La présente invention concerne un mano-contact, tel que ceux permettant la surveillance d'une pression de travail dont les variations, au-delà d'un seuil prédéterminé, doivent être signalées, et plus particulièrement un mano-contact à deux seuils inversés.
De têts dispositifs sont utilisés pour détecter une baisse anormale de pression, par exemple pour la pression d'huile dune pompe à huile de véhicule automobile, ou pour détecter une hausse anormale de pression, par exemple pour des enceintes contenant du gaz à haute pression. Un témoin d'alerte est alors indispensable pour éviter des conséquences dangereuses créées par de telles variations de pression au-delà d'un seuil prédéterminé.
L'état de la technique concerné peut être illustré de façon générale par le brevet américain No 3,064,094, le brevet anglais No 1,304,085, et le brevet français No 2,521,341; on peut également citer les dispositifs qui sont illustrés dans le brevet anglais No 1,440,756, le brevet américain No 3,121,145, et le brevet français No 2,107,788.
La plupart de ces dispositifs existants ne comprennent qu'un organe mobile de contact, or il est intéressant, pour certaines applications, de pouvoir disposer de deux seuils de détection, le premier correspondant à une simple alerte, le deuxième correspondant à un seuil dangereux à ne pas dépasser, et exigeant en général un arrêt de fonctionnement.
C'est dans ce but qu'on a cherché à développer des dispositifs à deux seuils, et en particulier ceux du type mano-contact à deux seuils inversés.
Rappelons que le qualificatif "inversés" indique en général qu'à l'état de repos, correspondant en général à une basse pression, c'est-à-dire une pression inférieure au seuil bas à détecter, l'un des deux circuits de connexion associés aux seuils à détecter est ouvert, l'autre étant fermé, tandis qu'avec un mano-contact à deux seuils pouvant être qualifiés de non-inversés, les deux circuits de connexion sont simultanément ouverts ou fermés à l'état de repos.
Il existe déjà des dispositifs à deux seuils inversés, et un exemple typique en est donné dans le brevet français No 2,513,313. Le dispositif illustré dans le brevet précité comporte un boîtier isolant portant des languettes de contact, et dont une cavité permet de loger un organe mobile isolant supportant un premier organe de contact, une coupelle fixe conductrice, ladite coupelle étant traversée par un poussoir isolant qui supporte un deuxième organe de contact et qui est en appui contre une membrane dont l'autre face est soumise à l'action d'une pression, et des moyens élastiquement déformables tendant à maintenir les organes de contact contre leur support, lesdits organes de contact coopérant avec ladite coupelle pour ouvrir ou fermer un circuit électrique comprenant lesdites languettes de contact, en fonction des valeurs de la pression agissant sur la membrane par rapport à deux seuils prédéterminés.
La structure de ce dispositif est compliquée, en particulier pour la coupelle fixe conductrice qui est en forme de timbale, dont le fond est percé de plusieurs ouvertures, et pour l'organe de contact associé à trois branches. Les éléments constitutifs sont disposés de part et d'autre du fond de la timbale, ce qui a pour conséquence de compliquer la structure et le fonctionnement. De plus, la fiabilité et la précision sont altérées par la complexité de la structure: outre le risque de coincement des pièces télescopiques, il y a un risque d'écrasement du contact disposé entre le fond de l'organe mobile isolant et le fond de la timbale fixe conductrice en cas de brusque surpression (coup de bélier); enfin, la section de travail de la membrane variant en cours de fonctionnement (poussoir, puis poussoir et organe mobile), cela oblige à prévoir un ressort de maintien suffisamment fort, au détriment de la précision. Or, dans le domaine de la construction automobile, en particulier, il est intéressant d'avoir des dispositifs de contrôle et/ ou d'alerte, en particulier pour des circuits hydrauliques de graissage ou de freinage, qui soient à la fois fiables, précis, et d'un coût de fabrication concurrentiel.
L'objet de l'invention est de proposer un mano-contact à deux seuils inversés, permettant un contrôle et/ou une alerte en cas de variations de pression anormales, et qui soit de structure simple, et de fiabilité et précision durables.
