitif est bi-directionnel et incorpore une paire d'unités * de commutation pourvues chacune d'un organe de commutation comprimable Le mécanisme de commutation est conçu pour ccuprirler les organes de commutation des dites unités en réponse à la rotation dans une première et dans une seconde position de

l'arbre de commande, respectivement.

Dans les formes de réalisation précitées le mécanisme de commutation comprend un montage de cames couplé à l'arbre de commande et un premier et un second suiveur en contact glissant sur au moins une partie du montage de came, lesdits suiveurs étant destinés à être

infléchis lorsque l'arbre de commande est tourné dans res-

pectivement l'une ou l'autre de ses positions de commutation.

Une lame couplée avec le premier et le second suiveur de

came comprime les organes de commande des unités de commuta-

tion lorsque l'arbre de commande a tourné jusqu'à ou au-delà

-de ses première etseconde positions de commutation, respec-

tivement.

Dans certaines formes préférées de réalisation de l'invention, le montage de came incorpore une première came en forme de disque et une seconde came identique, montées à l'inverse l'une de l'autre sur l'arbre de commande Chacune des cames a un doigt de came réglable s'étendant dans son ensemble de façon radiale par rapport à l'arbre de commande Des encoches radiales adjacentes au doigt de came sont destinées à recevoir un tournevis ou un autre outil de réglage de façon à ce que le doigt de came puisse être ajusté par recourbement jusqu'à une position circonférencielle dans laquelle lesdits doigts entrent en contact avec le suiveur Au moins l'une des cames comporte une échancrure permettant l'accès de l'outil d'ajustage jusqu'à l'encoche voisine du doigt de l'autre came De cette façon chacune des positions de commutation peut être réglée individuellement de manière directe et simple en courbant le doigt de came correspondant A La présente invention sera mieux

comprise et des détails en relevant apparaîtront à la des-

cription qui va être faite d'une forme préférée de réalisation en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles: la fig 1 est une vue extérieure

en plan d'un dispositif de l'invention suivant sa forme pré-

féree de réalisation, la fig 2 est une coupe du même selon la ligne 2-2 de la figure précédente, la fig 3 est une coupe du méca- nisme de rappel, ou de recentrage, suivant la ligne 3-3 de la figure précédente,

la-fig- 4 est une coupe du dispo-

sitif en vuearrière suivant la ligne 4-4 de la fig 2 et, les fig 5 et 6 sont des vues en plan illustrant le fonctionnement des première et seconde

cames et de leurs suiveurs de came respectifs.

-Faisant initialement référence à la fig 1, le dispositif de l'invention comprend d'une manière générale un boitier parallèlèpipèdique 10, une gaine de câble

cylindrique 11 à une des extrémités du boîtier 10 dans laquel-

le un faisceau de câbles 12 est moulé, et un bras de came 13.

Sur la fig 1 le bras 13 est représenté en trait continu dans une position neutre A et il est rotatif dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens contraire jusqu' en des première et seconde positions de commutation, B et C respectivement, tel qu'illustrées en traits mixtes Le bras 13 est,de plus,rotatif au-delà des positions B et C jusqu'à des positions dites de-dépassement,respectivement D et E. Le bras 13 est calé sur un carbre principal de commande 14 disposé à l'intérieur d'un mécanisme d'auto-recentrage (ou encore de rappel) 15 au voisinage de l'extrémité du boîtier

opposé à la gaine de câble 11.

La caractéristique du dispositif

de commutation de l'invention permet au bras 13 des débatte-

ments au-delà de ses positions de commutation B et C et fournit la mesure de la perte de mouvement depuis la position B jusqu'à la position D et depuis la position C jusqu'à la position E; cette caractéristique a pour résultat que des commandes de commutation rapides et multiples peuvent être réalisées sans risque d'endommager l'un quelconque des délicats mécanismes

internes de commutation.

Le mécanisme d'auto-recentrage du dispositif est semblable à celui qui est décrit en détail dans le brevet US 3 207 860 et il est présentement montré en section longitudinale sur la fig 2 et en section latérale sur la fig 3. Ce mécanisme de rappel 15 est formé d'un bottier extérieur cylindrique 16 et d'un ressort à torsion 17 de recentrage entourant l'arbre principal de commande 14 Un palier cylindrique,18 est solidaire de la surface interne du boîtier 16 et comporte une partie 19 en

arc semi cylindrique axial se prolongeant jusqu'au boîtier 10.

