WO2002065497A1

WO2002065497A1 - Dispositif de manoeuvre bistable en translation d'un axe mobile

Info

Publication number: WO2002065497A1
Application number: PCT/FR2002/000585
Authority: WO
Inventors: Philippe Pointout
Original assignee: Soderep-Ecans Holding
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2002-08-22
Also published as: FR2820878B1; FR2820878A1

Abstract

L'objet de l'invention est un dispositif de manoeuvre bistable, en translation, d'un axe (16) mobile entre une position initiale et une position en saillie, comprenant une carcasse (10) extérieure avec une bobine (66), un noyau (46) mobile en translation sous l'effort engendré par le champ magnétique généré par cette bobine susceptible d'entraîner en translation et de le retenir selon les deux positions initiale et finale ledit axe mobile, caractérisé en ce que le noyau (46) a des diamètres différents, un grand diamètre pour le fût (50) susceptible d'entraîner en translation l'axe mobile, et un petit diamètre pour le fût (48) susceptible de retenir l'axe mobile selon l'une des deux positions.

Description

DISPOSITIF DE MANŒUVRE BISTABLE EN TRANSLATION D'UN AXE

MOBILE

La présente invention couvre un dispositif de manoeuvre bistable en translation d'un axe mobile.

On connaît les besoins en matière d'actionneurs qui permettent sous une première commande d'obtenir un premier déplacement en translation pour atteindre une position donnée à partir d'une position initiale et sous une seconde commande d'obtenir un retour de cette position donnée dans la position initiale.

Ces actionneurs dits bistables, ne nécessitent que peu d'énergie mais il est toujours recherché une réduction de cette consommation. Généralement, il suffit de provoquer le premier déplacement, puis l'actionneur est maintenu mécaniquement dans la position donnée, de façon stable, sans apport d'énergie, puis de provoquer, le moment venu, le mouvement retour dans la position initiale. L'actionneur est à nouveau maintenu mécaniquement dans cette position stable initiale, sans énergie. Pour illustrer un tel agencement d'actionneur, on peut citer le brevet américain US-A-4 725 801 qui décrit un solénoïde bistable avec un plongeur mobile auquel est solidarisée une tige portant une paire de contacts électriques prévus pour venir au contact électrique de bornes électriques. Ce plongeur est entraîné par un champ magnétique généré au moyen d'une bobine périphérique.

Ce plongeur est muni à une de ses extrémités de dents en vis à vis d'une embase fixe elle-même portant des dents de profil adapté qui provoquent à chaque contact du plongeur sur l'embase une rotation dudit plongeur d'un angle donné. Quant au plongeur il est lui-même équipé d'indentations de différentes profondeurs qui coopèrent avec des ergots solidaires d'un logement dans lequel se déplace en translation ledit plongeur. Ainsi, lorsque le plongeur est déplacé en translation pour venir au contact de l'embase, ceci provoque sa rotation et la mise en regard d'une indentation de faible profondeur en face de chaque ergot fixe, si bien que lorsque le champ est interrompu, le plongeur voit sa course de retour limitée et les contacts ne viennent pas en appui sur les bornes. Suite à une nouvelle impulsion, le plongeur revient au contact de l'embase et tourne d'un nouvel angle. Ceci provoque la mise en regard d'une indentation de grande profondeur en face de chaque ergot fixe, si bien que lorsque le champ est interrompu, le plongeur voit sa course de retour ramenée à l'amplitude initiale. Les contacts viennent alors en appui sur les bornes. On remarque que le plongeur est maintenu en position de contact uniquement par la force de rappel du ressort sans aucun blocage mécanique. Sur un véhicule par exemple, qui serait soumis à ces chocs, il se produira nécessairement un battement au droit du contact, ce qui n'est pas satisfaisant. On note aussi, que le plongeur est réalisé en deux parties, ce qui complique l'agencement.

Les indentations sont à réaliser sur deux pièces distinctes. Les frottements sont importants.

Le guidage est mal assuré car le plongeur mobile est guidé sur une faible longueur. Dans le brevet américain US-A- 1 908 567, le contacteur présenté comprend un plongeur dont la tête assure la connexion par pontage de deux bornes électriques.

L'extrémité supérieure de ce plongeur est muni d'un axe transversal dont les extrémités libres coopèrent avec une rainure qui assure la montée et la descente du plongeur lorsque le plongeur est entraîné en translation par un solénoïde. Le plongeur est traversant. Le plongeur doit être suspendu car il n'y a aucun guidage et l'encombrement d'un tel agencement est rendu important par le fait que la rainure de guidage et le module correspondant sont superposés au solénoïde.

Il n'est prévu aucun rappel élastique si bien que le solénoïde qui assure la totalité des fonctions doit être de forte puissance, ce qui engendre une consommation d'énergie électrique proportionnelle.

