Brevet FR2138366A1 — publié le 19730105

ta présente invention concerne un procédé de fabrication de ressorts de contact,à points de contact multiples destinés à des potentiomètres miniatures et comportant des talons de contact appliqués avec pression contre la surface d'une résistance. les pointes des talons sont en contact électrique avec la résistance et peuvent glisser le long de celle-ci. tes ressorts de contact pour potentiomètres ont été réalisés pendant longtemps à partir de feuilles ou bandes minces d'un alliage métallique pouvant subir un traitement thermique. tes contacts étaient fendus ou découpés de manière à constituer plusieurs talons appliqués contre la surface de la résistance afin autre complète- ment en contact avec elle. Dans les potentiomètres miniatures, les contacts sont très petits et il est difficile de les fendre en talons de faible largeur ainsi que de réaliser des fentes de largeur voulue sans augmenter la largeur globale du contact. Il est impossible, en pratique, de poinçonner les fentes dans une matrice du fait de leur étroitesse, de l'étroitesse des talons et de la résistance très faible des matrices destinées à les produire.Des fentes étroites peuvent entre produites par découpe à l'aide d'un faisceau d'électrons, mais ce mode opératoire nécessite une machine extrêmement coûteuse qui doit fonctionner sous vide et qui soulève d'autres difficultés de production. En conséquence, on a proposé la mise en oeuvre de petits fils ronds ou rectangulaires pour la production de ressorts de contact à talons multiples de faible dinension. Les fils sont disposés parallèlement les uns aux autres et ils sont réunis par l'une de leurs extrémités, tandis que leurs extrémités libres constituent les talons de contact multiples. De tels contacts à fils multiples sont décrits dans les brevets des Etats-Unis 'd'Amériquc NO 2 760 036 et NO 3 328 707. le procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 2 760 036 est cité dans les colonnes 8 et 9 de son mémoire sous le titre central "C. Fabrication d'un balai frotteur. le procédé décrit dans ce brevet consiste à enrouler le fil sur une tige de carbone et à revêtir toute la bobine de fil avec du cuivre. La bande revêtue est ensuite enlevée de la tige et la partie du revêtement qui doit rester intacte est enduite dune matière résistant aux acides, puis le cuivre est enlevé du reste du fil à l'aide d'acide nitrique. t'ewtrémité du talon qui est destinée à venir en contact avec la résistance est mise en forme ensuite et le contact est monté.Le procédé décrit dans ce brevet comporte plusieurs inconvénients et en particulier le fait que les fils de contact sont limites à den fils de platino p..r suite du traitemont à l'acide, ainsi que )o fait qu'un ooui cté do la bobino do til pout btrc ro vssl,u ct cluc la fiobino doit Otro rovOi;uo sur touto sa circon:f'éronco. Ce procédé ost beaucoup plus compliqué, coûteux et dispendieux que le procédé de l'invention. Le procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 328 707 consiste à traiter individuellement les ressorts de contact en fils et à les monter individuellement dans des pinces ou des attaches dans lesquelles ils sont soudés et brasés. Une telle manipulation de fils frotteurs individuels de faible dimension est extrêmement difficile, elle prend du temps et elle ne convient pas pour Lne production importante. Conformément à la présente invention, le ressort de contact est réalisé à partir d'un fil en un alliage de métal précieux pouvant subir un traitement thermique, qui ne porte un revêtement qu'à proximité de son extrémité de fixation, tandis qu'il reste à son extrémité libre des talons multiples en fils, destinés à venir en contact avec la surface de la résistance du potentiomètre. Le fil est bobiné sur un mandrin massif ou fendu et il est masqué de manière que le métal du revêtement, par exemple de l'argent, ne soit déposé que sur des bandes espacées, disposées dans le sens de la longueur de la bobine de fil, à l'extérieur de celle-ci dans le cas d'un mandrin massif et sur ses deux côtés dans le cas d'un mandrin fendu.Le masque est enlevé de la bobine, celle-ci est enlevée du mandarin, puis elle est mise sous la forme d'une feuille qui est ensuite découpés transversalement aux fils, dans les parties centrales à la fois des bandes revêtues et des bandes non revêtues, de manière à donner des ébauches allongées de bandes de contact constituées par des fils courts liés à une extrémité et libres à l'autre. Les extrémités libres des fils peuvent alors (ou après découpe des contacts individuels) recevoir la forme de pointes de contact arrondies, puis les fils peuvent subir un traitement thermique destiné à leur donner des caractéristiques de dureté, de résistance à l'usure et d'élasticité.Lorsque les ébauches des bandes de contact sont mises en forme et ont subi un traitement thermique, elles peuvent constituer un produit industriel que l'utilisateur peut découper en contacts individuels de largeurs voulues. Dans l'un et l'autre cas, les parties revêtues des