Brevet FR2045935A1 — publié le 19710305

-1- 2045935 La présente invention concerne d'une manière générale un sélecteur à boutons poussoirs et plus particulièrement un appareil de ce type dans lequel des interrupteurs commandés par came ont leurs contacts mobiles fixés à une plaquette à circuit sélecteur 5 imprimé,le/comportant un système'd'illumination sélective des boutons poussoirs enfoncés à travers les ouvertures d'une plaque obturatrice disposée à proximité de l'une des extrémités d'un guide d'ondes lumineuses. Les interrupteurs actionnés par came -dont les contacts -mo-10 biles sont fixés à une carte à circuit imprimé sont avantageux pour plusieurs raisons, parmi lesquelles une meilleure réponse à haute fréquence due à l'inductance réduite des lignes. On a précédemment utilisé des sélecteurs à boutons poussoirs pour commander des interrupteurs dont les contacts mobiles s'appli-15 quent contre des contacts fixes d'une plaquette à circuit imprimé. Le sélecteur à boutons poussoirs de la présente invention diffère cependant de ces dispositifs par le fait que ce sont les boutons poussoirs qui actionnent les interrupteurs. De plus, le sélecteur à boutons poussoirs de la présente 20 invention comporte un système d'illumination perfectionné grâce auquel plusieurs boutons poussoirs, lorsqu'ils sont enfoncés, sont sélectivement éclairés avec une brillance plus uniforme et un meilleur contraste par rapport aux boutons qui sont au repos. Le dispositif d'éclairage est simple et peu coûteux car il ne 25 comprend qu'une seule ampoule à laquelle est associé un guide d'ondes lumineuses. Les sélecteurs classiques utilisent une ampoule pour l'éclairage de chaque bouton poussoir. Il a déjà été proposé d'éclairer sélectivement plusieurs boutons poussoirs, à partir d'une même source lumineuse en déplaçant les premiers 30 dans l'alignement d'ouvertures d'une plaque formant masque, mais ce système a l'inconvénient de fournir un éclairage non uniforme des boutons poussoirs du fait des différentes distances à la source lumineuse, et le contraste est réduit sous l'effet des pertes de lumière dans les boutons au repos. Bien que ces der-35 niers problèmes aient été dans une certaine mesure résolus, on utilise encore des sources lumineuses multiples pour éviter un éclairement non uniforme des boutons poussoirs, les sources étant 70 21018 -2- 2045935 placées entre les "boutons, l'appareil est encombrant et relativement coûteux. Le système d'illumination de l'appareil de la présente invention permet d'éliminer ces inconvénients. De plus, la présente invention permet de réaliser un 5 sélecteur à boutons poussoirs extrêmement peu encombrant, économique et fiable, dont la longévité utile peut aller jusqu'à 100 000 opérations par interrupteur.Un tel sélecteur est, de plus, facile à réaliser et à réparer. Ses boutons poussoirs lumineux indiquent l'interrupteur qui est actionné sur un angle de vision 10 étendu avec une luminosité uniformément élevée et un bon contraste. De plus,les interrupteurs commandés par came ont une faible inductance de ligne et une réponse excellente à haute fréquence. Le sélecteur à boutons poussoirs de l'invention convient donc particulièrement bien aux instruments électroniques à larges 15 bandes de fréquence, tels que les oscilloscopes à rayons cathodiques, les ordinateurs et les voltmètres numériques. La présente invention a donc pour objet un sélecteur perfectionné à boutons poussoirs,économique et peu encombrant,dont le fonctionnement est sûr pendant une période longue. L'inven-20 tion concerne en outre un système d'illumination sélective des boutons poussoirs assurant une luminosité uniforme et un bon à . contraste. Les interrupteurs /came du sélecteur de l'invention, dont les contacts fixes et mobiles sont fixés sur une plaquette à circuit imprimé ,ont une faible inductance lui assurant une ré-25 ponse excellente aux signaux de fréquences élevées. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront au cours de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation confor-30 me à l'invention. la figure 1 est une vue en perspective d'une forme de sélecteur à boutons poussoirs de la présente invention; la figure 2 est une vue en élévation frontale du sélecteur de la figure 1 dans le sens des flèches 2-2; 35 la figure 3 est une coupe dans le sens des flèches 3-3 de la figure 1 avec arrachement partiel; et 70 21018 -3- 2045935 10 15 la figure 4 est une coupe dans le sens des flèches 4-4 de la figure 3 avec arrachement partiel. La figure 1 représente uh mode de réalisation du sélecteur à boutons poussoirs de la présente invention qui comprend plusieurs boutons poussoirs 10 en matière conductrice de la lumière, par exemple en polycarbonate transparent vendu sous le nom de "LEXâN". La surface des extrémités 12 des boutons poussoirs est dépolie pour diffuser la lumière,de façon que ces surfaces s'éclairent lorsque les boutons sont enfoncés en relation de couplage optique avec un guide d'ondes lumineuses 14, de la manière décrite ci-après. Les boutons poussoirs 10 passent à travers des ouvertures formées à l'avant d'un boîtier 16 en matière plastique opaque à la lumière, et sont maintenus de manière à former une rangée de boutons, comme l'illustre la figure 2. Sur les figures 3 et 4, on voit que chaque bouton poussoir 10 agit sur un élément de commande 18 en matière isolante, tel qu'une résine acétyle vendue sous le nom de "DELRIN" comportant deux surfaces de came 20 séparées par une saillie 22 qui sert à la fois de guide et de séparateur. Chaque surface de came 20 coopère avec au moins une lame élastique 24 qui constitue le sur contact mobile d'un interrupteur fixé / une plaquette à circuit imprimé 26. Les interrupteurs comprennent des contacts fixes 28 constitués par des bandes métalliques déposées sur la feuille isolante de la plaquette de circuit. Dans une forme préférée, 25 le sélecteur comporte des paires de contacts 24A, 28A et 24B et 28B, associés à chaque surface de came 20 de façon qu'un interrupteur soit fermé dans chacune des positions "sorti" et "enfoncé" des boutons poussoirs 10. Les contacts mobiles 24A et 24B de chaque paire de contacts sont constitués par une même lame 30 métallique élastique qui est fixée^ à la plaquette de circuit par un rivet 30 soudé à la plaquette e%/la partie médiane de la lame de contact. Ainsi, à la fois les contacts mobiles 24A et 24B et les contacts fixes 28A et 28B des interrupteurs commandés par came, sont rendus solidaires de la plaquette à circuit imprimé 35 assurant une faible inductance de ligne de l'interrupteur et une excellente réponse aux hautes fréquences. 20 70 21018 -4- 2045935 les organes d'actionnement 18 sont en contact à leur extrémité avant avec une partie élargie 32 formant "butée du "bouton poussoir 10 qui passe par un trou longitudinal à travers l'organe d'actionnement, ce dernier étant sollicité à son extrémité arrière 5 par un ressort à boudin 34 entourant la partie cylindrique arrière du bouton poussoir 10. Le ressort 34 est comprimé entre l'organe d'actionnement 18 et un siège formé à l'intérieur du boîtier 16 autour d'une ouverture de ce dernier dans laquelle peut s'enfoncer l'extrémité du bouton poussoir. Lorsque l'on appuie sur le bouton 10 poussoir pour fermer la paire de contacts arrière 24A et 28A et ouvrir la paire de contacts avant 24B et 28B, une barre de verrouil lage 36 sollicitée par un ressort maintient le bouton en position enfoncée en s'engageant contre une butée 37 faisant saillie latéralement du bouton poussoir. La barre de verrouillage 36 peut 15 tourner autour de deux pivots 38 engagés à chaque extrémité de la barre dans des trous 39 des parois opposées du boîtier 16, la. barre étant sollicitée élastiquement contre les boutons 10 par un ressort à boudin 40 qui s'applique contre une patte 42 de la barre. Lorsque l'on appuie sur un autre bouton poussoir, sa butée 20 37 fait pivoter la barre de verrouillage 36 jusqu'à ce qu'elle libère le bouton précédemment enfoncé. Le bouton poussoir libéré est ramené en position "sorti" par son ressort associé 34. Plusieurs pièces de sécurité 44 sont disposées en ligne dans une rainure de guidage pratiquée dans la surface interne du 25 dessus du boîtier 16. Chaque pièce de sécurité 44 est une plaque plane ayant sensiblement la forme d'un "Y". Le dessus de chaque organe d'actionnement 18 comporte une came de sécurité 46 faisant saillie dans l'espace compris entre deux pièces de sécurité. Lorsqu'un bouton poussoir est enfoncé, sa came 46 glisse entre deux 30 pièces de sécurité adjacentes et les écarte latéralement pour les bloquer-et rendre tout autre mouvement latéral impossible. La présence de cette sécurité permet, lorsqu'un premier bouton poussoir a été enfoncé, d'empêcher l'actionnement d'un second bouton poussoir car la came 46 de ce dernier vient buter contre l'une des 35 pièces de verrouillage 44 et ne peut se glisser entre deux pièces adjacentes. 