Brevet FR2115477A1 — publié le 19720707

i 2115477 La présente invention se rapporte à un interrupteur électrique comportant un boîtier qui renferme, au moins, une masselotte de contact mobile et une surface de contact fixe correspondante. 5 II existe déjà des interrupteurs à inertie dans lesquels, sous l'action d'une force d'accélération ou de décélération déterminée, un contact électrique se ferme. C'est ainsi, par exemple, qu'il existe des interrupteurs réagissant à une accélération positive ou négative, c'est-à-dire, à une accélération 10 ou à une décélération et dans lesquels une masselotte de contact est maintenue au centre d'un boîtier par deux ressorts de suspension. Lorsqu'une force d'accélération ou de décélération, dont l'intensité dépasse une certaine valeur, par ailleurs réglable, cette masselotte est propulsée, à 1'encontre de la force des res-15 sorts, contre l'une des deux surfaces de contact avec lesquelles elle coopère, ce qui produit une impulsion. On connaît également un interrupteur qui comporte un boîtier dans lequel une masselotte de contact est maintenue flottante par un ressort. Lorsqu'une force d'accélération ou de 20 décélération dépassant tin certain seuil, réglable, agit sur cet interrupteur, sa masselotte est projetée contre le boîtier, qui est conducteur mais, cependant, isolé par rapport à la masselotte et en touchant ce boîtier elle ferme un contact électrique. L'inconvénient de tous ces interrupteurs mécaniques 25 connus, opérant selon le principe du "contact normalement ouvert", réside en ce que, pour des raisons pratiques et de sécurité, un certain intervalle doit être maintenu entre les deux contacts. En effet, lorsque cet intervalle est trop étroit, il peut arriver que des oscillations mécaniques de haute fréquence dues à des for-30 ces d'accélération ou de décélération relativement faibles, provoquent une fermeture inopinée de l'interrupteur. De plus, des tolérances d'usinage très étroites sont ainsi imposées à la fabrication. Par contre, lorsque pour des raisons pratiques et 35 de sécurité, on maintient l'intervalle entre les contacts relativement grand , il faut que le contact mobile parcoure une distance relativement grande, à 1*encontre de la force du ressort, sous l'action de la force d'accélération ou de décélération dépassant le seuil pré-établi* Dans ces conditions, on constate un 40 certain retard à la fermeture sous l'action des différentes forces 71 42715 2 2115477 d'accélération ou de décélération qui rend très difficile le réglage de ces interrupteurs, car on ne saurait en aucun cas, s'attendre à une -force d'accélération ou de décélération,ayant une durée considérable « Dans certains cas extrêmes., notamment, quand 5 on a affaire à des forces d'accélération ou de décélération extrêmement brèves, dépassant cependant le seuil de déclenchement pré-établi, il peut même arriver que le contact mobile ne fasse pas fonctionner 1'interrupteur,, du fait qu'à la fin de l'accélération ou de la décélération, la masselotte.de contact n'a pas 10 encore parcouru toute la distance nécessaire,, Un autre inconvénient de ces interrupteurs connus est que sous l'action d'une force d'accélération ou de décélération dépassant le seuil de réglage, le contact mpbile librement' suspendu ne provoque pas une fermeture définitive au premier 15 attouchement,- mais, par suite du comportement élastique, des matières constituant les contacts, rebondit encore plusieurs fois de la surface de contact fixe» Par suite de cet effet de rebondissement, l'instant de l'application définitive du contact mobile sur le contact fixe est soumis à un retard indéfinie Un 20 autre inconvénient de ces interrupteurs est que sous l'action dè forces d'accélération ou de décélération à basse fréquence dont l'intensité est inférieure au seuil de déclenchement, la résonance mécanique du système peut intervenir et provoquer un action-nement erroné. 