Brevet FR2008844A1 — publié le 19700130

1f563 2008844 La présente invention concerne les interrupteurs électriques, et plus particulièrement les interrupteurs électriques dont les contacts sont constitués par deux rubans métalliques» Plus précisément, elle concerne les interrupteurs électriques dé-5 nommés "instantanés" dont les contacts sont constitués de deux rubans métalliques porteurs de protubérances de contact en saillie sur leur surface et logés dans une enveloppe flexible de façon que ces protubérances forment des contacts dont les éléments sont mutuellement transversaux. 10 l'interrupteur de l'invention comporte une enveloppe flexible formant intérieurement un conduit central longitudinal et dont une partie longitudinale extérieure souple peut être repoussée dans ledit conduit intérieur, et deux rubans de contact métallic. ques élastiques placés dans le conduit intérieur de cette enveloppe 15 à distance l'un de l'autre, chacun de ces rubans de contact portant • des parties embouties formant des protubérances rectilignes dont la surface totale est relativement faible par rapport à celle des rubans de contact, ces protubérances étant disposées de façon à être situées dans deux plans parallèles et à être mutuellement in-20 clinées les unes par rapport aux autres, et de sorte que ces protubérances s'appliquent les unes contre les autres en plusieurs points de contact régulièrement espacés les uns des autres lorsqu'on repousse vers l'intérieur la partie extérieure souple de l'enveloppe de l'interrupteur. 25 Les interrupteurs à rubans de contact comportent généra- - - lement deux rubans superposés, relativement minces, flexibles et conducteurs de l'électricité, et maintenus hors de contact l'un de l'autre par une monture isolante. En général, les interrupteurs de ce type ne sont utilisés que dans les circuits électriques ou 30 l'intensité du courant est faible, du fait que le passage d'une forte intensité provoquerait la brûlure ou la fusion en leurs points de contact des rubans métalliques plats utilisés jusqu'ici dans ce genre d'interrupteur, ce qui, même si l'interrupteur n'était pas de ce fait mis complètement hors d'usage, se traduirait par une 35 usure des contacts et des variations intermittentes d'intensité du courant. Un emploi habituel des interrupteurs classiques de ce type est la commande d'un circuit électrique passant par un relais 69 11563 2008844 commandant un deuxième interrupteur capable de supporter l'intensité du courant passant dans un circuit électrique principal. Par exemple, sur les véhicules automobiles, des interrupteurs à pression à pastilles ou rubans de contact ne pouvant supporter qu'une 5 faible intensité commandent des relais qui eux-mêmes actionnent des avertisseurs sonores ou d'autres appareils auxiliaires dont le fonctionnement nécessite le passage d'une intensité relativement forte. La présence de ces relais complique les circuits électriques et augmente notablement leur prix de revient. La Demanderesse a 10 observé qu'il est possible de réaliser des interrupteurs à rubans de contact capables en toute sécurité de supporter les intensités nécessaires pour l'alimentation, par exemple, des appareils auxiliaires des véhicules automobiles, et supprimant de ce fait l'emploi de relais. 15 L'interrupteur de la présente invention comporte un mé canisme de contact complètement enfermé dans une enveloppe souple, les rubans de contact métalliques et flexibles de cet interrupteur portant des protubérances dont la surface totale est faible par rapport à celle de ces rubans. Ces protubérances sont obtenues par 20 emboutissage et forment des surfaces de contact en saillie présentant l'avantage important d'accroître la résistance et la rigidité des rubans qui les portent. D'autre part, 1'écrouissage du métal résultant de leur emboutissage donne à ces protubérances une dureté plus grande sans que la structure interne des autres parties des 25 rubans métalliques de contact en soit modifié de façon appréciable. D'une façon générale, les dimensions de ces protubérances dépendent de leur longueur, de leur direction par rapport à l'axe longitudinal du ruban qui les porte et de la largeur de ce ruban. Si les protubérances de l'un des deux rubans sont perpendiculaires 30 à son axe longitudinal, la longueur de chaque protubérance ne doit pas dépasser en général la moitié de la largeur du ruban, cette longueur étant, par exemple, de 3nmi environ sur un ruban de 6mm de largeur. De