Un autre objet de l'invention est de réaliser un mano-contact résistant bien aux brusques surpressions lorsqu'on s'intéresse aux hausses anormales de pression.
Un autre objet de l'invention est d'avoir un mano-contact qui puisse remplacer immédiatement un dispositif existant, sans démontage compliqué.
Il s'agit plus particulièrement d'un mano-contact à deux seuils inversés, comportant un boîtier isolant portant des languettes de contact, et dont une cavité permet de loger au moins un organe mobile isolant supportant des organes de contact, une coupelle fixe conductrice, ladite coupelle étant traversée par un poussoir qui est en contact avec une membrane dont l'autre face est soumise à l'action d'une pression, et des moyens élastiquement déformables tendant à maintenir les organes de contact contre leur support, lesdits organes de contact coopérant avec ladite coupelle pour ouvrir ou fermer un circuit électrique comprenant lesdites languettes de contact, en fonction des valeurs de la pression agissant sur la membrane par rapport à deux seuils prédéterminés, caractérisé par le fait qu'il comporte un premier organe mobile isolant, contre le fond duquel est maintenu un premier organe de contact par l'action d'un premier ressort, et dont le trou central se prolonge en direction de la membrane par un appendice cylindrique, un second organe mobile isolant reçu télescopiquement dans le premier organe mobile isolant, et contre le fond duquel est maintenu un second organe de contact par l'action d'un deuxième ressort, ledit second organe de contact présentant au moins un doigt traversant le fond des deux organes mobiles isolants pour pouvoir contacter la coupelle fixe conductrice, par le fait que le poussoir dont l'extrémité libre coulisse dans l'appendice cylindrique est conducteur, et par le fait que la coupelle fixe conductrice présente un trou central par lequel passe ledit appendice cylindrique et sert de fond à la cavité du boîtier isolant, de sorte que les organes mobiles isolants, les organes de contact et 'les ressorts de maintien soient tous disposés du même côté de ladite coupelle.
En particulier, le premier organe mobile isolant présente des pattes à partir de son fond pour le guidage télescopique du second organe mobile isolant, et le premier organe de contact présente une découpe intérieure permettant le passage des pattes de guidage, de façon à être réalisé sous une forme essentiellement plate; de préférence, les pattes du premier organe mobile isolant présentent une face arrière inclinée permettant le centrage du premier ressort de maintien en coopération avec un rebord périphérique du premier organe mobile isolant.
Avantageusement, le second organe isolant présente intérieurement au moins une rainure longitudinale correspondant au nombre de doigts du second organe de contact, pratiquée dans un alésage central recevant le ressort de maintien associé.
Le poussoir peut être réalisé entièrement en matériau conducteur, mais peut aussi être de structure mixte: il présente alors une partie conductrice à l'arrière de son disque fixé à la membrane et sur une portion adjacente de son extrémité libre, tandis que la portion restante de ladite extrémité libre est isolante et assure le centrage du second organe mobile isolant et du second organe de contact qu'elle traverse; en particulier, la portion conductrice de l'extrémité libre du poussoir est un manchon métallique venant en appui contre une patte centrale du premier organe de contact, tandis que la portion restante isolante de ladite extrémité libre passe par une ouverture associée de ladite patte centrale. On pourra alors par exemple réaliser le premier organe de contact selon une rondelle plate présentant trois découpes périphériques successives, ou encore radiales.
Le fonctionnement sera encore amélioré si des bossages sont prévus sur la coupelle fixe conductrice afin de servir de butée de contact pour la face conductrice du disque du poussoir.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre et du dessin annexé, illustrant un mode de réalisation préférentiel, en référence aux figures, où:
Le mano-contact représenté comporte un boîtier isolant 1 destiné à être fixé, de préférence par sertissage, sur un corps métallique 2 (en général hexagonal, et. présentant une extrémité filetée) dont l'alesage central 3 constitue un orifice de prise de pression, pour un liquide tel que de l'huile dont la pression de travail est schématisée par la flèche 4.