25 Comme autre inconvénient des interrupteurs connus, on peut mentionner le fait que même sous des forces d'accélération et de décélération relativement faibles, les ressorts sont constamment soumis à des efforts par les masselottes de contact qui y sont fixées. Or, les contraintes permanentes ainsi imposées 30 aux ressorts, et qui sont développées par les moindres secousses, peuvent, par fatigue des matériaux, se traduire par une modification des caractéristiques élastiques ou même par une rupture des ressorts et, par conséquent, par des déclenchements erronés. Le but de la présente invention est de remédier 35 aux inconvénients ci-dessus. A cette fin, l'invention propose un interrupteur électrique à inertie comportant un boîtier dans lequel sont montées une masselotte de contact mobile et une surface de contact fixe correspondante, qui est caractérisé par le fait que lad.ite masselotte est maintenue•constamment appliquée contre 4-0 ladite surface de contact fixe, de manière à établir une liaison COPY 71 42715 5 2115477 électrique avec elle, par une force permanente jusqu'à ce qu'une limite pré-établie d'accélération soit atteinte, cette masselotte étant montée dans ledit boîtier de manière que lorsque ledit seuil d'accélération pré-étàbli est dépassé, dans une direction 5 prédéterminée, la liaison électrique entre la masselotte et la surface de contact est interrompue, de même que la circulation du courant. Lorsque l'interrupteur, qui peut, par exemple, être avantageusement utilisé en combinaison avec des organes de 10 détection pour des coussins de sécurité gonflables pour véhicules, notamment pour véhicules automobiles, est soumis à une force d'accélération ou de décélération agissant suivant une direction prédéterminée, la ou..les masselottes de contact s'écartent de la surface de contact fixe correspondante et ledit interrup-15 teur s'ouvre. Par contre, lorsque 11 interrupteur est soumis à des forces d'accélération ou de décélération dont la direction est différente de cette direction prédéterminée, la liaison électrique subsiste entre la masselotte et la surface de contact tant que la composante de cette force d'accélération ou de décéléra-20 tion orientée suivant la direction prédéterminée ne dépasse pas le seuil de déclenchement pré-établi pour cette direction., « Par suite des propriétés avantageuses qui précèdent, 1'interrupteur de l'invention peut être utilisé dans toutes les applications où il est nécessaire de commuter mécanique-25 ment en un temps extrêmement court, et sans rebond, des appareillages électriques. Lorsqu'il est nécessaire de fermer des contacts dans l'appareil à actionner, la fonction d'ouverture de l'interrupteur selon l'invention peut, à l'aide de montages électroniques connus, être transformée dans ce sens. 50 Dans un mode de réalisation préféré de l'inven tion, la ou les masselottes sont montées à glissement sur une tige fixée axialement dans un boîtier. Par ce moyen la trajectoire du mouvement de la ou des masselottes est parfaitement définie et on évite un contact inopiné avec la surface périphé-35 rique du boîtier. Il est bien évident qu'un contact indésirable entre ces masselottes et le boîtier pourrait aussi être évité sans avoir recours à une tige fixée dans celui-ci , par exemple en couvrant la surface extérieure de la ou des masselottes et/ou la surface intérieure du boîtier d'une matière isolante. 40 Dans un autre mode de réalisation avantageuse r 1 COPY L 71 42715 4 2115477 de l'invention, il est prévu de développer la force permanente maintenant la ou les masselottes de contact appliquées sur la surface de contact fixe correspondante au moyen d'un ressort, de préférence, d'ion ressort hélicoïdal. Un développement avantageux 5 de l'invention prévoit de rendre l'intensité de cette force variable, par exemple, en s'arrangeant pour que l'espacement entre les surfaces de contact puisse être modifié au moyen d'un élément fileté. Par ce moyen, il devient facile d'adapter l'interrupteur à différentes conditions de fonctionnement, par exemple, 10 de le régler pour des forces d'accélération ou de décélération différentes. Une autre possibilité pour modifier les caractéristiques de déclenchement de l'interrupteur consiste, conformément à l'invention, à introduire dans le boîtier un gaz ou un 15 liquide, par exemple, une huile de silicone, de la glycérine, etc. Selon la viscosité de la substance introduite, on réalise ainsi un amortissement plus ou moins fort du mouvement des éléments mobiles logés dans le boîtier, la substance d'amortissement pouvant, en même temps, assurer une protection des contacts contre 20 la corrosion. Pour obtenir des sensibilités différentes à l'action des forces d'accélération et de décélération, l'invention prévoit d'utiliser dans un interrupteur comportant deux ou plusieurs masselottes de contact, des masselottes ayant des masses 25 ou des poids différents. L'interrupteur qui fait l'objet de l'invention peut être utilisé et modifié de diverses manières. C'est ainsi, par exemple, qu'il est possible de monter