FR2984947A3 - Charniere a interrupteur de securite multiple integre - Google Patents

Abstract

Charnière de sécurité du type composé de deux éléments constitutifs principaux (1), sous forme d'aile et présentant une zone d'engagement réciproque, sur un axe d'articulation commun, ladite aile (1), fixée au châssis de la machine, portant un interrupteur de sécurité, ladite aile, fixée à l'élément mobile, présentant des boutonnières rainurées le long de leur surface annulaire interne, dans laquelle, à une des extrémités de ladite zone d'engagement réciproque, sont disposés des moyens d'interception et de transmission audit interrupteur du mouvement de ladite aile par rapport à ladite aile (1), constitués par un évidement agencé sur une douille solidaire avec ladite aile et destiné à s'engager avec des dents faisant saillie d'un rotor monté sur ladite aile fixe (1), ledit rotor étant lui-même associé à un coulisseau d'engagement avec un élément d'activation disposé sur ledit corps d'interrupteur.

Description

La présente invention concerne une charnière qui comporte un interrupteur de sécurité multiple incorporé, autrement appelée charnière avec interrupteur de fin de course intégré.

Des charnières de ce type existent depuis longtemps sur le marché et sont utilisées dans les machines industrielles, en particulier pour la connexion des capots au châssis, dans les cas où l'accès à l'intérieur de la machine alors que celle-ci est en service s'avérerait particulièrement dangereux. De même, ce type de dispositif peut être utilisé pour les portes d'accès normales, pour signaler l'entrée et la sortie des personnes. Récemment, les charnières avec interrupteur de fin de course intégré sont venues remplacer les exécutions classiques, comme par exemple les interrupteurs de fin de course rotatifs ou les interrupteurs de fin de course à languette, car ils sont apparus plus faciles à installer et en mesure de garantir des prestations constantes à long terme.

Par exemple, le document IT 1362135 concerne un dispositif de sécurité à charnière pour panneaux qui comprend un corps en caisson pouvant être fixé à une machine et définissant un premier axe, au moins un élément mobile pouvant être fixé à un panneau de protection, des moyens à charnière pour accoupler en rotation l'élément fixe et l'élément mobile autour d'un deuxième axe, au moins un contact fixe et un contact mobile le long du premier axe pour ouvrir ou fermer un circuit électrique d'alimentation de la machine, des moyens pour la transformation du mouvement de rotation de l'élément mobile en mouvement de translation du contact mobile. Le premier axe est sensiblement parallèle au deuxième axe, ou coïncident avec celui-ci, et la portion mobile par translation des moyens de transformation du mouvement est directement en contact avec les moyens à charnière sans l'interposition de mécanismes de renvoi et de transmission du mouvement. Toutefois, ce dispositif, et avec lui les autres dispositifs de l'art antérieur, présente le désavantage évident que les mécanismes à levier d'actionnement de l'interrupteur sont sollicités de manière dynamique pendant tout le mouvement angulaire de la charnière, en provoquant un facteur d'usure considérable au niveau des ressorts internes de l'interrupteur qui poussent sur le profil à came de l'élément d'actionnement de l'interrupteur lui-même ainsi que d'éventuels éléments interposés. Ceci entraîne évidemment - à moyen et long terme - une perte de précision dans le fonctionnement du produit manufacturé et, par conséquent, la nécessité d'étalonner à nouveau le dispositif. Le but de la présente invention est par conséquent de créer une charnière avec interrupteur de sécurité qui soit en mesure de limiter l'angle de rotation des composants d'actionnement de l'interrupteur seulement à ceux effectivement utiles. Ce but est obtenu grâce à un dispositif à charnière qui garantit la sécurité nécessaire, étant capable d'intervenir exclusivement dans la mesure nécessaire pour solliciter l'interrupteur électrique en déclenchant l'action du contact. D'autres caractéristiques et avantages de la structure 30 selon l'invention ressortent de la description détaillée de l'invention ci-après, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue de dessus en perspective d'un élément constitutif de la charnière qui porte un corps d'interrupteur ; la figure 2 est une vue de dessous en perspective d'un 5 élément constitutif de la figure 1 ; la figure 3 est une vue de dessus en perspective de l'élément constitutif de la charnière qui s'oppose à celui de la figure 1 ; les figures 4a à 4d sont des vues, respectivement de 10 face, de côté, en coupe suivant la ligne A-A et en perspective d'un arbre interposé entre les deux éléments constitutifs ; les figures 5a et 5b sont des vues respectivement de dessus en perspective et de dessous en perspective d'une 15 douille d'entraînement en tête de l'arbre de la figure 4 ; les figures 6a et 6b sont des vues en perspective, respectivement de dessus et de dessous, d'un rotor du système de mise en oeuvre de l'interrupteur de la charnière selon l'invention ; 20 les figures 7a et 7b sont des vues en perspective, respectivement de dessous et de dessus en phase de montage, d'un coulisseau du système de mise en oeuvre de l'interrupteur de la charnière selon l'invention. La charnière selon l'invention est composée de deux 25 éléments constitutifs principaux 1 et 2, indentifiables comme des ailes ou comme de corps de charnière - généralement moulés en matière thermoplastique, mais qui peuvent également être réalisés en d'autres matériaux synthétiques, en caoutchouc ou en métal - formés de manière 30 à présenter une zone d'engagement réciproque 3, sur un axe d'articulation commun, le long duquel est inséré un arbre 4.

