Brevet FR2006280A1 — publié le 19691226

La présente invention concerne un commutateur rotatif multiple, à plots, permettant un calage libre, et comportant plusieurs éléments rotatifs, empilés les uns å la suite des autres dans un premier boitier cylindrique fermé, en matière synthétique, de manière à pouvoir titre actionnés par un axe commun, et constitués chacun par deux surfaces de contact fixes, et par un rotor, portant des contactes, et monté de manière 9 pouvoir tourner entre ces deux surfaces de contact, ainsi qu'un mécanisme d'encliquetage commun à ces Eldments rotatifs, et logé dans un second boitier, en forme de cylindre creux, prolongeant le premier. Dans la technique du traitement et de la transmission des informations on utilise un grand nombre de commutateurs rotatifs, multiples, å plots, de ce genre. La constitution des différentes pièces d'un commutateur de ce genre doit donc être la plus simple possible, et le commutateur lui-h doit Entre constitx par le plus faible nombre possible de pièces différentes les unes des autres, de manière que ses différentes pièces puissent faire l'objet d'une fabrication rationnelle en série, et outre assemblées sans difficulté.Les différents éléments rotatifs du commutateur rotatif multiple, à plots, doivent pouvoir outre alors utilisés pour des programmes de commutation différents les uns des autres, malgré L'remploi de pièces semblables. Le commutateur rotatif multiple, à plots, selon la présente invention, satisfait aux exigences qui viennent d'étire mentionnées, et, malgré ses dimensions relativement faibles, il permet d'établir des contacts de bonne qualité, et garantit ainsi une sécurité de fonctionnement élevée. Le commutateur rotatif multiple, à plots, selon la présente invention, est du type indiqué initialement, et il est caractérisé par le fait que chaque surface de contact est constituée par un disque métallique, qui est divisé en lamelles à l'intérieur du premier boîtier, est solidaire d'un anneau de ma tière synthétique, constituant un élément de la paroi dudit pre -mier boîtier, et présente des nervures sécables, reliant entre elles - les différentes lamelles, à l'extérieur dudit premier boitier, et que chaque rotor est formé par une plaque de matière synthétique, qui est engagée dans une rainure annulaire formée par la coopération de deux éléments adjacents dudit premier boitier, et qui est pourvue de fentes radiales, sur l'un des bords (de glissement) de chacune desquelles on a fait glisser un étrier de contact, en forme de U, qui est réalisé en un métal pour ressort et dont chaque extrémité forme un contact double. cette forme de réalisation du commutateur rotatif, multiple, à plots, présente l'avantage que toutes ses surfaces de contact ont la même constitution. Des programmes de commutation différents peuvent entre réalisés en éliminant suivant les besoins les nervures qui relient entre elles différentes lamelles des disques, à l'extérieur du premier boîtier.La fixation des étriers de contact dans les rotors ainsi que leur réalisation, selon la présente invention, permettent de prévoir pour les contacts glissant. sur les surfaces de contact, une course relativement importante ; les contacts doubles formés à toutes les extrémités, fen dues,des étriers de contact,#surent une~grande sécurité de contact, puisqu'il y a une très faible probabilité pour que les deux contacts d'une méme extrémité d'un étrier soit défectueux ; enfin, le mode de fixation des étriers de contact selon la présente invention, consistant notamment à les faire glisser sur l'un des bords de fentes, garantit que lesdits étriers de contact du rotor ne peuvent pas se coincer, si bien que les pressions de contact des deux branches d'un mEme étrier de contact peuvent se répartir uniformément sur les deux'surfaces de contact. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, dans le second boitier, du mécanisme d'encliquetage, qui est pour VU intérieurement de rainures longitudinales, sont logés un disque d'encliquetage, qui est pourvu de sillons d'encliquetage radiaux, et qui est immobilisé en rotation par des saillies périphériques engages dans lesdites rainures longitudinales, ainsi qu'un ressort hélicoSdal, qui entoure l'axe de rotation, et qui pousse contre ce disque d'encliquetage, des billes montées dans une cage.Selon une autre caractéristique de l'invention, des bagues d'arrêt de mEme réalisation, bloquées en rotation dans les rainures longitudinales du second boîtier, et pourvues chacune d'un ergot de butée, tourné vers l'intérieur, sont logées entre le disque d'encliquetage et une bride fermant ledit second