On connaît aussi une demande de brevet européen EP-A- 630 034 qui décrit un coupe-circuit impulsionnel qui comprend un agencement avec un organe mobile d'actionnement qui constitue aussi le plongeur d'un solénoïde. Cet agencement est attractif.

Les moyens de mise en rotation de cet organe mobile et de son double positionnement, ON/OFF comprennent un support transversal diamétral muni d'au moins un galet solidaire dudit axe et deux rampes inférieure et supérieure munie chacune d'indentations. La rampe inférieure permet de faire tourner l'organe mobile d'un angle donné grâce au galet qui roule sur ladite rampe dans les indentations correspondantes lorsque le galet est plaqué contre cette rampe par le mouvement de translation engendré sous l'effet du solénoïde.

Lorsque l'organe mobile revient dans sa position initiale sous l'effort de rappel élastique généré par un ressort, le galet vient coopérer, cette fois, avec une des indentations de la rampe supérieure, - soit avec une indentation profonde, ce qui assure un retrait important de l'organe mobile donc une non connexion du pont de contact qui lui est solidarisé, - soit avec une indentation peu profonde qui assure un faible retrait et donc un plaquage du pont de contact sur des bornes d'alimentation. On note que les moyens de manœuvre en rotation et de double positionnement de l'organe mobile sont disposés extérieurement au solénoïde. De plus, ils sont réalisés à partir de deux pièces distinctes. Par contre, le montage des galets permettait une nette amélioration du roulage et une diminution des frottements. On connaît enfin le document FR-1 .277.250 qui décrit un coupe-circuit bistable comprenant un arbre mobile en translation muni à une extrémité d'une barrette susceptible d'assurer la connexion par pontage de deux bornes électriques. L'autre extrémité de l'arbre est disposée dans une bobine dont le champ magnétique est susceptible d'entraîner en translation ledit arbre à rencontre d'un ressort qui tend à maintenir écarté la barrette des bornes électriques. Pour le maintien dans l'une des positions ON/OFF, le coupe-circuit comprend également un bague montée libre en rotation autour de l'arbre, comportant sur sa périphérie un chemin de came dans lequel vient se loger un doigt d'indexage solidaire de la carcasse de la bobine. Ainsi, à chaque impulsion, l'arbre et la bague se translatent. Le doigt d'indexage se translate dans le chemin de came, entraînant en rotation la bague, et vient s'immobiliser dans l'un des deux coudes correspondant respectivement à la coupure et à la connexion. La bague étant immobilisée dans une des deux positions, l'arbre est également immobilisé en translation grâce à une butée qui vient s'immobiliser contre la bague, l'arbre étant toujours soumis à l'effort de, rappel du ressort. Ce dispositif ne donne pas pleinement satisfaction car il est nécessaire de prévoir une bobine susceptible de générer un fort champ magnétique pour entraîner en translation l'arbre et la bague. Par ailleurs, des corps étrangers peuvent se déposer dans le chemin de came et bloquer le mécanisme. Enfin, l'effort généré par le seul doigt d'indexage n'est pas sensiblement parallèle au sens de déplacement de ladite bague si bien que cette dernière peut s'immobiliser par arc-boutement.

La présente invention a pour but la réalisation d'un dispositif de manœuvre bistable en translation d'un axe mobile, qui permet d'obtenir un ensemble compact, avec une faible inertie, un temps de réponse très court, un nombre réduit de pièces, notamment de pièces en mouvement, ce qui augmente la fiabilité et ce qui conduit à une très faible consommation d'énergie électrique.

Ce dispositif peut porter différents organes à son extrémité en fonction des applications envisagées, coupe-batterie, électrovanne, commandes électro- mécaniques, électro-hydrauliques, électro-pneumatiques.

A cet effet, le dispositif de manœuvre bistable, en translation, d'un axe mobile entre une position initiale et une position en saillie, comprenant une carcasse extérieure avec une bobine, un noyau mobile en translation sous l'effort engendré par le champ magnétique généré par cette bobine susceptible d'entraîner en translation et de retenir selon les deux positons initiale et finale ledit axe mobile, caractérisé en ce que le noyau a des diamètres différents, un grand diamètre pour le fût susceptible d'entraîner en translation l'axe mobile, et un petit diamètre pour le fût susceptible de retenir l'axe mobile selon l'une des deux positions.

De préférence, le noyau est disposé dans le corps de la bobine et mobile en translation dans ce corps de bobine. Selon une première variante, le noyau est monolithique.

Selon une deuxième variante, le noyau est réalisé en deux parties, les fûts étant scindés, et libre en rotation l'une par rapport à l'autre. il est aussi prévu un palier de guidage, prévu pour coopérer avec le noyau et disposé dans le corps de la bobine et des moyens de guidage en translation et en rotation du noyau par rapport à ce palier, interposés entre ledit noyau et ledit palier.