Le boîtier 1 présente à une extrémité, de façon connue, un logement ouvert 5 permettant l'enfi- chage de cosses pour la liaison électrique avec deux languettes plates de contact 6, 7 en vue d'une connexion pour les signaux de basse pression (seuil bas) et haute pression (seuil haut) respectivement. Les languettes 6, 7 traversent une paroi 8 du boîtier 1; de part et d'autre de cette paroi, chaque languette présente une portion classique 6', 7', habituelle pour le branchement par l'extérieur du boîtier avec des prises de connexion classiques, et une portion 6", 7" intérieure à une cavité 9 du boîtier dans laquelle sont logés les organes mobiles de contact du mano-contact.
La figure 2 permet de mieux distinguer la forme particulière qui peut être adoptée pour les portions intérieures 6", 7" des languettes de contact 6, 7. On distingue ainsi nettement la portion 6" enfilée sur un ergot central 10 saillant du fond 8 du boîtier, cette portion étant entourée aux trois quart par la portion 7" de la languette de contact 7, ladite portion 7" étant quant à elle maintenue contre un épaulement dudit boîtier.
Il est prévu une coupelle conductrice 11 maintenant une membrane 12 dont le bord périphérique est pincé entre un bord de la coupelle 11 et une rondelle d'étanchéité 13, l'ensemble étant maintenu par le sertissage maintenant le boîtier isolant 1 sur le corps métallique 2, ce sertissage assurant une bonne étanchéité de l'ensemble. Une face de la membrane 12 est donc soumise à la pression de travail, tandis que l'autre face est au contact d'un poussoir 14 mobile axialement en réponse aux fluctuations de la pression de travail. La coupelle conductrice 11, en liaison électrique avec le corps métallique 2, présente une forme générale de cuvette, ce qui assure le maintien de là membrane 12, évite tout pincement de celle-ci, quelle que soit la position du poussoir 14 par rapport au fond de ladite coupelle.
Conformément à l'invention, le mano-contact comporte un premier organe mobile isolant 15, contre le fond duquel est maintenu un premier organe de contact 16 par l'action d'un prem.ier ressort 17, et dont le trou central se prolonge en direction de la membrane 12 par un appendice cylindrique 18, et un second organe mobile isolant 19 reçu télescopiquement dans le premier organe mobile isolant 15, et contre le fond duquel est maintenu un second organe de contact 20 par l'action d'un deuxième ressort 21, ledit second organe de contact présentant au moins un doigt 22 traversant le fond des deux organes mobiles isolants 15, 19 pour pouvoir contacter la coupelle fixe conductrice 11. De plus, le poussoir 14 dont l'extrémité libre coulisse dans l'appendice cylindrique 18 est conducteur, et la coupelle fixe conductrice 11 présente un trou central 23 par lequel passe ledit appendice cylindrique, et sert de fond à la cavité 9 du boîtier isolant.
Une conséquence fondamentale de structure du mano-contact conforme à l'invention réside dans le fait que les organes mobiles isolants 15, 19, les organes de contact 16,20 et les ressorts de maintien 17,21 sont tous disposés du même côté de la coupelle conductrice 11, ce qui présente de nombreux avantages pratiques, dont la simplicité de structure et de raccordement.
Les vues de dessus des figures 3 à 6, représentant respectivement le premier organe mobile isolant 15, le premier organe de contact 16, le second organe mobile isolant 19 et le second organe de contact 20, dans l'ordre successif de leur montage, permettent de mieux comprendre la structure de ces éléments représentés en position montés à la figure 1.