boitier, et un dique, pourvu d'une saillie sur son pourtour, est fixé sur l'axe de rotation de manière que ladite saillie vienne en contact avec les ergots de butée des bagues d'arrêt pour des positions extrêmes, qui peuvent etre choisies en engageant de façon correspondante les bagues d'arrtt dans les rainures longitudinales dudit second boitier. Cette forme de réalisation du boîtier pour le mécanis me d'encliquetage permet d'introduire les bagues d'ait dans les rainures longitudinales dudit boitier, avec une autre position, sans qu'il soit nécessaire de démonter le commutateur, après avoir simplement enlevé la bride, et de modifier ainsi la plage de rotation du commutateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque fente du rotor est pourvued'une saillie, qui pénètre dans une zone élargie de la fente, près de son entrée; d'autre part, les étriers de contact sont pourvus chacun d'un bossage, qui, lorsque l'étrier correspondant est engagé dans la fente du rotor, est tourné vers le bord de glissement de cette fente, et qui immobilise ledit étrier de contact dans la fente.Selon une autre caractéristique de l'invention, deux rondelles de ressort, fendues, sont calées sur l'axe de rotation, réalisé sur toute sa longueur sous la forme d'un axe plat, de manière à maintenir assemblés entre elles, par l'intermédiaire de la bride et d'un disque d'obturation, les différents éléments des deux boitiers, bloqués en rotation les uns par rapport aux autres gracie & la coopération de saillies et de creux. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé une forme de réalisation du commutateur rotatif, multiple, à plots, selon la présente invention. La figure 1 est une coupe longitudinale de cette forme de réalisation. La figure 2 illustre l'un des rotors, équipé de ses étriers de contact. La figure 3 est une vue en plan d'une surface de contact, solidaire d'une bague de matière synthétique. La figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne D-E de la figure 1. Les différentes pièces du commutateur rotatif selon la présente invention sont représentées sur ces figures avec un agrandissement plus ou moins important. La figure 1 illustre comment les différentes surfaces de contact 1, solidaires de bagues de matière synthétique thermodurcissable, 2 (voir aussi la figure 3), sont empilées les unes à la suite des autres, lesdites bagues de matière synthétique, justaposées, formant un boitier cylindrique, en matière synthE- tique, pour le commutateur. Les bagues de matière synthétique thermodurcissable sont pourvues de saillies 4 et de nervures 5 coopérantes, qui les immobilisent en rotation les unes par rapport aux autres. Un rotor 6, en orme dS disque, est engagé dans cha que rainure annulaire 8, formée par la coopération des bagues de chaque paire de surfaces de contact adjacentes. Dans des fentes radiales 10 du rotor 6 (voir aussi la figure 2), sont engagés, par glissement sur un bord (de glissement) 42 de la fente correspondante, des étriers de contact 7, en forme de U, qui sont réalisés en métal pour ressort, et dont chacun, forme à chacune de ses extrémités, un double contact 9.Les étriers relient électriquement les lamelles 3 (voir la figure 3) de l'une des surfaces de contact d'un élément rotatif du commutateur, aux lamelloe de l'autre surface de contact du mme élément. Chaque étrier de contact est pourvu d'un bossage 11, qui, lorsque l'étrier est engagé dans la fente du rotor, s'enfonce légèrement dans la masse de matière synthétique dudit rotor, et immobilise ainsi ledit étrier dans la fente. Les étriers peuvent cependant osciller autour du bord de la fente sur lequel: @ on les a glissés. Les deux branches de chaque étrier en forme de U, formant des contacts doubles 9 leurs extrémités, exercent ainsi des forces de contact égales sur les deux surfaces de contact adjacentes.Les fentes radiales sont légèrement élargies vers leur embouchure, et elles présentent à cet endroit une saillie 12 (figure 2), qui pénètre dans cette zone élargie de la fente, et qui renforce l'immobilisation de l'étrier dans ladite fente. Les étriers de contact peuvent titre également maintenus dans les rotors, d'une façon avantageuse, en donnant aux fentes radiales de ceux-ci, qui sont d'abord droites, près de leurs embouchures respectives, une forme en V(voir la fente 43 sur la figure 2), telle que l'étrier vienne sgappliquer sous tension sur les bords de ladite fente, aux trois points 43a, 43b et 43c. I1 peut alors osciller autour du bord de glissement de la fente, mais il y est cependant immobilisé. L'immobilisation d'un étrier de contact ainsi fixé peut titre encore renforcée