telles protubérances augmentent la rigidité du ruban en direction transversale tout en lui conservant sa flexibilité en 35 direction longitudinale. La hauteur de ces protubérances au-dessus des rubans métalliques qui les portent est en général comprise entre une et deux fois l'épaisseur du ruban métallique, bien que ces protubéran 69 11563 2008844 ces puissent avoir une hauteur plus grande à condition que leur emboutissage ne provoque pas des allongements locaux réduisant par trop l'épaisseur du ruban. La largeur de ces protubérances peut varier et se situe 5 en général approximativement entre trois et six fois leur hauteur, ceci pour que les contraintes qu'elles subissent ne soient pas trop élevées. L'espacement des protubérances dépend de leur orientation sur le ruban qui les porte. Pour réaliser un interrupteur ayant une 10 espérance de durée de vie satisfaisante, il est désirable que lorsqu'on repousse vers l'intérieur l'un de ses rubans métalliques, il s'établisse au moins deux points de contact avec l'autre ruban porteur de protubérances multiples parallèles. Lorsque les protubérances des deux rubans sont mutuellement perpendiculaires, et en sup-15 posant que le contact est établi par une pression du doigt sur l'enveloppe souple de l'interrupteur, un espacement de 3mm environ des protubérances parallèles de l'un des rubans métalliques permet d'obtenir ce résultat. Il est évidemment préférable d'obtenir des contacts simultanés sur plusieurs protubérances des rubans du fait 20 que l'intensité du courant se répartit alors sur une plus grande surface de contact, ce qui réduit les risques de brûlure des contacts et d'amorçage d'arc. L'espacement des protubérances parallèles est en général de l'ordre de 3 à 8 mm. De préférence, la section droite de ces protubérances est 25 en forme de demi-cercle, forme qui élimine les angles vifs et di-■ - minue la concentration du courant sur le sommet des protubérances et, par suite, les risques d'amorçages d'arc. Les avantages des protubérances de l'invention en ce qui concerne la diminution ou la suppression des risques de brûlure 30 des contacts et d'amorçage d'arc sont mis en évidence par les résultats des essais décrits ci-après. Deux rubans de cuivre en alliage pour ressorts SAE 110 de 0,125 mm d'épaisseur et de 6 mm de largeur ont été montés dans une enveloppe souple pour constituer un interrupteur A. Ces rubans plats ont été mis en place dans leur 35 enveloppe de façon à être espacés l'un de l'autre de 0,150 mm Un deuxième interrupteur B a été constitué à l'aide d'un ruban plat et d'un ruban muni d'une protubérance courant sur toute sa longueur. Un troisième interrupteur G a été constitué à l'aide des rubans de BAD ORIGNAL 69 11563 4 2008844 cuivre décrits ci-dessus et emboutis de façon que l'un comporte une protubérance sur toute sa longueur et que l'autre présente dés protubérances perpendiculaires à son axe longitudinal. Ces protubérances transversales étaient régulièrement espacées d'environ 3®m les 5 unes des autres et avaient une hauteur d'environ 0,125 mm. Les deux rubans ainsi emboutis ont été montés à l'intérieur d'une enveloppe souple et ont constitué ce troisième interrupteur G dont les rubans de contact étaient distants l'un de l'autre de 0,150 mm. Ces trois interrupteurs ont été montés dans un circuit 10 électrique alimentant une charge inductive sous 14 V et 12 A, c'est-à-dire sous l'intensité nécessaire pour actionner un avertisseur d'automobile. Ces interrupteurs étaient montés "de façon qu'un piston animé d'un mouvement alternatif et dont l'extrémité arrondie simulait un doigt humain exerce sur leur enveloppe souple une pres-15 sion suffisante pour actionner des avertisseurs d'automobiles. Les mouvements de ce piston étaient réglés de façon qu'ils produisent chaque minute douze contacts de 2,5 secondes chacun. Après 3.000 cycles opératoires, le son émis par l'avertisseur commandé par l'interrupteur A est devenu intermittent, et un 20 examen de cet interrupteur a révélé sur ses rubans une brûlure et une profonde érosion d'environ 1,6mm de largeur et s'étendant longitudinalement sur 12mm environ. Après 3*000 cycles opératoires, le son émis par l'avertisseur commandé par l'interrupteur B est devenu intermittent, et l'e-25 xamen des rubans de cet interrupteurs a révélé une brûlure de 4,75 mm environ de longueur du ruban portant la protubérance longitudinale et une érosion profonde du ruban plat. Après 3.000 cycles opératoires, les