Brevet FR2167330A1 — publié le 19730824

La présente invention concerne les appareils electriques, et plus précisément les micre-interrupteurs, en particulier ceux qui sont prévus pour la comsutation des circuits de cznnande sous l'actien de butées de courande spéciales (de cames) en des points déterminés du trajet d'un objet à contraler. On connaît des micro-interrupteurs, qui se composent d'un bet- tier en matière plastique avec un couvercle et des contacts fixes fixés sur des montants conducteurs, d'un poussoir et d'un mécanisme à fonctionnement instantané tel qu'un ressort de contact en forme de peigne avec un élément médian allongé et deux lames latérales. L'extrémité de l'élément médian allongé est fixe sur une butée en U, tandis que les lames latérales du ressort de contact sont introduites dans des rainures se trouvant aux extrémités de la butée en U et sont armées. La butée en U est fixée rigidement à un montant conducteur. Outre de nombreuses qualités, les micro-interrupteurs connus présentent certains défauts, parmi lesquels le principal est la durée de service garantie relativement courte qui dépend surtout de la longévité du ressort de contact. Ce dernier, qui est raccordé rigidement à la butée en U par l'extrémité de l'élément médian, se casse à proximité de la région de sa fixation du fait de la présence d'efforts de cisaillement, qui apparaissent dans cette région lors du fonctionnement du micro-interrupteur. Par ailleurs, on observe dans les constructions mentionnées des micro-intherrupteurs une relation entre la longévité du ressort de contact et la valeur de sa courbure supplémentaire nécessaire pour un fonctionnement sûr du micro-interrupteur. En faisant crot- tre la courbure du ressort de contact, on réduit sensiblement sa longévité et par conséquent celle du micro-interrupteur entier. Parmi les inconvénients, il convient également de citer la difficulté d'obtenir de fortes valeurs de pression de contact, ce qui est indispensable pour la commutation des circuits électriques avec de faibles valeurs de tension et des intensités de courant assez importantes. La présente invention a pour but l'élimination des inconvénients précités. L'invention est basée sur le problème de la création d'un micro-interrupteur avec un mécanisme de fonctionnement instantané, qui assure une plus grande longévité du micro-interrupteur dans diverses conditions d'exploitation, grâce à la modification de la construction du mécanisme de fonctionnement instantané du microinterrupteur et de ses éléments. Le problème posé est résolu en ce que dans le micro-interrupteur le ressort de contact est doté dans la zone de fixation de lobes latéraux qui sont coaxiaux à l'élément médian allongé et sont dirigés à l'encontre des lames latérales, la fixation du ressort de contact à la butée en U étant réalisée par les extrémités des lobes latéraux qui sont solidaires de l'élément médian allongé. I1 est avantageux que la butée en U se compose de plaques en U, disposées parallèlement l'une à l'autre, avec un espace entre elles, dans lequel il est préférable d'incorporer l'extrémité de l'élément médian allongé du ressort de contact avec des lobes latéraux. I1 est-également souhaitable que les plaques en U soient raccordées entre elles et au ressort de contact, qui se trouve dans l'espace entre elles, par les extrémités des lobes latéraux de l'é- lémént médian du ressort de contact. La combinaison proposée et la réalisation des éléments du mécanisme de fonctionnement instantané du micro-interrupteur permet d'obtenir une construction du micro-interrupteur- à haute fiabilité en service, possédant des qualités telles que la reproductibilité précise de toutes les caract-éristiques, le passage sûr du courant à travers tous les contacts, un mécanisme de fonctionnement instantané, une relation relativement faible entre la durée de service du ressort de contact et la valeur de sa courbure supplémentaire nécessaire