Un manchon 20 de matière thermo-plastique est monté autour de l'arbre 14 pour supporter le ressort 17 de recentrage, et

un joint torique 21 est disposé entre le palier 18 et l'ar-

bre 14 de manière à constituer un joint étanche à l'air Une goupille 23 rend solidaire un palier semi cylindrique 24 disposé entre le ressort de recentrage 17 et la partie en arc semi cylindrique 19, de l'arbre de commande principal 14 de telle sorte que le palier 24 tourne en même temps que

l'arbre 14.

Comme cela est mieux visible sur la fig 3, les extrémités recourbés vers l'extérieur 17 a et

17 b du ressort de torsion 17 reposent contre les bords op-

posés de la partie 19 en arc semi-cylindrique et sur le palier semicylindrique de recentrage 24 Du fait que la pièce 19 reste fixe par rapport au boîtier extérieur 16 pendant que le palier 24 tourne avec l'arbre 14, le ressort de recentrage 17 sollicite le palier 24 et l'arbre 14 pour revenir à la position A neutre ou centrale à chaque fois que

l'arbre 24 est tourné dans un sens ou dans l'autre.

Revenant à la fig 2, le boîtier 10 comporte une plaque de fond l Oa qui peut lui être soudée mais

qui a été omise dans la vue arrière de la fig 4.

Le dispositif de l'invention in-

corpore en outre une lame 26 montée pivotante qui peut être pivotée pour actionner un premier commutateur 27 ou un second commutateur 28 Normalement chacun des commutateur 27 et 28 est pourvu d'une paire de boutons poussoirs 27 a, 27 b et 28 a, 28 b et la lame 26 actionne les commutateurs en comprimant les bou Lons poussoirs 27 a et 27 b ou 28 a et 28 b; l'extrémité de la lame éloignée des boutons poussoirs est divisée entre sa partie avant et sa partie arrière en deux parties qui sont recourbées une à gauche et une à droite (fig 4) de manière à former des premier et second suiveurs de came 29

et 30 respectivement Un axe de pivotement 31 passe à tra-

vers la lame 26 et est supporté à une de ses extrémités par le boîtier 10 et à l'autre extrémité par une plaque 32 d'assemblage des commutateurs Un premier disque de came 40 et un second 50 sont disposés de façon complémentaire et à l'inverse l'un de l'autre sur une partie en méplat 14 a de l'arbre de commande 14; les disques de came 40 et 50 sont axialement séparés l'un-de l'autre par des organes d'espacement 60 (fig 2) Les suiveurs de came 29 et 30 sont déplaçablesaxialement de façon correspondante de telle

sorte qu'ils soient en contact avec les cames 40 et 50 res-

pectivement. Telle que représentée en fig 4

la lame 26 et les suiveurs de came 29 et 30, vus de l'arriè-

re sur cette figure, ont dans leur ensemble la forme générale

d'un té, la lame 26 constituant la jambe du té et les sui-

veurs 29 et 30 en constituant chacun les bras; dans ce cas de réalisation l'axe de pivotement 31 est disposé sur la jambe du té La construction des disques de came 40 et 50

est substantiellement identique pour l'une et l'autre de-

telle sorte que les cames 40 et 50 coincident par inversion l'une par rapport à l'autre et puissent ainsi agir de façon

complémentaire lorsque l'-arbre 14 est tourné.

Comme cela est montré avec plus

de détails sur la fig 5, le premier disque de came 40 incor-

pore une partie à fonction de came pourvue d'un doigt de came réglable 41 et un doigt de came fixe 42 disposé après le doigt 41 dans le sens de la rotation de la came 40; une partie radialement moins étendue 43 de la came 40 est disposée en avant du doigt 41, des encoches 44 et 45 séparent

le doigt 41 respectivement du doigt 42 et de la partie 43.

Le doigt 41 est solidaire à sa base de la partie centrale de l

de la came 40 et est disposé de manière telle que son extré-

mité libre soit en contact avec le suiveur de came 29 de façon à déplacer ce dernier lorsque le bras 13 et l'arbre 14 sont tournés pour actionner le commutateur en position C. Un technicien peut régler facilement la position circonféren- cielle, ou axiale, à laquelle l'extrémité libre du doigt 41 entre en contact avec le suiveur 29, et cela par exemple par insertion d'un tournevis, ou tout autre outil de réglage,

dans l'une ou l'autre des encoches 44 et 45 en vue de recour-

ber le doigt 41.

Une échancrure 46 est également prévue dans le disque de came 40; cette échancrure 46 est

destinée à permettre l'accès d'un outil de réglage pour per-

mettre le réglage du doigt de came 51 réglable dont est pour-

vu de façon complémentaire le second disque de came 50.

Il est aussi prévu sur le disque de came 40 une proéminence formant butée 47 constituée par une partie du disque de commande qui s'étend radialement sur une plus grande distance séparant l'axe de l'arbre 14 à la

paroi 10 du boîtier.