rubans de contact de 11 interrupteur G, qui étaient conformes à la présente invention, 30 présentaient une légère coloration bleuâtre sur leurs zones de contact, et, après 5.000 cycles, le bleuissement des rubans s'était simplement légèrement renforcé et l'avertisseur commandé par cet interrupteur fonctionnait normalement et sans interruption, ce qui prouvait que la pleine intensité du courant passait toujours dans 35 le circuit de cet avertisseur et que les surfaces de contact des rubans de l'interrupteur n'étaient pas déteriorées. La description qui và suivre et les dessins annexés, donnés surtout à titre d'exemples non limitatifs, feront mieux compren- BAD ORIGINAL ^ 69 11563 2008844 dre comment la Présente invention peut être réalisée. Sur le dessin annexé : - la figure 1 est une vue en perspective d'un interrupteur conforme à l'invention dont une partie de l'enveloppe a été 5 arrachée et dont le ruban métallique de contact supérieur a été soulevé pour montrer la position relative des nervures portées respectivement par les deux rubans» - la figure 2 est une coupe longitudinale de l'interrupteur de la figure 1 ; 10 - la figure 3 est une vue en plan d'un ruban de contact découpé de façon à être flexible dans son propre plan; - la figure 4 est une coupe transversale d'un volant de direction en deux pièces et montrant le montage de 1'interrupteur de l'invention sur ce volant; 15 - la figure 5 est une vue en plan d'un volant de direc tion portant sur son bord intérieur un interrupteur conforme à l'invention et utilisé pour la commande d'un avertisseur sonore; et - la figure 6 est une coupe faite dans un volant de direction en une seule pièce portant des rainures agencées de façon 20 que les lèvres formées au moment de son extrusion sur l'enveloppe d'un interrupteur conforme à l'invention viennent s'y accrocher. l'interrupteur 10 conforme à l'invention et représenté sur les figures 1 et 2 comporte deux rubans de contact 11 et 12 logés dans un conduit central 13 formé par une enveloppe tubulaire 25 souple 14. Deux rainures 15 et deux rainures 16 courent sur toute la longueur des côtés du-conduit central 13. le ruban de contact supérieur 11 est engagé dans les rainures 15 et le ruban de contact inférieur 16 est engagé dans les rainures 12-. 30 le ruban métallique 11 porte une-nervure longitudinale emboutie 17 placée sur son axe longitudinal ou à proximité de celui-ci. Ce ruban 11 est engagé dans les rainures 15 de façon que sa nervure 17 soit tournée vers le ruban, de contact 12. - le ruban métallique inférieur 12 porte des nervures em- 35 bouties parallèles et équidistantes 18, perpendiculaires à son axe longitudinal, et est engagé dans les fentes 16 de façon que ces nervures soient tournées vers le ruban métallique supérieur 11. le dos 20 de l'enveloppe souple 14 peut avoir toute forme ! 69 11563 2008844 appropriée voulue, et être soit plan, soit incurvé suivant la forme du support sur lequel l'interrupteur doit être monté. La face avant 21 de cette enveloppe forme un coussin qui nécessite l'application d'une certaine pression pour fléchir suffisamment pour que la ner-5 vure longitudinale 17 vienne en contact avec des nervures transversales 18. L'enveloppe 14 de l'interrupteur forme intérieurement des évidements longitudinaux 22 qui limitent les déformations de sa section droite par temps froid. L'enveloppe souple 14 de l'interrupteur est faite en une 10 matière souple et non conductrice de l'électricité, caoutchouc naturel, élastomère synthétique, résine vinylique ou similaire, par exemple. D'une façon générale, la souplesse et l'élasticité de la matière utilisée doivent demeurer raisonnablement constantes dans le temps et être relativement insensibles aux variations de tempé-15 rature. La fabrication de l'enveloppe de l'interrupteur s'effectue, de préférence, par extrusion. Les rubans de contact 11 et 12 peuvent soit être incorporés à l'enveloppe au cours de son extrusion, soit y être introduits après. Lorsque les rubans 11 et 12 ont été mis en place dans l'enveloppe 14, un tronçon d'interrupteur de la longueur 20 voulue est coupé, des conducteurs sont fixés par tout moyen approprié, par soudure par exemple, sur les rubans, métalliques et les extrémités du conduit central de l'enveloppe sont obturés à l'aide d'un isolant approprié. La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation de 25 l'un des rubans de contact métalliques de l'interrupteur qui peut remplacer, par