Les moyens de guidage comprennent au moins un module de piste en creux ménagée dans le noyau et au moins un pion de guidage solidaire du palier et prévu pour coopérer avec cette piste. Cette piste comprend trois modules identiques juxtaposés couvrant chacun un secteur angulaire de 1 20 ° et trois pions disposés à 1 20° .

Cette piste comprend, par module, au moins deux positions (PS1 et PS2) stables et deux positions (PU et PU ') intermédiaires de réception du pion correspondant, disposées entre les positions stables, ainsi que des rampes (R1 -R4) de passage d'une position à la position suivante.

Le dispositif selon une autre caractéristique, comprend deux flasques, l'un amont et l'autre aval, solidarisé chacun à la carcasse par un ensemble indémontable rainures/jonc.

Le noyau du dispositif est de forme cylindrique, monolithique, avec un fût amont de diamètre extérieur D3, identique au jeu de fonctionnement près à celui du diamètre intérieur de la partie bague du palier et un fût aval de diamètre extérieur D4, supérieur à D3, générant un décrochement. Le noyau comprend un alésage axial, traversant, de diamètre d, sensiblement égal à celui de l'axe mobile en sorte de bloquer cet axe en translation et de le laisser libre en rotation, cet axe pouvant dépasser de part et d'autre de la carcasse. La présente invention est maintenant décrite en détail en regard des dessins annexés, qui représentent un mode de réalisation particulier, non limitatif, les différentes figures correspondant à :

- figure 1 A, une vue en perspective d'un dispositif de manœuvre selon la présente invention , - figure 1 B, une vue en élévation latérale du dispositif de la figure 1 A, après rotation de 90°,

- figure 1 C, une vue de face du dispositif de la figure 1 B,

- figure 1 D, une vue en perspective éclatée du dispositif de la figure 1 A,

- figure 2, une vue en coupe longitudinale du dispositif assemblé de la figure 1 D,

- figure 3A, une vue en coupe du noyau de l'axe mobile,

- figure 3B, une vue en élévation latérale du noyau, avec sa piste de guidage,

- figure 3C, une vue de détail de la piste de guidage, - figure 4, une vue en coupe longitudinale du dispositif assemblé selon une deuxième variante,

- figure 5A, une vue en coupe du noyau selon la deuxième variante,

- figure 5B, une vue en élévation latérale du noyau selon la deuxième variante, - figure 6, une vue en coupe longitudinale du dispositif assemblé selon une autre variante,

- figure 7A, une vue de détail d'un pion de guidage,

- figure 7B, une vue en élévation latérale du palier de guidage de l'axe mobile, - figure 7C, une vue en coupe du palier de guidage de l'axe mobile,

- figure 8, une vue de la carcasse du dispositif de la figure 1 ,

- figure 9, une vue en élévation latérale de l'axe mobile, isolé, - figure 1 0, une vue en coupe du flasque aval du dispositif de la figure 1 D,

- figure 1 1 A, une vue en coupe longitudinale de la carcasse de la bobine, - figure 1 1 B, une vue de face de cette même carcasse de bobine, et

- figure 1 2, une vue en coupe du flasque amont.

Le dispositif de manœuvre bistable selon l'invention est maintenant décrit en détail en commençant par les figures 1 A, 1 B et 1 C. Ce dispositif comprend extérieurement une carcasse 1 0, de forme cylindrique et parfaitement symétrique, avec une face 1 2 aval et une face 14 amont.

Un axe 1 6 mobile, de préférence en matériau amagnétique, est monté centré dans cette carcasse et fait saillie à travers la face 1 2 aval.

Des moyens 1 8 de fixation de cette carcasse 1 0 sont également prévus, en l'occurrence des vis 20-1 et 20-2. La figure 1 D permet de retrouver l'ensemble des constituants du dispositif selon l'invention.

En partant de la face amont vers la face aval, on trouve un flasque 22 de fermeture de la face amont 1 4. Afin de maintenir ce flasque, il est prévu des moyens d'immobilisation. Dans le mode de réalisation représenté, il s'agit d'un ensemble comportant une gorge 24-1 , ménagée dans la carcasse, voir figure 8 pour une vue détaillée, et un jonc 26-1 fendu, prévu pour venir s'ajuster dans ladite gorge de façon élastique. Le flasque 22 amont est représenté en détail sur la figure 1 2 et il comprend également une gorge 25-1 , de profil conjugué et ménagé sur sa tranche, pour recevoir ledit jonc lors de l'introduction et se situer, après montage en vis à vis de la gorge 24-1 de la carcasse.

Le flasque amont comprend également un trou 28 de passage, centré, de diamètre D 1 .