Tel que montré en fig 6 le second disque de came 50 est montré de façon parfaitement symétrique par rapport au disque de came 40 mais inversé par rapport à celui-ci; la came 50-incorpore un doigt réglable 51, un doigt

fixe 52, une partie radialement plus petite 53 et des enco-

ches 54 et 55; ce second disque de commande 50 est aussi pourvu d'une échancrure d'accès 56 et d'une proéminence formant

butée 57.

Sur les fig 5 et 6 la disposition

de chacun des suiveurs de came 29 et 30 sur la lame 26 pré-

sente avec la lame une configuration en L, la lame 26 consti-

tuant la jambe du L et les suiveurs 29 et 30 en constituant

chacun un pied.

Le fonctionnement du dispositif de commutation va être expliqué en référence avec les figures 4, et 6 Initialement, lorsque le levier 13 est en position

neutre A (fig 1) les cames 40 et 50 sont aussi dans leur po-.

sititon neutre comme montrée en fig 4; lorsque le bras 13 est tourné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour venir en position C le doigt 41 vient en contact avec le suiveur de came 29 ce par quoi il déplace ce dernier et fait toutner la lame 26 qui elle-même comprime les boutons poussoirs 27 a et 27 b; lorsque le bras 13 est tourné au- delà de la position C jusqu'à une position de déplacement E, la came 40 tourne jusqu'à une position représentée en traits mixtes sur la fig 5 et le doigt fixe 42 entre en contact avec le suiveur 29; ce dernier est maintenu dans sa position de manière telle que la lame 26 continue à comprimer les

boutons poussoirs 27 a, 27 b; dans la position E la proémi-

nence 47 vient en butée contre la paroi 10 ce par quoi est limité le déplacement de la came 40 Le suiveur de came 29 a une partie de son pied recourbé à la même distance radiale que les doigts 41 et 42 lorsque le bras 13 et l'arbre 14 sont dans leur position neutre A et il est sollicité jusqu'à cette extension radiale mais non au-delà lorsque le bras 13 et l'arbre 14 sont tournés jusqu'à et au-delà de la position

C de-commutation; ainsi la rotation du bras 13 et de l'ar-

bre 14 jusqu'à la position C actionneront de façon positive le commutateur 27 mais une rotation au-delà de la position

C jusqu'à la position E ne causera aucun dommage à ce com-

mutateur-27

Le fonctionnement du second dis-

que de commande 50 et du second suiveur de came 30 est sub-

stantiellement identique à celui de la première came 40 et du premier suiveur 29; c'est-à-dire que lorsque le bras 13 et l'arbre 14-sont tournés dansle sens des-aiguilles

d'une montre jusqu'à la position de commutation B et éven-

tuellement jusqu'à sa position de déplacement D, le doigt réglable 51 glisse tout d'abord en contact avec le suiveur 30 et déplace celui-ci de telle sorte que la lame 26 comprime les boutons poussoirs 28 a et 28 b; dès lors le doigt fixe 52 vient en contact avec le suiveur 30 de façon à maintenir

la lame 26 contre les boutonspoussoirs 28 a et 28 b;-ulté-

rieurement lorsque le bras 13, l'arbre 14 et la came 50 atteignent leur position de déplacement D, telle que montrée en traits mixtes sur la fig 6, la proéminence 57 vient en

contact contre la paroi 10 et empêche une rotation ultérieure.

Bien sûr, lorsque le bras 13 est relâché, le mécanisme de recentrage 15 sollicite ce dernier en même temps que les cames 40 et 50 depuis leur position de commutation B ou C ou depuis leur position de déplacement D ou E pour les faire revenir à la position neutre A.

Le dispositif de commutation cons-

truit conformément à la présente invention apporte des avan-

tages considérables'de coût et de facilité de fabrication si on les compare aux dispositifs de l'art antérieur,sans

sacrifier leur performance et leur fiabilité.

On notera aussi, bien qu'il ait

été illustré et décrit ci-dessus un commutateur bi-direction-

nel, que la présente invention peut être avantageusement

appliquée à un commutateur actionnable dans une seule direc-

tion.

On notera encore, bien que le mécanisme de l'invention ait été illustré par une forme spécifique de réalisation destinée à être couplée à des commutateurs électriques, que celui-ci peut avantageusement servir à actionner des dispositifs de commande mécaniques,

hydrauliques ou autres.

Il doit être enfin compris que

la'présente invention n'est pas limitée aux formes de réali-

sation ci-dessus décrites ou représentées mais qu'elle s'é-

tend à tout dispositif de commutation comportant les carac-

téristiques générales ci-dessus énoncées.