Le premier organe mobile isolant 15 a une forme de coupelle dont le fond 24 présente d'une part des pattes 25 (ici trois) pour le guidage télescopique du second organe mobile isolant 19, et d'autre part des ouvertures 26 (ici trois) pour le passage des doigts 22 du. second organe de contact 20; on observera la surface arrière sensiblement conique 27 des pattes 25, permettant le centrage du premier ressort 17 en coopération avec un rebord périphérique 28 entourant le fond 24 de l'organe mobile isolant. Le trou central 29 se prolonge de l'autre côté du fond 24 par l'appendice cylindrique 18 représenté sur la figure 1. Cet organe mobile isolant 15 sera par exemple réalisé en matière plastique injectée, de préférence du polyamide 6-6 chargé verre, en vue d'une bonne résistance à chaud à la pression du ressort.
A la figure 4, une forme avantageuse du premier organe de contact 16 est illustrée: cet organe de contact est réalisé sous forme d'une rondelle essentiellement plate, présentant trois découpes périphériques successives 16', 16", 16"' conférant une fiabilité de fonctionnement très satisfaisante. La première découpe 16' permet le passage des pattes de guidage 25 du premier organe mobile isolant 15, tandis que la deuxième découpe 16" définit la patte centrale 30 qui présente ainsi une grande souplesse axiale, ladite patte centrale étant elle-même percée (troisième découpe 16"') pour le passage de l'extrémité libre du poussoir 14. Grâce à cette structure avantageuse, le comportement de l'organe de contact . est particulièrement satisfaisant, et la souplesse axiale obtenue permet de minimiser toute influence parasite sur la caractéristique de la membrane élastique 12.
Figure 5, le second organe mobile isolant 19 présente une forme de timbale dont le fond 30 présente, en plus d'un trou central 31 pour le passage de l'extrémité libre du poussoir 14, trois ouvertures 32 disposées à 120°, et prolongeant chacune une rainure longitudinale 33 ménagée sur toute la hauteur de l'organe mobile isolant. Grâce à cette structure, le deuxième organe de contact 20 dont la forme est illustrée à la figure 6, est parfaitement maintenu et guidé: en effet, les trois doigts de contact 22 saillants radialement de la couronne 34 et repliés sensiblement perpendiculairement au plan de cette couronne, passent par les ouvertures 32 précitées, et l'organe de contact 20 est parfaitement guidé par les rainures associées 33 lorsque celui-ci est amené à se déplacer par rapport à l'organe mobile isolant 19 à l'encontre du ressort de maintien associé 21. L'organe mobile isolant 19 sera avantageusement réalisé en matière plastique injectée, en particulier la même que celle constituant le premier organe mobile isolant 15.
Ainsi que cela a été dit plus haut, et selon une caractéristique essentielle de l'invention, le poussoir 14 est conducteur de façon, ainsi que cela sera décrit plus loin, à assurer le passage du courant entre la coupelle fixe conductrice 11 et le premier organe de contact 16 à travers le premier organe mobile isolant 15. Plusieurs modes de réalisation sont naturellement possibles: on peut choisir un poussoir entièrement métallique, par exemple en cuivre argenté, dont l'extrémité libre pourrait venir en butée contre la partie centrale premier organe de contact, et assurer le passage du courant lorsque son disque vient
en appui sur la coupelle fixe conductrice (dans ce cas, le fond 30' du second organe mobile isolant 19 ne présenterait pas le trou central 31 visible sur la figure 5); il est aussi possible de choisir un poussoir 14 réalisé en matériau isolant, mais dont les zones particulières affectées au contact sont revêtues d'un matériau conducteur, conformément à la réalisation illustrée à la figure 1. C'est ainsi que l'on trouve une rondelle 35 sur la face intérieure du disque du poussoir, et un manchon métallique 36, adjacent à cette première partie conductrice, recouvrant une partie seulement de l'extrémité libre 37 du poussoir: la portion restante de cette extrémité libre est isolante, et peut de ce fait traverser le fond du second organe mobile isolant 19 et la couronne du second organe de contact 20 pour remplir une fonction de guidage, sans interférer avec les parties conductrices rencontrées.
On notera la présence de bossages 38 (par exemple trois bossages à 120°) sur la coupelle fixe conductrice 11, faisant fonction de butée de contact pour la face conductrice 35 du disque du poussoir 14.
