Brevet FR2146281A1 — publié le 19730302

La présente invention concerne un interrupteur dans lequel un contact positif est établi entre ses contacts électriques lorsque ceux-ci sont pressés l'un contre l'autre. Plus particulièrement, l'invention concerne un interrupteur plat qui peut être éclairé de façon à permettre la lecture de symboles placés sur l'interrupteur ou projetés sur celui-ci à partir d'un élément écarté de l'interrupteur. I1 existe maintenant des appareils pour projeter des informations sur la face d'un tube. Dans un tel appareil, des interrupteurs sélectionnent des informations ou symboles qui sont projetés sur la face du tube. Par exemple, dans certains modes de réalisation d'un tel appareil, la fermeture d'un interrupteur assure la sélection d'un des symboles ou informations en vue de sa projection sur un écran. Dans d'autres modes de réalisation, la fermeture de l'interrupteur déclenche la projection d'une information sur un écran pour indiquer à un opérateur celle de plusieurs opérations qu'il doit alors exécuter. Pour que l'appareil défini ci-dessus fonctionne de façon satisfaisante, les interrupteurs inclus dans l'appareil doivent présenter certaines propriétés. Par exemple, les interrupteurs doivent être sujets au minimum de rebondissement des contacts lors de leur fermeture. Les interrupteurs doivent pouvoir également exécuter un nombre maximal de cycles d'ouverture et de fermeture sans présenter d'usure susceptible d'affecter la capacité ultérieure de fonctionnement de l'interrupteur. Lqs interrupteurs doivent également occuper le minimum de place et ils doivent être de préférence hermétiques pour empêcher la pénétration d'humidité. Si possible, les interrupteurs doivent également pouvoir être éclairés en condition d'ouverture ou de fermeture afin que des informations ou symboles soient affichés sur leurs faces. I1 est également souhaitable de pouvoir obturer hermétiquement l'ouverture existant autour de l'interrupteur lorsque celui-ci est monté dans un panneau ou équipement approprié sans altération des possibilités d'utilisation visuelle ou mécanique de l'interrupteur. Différentes tentatives ont été faites pour réaliser des interrupteurs présentant de tels avantages mais les résultats n'ont pas été complètement satisfaisants. I1 a été particulièrement difficile de réaliser des interrupteurs dans lesquels il soit possible de placer des joints étanches à l'humidité entre l'inter rupteur et l'ouverture, ménagée dans le panneau, où est monté cet interrupteur conjointement avec d'autres avantages, tels qu'une longue durée de service, un minimum de rebondissement des contacts, des symboles éclairés et des conditions d'encombrement minimal. L'invention concerne un interrupteur présentant tous ces avantages. Cet interrupteur est formé de plusieurs éléments minces placés dans des positions adjacentes et présentant la propriété de laisser passer la lumière. L'interrupteur comprend un premier et m second éléments qui comportent chacun une grille électri- quement conductrice sur une surface. Chaque grille peut tre formée de plusieurs lignes conductrices minces, espacées et reliées entre elles par une bordure conductrice. Les ligner conductrices formant une des grilles peuvent être orientées transversalement aux lignes conductrices formant l'autre grille. Des fils peuvent partir des bordures conductrices des-grilles. Le premier et le second éléments sont disposés de manière que les grilles conductrices soient placées en regard l'une de l'autre. Un troisième élément mince présentant la propriété de laisser passer la lumière est placé entre le premier et le second éléments et est pourvu d'une ouverture de-manière que la grille conductrice du premier élément puisse entrer en contact avec la grille conductrice du second élément lorsque-le premier élément est poussé en direction du second élément. Un organe pressentant des caractéristiques de rigidité et la propriété délaisser passer la lumière peut être placé dans une position adjacente au second élément de façon à former un support permettant à l'opérateur d'exercer une force raisonnable contre le premier mn pour appliquer celui-ci contre le second élément. L'interrupteur décrit ci-dessus peut entre utilisé dans différents modes de réalisation. Dans un mode de réalisation de l'invention, il est prévu un masque comportant différentes ouvertures représentant des symboles individuels tels que les lettres de l'alphabet et- de la lumière est dirigée au travers des differentes ouvertures sur les interrupteurs individuels lorsque ceuxci sont actionnés de manière que les symboles correspondants soient affichés sous une forme éclairée sur les interrupteurs. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, un cinquième élément mince est placé dans une position adjacente au premier élément mince et est pourvu d'une information ou d'un symbole sur sa surface adjacente au premier élément mince. Le cinquième élé- ment mince est agencé de façon que l'information ou symbole de cet élément soit affiché seulement lorsque l'interrupteur est éclairé. En résumé, l'invention concerne un interrupteur qui est formé de plusieurs éléments minces présentant la propriété de laisser passer la lumière. Un premier élément mince comporte une grille électriquement conductrice sur une face et un second élément mince comporte également une grille électriquement conductrice sur une face et tournée vers la grille électriquement conductrice de la face du premier élément mince. Un troisième élément mince est disposé entre le premier et le second élément mince et est pourvu d'une ouverture établissant une continuité ei,trl,u) entre les grilles conductrices des premier et second éléments minces lorsque le premier élément mince est poussé en direction des second et troisième éléments minces.Un quatrième élement peut être placé dans une position adjacente au troisième élément mince afin de former un support pour les éléments minces de manière que le premier élément mince puisse être poussé vers les second et troisième éléments minces. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui représentent, a titre d'exemples non limitatifs, des modes de réalisation de l'invention. Sur les dessins la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 est une vue en élévation du mode de réalisation de la figure 1 la figure 3 est une vue en élévation d'un autre mode de réalisation de l'invention la figure 4 est une vue en plan du mode de réalisation de la figure 3 qui montre un schéma de circuit correspondant au mode de réalisation de la figure 3 la figure 5 est un schéma d'un type d'appareil dans lequel les différents modes de réalisation de l'invention peuvent être utilisés ; et la figure 6 est un schéma d'un autre type d'appareil dans le- quel les différents modes de réalisation de l'invention peuvent être utilisés. Dans un mode de réalisation de l'invention, un premier élé- ment ou feuille mince 10 est formé d'une matière transparente ou translucide appropriée, telles celles vendues sous la marque "Mylar" ou 1,Téflon1,. L'élément 10 est d'une couleur claire de façon à laisser passer la lumière. L'élément doit en outre présenter des propriétés telles qu'il puisse être nettoyé à l'aide d'un solvant pour établir un bon contact dans l'interrupteur et pour empecher une continuité électrique excepté lorsque l'interrupteur est fermé. L'élément peut être relativement mince et il peut avoir en particulier une épaisseur de l'ordre de 0,12 mm. La largeur et la hauteur de l'élément 10 peuvent être également relativement petites, par exemple de l'ordre de 18 mm. Une grille électriquement conductrice, désignée dans son ensemble par la référence 12, est disposée sur une face de l'élément 10. Cette grille peut être formée de plusieurs lignes électriquement conductrices 14 présentant chacune une largeur appropriée, par exemple de 0,05 à 0,075 mm, les lignes étant espacées de lignes adjacentes d'une distance appropriée, par exemple d'environ 0,6 mm. La grille 12 peut comporter une bordure électriquement conductrice 16 présentant une largeur d'environ 0,6 mm. La bordure 16 peut être écartée du bord de la feuille. Un conducteur 18 est relié à la bordure et se prolonge vers l'extérieur à partir de celle-ci. On peut former la grille électriquement conductrice 12 en revêtant la feuille 10 d'une mince couche de cuivre et en décapant le cuivre afin de former les lignes 14 et la bordure 16. En variante, on peut déposer électrolytiquement du nickel sur une feuille de cuivre suivant un motif correspondant aux lignes 14 et à la bordure 16. La feuille 10 peut ensuite être fixée sur l'élé- ment et on peut enlever par décapage l'excès de cuivre de la feuille. Le cas échéant, on peut également déposer de l'or ou du rhodium sur le nickel ou bien on peut déposer de l'or ou du rhodium avant que 11 excès de cuivre soit enlevé par décapage de la feuille. Une seconde feuille mince 20, de préférence de dimensions et de caractéristiques correspondant à la feuille 10, comporte une grille désignée par 22. La grille conductrice 22 peut être formée de lignes conductrices 24 et d'une bordure 26 d'une manière simi laire à celle de la grille 12. De préférence, les lignes 24 sont orientées transversalement aux lignes 14 de la feuille 10 de fa çon que ces lignes 24 viennent en contact avec les lignes 14 lorsque les feuilles 10 et 20 sont appliquées l'une contre l'autre. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, les lignes conductrices 24 sont perpendiculaires aux lignes 14 sur la feuille 10. Un conducteur 28 est relié à la bordure 26 et il s'éloigne de la bordure 26 de la même façon que le conducteur 18 et de la bordure 16. Cependant, le conducteur 28 est espacé du conducteur 18. Comme indiqué sur la figure 2, l'interrupteur peut être placé contre un panneau 60 sur lequel il est fixé hermétiquement. L'interrupteur peut être placé de manière que la feuille 10 soit dirigée vers le panneau 60 et placée dans une position adjacente à une ouverture 62 ménagée dans le panneau. Un joint d'étanchéité 64 formé d'une matière isolante appropriée telle que du caoutchouc est disposé entre la feuille 10 et le panneau 60.Le joint 64 peut présenter des propriétés permettant une légère déformation sous pression afin de faciliter l'établissement d'une étanchéité correcte entre la feuille 10 et le panneau 60, en particulier une étanchéité'à l'humidité. I1 est également à noter que le joint 64 peut etre appliqué contre l'élément 50 de la figure 3 pour assurer l'étanchéité de cet élément 50 par rapport au panneau 60. Une feuille transparente ou translucide 30 formée d'une ma tière appropriée telle que du "Mylar" ou du "Téflon" est de dimensions correspondant à celles des feuilles 10 et 20 et elle a de préférence une couleur claire afin de laisser passer la lu mièvre. La feuille 30 comporte au moins une ouverture 32 située dans une psition intermédiaire. Par exemple, l'ouverture 32 peut avoir la forme d'une croix. La feuille 30 est disposée entre les feuilles 10 et 20 de façon à servir d'élément d'espacement. Les bords des feuilles 10, 20 et 30 peuvent être scellés à chaud ou bien à l'aide d'un mastic extérieurement et à distance des bordures conductricés 16 et 26 afin de former un joint hermétique. Un élément d'appui ou support 40 transparent ou translucide formé d'une matière appropriée telle que du Plexiglas clair, peut être appliqué contre la feuille 20. Le support 40 peut avoir une épaisseur appropriée, par exemple 0,8 ou 1,6 mm, afin de soutenir l'interrupteur formé par les éléments 10, 20 et 30 de manière qu' une force raisonnable puisse être exercée sur les éléments 10 pour actionner l'interrupteur. Une feuille 50 en une matière appropriée telle que du "Mylar" peut être placée dans une position adjacente à l'élément 10 et elle peut présenter des propriétés de transparence. La feuille 50 peut être placée en avant de la feuille 10 afin de pouvoir être manipulez par l'opérateur à la place de la feuille 10. Cela est souhaitable pour que l'élément 10 conserve de bonnes proprietés d'isolation électrique. La feuille 50 est de préférence en "Mylar" puisqu'on désire que cette feuille présente des caracteristiques de ténacité lui permettant de résister à une manipulatior constante par l'opérateur. Lorsqu'on exerce une force sur l'élément 10, la guille conductrice 12 se trouvant sur cet elément entre en contact :-Ivec la grille 22 se trouvant sur l'élément 20 au travers de l'w-:erture 32 ménagée dans la feuille 30. Ceci etablit une liaison e3ectrique entre les conducteurs 18 et 28.-Cette liaison peut êtrè indiquée par une lampe ou une ampoule 64 branchée dans,un circuit comprenant une source de tension 66 et les conducteurs 18 et 28 et pla- cés en arrière de l'interrupteur afin de laisser passer la lumtere- au travers de l'interrupteur dont la face peut ainsi être éclairée. La prévision de la lampe 64 est souhaitable puisqu'un cperateur peut ne pas avoir la sensation tactile d'établir un contact entre les grilles 12 et 22 lorsqu'il presse l'élément 10 contre l'élé- ment 20. Cependant, la lampe 64 peut être remplacée par d'autres types de dispositifs de détection tels qu'un indicateur accus tique. L'interrupteur suivant l'invention peut être util dans différents modes de réalisation sans sortir du cadre de i'invention. Par exemple l'interrupteur suivant l'invention peut être utilisé dans un appareil de projection du type décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 201 784, qui comprend plusieurs; ampoules 100 agencées pour faire passer de la lumière au travers de trous 102 et de lentilles de condenseur 104 en direction de symboles ou indices individuels découpés d-ans un masque 106. Des images des symboles individuels sont alors projetees par l'intermédiaire de lentilles d'objectif -110 sur une lentille de projection 112 à canaux multiples. La lentille 112 concentre l'image du symbole sur des interrupteurs 114 correspondant chacun à l'inter rupteur décrit plus haut.Cette image est affichée sous une forme éclairée sur les éléments avant des interrupteurs puisque tous les éléments des interrupteurs possèdent la propriété de laisser passer la lumière. L'interrupteur 114 peut être actionné de façon à afficher un nouveau symbole sur la face de l'interrupteur. Ce nouveau symbole peut être sélectionné en concordance avec le fonctionnement d'un calculateur 116. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la lumière émise par des lampes 200 peut être concentrée par une lentille 204 sur la face d'interrupteurs désignés par 206. Chaque interrupteur 206 peut être pourvu d'éléments 208, 210 et 212 correspondant respectivement aux éléments 10, 20 et 30 ainsi que d'un élé- ment d'appui 214 correspondant à l'élément 40. Cependant, chaque interrupteur comporte un élément 216 présentant des caractéristiques spéciales. Cet élément 216 a de préférence un fini mat le rendant semi-transparent, et non pas transparent, de manière que la lumière passant au travers de l'élément soit diffusée. L'élé- ment 216 comporte sur sa surface intérieure une émulsion se présentant sous forme de points étroitement espacés.L'émulsion peut être exposée suivant un motif particulier de manière à éliminer 1 'émulsion suivant ce motif et à fournir une indication d'un symbole, dlune information ou d'un indice sous forme de ce motif lors de l'éclairement de l'interrupteur 260. Lorsque l'interrupteur n'est pas éclairé, l'émulsion empêche La vision du symbole, du message ou de l'indice. Cependant, le symbole ou le message deviennent visibles lorsque l'écran est éclairé. I1 est à noter que l'émulsion peut être déposée sur la totalité de la surface intérieure de l1élément 216 lorsque les symboles ou messages ou indices différents doivent être affichés sous une forme éclairée sur la surface extérieure de l'élément 216. Des modifications peuvent être apportées à l'interrupteur décrit ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple les feuilles 10 et 20 peuvent respectivement être pourvues de grilles d'or 12 et 22 qui peuvent être suffisamment minces pour que de la lumière puisse apparaltre au travers desdites grilles. Même lorsque les grilles sont réalisées suffisamment minces pour laisser passer de la lumière, une continuité électrique est établie entre les grilles lorsque la feuille 10 est appliquée contre la feuille 20. En outre, une des grilles 12 et 22 peut être pour- vue d'un motif de lignes réticulées à la place de lignes orientées dans une seule direction comme décrit plus haut. L'ensemble formé par les lignes orientées dans la seconde direction dans cette grille correspond à l'ensemble des lignes existant dans l'autre grille. Un tel motif de lignes peut faciliter l'établissement d'une continuité électrique entre les grilles 12 et 22 lorsque l'élément 10 est appliqué contre l'élément 20.Un motif réticulé de lignes de grille sur un des éléments 10 et 20 est également souhaitable pour assurer une protection optimale de l'interrupteur contre des parasites haute-fréquence. On peut également modifier la pression à exercer sur l'élé- ment 10 pour établir une continuité électrique entre les grilles 12 et 22 en faisant varier le profil et les dimensions de l'ouverture 32 ménagée dans la feuille 30. Au lieu d'une seule ouverture 32, on peut ménager dans la feuille 30 plusieurs ouvertures de dimensions réduites pour établir un contact électrique entre les grilles 12 et 22 des feuilles 10 et 20. Un tel appareil présente certains avantages importants. I1 permet de réaliser un interrupteur pouvant être allumé pour indiquer un indice ou une information au moment où cet interrupteur est actionné ou bien après son actionnement. En outre, les dimensions de l'interrupteur, au moins en profondeur, sont considéra- blement inférieures à celles d'un interrupteur à bouton-poussoir classique. Par exemple, la profondeur de l'interrupteur suivant lrinvention peut être de l'ordre de 8 mm par comparaison à une profondeur de 50 mm des interrupteurs à bouton-poussoir de réalisations connues. Un tel appareil présente également d'autres avantages importants. I1 constitue un interrupteur présentant le minimum de rebondissement des contacts lors de leur fermeture. L'interrupteur peut être aisément scellé hermétiquement pour être rendu étanche à l'humidité. I1 est en outre affecté au minimum par des parasites haute-fréquence et par des parasites électromagnétiques, en particulier lorsqu'une des grilles conductrices comporte un motif en croix et lorsqu'une autre grille est reliée électriquement à la masse. Cet interrupteur présente également une durée de service relativement longue.Par exemple, des interrupteurs construits de cette façon peuvent fonctionner de façon satisfaisante pendant 2 000 000 cycles sans poser aucun problèmes Sur la base de ces essais, il apparaît qu'un tel interrupteur doit pouvoir fonctionner de façon satisfaisante pendant 100 000 000 cycles sans poser de problème. L'interrupteur peut également être sollicité par des courants d'une intensité relativement grande sans être endommagé. Par exemple, un tel interrupteur a été sollicité par des courants d'intensité élevée de l'ordre de 15 milliampères sans être endommagé. I1 apparaît que l'interrupteur peut être sollicité