Le palier 30, représenté sur cette figure 1 avec une vue en détail sur les figures 7B et 7C, comprend une bague 32 avec un diamètre extérieur D2 et un diamètre intérieur D3. Cette bague comporte une collerette 34 de diamètre

D1 , pour permettre le passage de cette collerette à travers le trou 28 de passage du flasque 22 amont, au jeu près d'introduction. La hauteur de cette collerette correspond également à l'épaisseur de ce même flasque en sorte de disposer d'un montage avec affleurement de ladite collerette sur la face externe du flasque amont. La bague 32 porte des trous 36, régulièrement répartis, dans le cas présent trois trous disposés à 1 20° , dont l'orientation de l'axe est radiale.

Chaque trou est réalisé avec un suralésage 38 ouvert vers l'extérieur. Chaque trou présente ainsi un diamètre intérieur d1 visible sur les figures 7B et 7C, et un suralésage avec un diamètre extérieur d2 visible uniquement sur la figure 7B.

Ces trous du palier sont adaptés pour recevoir des pions 40 de guidage, tel que cela est visible de façon agrandie sur la figure 7A.

Ce pion 40 comprend un fût 42 et une tête 44, respectivement de diamètre d 1 et d2, au jeu près d'introduction, en sorte de pouvoir positionner chaque pion de guidage dans un trou tel que 36, ménagé dans la bague 32 du palier 30 de guidage.

La hauteur du fût est telle qu'une fois monté dans le palier, il fait saillie à l'intérieur dudit palier tandis que la tête est intégralement logée dans le suralésage 38, voir figure 7C. Le bord périphérique de cette tête est chanfreinée suivant un angle α en sorte de venir dans la continuité de la paroi périphérique extérieure de la bague 32 du palier 30.

Sur la figure 1 D, après ce palier se présente un noyau 46 de manœuvre. Ce noyau est représenté de façon détaillée sur les figures 3A et 3B.

Ce noyau 46 en matériau magnétique est de forme cylindrique, monolithique, avec un fût 48 amont de diamètre extérieur D3, identique au jeu de fonctionnement près à celui du diamètre intérieur de la bague 32 du palier

30 et un fût 50 aval de diamètre extérieur D4, supérieur à D3. Le différentiel de diamètre entre les deux fûts génère un décrochement 52.

Selon les cas, le noyau 46 peut être monolithique, comme illustré par la figure 2, ou en deux parties, comme illustré par la figure 4, avec des fûts 48 et 50 séparés, respectivement prévus comme moyens de retenue et moyens d'entraînement. Ces deux fûts sont donc dans cette variante libre en rotation l'un par rapport à l'autre, les frottements en rotation lors des mouvements entre les deux fûts 48 et 50 étant négligeables.

Ce noyau 46, comprend un alésage 54 axial, traversant, de diamètre d, sensiblement égal à celui de l'axe 1 6 mobile comme expliqué ci-après. Le fût 48 amont porte une piste 56 de guidage, en creux, sur toute sa périphérie extérieure, destinée à recevoir la partie en saillie du fût 42 de chaque pion 40 de guidage, à l'intérieur de la bague 32 du palier 30.

Dans le mode de réalisation préférentiel de la présente invention, les pions 30 de guidage sont au nombre de trois, si bien que la piste est constituée de trois modules identiques sur 1 20° , dont un est représenté de façon détaillée sur la figure 3C. Cette figure sera utilisée plus avant lors de la description du fonctionnement du dispositif.

Le fût 50 aval est lisse extérieurement pour conférer de bonnes capacités de guidage en générant le moins possible de frottements. Une portée conique 58 est réalisée à son extrémité aval pour réduire le diamètre à un diamètre D5.

La carcasse qui reçoit l'ensemble des éléments est représentée en détail sur la figure 8. Elle comprend à ses extrémités des chanfreins 60 pour faciliter le montage des flasques. Le dispositif selon l'invention comprend une carcasse 62 de bobine, en matériau isolant, recevant une enroulement 64 de fils conducteurs, figuré schématiquement sur la figure 2, pour former une bobine 66.

Cette carcasse 62 de bobine présente de nombreuses particularités mentionnées sur les figures 1 1 A et 1 1 B. Le corps 68 de cette carcasse de bobine a un diamètre intérieur égal au jeu près, à D4, prévu pour recevoir à coulissement en translation le fût 50 aval du noyau 46.

En amont, ce corps 68 porte un suralésage 70 de diamètre D2, au jeu d'introduction près, afin de permettre l'introduction à force de la bague 32 du palier 30, laissant dépasser la seule collerette 34. En aval, ce corps 68 porte un suralésage 72 de diamètre sensiblement égal à D2, pour des raisons pratiques de réduction de gamme d'outillage et/ou d'usinage comme cela sera explicité ultérieurement dans la description.

Un flasque 74 amont permet le maintien et l'isolation de l'enroulement 64 sur le corps de la carcasse.