exemple, le ruban 12 de la figure 1. Sous cette forme de réalisation, le ruban de contact est constitué par deux séries de parties longitudinales 23 situées alternativement sur l'un et sur-l'autre côté du ruban et réunies successivement entre elles par des 30 parties 24 sensiblement perpendiculaires à l'axe longitudinal du ruban et séparées les unes des autres par des fentes découpées 25. Ces parties transversales 24 portent chacune une nervure emboutie 26. Cette construction du ruban le rend flexible transversalement aussi bien que longitudinalement et permet ainsi de faire suivre 35 aisément à l'interrupteur la forme de la surface sur laquelle il doit être monté. Les figures 4 et 5 représentent l'interrupteur de l'invention monté sur le volant de direction 30 d'un véhicule automobile 8AP ORIGINAL 69 11563 2008844 Ce volant 30 est constitué de deux parties 31 et 32 supportées par un noyau en acier 33. la partie 31 du volant forme une lèvçe 35 et sa partie 3^ une lèvre 36. Lorsque ces deux parties 31 et 32 sont collées l'une à l'autre de façon à constituer.une même pièce, une 5 rainure 34 en forme de T est formée sur le bord intérieur du volant 30, cette rainure pouvant d'ailleurs être prévue en toute autre-partie appropriée du volant, par exemple sur son bord extérieur. L'interrupteur 37 est logé dans cette rainure 34, l'enveloppe 38 de cet interrupteur formant deux épaulements longitudinaux 39 et 40 10 venant s'appliquer respectivement sur la surface intérieure des lèvres 35 et 36 du volant et qui maintiennent ainsi l'enveloppe 38 en position. Cette enveloppe, ainsi qu'il a été décrit plus haut, est tubulaire, flexible et forme un conduit intérieur dans lequel sont logés les rubans de contact 41 et 42 du type de ceux représen-15 tés sur les figures 1 et 2. L'enveloppe 38 représentée forme sur ses côtés longitudinaux deux bords obliques 43 et 44 partant respectivement des épaulements 39 et 40 et réunis par un dos plat 45. L'obliquité transversale de ces bords facilite, si nécessaire, la mise en place 20 de l'interrupteur sur le volant après que les deux parties de celui ci ont été réunies en une seule. Sur la figure 6, l'interrupteur 46 représenté comporte une enveloppe 47 destinée à être fixée sur un volant de direction 48 moulé en une seule pièce. Cette enveloppe 47 est composite et 25 est formée par une partie relativement rigide 49 réunie par fusion en cours d'extrusion à une partie 50, souple et élastique qui forme le conduit intérieur dans lequel sont logés les rubans de contact métalliques et flexibles 51 et 52. L'enveloppe composite ainsi formée peut être fixée par accrochage et de diverses façons sur un 30 volant de direction. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 6, la partie rigide 49 de l'enveloppe composite de l'interrupteur forme une lèvre 33 venant s'accrocher dans une rainure 54 d'un volant de direction 48. Si vn adhésif est utilisé pour maintenir en place 35 cette lèvre d3 dans la rainure qui la reçoit, la forme de cette lèvre peut être modifiée de façon qu'elle ne remplisse pas complètement la rainure mais y laisse un certain jeu dans lequel un adhésif ou une matière plastique liquide est placé et relie l'interrup 69 11563 8 2008844 teur et le volant après prise ou solidification; ou bien, en variante, un dispositif de verrouillage mécanique peut être prévu sur le volant pour maintenir l'interrupteur en place, la partie flexible 50 de l'enveloppe, composite de l'interrupteur forme une lèvre 5 54 venant s'accrocher dans une autre rainure 56 du volant 48, de sorte que, lorsque l'interrupteur est en place, ses deux lèvres sont accrochées chacune dans une rainure du volant et il se trouve ainsi fixé sur celui-ci. Un adhésif approprié peut être utilisé pour renforcer la fixation de l'interrupteur sur le volant. 