70 21018 -5- 2045935 Le boîtier 16 contenant le sélecteur à boutons poussoirs est fixé à la plaquette à circuit imprimé 26 par deux agrafes élastiques 48 en matière plastique qui prolongent le boîtier vers le bas, de part et d'autre de la plaquette. De plus,~le fond du 5 boîtier 16 comporte plusieurs pions de centrage 50 qui s'engagent dans des trous correspondants de la plaquette de façon à positionner convenablement les organes d'actionnement 18 par rapport aux contacts 24 et 28 de cette dernière. Le mécanisme du sélecteur peut ainsi être démonté facilement et rapidement de la plaquette 10 à circuit imprimé pour réparation oij^emplacement du mécanisme ou des contacts des interrupteurs de la plaquette. Le mécanisme du sélecteur peut être fixé au tableau de commande d'un oscilloscope ou d'un autre instrument électronique au moyen de plusieurs plaques métalliques de montage 52 logées dans des rainures de 15 l'avant du boîtier 16 et comportant des trous filetés dans l'alignement d'ouvertures percées dans la paroi du boîtier entre les ouvertures de passage des boutons poussoirs. Comme le montrent les figures 1 et 4, les boutons poussoirs 10 sont illuminés lorsqu'ils sont dans leur position enfoncée 10' 20 dans laquelle l'extrémité arrière 54 d'un bouton est en relation de couplage optique avec le guide d'ondes lumineuses 14. Ainsi, l'extrémité arrière 54 d'un bouton sort par l'une des ouvertures d'une plaque d'obturation 56 qui ferme l'arrière du boîtier 16. Ces ouvertures sont normalement fermées par des portes 58. Ces 25 portes peuvent être des lames élastiques solidaires de la plaque métallique d'obturation 56. Il est cependant possible de réaliser séparément les porteef$8 et de les fixer au boîtier 16 au-dessus des ouvertures de sortie des boutons poussoirs. Le rôle des portes d'obturation 58 est d'empêcher l'entrée de lumière dans 30 les boutons poussoirs 10 qui sont .en position normale"de repos" pour lesquels les portes sont fermées,, tout en permettant au bouton choisi 10' d'ouvrir la porte et de sortir par l'ouverture pour venir en relation de couplage optique avec le guide d'ondes lumineuses 14, lorsque le bouton est en position "enfoncé". 35 Le guide d'ondes lumineuses 14 peut être une matière plas tique transparente semblable à celle des boutons poussoirs 10 70 21018 -e- 2045935 et comporte plusieurs branches 60 en nombre égal au nombre de boutons poussoirs. Chaque branche conductrice de la lumière comporte une face de sortie de lumière 62 qui est parallèle à une face d'entrée de lumière 64 de l'extrémité arrière 54 de chaque 5 bouton poussoir, de façon à permettre la transmission de^lumière du guide 14 aux boutons 10. Une source unique de lumière 66, telle qu'une lampe à filaments incandescents, est montée dans une ouverture circulaire du guide 14 de façon à lui transmettre une énergie lumineuse. Une partie de cette lumière est conduite par chacune 10 des branches 60 à leurs faces de sortie 62. On a constaté que pour les branches ayant des sections d'entrée égales, la quantité de lumière qui est transmise aux faces de sortie les plus éloignées de la source lumineuse est plus faible que celle qui est transmise aux faces de sortie proches de la source. De ce fait, les boutons 15 poussoirs s'éclairent de façon non uniforme, avec des luminosités différentes. Pour compenser ceci, les sections droites des entrées des branches conductrices 60 sont différentes, les branches les plus éloignées de la source ayant les sections les plus grandes. Ainsi, comme le montre la figure 4, pour un guide d'ondes lumineu-20 ses 14 d'épaisseur uniforme, les largeurs 68 et 69 des entrées - des deux branches extérieures 60 sont plus grandes que les largeurs 70 des entrées des deux branches centrales. Ainsi, tous les boutons poussoirs s'éclairent avec une luminosité égale lorsqu'ils sont en position "enfoncé". De plus, les portes obturatrices 58 25 empêchent l'entrée de lumière dans les boutons qui sont au repos, assurant un meilleur contraste entre les boutons qui sont éclairés et ceux qui ne le sont pas. le guide d8ondes lumineuses 14 et l'ampoule 66 sont fixés au