Un flasque 76 aval assure le même maintien et l'isolation de l'enroulement 64 mais possède deux bornes 78-1 et 78-2 de connexion.

Ce flasque 76 aval présente deux méplats 80 diamétralement opposés pour le passage des fils électriques terminaux du bobinage. Ce flasque 76 aval comprend aussi deux logements 82, préférentiellement venus de moulage avec la carcasse 62 de bobine, de forme conjuguée de celle de chacune des têtes des moyens de fixation 1 8, en l'occurrence de chacune des têtes 84 des vis 20-1 et 20-2.

Il est également prévu deux linguets 86-1 , 86-2 qui assurent la liaison électrique de chaque borne 78-1 et 78-2 avec chaque vis 20-1 et 20-2 correspondante.

Un isolateur 88 est ensuite interposé dans l'agencement représenté sur la figure 1 D.

Cette isolateur est annulaire avec un diamètre extérieur égal au jeu près au diamètre intérieur de la carcasse 10 et un diamètre intérieur égal à D2.

Cet isolateur est équipé de deux manchons 90-1 et 90-2, en saillie, venus préférentiellement de moulage avec ledit isolateur, de façon à servir de guidage isolant des corps de vis 20-1 et 20-2.

Un ressort 92 de rappel, travaillant en compression, est interposé entre l'extrémité à diamètre réduit D5 du fût 50 aval du noyau et une bague 94 de guidage de l'axe 1 6 mobile, de diamètre intérieur égale à d, au jeu près.

Le dispositif est complété par un flasque 96 aval, représenté en détail sur la figure 1 0. Ce flasque comprend une zone 98 annulaire avec un diamètre extérieur identique à celui du flasque 22 amont, c'est-à-dire prévu pour être introduit dans la carcasse 10. Une gorge 25-2 est ménagée sur sa tranche pour recevoir un jonc 26-2 adapté. Un trou 100 de passage est aménagé en son centre afin de recevoir la bague 94.

La zone 98 annulaire est complétée par un zone 1 02 cylindrique, comprenant un alésage 1 04, de diamètre et de longueur adaptés pour recevoir le ressort 92 de rappel lorsqu'il est entièrement comprimé.

L'ouverture de cet alésage 104 porte un chanfrein 1 06, réalisé dans les mêmes conditions de géométrie que le chanfrein 58 du fût 50 aval du noyau 46, afin que ce dernier puisse coopérer en appui.

Deux trous 1 08-1 , 1 08-2, sont ménagés pour permettre le passage des manchons 90-1 , 90-2 de l'isolateur et disposés diamétralement sur la zone 98 annulaire.

Sur la figure 9, on note que l'axe 1 6 mobile, d'un diamètre d, porte trois gorges 1 1 0-1 à 1 1 0-3. La première gorge amont, 1 1 0-1 reçoit un circlips fendu, d'arrêt. Ainsi, par l'intermédiaire de cet arrêt 1 1 0-1 , l'axe mobile 1 6 est immobilisé en translation par le noyau 46, ce dernier étant monté libre en rotation par rapport audit axe.

En variante comme illustré par la figure 6, l'axe 1 6 mobile peut être vissé dans le noyau 46. Cette solution est plus particulièrement choisie lorsque l'axe 1 6 peut pivoter. Les deux autres gorges 1 1 0-2 et 1 1 0-3 peuvent recevoir également deux mêmes circlips pour le montage d'un organe adapté à l'application envisagée, ledit organe n'étant pas représenté. Un tel organe peut être par exemple un pont de contact dans un coupe-batterie.

L'ensemble des éléments décrits se retrouve assemblé tel que représenté sur la figure 2.

Ainsi l'axe mobile est introduit dans l'alésage 54 du noyau 46 et un circlips est monté dans la gorge 1 10-1 .

Le palier 30, équipé de ses pions 40 de guidage est monté autour du fût 48 amont du noyau 46. Les pions sont ensuite mis en place dans les trous 36, le fût 42 faisant saillie dans la piste 56 en creux. La tête 44 de chaque pion est alors intégrée dans le suralésage 38. Ce pré-ensemble est introduit dans le corps 68 de la carcasse 62 de bobine jusqu'à ce que la bague 32 viennent se loger à force dans le suralésage 70 de ladite carcasse de bobine.

Le flasque 22 amont est mis en place autour de la couronne 34 pour maintenir ce pré-ensemble.

On considère la carcasse 62 préalablement bobinée et les bornes 78-1 et 78-2 en place. Il convient alors de disposer les deux linguets 86-1 et 86-2, portés par leur vis 20-1 et 20-2 pour qu'ils viennent en contact avec les bornes, un point de soudure assurant la connexion électrique et la fixation mécanique.

Parallèlement, les têtes 84 des vis 20-1 et 20-2 sont introduites dans les logements 80 du flasque 76 aval de la carcasse 62 de bobine pour assurer un pré-positionnement de l'ensemble.