L'aile 1, qui est fixée au châssis de la machine, présente une paire de boutonnières la à profil hexagonal, prévues aux extrémités opposées d'un même axe long, et un corps en caisson lb central, qui se prolonge sur toute la largeur de l'aile 1, jusqu'à couvrir une partie de la zone d'engagement réciproque 3. Entre les boutonnières et le corps en caisson lb sont en effet prévus des évidements lc pour l'insertion de boutonnières 2a de l'aile 2, complémentaires avec les boutonnières la. Comme cela est 10 visible sur la figure 2, le corps en caisson lb est entièrement creux et prévoit une zone de logement pour l'arbre 4 dans la partie de la zone d'engagement réciproque 3 couverte par celui-ci. Au centre du corps en caisson lb est prévue une paire d'éléments de retenue ld, adaptés pour 15 fournir l'ancrage nécessaire à un corps d'interrupteur (non représenté), dont les caractéristiques et le fonctionnement seront décrits par la suite. Enfin, un appendice le fait saillie d'une paroi latérale de ce même corps en caisson lb, destiné à fournir le logement nécessaire à un rotor 5, 20 illustré sur les figures 6a à 6b, lequel sera traité avec plus de précision au cours de la description. L'aile 2, qui est généralement fixée au battant mobile, présente - comme déjà indiqué précédemment et comme cela est mis en évidence sur la figure 3 - une paire de 25 boutonnières 2a, adaptées pour l'insertion dans les évidements lc, pour constituer la zone d'engagement réciproque 3. Les boutonnières 2a présentent extérieurement un profil hexagonal, alors qu'elles sont pourvues intérieurement d'un rainurage 6 le long de toute la 30 couronne annulaire. L'arbre 4, destiné à garantir l'engagement entre les deux charnières dans la zone d'engagement réciproque 3 est illustré sur les figures 4a à 4d ; c'est un corps composite constitué par un cylindre 4a, surmonté par un demi-cylindre creux 4b, duquel fait saillie une broche 4c. En outre, entre le cylindre 4a et le demi-cylindre creux 4b est 5 disposée une gorge 4d de logement d'un joint torique ; de la même manière, une gorge 4e de logement d'un joint torique est également prévue le long de la broche 4c. Pour rendre plus facile le logement stable de l'arbre 4 à l'intérieur de la boutonnière la de l'aile 1, la surface de 10 base 4f dudit arbre 4 présente un profil hexagonal. Le demi-cylindre 4b présente à son tour, à proximité de son extrémité supérieure, une réduction partielle de l'épaisseur de la paroi, de manière à obtenir deux petites parois P, P', parallèles et opposées. Enfin, un épaulement 15 S de butée de fin de course pour une douille cylindrique 7 est associé à la broche 4c. La douille 7, munie longitudinalement d'un évidement 8 de logement d'une dent 9 prévue sur le rotor 5, comme mieux décrit sur les figures 6a et 6b, présente à son sommet un 20 rehaussement annulaire central 7a de butée avec ledit épaulement S. Le long de la paroi latérale externe de la douille 7 est prévue une bande annulaire de nervures 7b d'engagement avec le rainurage 6. Entre la surface de fond de la douille 25 7 et ladite bande annulaire 7b est prévue une gorge 7c de logement d'un joint torique d'étanchéité. L'engagement entre les nervures 7b de la douille 7 et le rainurage 6 permet - comme cela sera mieux décrit par la suite - la rotation et l'enclenchement dudit rotor 5. 30 Enfin, comme cela est bien visible sur les figures 5a et 5b, la surface interne de la tête 7d de ladite douille 7 présente un profil hexagonal, sur un de ses côtés étant prévue une nervure 7e, destinée à garantir à l'usage l'orientation facile de la douille 7 en phase de montage, de manière à déterminer le point d'intervention initial de la charnière.