par des courants d'intensité élevée de l'ordre de 250 milliampères sans aucun effet perturbateur.L'interrupteur peut également absorber des courants d'intensité accrue si on augmente la largeur et la profondeur des lignes conductrices sur les deux feuilles définissant les éléments conducteurs de l'interrupteur. La dimension de l'ouverture 32 de la feuille 30 peut être modifiée de façon à régler la pression devant être exercée entre les feuilles 10 et 20 pour fermer l'interrupteur formé par les feuilles. L' ouverture 32 peut également être remplacée par plusieurs petites ouvertures ménagées dans la feuille 30. Le cas échéant, la feuille 30 peut avoir des caractéristiques d'opacité afin que la lumière passe seulement par le trou 32. Dans ces conditions, il est souhaitable que le trou ait la configuration désirée pour assurer l'éclairement au travers de l'interrupteur. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variations accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s 'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICASIONS 1.- Interrupteur plat, caractérisé en ce qu'il comprend - un premier élément plat isolant comportant une grille conduc trice sur sa surface intérieure - un second élément plat isolant comportant une grille conductrice sur sa surface intérieure ; et - un troisième élément plat isolant placé entre le premier et le second éléments et comportant au moins une ouverture pour établir une continuité électrique entre les grilles des premier et second éléments au travers de l'ouverture lorsqu'une pres sion est exercée contre l'un des premier et second éléments de manière à appliquer lesdits premier et second éléments l'un contre l'autre. 2.- Interrupteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la grille conductrice située sur le premier élément com- prend plusieurs lignes espacées orientées dans une première direction et en ce que la grille conductrice située sur le second élément comprend plusieurs lignes espacées et orientées au moins dans une seconde direction transversale à la premier. 3.- Interrupteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la grille conductrice du premier élément est continue et comporte une bordure conductrice située à une extrémité du premier élément, en ce qu'un conducteur s'étend de la bordure conductrice du premier élément jusqu'à l'extérieur du premier élé- ment, en ce que la grille conductrice du second élément est continue et comporte une bordure conductrice située à sme extrémité du second élément et en ce qu'un conducteur s'étend de la bordure conductrice du second élément jusqu'à l'extérieur de ce second élément. 41- Interrupteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le premier et le second conducteurs sont branchés dans un circuit électrique avec une lampe et une source d'énergie et en ce que la lampe est placée en arrière de l'interrupteur de manière à éclairer le premier et le second éléments minces lorsque l'interrupteur est fermé. 5.- Interrupteur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins les premier et second éléments ont la propriété de laisser passer la lumière. 6.- Interrupteur selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens écartés de la troisième feuille et encore plus de la seconde feuille pour diriger la lumière vers lesdites feuilles. 7.- Interrupteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens disposés entre les moyens d'éclairement et les premier, secnnd et troisième éléments pour former un motif de lumière traversant lesdits éléments afin de former sur lesdits éléments des indices particuliers éclairés correspondant audit motif. 8.- Interrupteur suivant 1 'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un quatrième élément plat dont la face intérieure est adjacente à la face extérieure du premier élément, en ce que ledit quatrième élément présente la propriété de laisser passer la lumière et porte sur une de ses faces intérieure ou extérieure des indices et en ce que sa face intérieure présente la caractéristique d'arrêter le passage de la lumière aux emplacements autres que ceux correspondant auxdits indices afin d'assurer un éclairement desdits indices par les moyens d'éclairement. 9.- Interrupteur suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend également un élément plat extérieur formant à l'arrière dudit interrupteur un -support non flexible pouvant présenter la propriété de laisser passer la lumière. 10.- Interrupteur suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit interrupteur est disposé contre un trou ménagé dans un panneau, en ce qu'un joint d'étanchéité est placé entre le panneau et ledit interrupteur afin de sceller ledit interrupteur sur le panneau, et en ce qu'au moins les éléments extérieurs sont scellés l'un à l'autre par leurs périphéries.