pour le fonctionnement fiable du micro-interrupteur, la possibilité d'obtenir des pressions de contact relativement -élevées pour des efforts faibles de fonctionnement direct et inverse du micro-interrupteur et d'autres avantages décrits plus loin. Les propriétés du micro-interrupteur indiquées plus haut constituent une particularité organique de la construction du microinterrupteur et sont déterminées par son principe de fonctionnement, un ressort de contact de construction simple réalisé sous la forme d'une pièce unique, étant utilisé dans l'invention proposée. Dans le mécanisme à fonctionnement instantané du micro-interrupteur, il n'y a presque pas de pièces à accrochage libre, pouvant modifier les conditions de fonctionnement du micro-interrupteur au cours de son exploitation. Si le micro-interrupteur est réalisé avec les mêmes caractéristiques techniques qu'un micro-interrupteur de type connu et si on installe ces deux interrupteurs cote-à-côte sur une ligne auto lactique quelconque ou sur une machine automatique, fonctionnant dans les mimes conditions d'exploitation, le micro-interrupteur proposé dépasse en longévité et fiabilité de fonctionnement le microinterrupteur connu d-au moins deux à trois fois. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particu lièrement de la description suivante donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la Fig. 1 représente en coupe longitudinale un micro-interrupteur suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue en plan du micro-interrupteur de la Fig. 1, couvercle enlevé; - les Fig. 3, 4 et 5 montrent le mécanisme à fonctionnement instantané en vues frontale, en plan et latérale respectivement; - les Fig. 6, 7 et 8 montrent la plaque inférieure en U en vues frontale, en plan et latérale respectivement; - les Fig. 9, 10 et 11 montrent la plaque supérieure en U, en vues en plan, frontale et latérale respectivement; - les Fig. 12 et 13 montrent le ressort de contact en vues en plan et frontale; - la Fig. 14 montre l'élément de fixation. Le micro-interrupteur proposé (Fig. 1 et 2) se compose d'un boîtier 1 avec un couvercle 2 dans une ouverture duquel se déplace librement un poussoir 3. Des montants de contact 4, 5, 6 sont fixés dans le bottier 1. Sur les montants de contact 4, 5 sont fixés des contacts fixes 7, 8. Sur le montant 6 est fixé à demeure un mécanisme à fonctionnement instantané (Fig. 3 à 13). Le mécanisme à fonctionnement instantané se compose d'un res sort de contact 9 en une seule pièce, portant un contact mobile 10, d'une plaque inférieure en U 11 et d'une plaque supérieure en U 12. Le ressort de contact 9 est inséré entre les plaques 11, 12 et leur est fixé à l'aide d'éléments de fixation 13 (Fig. 14). Le ressort de contact 9 (Fig. 12, 13) comporte un élément mé dian allongé 14 des deux côtés duquel se trouve disposée symétriquement par rapport à un même axe dans un même plan, une paire de lobes latéraux 15, 16 situés du côté opposé à la zone des contacts fixes 10 et orientés vers cette zone, et une paire de lames latérales 17, 18 adjacentes à la zone des contacts mobiles 10 et dirigée à l'encontre desdits lobes 15, 16. Aux extrémités des lobes latéraux 15, 16 se trouvent des ori fices pour les éléments de fixation 13 (Fig. 14) à l'aide desquels le ressort de contact 9 (Fig. 12, 13) est fixé aux autres parties du mécanisme à fonctionnement instantané. Dans la zone des lobes latéraux 15, 16 à l'extrémité de 1'é1é- ment médian allongé 14 se trouve une ouverture 19 dont la forme permet le déplacement libre de la partie du ressort de contact située entre les plaques en U 11, 12 lorsque-le poussoir 3 agit sur le ressort de contact 9 (Fig. 1). A travers cette même ouverture 19 (Fig. 12) du ressort de contact 9 passe, sans la toucher, le montant de contact 6 (Fig. 1) sur lequel est fixé tout le mécanisme à fonctionnement instantané. La plaque inférieure en U 11 (Fig. 6, 7, 8) est réalisée partiellement