On introduit le ressort 92 qui vient en butée sur le circlips de la gorge 1 1 0-1 , circlips lui-même en appui sur l'extrémité à diamètre réduit D5 du fût 50 aval du noyau 46.

On introduit la bague 94 de guidage sur la tige mobile puis l'isolateur 88 qui est guidé par les corps des vis 20-1 et 20-2.

On place alors la carcasse autour de cet ensemble et on fixe le flasque 22 amont au moyen du jonc 26-1 qui coopère avec les gorges 24-1 et 25-1 en vis à vis.

Le flasque 96 aval est mis en place, guidé également par les deux corps de vis 20-1 et 20-2. Le flasque est introduit jusqu'à ce que les manchons 90-1 et 90-2 passent dans les trous 108-1 et 1 08-2 de ce flasque, venant affleurer la surface externe de la zone annulaire 98.

Le flasque est ensuite pressé pour mettre le ressort 92 de rappel en légère compression, l'immobilisation du flasque 96 par le jonc 26-2, venant finaliser le montage.

La mise en service du dispositif ainsi agencé requiert une fixation ou pour le moins une connexion des tiges des vis 20-1 et 20-2 avec les bornes d'un générateur de courant muni d'une commande d'alimentation. Lorsque la bobine est alimentée suite à une impulsion de courant, le noyau, nécessairement métallique, est soumis à l'action de la résultante d'un champ magnétique qui tend à déplacer ledit noyau de l'amont vers l'aval, suivant la flèche F, c'est-à-dire de la face amont 1 4 vers la face aval 1 2. Le noyau 46, soumis au champ magnétique, se déplace en translation dans le corps 62 de la bobine 66 puisqu'il est situé à l'intérieur. La course est limitée par la mise en butée de la portée conique 58 du fût 50 aval contre le chanfrein 1 06 de la zone 1 02 cylindrique.

Simultanément, le ressort 92 de rappel se comprime et vient se loger en totalité dans l'alésage 1 04.

Le noyau 46, et plus particulièrement le fût 50, entraîne en translation la tige 1 6 mobile qui se déplace en translation de la même amplitude.

Le noyau se déplace en translation mais également en rotation car les fûts 42 en saillie des pions 40 coopèrent avec la piste 56 en creux. Dans le cas de la variante illustrée par la figure 4, seul le fût 48 effectue un mouvement de rotation. De la sorte, un faible champ magnétique, et donc une consommation d'énergie moindre de la bobine, est nécessaire pour obtenir le mouvement en rotation du seul fût 48 et non de l'ensemble du noyau 46.

Chaque pion coopère avec un même module de piste, sur 1 20° et provoque la même action, de façon tout à fait simultanée.

Un tel dispositif est bistable et prend donc deux positions stables. La première position est celle qui est représentée sur la figure 2, l'axe 1 6 mobile étant en position rentrée.

Chacun des pions est alors au point PS1 , position stable 1 . Lorsque la bobine est alimentée, le noyau se déplace de l'amont vers l'aval et il tourne dans le sens C de la figure 1 D. En effet, les pions se déplacent dans l'espace libre de la piste puis viennent en appui sur la rampe R1 jusqu'à PU , position intermédiaire 1 , qui correspond à l'amplitude maximale de déplacement en translation. L'impulsion électrique ayant cessé, le noyau se trouve alors soumis à la seule force de rappel du ressort 92 qui ramène le noyau de l'aval vers l'amont. Lors de ce déplacement, chaque pion vient en butée contre la rampe opposée R2, qui étant de pente opposée, prolonge le mouvement de rotation jusqu'à ce que chaque pion se trouve en PS2, c'est-à-dire en position stable 2. Dans cette position, le noyau a tourné d'un angle de 60° , correspondant à la moitié de l'amplitude de 1 20° de chaque module. On remarque alors que PS2 est décalé dans le sens longitudinal de I par rapport au point PS1 . Cette différence est l'amplitude de positionnement entre les deux états stables.

Par cette première impulsion, le dispositif a vu sa tige mobile venir en saillie plus prononcée d'une longueur ]. Lorsqu'une seconde impulsion est transmise à la bobine, chaque pion vient en butée avec la rampe R3, ce qui met à nouveau le noyau en rotation dans le sens C. Chaque pion passe par un maximum PU ' qui correspond à la position intermédiaire V .

Lorsque le champ cesse, le ressort de rappel ramène le noyau de l'aval vers l'amont. Chaque pion vient en butée contre la rampe R4 qui prolonge la rotation et ramène chaque pion en PS 1 ', position stable T . Cette position 1 ' correspond à la position stable du pion précédent. Le noyau a effectué une nouvelle rotation de 60° supplémentaire, dans le même sens, il n'y a pas de retour en arrière. Ainsi la tige mobile 1 6 peut prendre deux positions stables, moyennant deux impulsions successives.