par une saillie pénétrant dans la fente,près de son embouchure. Les rotors des différents éléments rotatifs sont montés sur un axe plat continu 13, réalisé de préférence ê partir d'un produit semi-fini, étiré. Les perçages des rotors pour l'axe présentent alors des saillies déformables 14 (figure 2), qui sont tournées vers l'intérieur, et éliminent le jeu des rotors sur l'axe. Les rotors peuvent être équipés à volonté d'un ou plusieurs étriers de contact. On peut ainsi réaliser un commutateur rotatif comportant un nombre plus ou moins elevé de pales. Les différentes lamelles de chaque surface de contact se terminent, à l'extérieur du boitier du comnautateur, par des cosses à souder 19 (figure 3). Les différentes cosses à souder sont reliées entre elles par des nervures 20. Les nervures de l'une des deux surfaces de contact, ou bien des deux, doivent être coupées selon le programme de commutation prévu pour chaque élément du commutateur rotatif. Les dimensions des contacts frottants formés par les extrémités de chaque étrier de contact sont choisies de telle sorte que chacun de ces contacts, en frottant sur une surface de contact, relie électriquement la lamelle qu'il quitte à la suivante (commutation sans coupure). Si cela n'est pas désiré, il faut laisser sans cablage les lamelles correspondantes. Une autre possibilité pour obtenir une telle commutation sans coupure est fournie par l'emploi de simples bagues supplémentaires, en matière synthétique, qui présentent des nervures radiales, engagées dans les fentes séparant les lamelles des surfaces de contact; Si l'on fixe une bague de ce genre, pourvue d'un perçage pour l'axe du commutateur, sur la face d'une surface de contact, opposée au rotor correspondant, les nervures sortent du ctté du rotor, et elles soulèvent les contacts au-dessus de ladite surface de contact lorsqu'ils passent de l'une de ces lamelles à la suivante. Un boîtier 22, contenant un mécanisme d'encliquetage, prolonge directement le boitier constitué par l'empilage de bagues en matière synthétique thermodurcissable. Ce second boitier 22 est pourvu intérieurement de rainures longitudinales 23. Un disque d'encliquetage 24, présentant des sillons radiaux d'encliquetage, est bloqué en rotation par engagement de saillies périphériques de ce disque dans les rainures longitudinales 23. Lorsque l'on utilise par exemple un disque d'encliquetage auquel correspondent des angles d'encliquetage différents, les rainures longitudinales 23 permettent de caler ce disque d'encliquetage dans la position désirée pour associer une série déterminée de commutations aux angles de rotation correspondants de l'axe. Sur l'axe 13 est monté un disque 28, qui est pourvu de trous destinés è recevoir des billes 29 , ces billes sont poussées contre le disque d'encliquetage par un ressort hélicordal 30, qui entoure l'axe 13. Ce ressort prend appui sur une rondel le d'arrêt 32, qui qui est immobilisée, comme une rondelle élastique, dans une rainure annulaire de l'axe 13. Pour régler la plage de rotation de l'axe du commutatueur, on a prévu deux bagues d'arrêt 25, qui sont bloquées en rotation par des ergots 39 (voir aussi la figure 4), engagés dans les rainures longitudinales du boitier du mécanisme d'encliquetage, et dont chacune présente un ergot de butée 40, tourné vers l'intérieur. Un disque 35, monté sur l'axe de rotation 13, limite, par une saillie 41, le mouvement de rotation dudit axe 13 en fonction de la façon dont les deux bagues d'arr8t ont été encastrées dans le boitier du mécanisme d'encliquetage. Une rondelle 44, en tétrafluoréthylène, est placée, comme une couche antifriction, entre le disque 35 qui tourne avec l'axe 13, et le disque d'encliquetage, fixe, 24. Le boîtier du mécanisme d'encliquetage est fermé par une bride 27, qui est centrée sur l'axe de rotation 13, et qui est bloquée en rotation par les intervalles entre les rainures longitudinales 23. L'autre extrémité du commutateur est obturée par un disque 34. Ce disque sert en mEme temps de second palier pour l'axe du commutateur rotatif. Deux bagues 33, 36, encastrées élastiquement sur l'axe du commutateur, maintiennent celui-ci assemblé par l'intermédiaire de la bride 27 et du disque 34. Dans le cas où l'axe présente un diamètre relativement faible, il est recommandé de bloquer en rotation les bagues élastiques, calées par exemple dans des entailles des parties rondes de l'axe plat, en plaçant une bague de sécurité, dont l'ouverture est adaptée au profil dudit axe plat, entre une bague élastique et une autre partie, correspondante, du commutateur, entourant l'axe. La bague de sécurité présente une