contacts individuels sont mises en forme, à volonté, et les contacts sont assemblés sur un support Bien que l'adhérence et la force de cohésion de l'argent déposé soient normalement suffisantes pour un contact, on peut donner au dépot une plus grande résistance par soudage ou fusion de l'argent déposé sur le fil par des procédés de soudage par percussion ou résistance, de soulage par chalumeau, par faisceaux d'électrons ou laser, ou par d'autres procédés de soudage et de fusion. le procédé selon la présente invention se prête de lui-même à des productions en série et à l'automation ; de plus, ses caractéristiques sont supérieures du point de vue rentabilité et du point de vue fonctionnement du ressort de contact produit. Il ne nécessite jamais la manipulation d'éléments plus petits que le contact terminé et il permet la réalisation de contacts de n'importe quelle largeur voulue à partir d'une bande de contact normale. Il offre une grande souplesse de fonctionnement et de caractéristiques physiques du contact voulu. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard du dessin annexé qui donne à titre explicatif, mais nullement limitatif, deux formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ce dessin, la figure 1 est une vue en perspective représentant les opérations du procédé de fabrication des ressorts de contact de potentiomètres, suivant l'invention la figure 2 est une vue en élévation avec coupe partielle du contact monté sur un potentiomètre et appliqué contre la surface d'une résistance l1 figure 2a est une coupe longitudinale partielle, suivant la ligne 2a-2a de la figure 1, ét représente le revêtement déposé à l'extérieur de la bobine de fil, tandis que celle-ci est enroulée sur un mandrin la figure 3 est une vue en perspective représentant le mode d'électrodéposition des deux c8tés de la bobine de fil la figure 4 est une vue en perspective de la bande de fils produite par le procédé d'électrodéposition de la figure 3 la figure 5 est une coupe longitudinale partielle suivant la ligne 5-5 de la figure 7 , et la figure 6 est une vue en perspective d'une variante de mandrin, de bobine de fil et de masque avant le dépot du revêtement. Les figures 1, 2 et 2a représentent le procédé de fabrication du ressort de contact d'un potentiomètre dans lequel une bobine de fil nu Il est enroulée en spirale (A), spire contre spire, sur un mandrin tubulaire conducteur 12, par exemple en acier inoxydable. Le fil peut être de n'importe quelle dimension et de n'importe quelle composition voulues, par exemple un alliage pouvant subir un traitement thermique et contenant trente pour cent d'or, trente pour cent de platine, vingt pour cent d'argent, le restant étant au cuivre et du zinc. Bien que les dimensions du fil dépendent du fonctionnement et des caractéristiques physiques nécessaires pour le contact terminé. Le diamètre d'un fil destiné à un potentiomètre miniature pourrait être compris entre 0,050 et 0,127 mm. Le tube sur lequel le fil est enroulé est ensuite trempé (B) dans une solution 17 non conductrice à base de caoutchouc ou de matière plastique, destinée à constituer le masque pour le dépôt du revêtement et à recouvrir complètement le tube et le fil.Le masque 21 résultant est séché soigneusement et des bandes 14 sont enlevées longitudinalement à la bobine (C) de manière à laisser sur la bobine des bandes dénudées et: espacées circonférentiellement, destinées à être recouvertes par l'argent déposé. La bande, la bobine et le mandrin résultants sont ensuite placés (D) dans un bain d'électrodéposition 16 entouré par une anode cylindrique 1 7 en argent qui est connectée à la borne positive d'une source de tension continue. La borne négative de la source est connectée en 18, à travers le masque et directement au tube 12 de manière à être en contact par le tube avec la bobine de fil 11. L'argent est ensuite déposé sur la bobine de fil en bandes 19 d'c'paisseur quelconque voulue, par exemple de 0,050 à 0,127 mm, comte on le voit sur la figure 2a. La bobine de fil revêtue et le mandrin tubulaire sont enlevés ensuite du bain 16 et le masque est éliminé par pelage mécanique (E). La bobine de fil est découpée ensuite, longitudinalement (F), par exemple au milieu d'une bande non revêtue 23, puis elle est enlevée du mandrin et redressée de manière à former une feuille 22 comportant des bandes d'argent déposé 19, espacées et entre lesquelles sont disposées des bandes 23 de fils non revêtues. La bande ou feuille 22 est ensuite cisaillée (G) en bandes par des découpes 24 effectuées au milieu des bandes non revêtues 23 et des découpes 25 effectuées au milieu des bandes revêtues 19. On produit ainsi plusieurs ébauches individuelles 26 de bandes de contact comportant sur un bord des fils libres non revêtus 27 et sur son autre bord un revêtement de liaison 28. A ce moment, deux modes opératoires différents peuvent être suivis. Dans le premier, l'ébauche de bande est mise en forme et elle subit un traitement thermique pendant qu'elle est intacte afin de donner un produit industriel que