Le dispositif selon la présente invention est particulièrement avantageux en ce sens qu'il est d'une grande compacité grâce à l'agencement avec un noyau, une piste de guidage et des pions disposés dans le corps de la bobine. La piste de guidage étant disposée dans le corps de la bobine, cette dernière est protégée si bien qu'aucun corps étranger ne peut s'introduire au niveau de la piste risquant de bloquer le mécanisme.

Par ailleurs, le fait de prévoir un noyau avec des diamètres différents, adaptés aux fonctions de chaque partie, permet de réduire la consommation d'énergie. Ainsi, le diamètre important du fût 50 d'entraînement, notamment supérieur au fût 48, permet, à champ magnétique constant, de générer une force d'entraînement plus importante qu'avec un diamètre réduit, alors que le diamètre plus réduit du fût 48 de retenue permet d'obtenir des courses de pions dans la piste plus courtes, ce qui nécessairement se traduit par des efforts résistants moins importants.

De plus, l'inertie est fortement diminuée par le nombre des pièces car plusieurs d'entre elles ont des fonctions multiples.

Ainsi le corps 68 de la bobine assure le blocage des pions dans la bague en même temps que la réception de ladite bague. Le flasque 76 aval de la bobine assure le maintien de l'enroulement 64, le support des bornes 78-1 ,

78-2 et le maintien en anti-rotation des têtes des vis 20-1 et 20-2. Les vis 20-1 et 20-2 assurent la fixation du dispositif et l 'alimentation électrique.

Le flasque 22 amont assure le maintien de l'ensemble des pièces dans la carcasse 1 0 mais aussi le centrage de la collerette 34 du palier 30 par rapport à la carcasse 1 0, par emboîtement. La bague 94 assure un centrage de l'axe mobile, facilite le glissement en translation et assure une isolation thermique du ressort lorsque l'axe mobile porte une pièce ayant tendance à s'échauffer lors de son utilisation comme un pont de contact dans un coupe-circuit par exemple. Ceci évite toute modification des caractéristiques du ressort. Le dispositif est également assemblé de façon simple et ne requiert que deux points de soudure, les autres opérations relevant de l'emboîtement et de l'encliquetage.

Un tel dispositif, présenté dans son mode de réalisation préférentiel, peut être utilisé de façon avantageuse dans les actionnements d'organes de sécurité. De ce fait, le montage avec des joncs en aveugle interdit le démontage et les manipulations préjudiciables au bon fonctionnement ultérieur. Le montage avec trois pions à 1 20° et un diamètre extérieur réduit puisqu'il est nécessairement adapté à celui du corps de la bobine, permettent de limiter grandement la consommation d'énergie. En effet, l'inertie étant faible, la force nécessaire pour déplacer le noyau en translation et/ou en rotation reste réduite. De plus, le fait de disposer de trois pions nécessite une rotation du noyau de 60° seulement entre deux déplacements. Enfin, le diamètre extérieur étant limité, la course développée correspondante est réduite d'autant.

On peut assurer l'étanchéité d'un tel dispositif de façon aisée par un joint torique central autour de l'axe mobile et des joints à lèvre, disposés dans des gorges adaptées et plaqués par les flasques au montage.

En fabrication et au montage, la carcasse 1 0 est parfaitement symétrique, les pions sont identiques, le noyau porte une piste avec trois modules identiques, les linguets sont identiques et les joncs sont identiques.

La limitation du nombre de pièces, un ressort unique, l'absence d'axes de pivotement, de fixations rigides ou de vis à serrer et les agencements par emboîtement procurent une grande fiabilité.

De la même façon, l'effort résultant du champ magnétique exercé par la bobine durant son alimentation est maximal dans la zone médiane.

Or lorsque le noyau est en PS 1 , on remarque que c'est là qu'il est en limite de champ. Ceci est en adéquation avec les besoins pour initier le mouvement du noyau de PS1 à PU . Au début de la translation, l'effort de rappel du ressort n'est pas maximal et surtout il y a un déplacement initial des pions librement dans la largeur de la piste, sans rotation, ce qui requiert très peu d'énergie. Dès que les pions butent sur les rampes telles que R1 pour amorcer la rotation, le noyau est bien centré dans le champ magnétique engendré et subit l'action maximale de ce champ.