corps 16 par une agrafe élastique 72 dont les extrémités oppo-, 74 30 sées/s'engagent dans des rainures formées sur les côtés du boîtier. L'agrafe comporte en outre deux paires de pattes 76 qui servent à maintenir latéralement le guide et l'ampoule. On notera que le guide ne peut se déplacer longitudinalement car les arêtes des extrémités de sortie des branches 60 s'engagent dans l'ouverture qui est 35 formée entre le bord de la porte obturatrice 58 et l'ouverture correspondante. Le guide d'ondes lumineuses est ainsi maintenu en po 70 21018 -7- 2045935 sition pour assurer l'alignement précis de la face d'entrée de lumière 64 du bouton poussoir avec la face de sortie de' lumière 62 de la branche qui lui est associée lorsqu'il est en position enfoncé. 5 Bien que l'ampoule 66 puisse être directement soudée à la plaquette de circuit, dans la forme représentée, une paire de conducteurs 78 constitués par des'fils isolés séparés ou par deux conducteurs déposés sur une bande flexible de matière plastique, relient- l'ampoule à deux contacts du bord de la plaquette de cir-10 cuit. Cette disposition permet d'économiser de la place pour les circuits imprimés sur la plaquette. Etant donné qu'il est souhaitable que la lampe ne soit allumée que lorsque l'un des boutons poussoirs est enfoncé, son alimentation peut être fournie par un circuit électrique commandé par les interrupteurs avant ou arriè-15 re associés à chaque bouton poussoir. On notera que le guide d'ondes lumineuses peut être moulé avec la forme représentée et, dans ce cas, sa surface extérieure extrêmement lisse est réfléchissante, évitant l'emploi d'un revêtement réflecteur supplémentaire. Cependant, dans certains cas, 20 la surface extérieure du guide peut être revêtue d'une couche réfléchissant la lumière, telle qu'une peinture blanche,de l'alu- ou , minium/ toute autre matiere appropriée, a l'exception des faces de sortie 62 et de lâ surface qui entoure' l'ouverture de la lampe d'éclairage. 25 II va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif,et que l'on pourra y apporter toutes variantes entrant dans son cadre et son esprit. Par exemple, .le système d'illumination des boutons poussoirs peut être associé à des mécanismes de sélecteur 30 différents de celui représenté. 70 21018 -8- 2045935 REVEHDICATIONS 1. Dispositif de commutation à boutons poussoirs comprenant plusieurs interrupteurs à bouton poussoir chacun constitué par un bouton poussoir en matière conductrice de la lumière 5 déplaçable entre une position "sorti" et une position "enfoncé" pour actionner un interrupteur associé, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un système d'illumination pour éclairer sélectivement les boutons poussoirs lorsqu'ils sont en position "enfoncé", le système d'illumination comprenant une 10 source lumineuse couplée optiquement à un élément fixe formant guide d'ondes lumineuses et comportant plusieurs branches conductrices de la lumière avec des extrémités de sortie de lumière, le guide d'ondes lumineuses étant monté par un support derrière les extrémités arrière des boutons poussoirs de façon que ces 15 derniers, lorsqu'ils sont en position'tenfoncé", mais pas lorsqu'ils sont en position "sorti",aient les faces d'entrée de lumière de leurs extrémités arrière dans l'alignement et suffisamment près des extrémités de sortie des branches correspondantes du guide d'ondes lumineuses pour permettre la transmission de lumiè-20 re au bouton poussoir enfoncé . 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les^branches du guide d'ondes lumineuses ont des extrémités d'entrée/sections droites différentes augmentant pour les branches dont les extrémités de sortie sont les plus éloignées de la source 25 lumineuse. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'illumination comprend.un ensemble d'obturation formé d'un obturateur opaque à la lumière, disposé entre le guide d'ondes lumineuses et le bouton poussoir, ledit ensemble compor- 30 tant des ouvertures à travers lesquelles sortent les boutons poussoirs enfoncés,et plusieurs portes opaques d'obturation fermant lesdites ouvertures de manière à n'être ouvertes que par un bouton enfoncé. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en 35 ce que les portes d'obturation sont des lames de ressort formées dans une même feuille de métal que l'ensemble d'obturation.