saillie qui s'engage dans l'ouverture de la bague élastique, et qui immobilise ainsi cette bague élastique en rotation par rapport à l'axe. On peut modifier facilement la plage de rotation de l'axe du commutateur en enlevant la bague élastique 33, la bride 27, et en extrayant ensuite les bagues d'arrêt 25, et en les réintroduisant de façon appropriée. Pour fixer le commutateur rotatif selon la présente invention dans un trou unique, tout en le bloquant en rotation, on a muni la bride 27 d'un filetage extérieur, et d'un plat ap proprié. Pour permettre un montage étanche du commutateur, par exemple dans la paroi d'un carter, on peut prévoir un joint annulaire 37 dans un évidement annulaire de l'axe de rotation et/ou un joint 38 sur la bride 27. R E V E N D i C A T I O N S 1) - Commutateur rotatif, multiple, à plots, permet- tant un câblage libre et comportant plusieurs éléments rotatifs, empilés les uns à la suite des autres dans un premier boitier cylindrique fermé, en matière synthétique, de manière à pouvoir titre actionnés par ur axe commun, et constitués chacun par deux surfaces de contact fixes, et par un rotor, portant des contacts, et monté de manière à pouvoir tourner entre ces deux surfaces de contact, ainsi qu'un mécanisme d'encliquetage commun à ces élé- ments rotatifs, et logé dans un second bofltier, en forme de cylindre creux, prolongeant le premier caractérisé par le fait que chaque surface de contact est constituée par un disque métallique, qui est divisé en lamelles a l'intérieur du premier boitier est solidaire d'un anneau de matière synthétique, constituant un élément de la paroi dudit premier boîtier, et présente des nervures sécables, reliant entre elles les différentes lamelles, à l'extérieur dudit premier bottiers et que chaque rotor est formé par une plaque de matière synthétique, qui est engagée dans une rainure annulaire forme par la coopération de deux éléments adjacents dudit premier boitier, et qui est pourvue de fentes radiales, sur l'un des bords (de glissement) de chacune desquelles on a fait glisser un étrier de contact, en forme de U, qui est réalisé en un métal pour ressort et dont chaque extrémité forme un contact double. 2) - Commutateur rotatif suivant la revendication 1), caractérisé par le fait que9 dans le second boitier, du mécanis- me d'encliquetage, qui est pourvu intérieurementde rainures lon gitudinales, sont logés un disque d'encliquetage, qui est pourvu de sillons d'encliquetage radiaux, et qui est immobilisé en rotation par des saillies périphériques engagées dans lesdites rainures longitudinales, ainsi qu'un ressort hélicordal, qui entoure l'axe de rotation, et qui pousse contre ce disque d'encliquetage, des billes montées dans une cage. 3) - Comtrnitateur rotatif suivant la revendication 2), caractérisé par le fait que des bagues d'arrêt de m8me réalisation, bloquées en rotation dans les rainures longitudinales du second boîtier, et pourvues chacune d'un ergot de butée, tourné vers l'intérieur, sont loges entre le disque d'encliquetage et une bride fermant ledit second boîtier, et qu'un disque, pourvu d'une saillie sur son- pourtour, est fixé sur l'axe de rotation de manière que ladite saillie vienne en contact avec les ergots de butée des bagues d'arrêt pour des positions extrêmes, qui peuvent étire choisies en engageant de façon correspondante les bagues d'arrêt dans les rainures longitudinales dudit second boitier. 4) - Commutateur rotatif suivant la revendication 1), caractérisé par le fait que chaque fente du rotor est pourvue d'une saillie, qui pénètre dans une zone élargie de la fente, près de son entrée. 5) - Commutateur rotatif suivant la revendication 1), caractérisé par le fait que les étriers de contact sont pourvus chacun d'un bossage, qui, lorsque l'étrier correspondant est engagé dans la fente du rotor, est tourné vers le bord de glissement de cette fente, et immobilise ledit étrier de contact dans la fente. 6) - Commutateur rotatif suivant la revendication 3), caractérisé par le fait que deux rondelles de ressort, fendues, sont calées sur l'axe de rotation, réalisé sur toute sa longueur sous la forme d'un axe plat, de manière à maintenir assemblés entre elles, par l'intermédiaire de la bride et d'un disque d'obturation, les différents éléments des deux bottiers, bloqués en rotation les uns par rapport aux autres gracie à la coopération de saillies et de creux. 7) - Commutateur rotatif suivant la revendication 6), caractérisé par le fait que les différentes bagues de matière synthétique sont pourvues chacunedtindentations, qui ne permettent d'empiler lesdites bagues que d'une façon déterminée.