plusieurs masselottes de contact ou plusieurs systèmes de ressort pour ces masselottes $0 de diverses manières dans un boîtier ou d'y incorporer un autre dispositif quelconque et de le relier par une connexion en série. Par ce moyen, il devient possible que sous l'action d'une force d'accélération ou de décélération déterminée, provenant de l'une des trois dimensions de l'espace, l'une des masselottes s'écarte 35 de la surface de contact correspondante ..et, ainsi, interrompt le contact dans tout le système, de la manière désirée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence 40 au dessin annexé, sur lequel : 71 42715 5 2115477 la fig. 1 est une coupe schématique à'un interrupteur conforme à l'invention comportant deux masselottes identiques coulissant sur une tige axiale montée dans le "boîtier? la fig. 2 montre l'interrupteur selon la fig. 1 après dé-5 clenchement} la fig. 3 illustre un interrupteur comportant deux masselottes de contact ayant des masses différentes; la fig. 4 montre l'interrupteur selon la fig. 3 après déclenchement ; 10 la fig. 5 illustre un interrupteur non-réglable comportant deux masselottes de contact identiques; la fig. 6 représente un interrupteur analogue à celui de la fig. 5 mais ayant deux masselottes différentes; la fig. 7 montre un interrupteur réglable avec une seule 15 masselotte; la fxg. 8 illustre l'interrupteur de la fig. 7 après déclenchement ; la fig. 9 représente un autre mode de réalisation d'un interrupteur réglable ayant deux masselottes de contact de même 20 masse; et la fig. 10 montre l'interrupteur de la fig. 9 après déclenchement . En se référant à la fig. 1 on voit un boîtier 1, en une matière conductrice de l'électricité, par exemple, en métal dans 25 lequel une tige de guidage 8 est fixée, de façon à être isolée et à occuper une position centrale, par l'une de ses extrémités dans une douille isolante 9. L'autre extrémité de la tige de guidage 8 est Montée de façon à pouvoir coulisser longitudinale-ment dans un tube isolant 6 solidaire d'une vis de réglage .5 de 30 sorte que la tige de guidage 8 tout entière est isolée par rapport au boîtier. Sur la tige de guidage 8 sont enfilées deux masselottes de contact 2 de même masse de façon à pouvoir glisser axialement sur celle-ci. Entre les deux masselottes est interposé un ressort hélicoïdal 7 prenant appui sur des épaulements an-35 nulaires 14-, et qui tient la surface de contact annulaire 15 de l'une des deux masselottes 2 appliquée contre la surface de contact fixe correspondante 16 du boîtier, cependant que la seconde masselotte 2 s'applique, par sa surface de contact annulaire 15, contre la surface de contact 17 d'une vis 5 réglable axialement au moyen d'un filetage d'une traversée 4 fixée mécaniquement au boîtier 1, tout en étant isolée électriquement par 40 rapport à celui-ci grâce à une bague isolante 3» 71 42715 « 2115477 Pour permettre d'introduire un fluide d'amortissement dans le boîtier 1, celui-ci comporte une ouverture 12 se rétrécissant en gradins et dont la partie extérieure est taraudée. L'ouverture 12 est fermée au moyen d'une vis 11 com-5 portant une pointe conique qui, avec une arête circulaire relativement vive 13 forme un joint métallique. Après avoir réglé la force de décélération ou d'accélération nécessaire pour déclencher le dispositif en a-gissant sur la vis de réglage 5i on brase cette dernière dans 10 l'élément de traversée 4. La brasure 20 ainsi produite a pour effet d'exclure toute rotation future de la vis 5 et, en même temps, d'isoler hermétiquement l'espace intérieur de l'interrupteur. A la brasure 20 est fixé un fil de connexion 18,tandis que l'autre contact est pris sur le boîtier conducteur 1 15 au moyen d'un second fil de connexion 19. Le fonctionnement de l'interrupteur ci-dessus est le suivant : Au repos, un courant circule à travers le fil de connexion 18 et la brasure 20 et traverse la 20 vis de réglage 5 pour gagner la surface de contact 17. Contre la surface 17 s'applique la surface annulaire 15 de l'une des deux masselottes 2 sous l'action de la force élastique du ressort. Ainsi, le courant circule de la surface de contact annulaire 15 à travers la masselotte 2 jusqu'à l'épaulement 14 25 et, de là, traverse le ressort de compression 7» De la même manière, le ressort 7 est relié à la masselotte 2. De là, le courant passe à travers la masselotte 2 opposée vers la surface de contact annulaire 15 de celle-ci qui est maintenue en contact électrique avec la surface