l'utilisateur découpe le long de lignes 29 en contacts individuels de largeurs voulues ou bien les ébauches de bandes sont découpées immédiatement le long des lignes 29 de manière à former des contacts individuels 31 et 32 de n'importe quelle largeur voulue, puis la mise en foime des extremités libres des fils 27 et leur traitement thermique sont exécutés sur les contacts individuels.Dans l'un et l'autre cas, la mise en forme () des talons de fil, en pointes arrondies de contact, stef- fectue dans des matrices 3n et 34 et cette opération doit être exécutée avant le traitement thermique des doigts de contact afin de leur donner des caractéristiques de dureté, de résistance à l'usure et d'élasticité.Une mise en forme quelconque de la partie revêtue au contact peut être effectuée, à volonté, après le traitement thermique, car l'argent empêche tout redressement Ae ladite partie revêtue et toute modification de sa forme. le contact terminé peut être soudé par points, en 36, sur un surport ::55, comme on le voit sur la figure 2 qui représente des fils de contact 27 comportant des extrémités arrondies 38 en contact avec la surface 39 de ia ré'ses tance d'un potentiomètre disposee sur un substrat en matière céranique 41. les talons élastiques 27 sont appliqués avec pression contre la surface 39 et peuvent être glissés sur celle-ci par le support 35, d'une manière classique. les figures 3 à 5 représentent une variante du procédé qui permet le dépôt du métal sur les deux côtés de la bobine de fil et des contacts. Dans ce procédé, un mandrin cylindrique 51 comporte plusieurs fentes 52 orientées longitudinalement et espacées circonférentiellement. le mandrin 51 qui, à nouveau, peut être en acier inoxydable est trempé dans la solution de masquage et il est séché avant le bobinage du fil. La largeur des fentes 52 représente la largeur voulue des bandes revêtues 53, après formation du masque. Une bobine de fil 54 est enroulée ensuite autour du mandrin cylindrique 51 et la solution de masquage est peinte sur la bobine, de manière à ne recouvrir que la surface des ponts situés entre les fentes du cylindre, par exemple comme on le voit en 55. La bobine ainsi masquée et le mandrin sont ensuite placés dans un bain d'électrodéposition, qu'on voit en 16, avec une anode cylindrique extérieure semblable à l'anode 17 du procédé de la figure 1 et également avec une anode 56 constituée par une tige d'argent axiale, les anodes 17 et 56 étant connectées ensemble à la borne positive de la source de tension continue et la bobine de fil 54 elle-même étant connectée directement à la borne négative de la source. le métal se dépose alors à l'extérieur de la bobine de fil entre les bandes 55 du masque et à l'intérieur de la bobine, par les fentes 56, de manière à réaliser le revêtement qu'on voit sur la figure 5, en 57 à l'extérieur de la bobine et en 58 à l'intérieur de celle-ci. Bes épaisseurs des revêtements d'argent 57 et 58 sont chacune de l'ordre de 25 à 50 microns. Après dépôt du métal, le cache de la bobine de fil est enlevé par écaillement et la bobine est découpée au milieu d'une bande de fil non revêtue, puis elle est enlevée du mandrin cylindrique comme on le voit sur la figure 4. La bande est développée en une feuille qui est indiquée en 22 sur la figure 1 et les opérations restantes sont effectuées de la manière décrite pour le procédé représenté sur cette figure. le masque doit être disposé entre la bobine de fil 54 et le mandrin fendu 51 afin de constituer une surface élastique sur laquelle le fil est enroulé et d'éviter tout fluage du revêtement le long du fil, depuis la zone de la fente. La figure 6 représente une autre variante du procédé dans laquelle la bobine de fil 61 est enroulée sur un mandrin tubulaire non conducteur 62, en verre ou en matière analogue, et elle est masquée par des bandes 6n d'un feuillard plaqué, qui sont collées à sa surface extérieure par bandes longitudinales espacées circon lérentiellement de manière à ménager entre elles des bandes 64 de fil nu sur lesquelles est appliqué le revêtement en argent dans un bain tel que le bain représenté sur la figure 1. Ce procédé permet d'éviter l'opération de masquage global ainsi que l'enlèvement du masque de la bobine aux endroits qui doivent être revêtus. La bobine elle-mhme est conpectee a' la borne négative de la source de tension continue et une anode 17 à la borne positive comme pour le bain d'électrodéposition 16. Après électrodéposition, les bandes de masquage 63 sont écaillées facilement, la bande est coupée sur le mandrin et elle est développée en une feuille 22, puis elle est traitée de la manière décrite précédemment. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qutà titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. IVT'jJ3)-IOATI ONS 1. Procédé de fabrication d'un contact élastique, caractérisé en ce qu'il consiste à enrouler une bobine de fil d'une seule couche sur un mandrin, à appliquer un masque non conducteur sur la bobine sauf sur des bandes dénudées orientées longitudinalement et espacées circonférenbiellement, à déposer des bandes continues d'un métal de conductivité élevée sur les bandes dénudées de la bobine, à enlever le masque de ladite bobine, à la découper longitudinalement et à ltenlever du mandrin afin d'en former une feuille et à découper ladite feuille sur des lignes coupant à la fois les bandes revêtues et les bandes non revêtues, de manière à former des ébauches de bandes de contact comprenant plusieurs talons en fil disposés côte à côte, libres -à une première extrémité et réunis à leur autre extrémité en une bande continue à laquelle ils sont liés par le revêtement. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il ccnsiste à donner aux extrémités libres des talons en fil la forme de pointes de contact arrondies. D. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les ébauches de bandes subissent un traitement thermique destiné à donner des caractéristiques d'élasticité aux talons en fil. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à donner aux extrémités libres des talons en fil la forme de pointes de contact arrondies et à faire subir un traitement thermique aux talons afin de leur donner des caractéristiques d'élasticité. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 4, caractérisé en ce qu'il consiste à découper l'ébauche de bande, parallèlement aux talons en fil, en contacts individuels de la largeur voulue. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à donner la forme de pointes de contact arrondies aux extrémités libres des talons en fil. 7. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à faire subir un traitement thermique aux contacts individuels afin de donner des caractéristiques d'élasticité aux talons en fil, à donner la forme voulue à la partie revêtue du contact et à monter ladite partie revêtue sur un support. 8. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel le mandrin est traversé par des fentes qui mettent à découvert la surface intérieure de la bobine, caractérisé en ce qu'il consiste à n'appliquer le masque sur la surface extérieure de la bobine que sur les parties de pontage du mandrin, de manière à laisser à découvert des bandes orientées longitudinalement et espacées circonférentiellement sur les deux côtés de la bobine et à déposer un métal extrêmement conducteur à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de la bobine, de manière à former à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de celle-ci doa bandes rcvtues et continues orientées dans le sens de la longueur de la bobine et espacées circonférentiellement. 9. Procédé de fabrication d'un contact élastique, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une bobine de fil conducteur dénudé d'une seule couche, à revêtir des bandes intérieures et extérieures voisines de la bobine de manière à former des rubans de métal conducteur déposé, continus, orientés longitudinalement et espacés circonférentiellement, séparés par des rubans intérieurs et extérieurs de ladite bobine, non revêtus et orientés longitudinalement, à découper la bobine sur des lignes coupant à la fois ses rubans revêtus et non revêtus afin de former des ébauches de bandes de contact comprenant plusieurs talons en fil disposés côte à côte, libres à l'une de leurs extrémités et réunis à leur autre extrémité par une bande revêtue continue déposée sur les deux côtés du fil, puis à exécuter dans l'ordre voulu les opérations consistant à donner aux extrémités libres des talons en fil la forme de pointes de contact arrondies et à découper ladite bande, parallèlement aux talons en fil, en contacts individuels de la largeur voulue. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce qutil consiste à faire subir un traitement thermique au moment voulu aux talons en fil, afin de leur donner des caractéristiques d'élasticité. 11. Produit incu.triei, caractnris: en ce qu'il comprend une (bauche de banfic dc cotltact eIczLinFo à des contacts élastiques, fabriqués par le procédé de la revendication 1 et dont la dimension, transversalement aux talons en fil, est sensiblement égale aux largeurs combinées de plusieurs contacts individuels. 12. Produit industriel, caractérisé en ce qu'il comprend une ébauche de bande de contact destinée à des contacts élastiques, comprenant plusieurs talons en fils relativement fins disposés côte à côte, libres à l'une de leurs extrémités et réunis à leur autre extrémité en une bande continue où ils sont liés, la longueur globale de l'ébauche étant supérieure à la largeur des contacts individuels, les extrémités libres des talons en fil étant courbées de manière à constituer des pointes de contact arrondies, les talons en fil subissant un traitement thermique destiné à leur donner des caractéristiques d'élasticité. 15. Produit industriel suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les talons sont en àn fil d'un alliage de métal précieux dont le diamètre est compris entre 0,050 et 0,127 mm. 14. Produit industriel suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les fils sont liés dans la bande par un dépôt d'argent.