Maintenant, en référence aux figures 6a et 6b, l'élément de rotor 5 illustré sur celles-ci est constitué par un corps cylindrique percé centralement, à une extrémité duquel sont prévus quatre appendices 5a identiques et équidistants. En correspondance d'un de ceux- ci, une dent 9 et une paire de petites dents 10a, 10b font saillie de la paroi latérale externe, à côté de celui-ci et équidistances de celui-ci. L'ensemble de dents 9, 10a, 10b est dimensionné de manière à pouvoir trouver un engagement précis avec ledit évidement 8. En particulier, la dent 9 est dimensionnée pour être insérée dans l'évidement 8, alors que les dents 10a, 10b se trouvent sur les côtés des parois externes 8a qui délimitent ce même évidement 8, de manière à pouvoir venir en engagement avec celui-ci au cours du fonctionnement. Par ailleurs, le trou central dudit rotor 5 présente un diamètre tel qu'il puisse s'enclencher dans ledit appendice le du corps en caisson lb. Les appendices 5a sont disposés pour l'engagement stable avec un coulisseau 11 illustré sur les figures 7a, 7b. En particulier, il est composé d'un corps parallélépipédique lla à base trapézoïdale, présentant une base chanfreinée 11b, des broches llc d'engagement avec la paroi dudit corps en caisson lb faisant saillie à partir des arêtes de la surface supérieure dudit corps parallélépipédique lla. Un pivot lld, destiné à l'engagement avec l'élément de mise en oeuvre du corps d'interrupteur (non représenté), fait saillie centralement à partir de la surface dudit coulisseau 11 opposée à celle à partir de laquelle se détachent lesdites broches llc. La surface supérieure dudit corps lla présente en outre quatre évidements lle équidistantes qui dessinent sensiblement dans l'ensemble une surface circulaire de logement desdits appendices 5a dudit rotor 5. Le montage du système d'interrupteur présentement décrit apparaît particulièrement simple. Une fois les boutonnières 2a amenées dans les évidements lc, l'arbre 4 est inséré dans la zone d'engagement réciproque 3, de manière que la base 4f trouve un logement dans la boutonnière la ; ensuite, la douille 7 est introduite dans la boutonnière la opposée à celle dans laquelle a été inséré l'arbre 4, de manière qu'elle vienne s'enclencher avec le rainurage 6 de l'aile 2. Enfin, la boutonnière la est fermée avec un bouchon (non représenté sur les figures). Pour étalonner le système à 0°, l'opérateur doit prendre soin d'insérer la douille 7 - avec le battant fermé - de manière que l'évidement 8 soit orienté vers l'intérieur du corps en caisson lb et puisse par conséquent se trouver en contact avec la dent 9 au moment où le rotor 5 est inséré de manière appropriée. Pour que la douille 7 soit insérée de manière correcte, il est nécessaire que l'axe de ladite nervure 7e soit parallèle à la surface sur laquelle sont ancrées les ailes 1, 2 de la charnière. Dans le cas où il aurait été monté de manière incorrecte, il est suffisant d'agir sur la nervure 7e elle-même, en la faisant tourner de l'angle nécessaire pour qu'elle soit amenée en position. Dans le cas où il serait souhaitable d'étalonner le système à un angle différent par rapport à l'origine, il est nécessaire de faire tourner la douille 7 dans la boutonnière 2a de l'angle nécessaire requis. Une fois cette phase terminée, il est possible d'enclencher le coulisseau 11, avec la paroi llb orientée vers l'intérieur. De cette manière, les broches llc viennent en contact avec la paroi du corps en caisson lb, les évidements lle équidistants reçoivent les appendices 5a du rotor 5. Il est possible à ce stade d'insérer le corps d'interrupteur, en prenant soin d'enclencher les broches d'engagement avec les éléments de retenue ld. De cette manière, le pivot lld vient en contact avec l'élément d'activation de l'interrupteur lui-même. Pour terminer le montage, il suffit de fermer la paroi postérieure de la charnière, de manière que celle-ci soit prête pour l'installation. D'après la description des composants fournie ci-dessus, le fonctionnement d'un dispositif ainsi réalisé apparaît évident. Avec le battant fermé, le coulisseau 