de contact 16 du fond du 30 boîtier. De la surface de contact 16, le courant traverse le boîtier 1 vers le fil de connexion 19. Il est bien évident que le courant peut aussi bien circuler dans la direction opposée. Lorsqu'une force d'accélération ou de décéléra-35 tion dont l'intensité est supérieure à la limite pré-établie agit sur le boîtier 1, dans un sens axial ou dans l'autre, l'une des deux masselottes 2 va s'écarter de sa surface de contact annulaire 15» c'est-à-dire, selon la direction de la force, de la surface de contact opposée 16 ou 17, à l'encon-40 tre de la force du ressort 7 (figure 2). Ceci interrompt la 71 42715 * 2115477 circulation du courant et provoque le déclenchement du dispositif électrique devant être actionné» On voit immédiatement sur le dessin que cet interrupteur ne saurait être actionné par des accélérations trans-5 versales aussi "bien positives que négatives, du fait que la tige de guidage 8 empêche les masselottes 2 de venir au contact de la paroi périphérique du "boîtier. Toutefois, on pourrait également supprimer la tige de guidage 8, notamment dans le cas où des dispositions auraient été prises pour éviter que les masse-10 lottes 2 viennent établir des contacts électriques avec la partie du boîtier qui les entoure et ce, en isolant extérieurement ces masselottes et/ou en isolant intérieurement le boîtier» On pourrait, évidemment, aussi réaliser le boîtier dans une matière non-conductrice. Mais, dans ce cas, il faudrait, évidemment, 15 prendre des dispositions pour assurer le passage du. courant» L'interrupteur de la figure 3S dont le fonctionnement correspond à celui des figures 1 et 2 et où les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références, comporte deux masselottes 2 et 2a ayant des masses différentes, de sorte que 20 dans le sens axial les masselottes présentent une sensibilité à la décélération et à l'accélération qui est inversement proportionnelle au rapport de leur masse. Il est bien évident que c'est la masselotte 2 la plus lourde ou de plus grande masse qui présente la plus grande sensibilité à la décélération et à l'ac-25 célération, et que, c'est elle selon la figure 4 qui a fonctionné. On voit distinctement qu'ici encore, le dispositif est insensible aux accélérations transversales» Pour déclencher cet interrupteur, il faut, soit que la force d'accélération ou de décélération agissant dans l'une ou dans l'autre des deux direc-30 tions axiales dépasse le seuil pré-établi, ou bien que la composante axiale d'une force d'accélération ou de décélération a-gissant suivant une autre direction dépasse cette limite» Le fonctionnement de l'interrupteur de la figure 5 est identique à celui des figures 1 à 4, mais il ne comporte pas 35 de moyens pour régler la force d'accélération ou de décélération nécessaire pour le déclenchement» On voit qu'il comporte deux masselottes de contact de même Masse, de sorte qu'il présente une sensibilité identique à l'action des forces d'accélération et de décélération dans les deux directions axiales» A la différence 40 du mode de réalisation des figures 1 à 4, la surface de contact 71 42715 2115477 21 associée à l'une des deux masselottes 2 est formée directement sur l'élément de traversée 4„ L'interrupteur de la figure 6 est identique à celui de la figure 5» sauf qu'il comporte deux masselottes 2 et 2a ayant des masses différentes» 5 Les figures 7 et 8 illustrent une forme de réa lisation légèrement différente de l'interrupteur selon l'invention lequel ne comporte, dans cet exemple, qu'une seule masselotte 2. Pour s'assurer que le ressort hélicoïdal 7 applique bien la masselotte 2 contre la surface de contact 16, la 10 vis de réglage 5 est pourvue d'un épaulement d'appui 14 pour le ressort 7« On comprend aisément que cet interrupteur n'est déclenché que par une force axiale orientée dans une certaine direction, de sorte que selon qu'il doit être déclenché par une force d'accélération ou de décélération, il convient de le 15 monter de façon correspondante dans l'appareil à protéger,, D'autre part, la sensibilité désirée à l'action de la force d'accélération ou de décélération peut être pré-établie au moyen de la vis de réglage. Ici également, après avoir procédé à ce réglage, on peut souder le pourtour de la vis à l'élément 20 de traversée en isolant ainsi hermétiquement l'intérieur du . boîtier par rapport à l'atmosphère. Les figures 9 et 10 illustrent un dernier exemple de réalisation de l'interrupteur selon