10 la figure 5 représente l'interrupteur 10 monté dans un circuit d'utilisation, lorsqu'une pression, suffisante pour mettre la nervure longitudinale 17 en contact avec les nervures transversales 18 droit de son point d'application, est appliquée sur la partie 21 de 1'interrupteur, un circuit électrique se ferme, ce 15 circuit comportant une source d'énergie électrique, batterie d'accumulateurs d'un véhicule automobile par exemple, des conducteurs 57 et 58 et un accessoire d'automobile 59, avertisseur sonore par exemple. ... le mode de fixation de 1'interrupteur sur la surface 20 qui doit le recevoir et ses connexions de montage dans le circuit électrique qu'il doit commander dépendent évidemment de la forme de ladite surface. Bien que dans l'exposé qui précède un mode préférentiel de connexion de l'interrupteur dans son circuit électrique ait été décrit, la présente invention s'étend aussi au cas ou 25 d'autres modes de connexion sont utilisés. Bien entendu, la présente invention n'est pas' limitée aux modes de réalisation décrits, mais s'étend à toutes les variantes conformes à son esprit. sad onmNAL 69 11563 2008844 REVENDICATIONS 1- Interrupteur comportant une enveloppe flexible formant intérieurement un conduit central longitudinal et dont une partie longitudinale extérieure souple peut être repoussée dans ledit conduit intérieur, et deux rubans de contact métalliques élastiques £ placés dans le conduit intérieur de cette enveloppe à distance l'un de l'autre, chacun de ces rubans de contact portant des parties embouties formant des protubérances rectilignes dont la surface totale est relativement faible par rapport à celle des rubans de contact, ces protubérances étant disposées de façon à être si- -Ao tuées dans deux plans parallèles et à être mutuellement inclinées les unes par rapport aux autres, et de sorte que ces protubérances s'appliquent les unes contre les autres en plusieurs points de contact régulièrement espacés les uns des autres lorsqu'on repousse vers 11intérieur la partie extérieure souple de l'enveloppe de l'in- -U terrupteur. 2- Interrupteur selon la revendication 1 dans lequel le premier ruban souple de contact porte une protubérance emboutie sous la forme d'une nervure longitudinale et le deuxième ruban souple de contact porte des protubérances embouties transversales par £0 rapport à son axe longitudinal. 3- Interrupteur selon la revendication 2 dans lequel les protubérances•embouties du deuxième ruban souple de contact sont régulièrement espacées et perpendiculaires à l'axe longitudinal de ce ruban. ^ 4- Interrupteur selon la revendication 2 dans lequel l'es pacement régulier des protubérances portées par le deuxième ruban souple de contact est compris entre 3 et 8 mm. 5- Interrupteur selon la revendication 2. et dont les rubans souples de contact portent des fentes transversales découpées, les protubérances transversales portées par l'un de ces rubans étant embouties entre lesdites fentes. 6- Volant de direction pour véhicules automobiles comportant un interrupteur à pression dont l'enveloppe tubulaire souple est fixée sur la jante de ce volant et forme un conduit intérieur ?>S s'étendant sur toute la longueur de l'interrupteur; ce conduit intérieur ayant une section droite rectangulaire et formant dans 69 11563 10 2008844 chacun de ses angles une rainure longitudinale, ces rainures étant toutes mutuellement parallèles et s'étendant sur toute la longueur du conduit intérieur; cette enveloppe formant sur sa face avant un coussin s'étendant sur toute la longueur de l'interrup-5 teur, et deux rubans de contact métalliques et souples, ayant chacun approximativement la même longueur que l'interrupteur, étant logés dans lesdites rainures du conduit intérieur de l'enveloppe de l'interrupteur de façon à être maintenus à distance l'un de loutre; ces rubans souples de contact portant des protubérances embou-10 ties dont la surface totale est relativement faible par rapport à la surface totale de ces rubans; , et ces protubérances embouties étant orientées obliquement les mes par rapport aux autres et étant situées dans deux plans parallèles, de sorte que lorsqu'une pression est appliquée en un point quelconque de l'enveloppe souple 15 de l'interrupteur, les protubérances portées respectivement par les deux rubans de contact viennent s'appliquer les unes contre les autres en plusieurs points de contact équidistants les uns des autres. 7- Volant de direction selon la revendication 6 dont l'interrupteur- à pression est accroché sur ce volant et maintenu en 20 place par un adhésif. 8- Volant de direction selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est formé de deux parties s'enclenchant l'une dans l'autre et formant par leur, réunion une rainure dans laquelle l'interrupteur vient s'accrocher. 25 9- Volant de direction selon la revendication 6, carac térisé en ce qu'il est en une seule pièce formant une rainure, l'enveloppe de l'interrupteur étant constituée en deux parties de duretés différentes et portant des épaulements venant s'accrocher dans la rainure du volant et maintenant ainsi l'interrupteur en 30 place.