11 est solidaire du rotor 5, donc la dent 9 est logée de manière stable dans l'évidement 8 de la douille 7. A l'ouverture du panneau, la rotation du battant 2 provoque la rotation de la douille 7, qui entraîne à son tour le mouvement de rotation de la dent 9 jusqu'à ce qu'elle soit contrainte par l'engagement avec l'évidement 8. En conséquence, les appendices 5a - grâce à leur conformation particulière - sont amenés à coulisser sur les parois des évidements lle du coulisseau 11, jusqu'à sortir de ceux-ci et poursuivre sur la surface supérieure du coulisseau 11 lui-même. Ce changement de position imposé aux appendices 5a par l'engagement entre la douille 7 et la dent 9 entraîne la translation du coulisseau 11 vers le corps d'interrupteur, et l'engagement correspondant du pivot lld avec le bouton-poussoir prévu dans le corps d'interrupteur, et comme conséquence l'activation du circuit de sécurité. La conformation particulière des appendices 5a et l'engagement particulier que ceux-ci ont avec la surface supérieure de la paroi lla font en sorte que le pivot lld soit en position d'activation du circuit de sécurité après que le battant a balayé un angle relativement bref, d'environ 40°. A ce stade, le système d'interception et de transmission du mouvement de l'aile 2 à l'interrupteur a été disposé de manière que la dent 9 se détache de l'évidement 8 de la douille 7 selon un angle d'environ 40°, restant immobile même si le battant poursuit sa course, éventuellement jusqu'en bout de course. Lorsqu'on souhaite fermer le battant 2, la dent 10a, ou 10b, ramène la dent 9 à l'enclenchement avec la douille 7, en particulier dans l'évidement 8. En conséquence, pour la rotation du rotor 5, les appendices 5a sont amenés à rentrer dans les évidements lle, et par conséquent, le coulisseau 11 est amené à retourner dans la position de repos en raison de la poussée du ressort de l'interrupteur. D'après la description du fonctionnement, il est donc évident que l'angle de travail maximum de la dent est de 40°, alors que le mouvement successif du battant est d'environ 140°, la dent 9 subit une sollicitation très limitée. La charge du ressort, perpendiculaire au mouvement d'actionnement du rotor et de l'arbre, est totalement déchargée sur la paroi de la charnière où se trouve le pivot le de logement du rotor 5. Il est ainsi possible de comprendre que la structure 30 ainsi réalisée est en mesure de supporter également l'utilisation de micro-interrupteurs avec un nombre de contacts normalement fermés à action positive supérieur à deux, par exemple trois ou quatre, afin de garantir la sécurité maximale. Le risque que l'usure des composants qui constituent le système d'activation de l'interrupteur augmente est réduit au minimum par l'angle limité sur lequel la sollicitation est effectivement exercée. Les buts désirés ont été ainsi atteints. En particulier, grâce à la conformation particulière adoptée par chaque élément individuel qui constitue la charnière, il a été obtenu une charnière avec interrupteur de sécurité 10 présentant des effets de frottement moindres, qui est en mesure de limiter l'angle de rotation des engrenages principaux seulement à ceux effectivement utiles pour l'actionnement de l'interrupteur. En particulier, il a été obtenu une charnière avec interrupteur dans laquelle aucune 15 charge n'est transmise par le ressort sur les composants du mécanisme à levier sur au moins 140°. Seulement quand - en raison de l'intervention des petites dents 10a, 10b - le mécanisme revient dans la position d'origine, la charge transmise par le ressort se 20 transmet aux organes du mécanisme à levier, en provoquant durant le fonctionnement normal d'ouverture et de fermeture du battant - une usure globale inférieure d'environ 70% par rapport aux systèmes de l'art antérieur. Il est également évident que l'usure inférieure du 25 dispositif - en plus d'améliorer la durée de vie de la charnière - réduit considérablement le risque que des poussières ou microcomposants qui pourraient interférer avec le fonctionnement du mécanisme ne se détachent du corps principal.