Ainsi que cela sera compris dans la description qui va suivre du fonctionnement du mano-contact conforme à l'invention, les deux circuits de connexion pour un signal haute pression ou basse pression seront ouverts ou fermés selon la position respective des différents organes constitutifs: pour le signal basse pression, le circuit de connexion fermé comprend successivement la coupelle fixe conductrice 11, le second organe de contact 20, le ressort de maintien associé 21, et la languette de contact 6, tandis que pour le signal haute pression, le circuit de connexion fermé comprend successivement la coupelle fixe conductrice 11, le poussoir conducteur 14 (en particulier ses portions conductrices 35, 36), le premier organe de contact 16, le ressort de maintien associé 17, et la languette de contact 7.
La position illustrée sur la figure 1 est une position de repos, occupée par le mano-contact en l'absence de pression. Dans ceKe position, le circuit de connexion haute pression est ouvert, tandis que le circuit de connexion basse pression est fermé, étant donné que le second organe de contact 20 est en appui par ses doigts 22 sur la coupelle fixe conductrice 11 du fait de l'action de son ressort de maintien associé 21. Lorsque la pression nominale (flèche 4) est appliquée, le poussoir 14 est mis en mouvement, et coulisse dans l'appendice cylindrique 18 du premier organe mobile isolant 15. De ce fait, le manchon 36 provoque le soulèvement du second organe mobile isolant 19, puis l'éloignement des doigts 22 de l'organe de contact 20 par rapport à la coupelle fixe conductrice 11, ce qui a pour effet d'ouvrir le circuit de connexion associé au signal basse pression: ainsi, dès que le premier seuil de pression à détecter est atteint, les deux circuits de connexion sont ouverts.
Si la pression augmente encore, le disque du poussoir contacte le bord d'extrémité de l'appendice cylindrique 18, ce qui provoque le soulèvement du premier organe mobile isolant 15 à l'encontre de l'action du ressort de maintien associé 17, pour enfin arriver au contact entre la partie conductrice du disque 35 du poussoir avec les bossages 38 de la coupelle fixe de contact 11: le circuit de connexion correspondant au signal basse pression est naturellementtoujours ouvert, mais le circuit associé au signal haute pression est alors fermé au contact entre poussoir et coupelle fixe conductrice, la pression détectée atteignant alors le deuxième seuil à détecter.
Il est à noter qu'une brusque surpression correspondant à une valeur atteignant, voire dépassant le deuxième seuil à détecter, provoque un appui parfaitement réparti du poussoir conducteur contre la coupelle fixe conductrice, sans risque de détériorer un quelconque organe de contact: cette résistance au "coup de bélier", représente ainsi un avantage du mano-contact de l'invention par rapport aux dispositifs antérieurs, en particulier celui décrit dans le brevet français 2 513 313.
Il sera avantageusement prévu des témoins lumineux rendant compte de la fermeture des circuits de connexion haute pression et basse pression.
Le choix des ressorts (tarage, longueur) et de la course axiale des butées détermine la sensibilité du mano-contact, ainsi que sa gamme de pressions de fonctionnement, les seuils étant prédéterminés pour chaque application. Notons qu'il pourrait être envisageable de prévoir un réglage supplémentaire en agissant sur la portion accessible des languettes 6, 7, donc par là sur la position des portions de contact associées 6", 7".
Le fonctionnement du mano-contact de l'invention vient d'être décrit en relation avec des variations de pression à détecter allant dans le sens de la hausse: cependant, le mano-contact peut fonctionner naturellement dans les deux sens: si l'on s'intéresse en effet à des variations de pression dans le sens d'une dépression, la position dans laquelle le poussoir est en appui sur la coupelle fixe conductrice devient alors la position à la pression nominale; si la pression diminue, le poussoir conducteur quitte sa position d'appui contre la coupelle fixe conductrice, c'est le premier seuil, et si la pression diminue encore, le deuxième organe de contact arrive à son tour contre ladite coupelle par ses doigts de connexion, et c'est le deuxième seuil correspondant alors à la figure 1.