R v V E N D I C A T I O N:S 1. Disposition de commutation du type comprenant un bras de

commande rotatif pouvant être placé dans une position di-

te neutre et dans au moins une autre positon dite de com-

mutation, une unité de commutation comprenant au moins un organe de commutation à boutons-poussoirs, et un méca-

nisme de transmission pour, lorsque le-bras est placé en-

position de commutation, comprimer ledit bouton poussoir,

ledit mécanisme de tansmission et ladite unité de comhmu-

tation étant logés dans un boitier, ledit mécanisme de transmission comprenant un arbre de commande solidaire du

dit levier et des moyens de rappel élastique pour sollici-

ter l'arbre vers la position neutre, caractérisée

en ce que ledit mécanisme de trans-

mission comprend en outre au moins une came ( 40,50) solidaire de l'arbre ( 14) de commande, et une pièce de transmission ( 26,29,30) comportant au moins

un suiveur de came ( 29,30), pour sous l'effet de la rota-

tion de l'arbre de commande ( 14), comprimer ledit bouton

poussoir au moins ( 27 a, 28 a).

2. Disposition selon la revendication 1, caractérisée

en ce que ladite pièce de trans-

mission est une lame ( 26) montée pivotante autour d'un axe ( 31), une extrémité libre de la lame étant disposée en regard dudit bouton poussoir au moins, et dont l'autre

extrémité comporte ledit suiveur de came au moins ( 29,30).

3. Disposition selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit suiveur de came au moins ( 29,30) est constituée par une partie recourbée de ladite lame, ladite pièce de transmission ayant dès lors une forme en L. 4 Disposition selon la revendication 3, caractérisée

en ce que la partie recourbée du-

dit suiveur de came s'étend à une certaine radiale de il l'axe de l'arbre ( 14) lorsque l'arbre de commande est en

position neutre (A).

5. Disposition selon la revendication 4, caractérisée: en ce que ladite came au moins a la forme générale d'un disque et comporte au moins un doigt

de came ( 41,42,51,52) s'étendant de façon radiale par rap-

port à l'arbre de commande et destiné à entrer en contact avec ledit suiveur de came au moins lorsque l'arbre est tourné jusqu'à (B,C) ou audelà (D,E) de sa position de commutation, de telle sorte que l'extrémité libre de la

lame ( 26) puisse comprimer ledit bouton poussoir ( 27 a,27 b).

6. Disposition selon la revendication 5, caractérisée: en ce que ladite came au moins comporte un doigt de came fixe ( 42,52) et un doigt de came réglable ( 41,51) situé entre deux encoches radiales ( 44,

,54,55).

7 Disposition selon la revendication 6, caractérisée: en ce que ladite came au moins comporte en outre une échancrure ( 46,56) d'accès et une proéminence ( 47,57) pouvant venir en butée contre la paroi

du boitier ( 10).

8. Disposition selon la revendication 7, caractérisée:

en ce que deux cames ( 40,50) iden-

tiques sont montées à l'inverse l'une de l'autre sur l'ar-

bre de commande ( 14 a).

9. Disposition selon la revendication 8, caractérisée:

en ce que ladite pièce de trans-

mission ( 26,29,30) a une forme générale en té dont la jambe

est constituée par la lame ( 26) et dont chacun des bras for-

me un suiveur de came ( 29,30) respectivement, et

en ce que ledit dispositif compor-

te deux unités de commutation ( 27,28)-dont les boutons poussoirs ( 27 a, 28 a) sont situés en regard de l'extrémité

libre de la lame ( 26).

10. Disposition selon la revendication 1, caractérisée: en ce que les moyens de rappel élastiques pour solliciter l'arbre ( 14) en position neutre incorporent un ressort de rappel à torsion ( 17), dit de rappel, dont les extrémités ( 17 a,17 b) sont recourbées vers l'extérieur, un manchon ( 20) de matière thermoplastique

monté autour de l'arbre de commande ( 14) et destiné à sup-

porter le ressort de rappel, un palier cylindrique ( 18) solidaire intérieurement d'un boitier extérieur ( 16) et comportant une partie ( 19) en arc semi-cylindrique, un palilr semi-cylindrique ( 24) solidaire de l'arbre ( 14) par l'intermédiaire d'une goupille ( 23), les extrémités ( 17 a,17 b) du ressort de rappel ( 17) prenant appui sur les

parties semi-cylindriques précitées ( 19,24), -

d'o il résulte que, du fait que

la partie en arc semi-cylindrique ( 19) reste fixe par rap-

port au boitier extérieur ( 16) pendant que le palier ( 24) tourne avec l'arbre ( 14), le ressort ( 17) sollicite le palier ( 24) et l'arbre ( 14) pour les ramener en position

neutre.