30 Il est cependant entendu que la protection de l'invention décrite ci-dessus ne doit pas être considérée comme limitée à la forme d'exécution particulière illustrée, mais s'étend à toute autre variante de construction techniquement équivalente, rentrant dans la portée des revendications jointes.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Charnière de sécurité du type composé de deux éléments constitutifs principaux (1,
2. 2), sous forme d'aile et présentant une zone (3) d'engagement réciproque, sur un axe d'articulation commun, ladite aile (1), qui est fixée au châssis de la machine, portant un interrupteur de sécurité, ladite aile (2), qui est fixée à l'élément mobile, présentant des boutonnières (2a) rainurées le long de leur surface annulaire interne, caractérisée en ce que, à une des extrémités de ladite zone d'engagement réciproque (3), sont disposés des moyens d'interception et de transmission audit interrupteur du mouvement de ladite aile (2) par rapport à ladite aile (1), constitués par un évidement (8) agencé sur une douille (7) solidaire avec ladite aile (2) et destiné à s'engager avec des dents (9, 10a, 10b) faisant saillie d'un rotor (5) monté sur ladite aile fixe (1), ledit rotor étant associé à son tour à un coulisseau (11) d'engagement avec un élément d'activation disposé sur ledit corps d'interrupteur. 2. Charnière selon la revendication 1, caractérisée en 20 ce que lesdites dents (9, 10a, 10b) d'engagement avec ladite douille (7) sont au nombre de trois, une dent (9) centrale destinée à l'enclenchement dans ledit évidement (8) et deux dents latérales (10a, 10b) destinées à l'engagement avec les parois externes (8a) dudit évidement (8)en 25 fonction du sens de rotation de ladite douille (8).
3. 3. Charnière selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'engagement entre ledit évidemment (8) et ladite dent (9) se développe sur un angle de travail maximum de 40°.
4. 4. Charnière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite douille (7) est maintenue solidaire de ladite aile (2) au moyen de nervures (7b) présentes sur la surface annulaire avec le rainurage (6) d'engagement de ladite boutonnière (2a).
5. 5. Charnière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'association entre ledit rotor (5) et ledit coulisseau (11) s'effectue par le biais de l'engagement coulissant de quatre appendices (5a) identiques et équidistants, présents sur l'extrémité de fond dudit rotor (5), et quatre évidements (11e) complémentaires agencés sur ledit coulisseau (11).
6. 6. Charnière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit coulisseau (11) 15 comporte en outre des broches (11c) faisant saillie à partir des arêtes d'une des surfaces de base, destinées au contact avec la paroi dudit corps en caisson (lb), et en ce qu'un appendice (11d) destiné à l'ouverture du circuit dudit interrupteur par l'intermédiaire dudit élément 20 d'activation fait saillie à partir du centre de la surface de base opposée.
7. 7. Charnière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un évidement (7c) de logement d'un joint torique d'étanchéité est disposé entre 25 la surface de fond de ladite douille (7) et ladite bande annulaire (7b).
8. 8. Charnière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface interne de la tête (7d) de ladite douille (7) présente un profil 30 hexagonal, une nervure (7e) étant disposée sur un de ses côtés.
9. 9. Charnière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une paire d'éléments de retenue (1d), destinés à fournir l'ancrage nécessaire audit corps d'interrupteur, est disposée à l'intérieur du corps en caisson (lb).
10. 10. Charnière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit interrupteur est un micro-interrupteur avec un nombre de contacts normalement fermés à action positive supérieur à deux.