Il est possible de prolonger l'axe mobile pour le rendre dépassant en amont comme en aval. Dans ce cas, le dispositif peut avoir un première action de tout ou rien d'un côté et une seconde action tout ou rien de l'autre côté, bien entendu liée à la première, mais susceptible d'actionner un tout autre organe.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1 . Dispositif de manœuvre bistable, en translation, d'un axe (1 6) mobile entre une position initiale et une position en saillie, comprenant une carcasse ( 1 0) extérieure avec une bobine (66), un noyau (46) mobile en translation sous l'effort engendré par le champ magnétique généré par cette bobine susceptible d'entraîner en translation et de retenir selon les deux positons initiale et finale ledit axe mobile, caractérisé en ce que le noyau (46) a des diamètres différents, un grand diamètre pour le fût (50) susceptible d'entraîner en translation l'axe mobile, et un petit diamètre pour le fût (48) susceptible de retenir l'axe mobile selon l'une des deux positions.

2 Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le noyau (46) est disposé dans le corps (68) de la bobine et mobile en translation dans ce corps (68) de bobine.

3. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le noyau (46) est monolithique.

4. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le noyau (46) est réalisé en deux parties, les fûts (48, 50) étant scindés, et libre en rotation l'une par rapport à l'autre.

5. Dispositif de manœuvre bistable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un palier (30) de guidage, prévu pour coopérer avec le noyau (46) et disposé dans le corps (68) de la bobine.

6. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (40,56) de guidage en translation et en rotation du noyau (46) par rapport au palier (30), interposés entre ledit noyau et ledit palier.

7. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent au moins un module de piste (56) en creux ménagée dans le noyau (46) et au moins un pion (40) de guidage solidaire du palier (30) et prévu pour coopérer avec cette piste.

8. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend trois modules identiques juxtaposés couvrant chacun un secteur angulaire de 1 20° et trois pions (40) disposés à 1 20° sur ledit palier.

9. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le palier (30) comprend des trous (36) pour recevoir chaque pion constitué d'un fût (42) et d'une tête (44), chaque trou ayant un diamètre pour laisser passer le fût et un suralésage (38) pour intégrer la tête, le fût (42) venant en saillie à l'intérieur du palier.

1 0. Dispositif de manœuvre bistable selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la piste (56) comprend, par module, au moins deux positions (PS 1 et PS2) stables et deux positions (PU et PU ') intermédiaires de réception du pion correspondant, disposées entre les positions stables, ainsi que des rampes (R1 -R4) de passage d'une position à la position suivante.

1 1 . Dispositif de manœuvre bistable selon l'une des revendications 5 à 1 0, caractérisé en ce que le diamètre D2 extérieur du palier (30) est égal, au jeu d'introduction en force près, au diamètre D2 d'un suralésage (70) interne ménagé dans le corps (68) de la bobine, afin de permettre l'introduction à force de la partie bague (32) du palier (30) .

1 2. Dispositif de manœuvre bistable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 1 8) de fixation, conducteurs.

1 3. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 1 2, caractérisé en ce que les moyens (1 8) de fixation conducteurs comprennent deux vis (20-1 ; 20-2) équipées de deux linguets (86-1 ; 86-2) reliés au borne de la bobine.

1 4. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 1 2 ou 1 3, caractérisé en ce qu'il comprend un isolateur (88) muni de manchons (90-1 ; 90-2) de passage des corps de vis.

1 5. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 1 3 ou 1 4, caractérisé en ce qu'il comprend deux logements (80) ménagés dans un flasque (76) solidaire de la bobine et prévus pour recevoir les têtes des vis (20- 1 ; 20-2) .

1 6. Dispositif de manœuvre bistable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux flasques, l'un amont (22) et l'autre aval (96), solidarisé chacun à la carcasse par un ensemble indémontable rainures/jonc (25-1 ; 26-1 / 25-2; 26-2) .

1 7. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 1 6, caractérisé en ce que le flasque (22) amont comprend un trou (28) central adapté pour recevoir une collerette (34) solidaire du palier (30).

1 8. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 1 6, caractérisé en ce que le flasque (96) aval comprend une zone ( 1 02) cylindrique comprenant un alésage ( 1 04) central et un trou (1 00) de passage de la tige (1 6) mobile.

1 9. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 1 6, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort (92) de rappel interposé entre le noyau (46) et ledit flasque (96) aval.

20. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 1 8 et 1 9, caractérisé en ce que l'alésage ( 1 04) de la zone (1 02) cylindrique est dimensionné pour recevoir la totalité du ressort (92), à l'état comprimé.

21 . Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 1 8, 1 9 ou 20, caractérisé en ce que l'alésage (1 04) comprend un chanfrein ( 1 06) et en ce que le noyau (46) comprend une portée (58) conique prévue pour coopérer avec ledit chanfrein.

22. Dispositif de manœuvre bistable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le noyau (46) comprend un alésage (54) axial, traversant, de diamètre d, sensiblement égal à celui de l'axe ( 1 6) mobile en sorte de bloquer cet axe en translation et de le laisser libre en rotation.

23. Dispositif de manœuvre bistable selon la revendication 22, caractérisé en ce que l'axe ( 1 6) mobile est dépassant de part et d'autre de la carcasse (1 0) .