l'invention qui iie comporte pas de tige de guidage 8. A l'une de ses extrémités, le 25 boîtier 1 comporte un taraudage 29 dans lequel s'engage la vis de réglage 23. Cette vis comporte une partie 23a présentant un gradin dont l'extrémité inférieure 24 est arrondie, cette partie 23a étant entourée par un tube isolant 22 afin d'éviter que des secousses orientées suivant différentes directions et 30 susceptibles d'imprimer un mouvement pendulaire aux masselottes 2 en forme de cloche, puissent établir un second contact électrique, indéfini entre ces masselottes et les surfaces de contact correspondantes. Le réglage de cet interrupteur pour lui donner la sensibilité requise à l'accélération et à la décélé-35 ration s'effectue en serrant au moyen de la vis de réglage 23, et par l'intermédiaire de la masselotte 2 le ressort 7 jusqu'à ce que le seuil voulu soit atteint, seuil auquel pour une décélération donnée la masselotte se sépare de la surface de contact correspondante coupant ainsi la liaison électrique établie par la masselotte 2 et le ressort 7 entre la vis de réglage 23 40 71 42715 9 2115477 et la tige 25 constituant le contact opposé. Le seuil ainsi préétabli peut ici encore, être fixé par une "brasure 20o Du fait que les deux masselottes 2 sont chargées par un même ressort 7> le seuil d'actionnement ainsi pré-établi est valable pour les 5 deux directions axiales lorsque - comme c'est le cas sur la figure 2 - les deux masselottes 2 ont la même masse et que, par conséquent l'interrupteur réagit à des valeurs égales dans les deux directions. La tige 25 est analogue à la vis de réglage 23 et 10 est isolée du boîtier par une traversée 26, par exemple, en verre, qui est fixée dans le boîtier 1 par le sertissage 28» La liaison électrique s'effectue par les deux contacts 23 et 25. Au repos, le courant circule de la vis de réglage 23> à travers la masselotte 2, le ressort 7y l'autre mas-15 selotte 2 jusqu'à la tige 25» Lorsque la force d'accélération ou de décélération agissant sur l'interrupteur dépasse le seuil de déclenchement pré-établi, le passage du courant est interrompu, selon la direction de cette force, entre la masselotte 2 et la surface de contact correspondante 23 ou 25, ce qui déclenche 20 le processus de coupure désiré dans le dispositif à actionner., Il est bien évident que dans cet interrupteur aussi, les masselottes peuvent avoir des masses différentes, donnant des sensibilités de réponse inversement proportionnelles pour l'accélération et la décélération» Il est également possible de 25 ne prévoir qu'une seule masselotte de contact dans ce mode de réalisation de l'interrupteur selon l'invention, auquel cas, il convient aussi, de veiller à orienter correctement 1'interrupteur lors du montage. 71 42715 i 2115477 REVENDICATIONS 1. Interrupteur électrique à inertie comportant un "boîtier dans lequel sont montées au moins une masselotte de contact mobile et une surface de contact fixe correspondante, 5 caractérisé par le fait que ladite masselotte est maintenue ' constamment appliquée contre ladite surface de contact fixe, de manière à établir une liaison électrique avec elle, par une force permanente jusqu'à ce qu'une valeur d'accélération préétablie soit atteinte, cette masselotte étant montée dans le-10 dif boîtier de manière que lorsque ladite valeur d'accélération pré-établie est dépassée dans une direction prédéterminée, la liaison électrique entre la masselotte et ladite surface de contact cesse, interrompant, par conséquent le passage du courant. 15 2. Interrupteur électrique selon la revendica tion 1 comportant une ou deux masselottes de contact caractérisé par le fait que la ou les masselottes sont montées coulissantes axialement sur une tige fixée dans le boîtier. 3. Interrupteur électrique selon 1-a revendica-25 tion 1 ou 2 caractérisé par le fait que la force permanente est produite par un ressort, de préférence, par -un ressort hélicoïdal. 4. Interrupteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que la 25 force permanente est réglable. ■ 5. Interrupteur électrique selon l'une quelconV. que des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que le boîtier renferme un gaz ou un liquide, par exemple, une huile de silicone, de la glycérine, ou toute autre substance analogue. 30 6. Interrupteur électrique selon l'une quelcon que des revendications 1 à 5 comportant deux ou plusieurs masselottes de contact caractérisé par le fait que lesdites masselottes ont des masses différentes.