courbée pour former un espace dans lequel se, déplace une portion du ressort de contact 9, et possède à ses extrémités 20, 21 des ouvertures pour sa fixation par des éléments de fixation 13. Sur l'axe de symétrie de la plaque inférieure en U 11 est prévue une ouverture 22 à travers laquelle passe le montant de contact 6 (Fig. 1) sans toucher au ressort de contact 9, c'est-à-dire sans g8ner son déplacement dans l'espace entre les plaques en U 11 et 12. Dans la zone de l'ouverture 22 de la plaque 11 sont aménagées des portions en saillie dirigées vers l'intérieur de l'ouverture 19 (Fig. 12) du ressort de contact 9, pour former un espace constant entre les plaques 11, 12. Les extrémités 20, 21 (Fig. 6) de la plaque en U inférieure 11 se trouvent dans un plan parallèle à la partie restante de la plaque 11. La plaque supérieure en U 12 (Fig. 9, 10, 11) peut être réalisée soit plate, soit avec des extrémités partiellement recourbées 23, 24, qui possèdent des ouvertures pour leur fixation par des éléments de fixation 13 (Fig. 14). Sur l'axe de symétrie de la plaque supérieure en U 12 (Fig. 9, 10, 11) est aménagée une ouverture 25 à travers laquelle passe le montant de contact 6 (Fig. 1) sans toucher au ressort de contact 9, pour former un espace constant entre les plaques en U 11, 12 (Fig.5). Sur l'axe de symétrie de la plaque en U 12 (Fig. 9, 10, 11) est aménagée une ouverture 25 à travers laquelle passe un montant de contact 6 (Fig. 1) sans toucher au ressort de contact 9, pour former un espace constant entre les plaques en U 11, 12 (Fig. 5). Sur l'axe de symétrie de la plaque en U 12 (Fig. 9, 10, 11) se trouve une surface arrondie 26, qui sert de surface d'appui à la partie du ressort de contact 9 insérée entre les plaques 11 et 12, lorsque le micro-interrupteur se trouve à l'état de repos. La plaque supérieure en U 12 possède à ses extrémités des rai nures dans lesquelles prennent appui les lames latérales 17, 18 (Fig. 12) du ressort de contact 9 à l'état comprimé (Fig. 3, 4, 5). Si le micro-interrupteur se trouve au repos, comme représenté aux Fig. 1 et 2, le contact mobile 10 du ressort de contact 9 se trouve d'ordinaire appliqué contre le contact fixe supérieur 7 à cause de l'action des lobes latéraux élastiques 15, 16 (Fig. 12, 13), l'élément médian allongé 14 du ressort 9 subissant une traction due à l'action des lames latérales 17, 18 comprimées, du côté de la zone du contact mobile 10, et ces lames s'efforçant de faire tourner le ressort de contact 9 par rapport à l'endroit de fixation des zones latérales 15, 16. Lorsque sous l'action d'un effort extérieur le poussoir 3 (Fig. 1) commence à repousser l'élément médian allongé 14 (Fig. 12) vers le bas, en surmontant alors les efforts dirigés vers le haut des autres parties du ressort de contact 9, la portion du ressort insérée dans l'intervalle des plaques en U 11, 12 (Fig. 4, 5) tend à se redresser vers le haut, dans la direction de la plaque supérieure en U 12. Puis, au cours du mouvement ultérieur du poussoir 3 (Fig. 1), le déplacement de la portion du ressort de contact change de sens et le ressort se déplace vers le bas dans la direction de la plaque inférieure en U 11; au moment du passage du point d'équilibre des forces, se produit le renversement de l'effort des autres parties du ressort de contact 9. Ce renversement (changement du caractère de la charge sur les éléments) entraîne le passage rapide du ressort de contact 9 du contact fixe 10 vers le bas sur le contact inférieur fixe 8. A cemSmmoement, le déplacement de la portion du ressort insérée dans les intervalles des plaques en U 11 et 12 change rapidement de sens à nouveau vers la plaque supérieure en U 12. Ce processus a lieu au cours de la course de travail directe du poussoir 3. Puis, lors du mouvement ultérieur du poussoir 3 vers le bas après le fonctionnement (course supplémentaire ou course d'écrasement), la portion mentionnée du ressort change de nouveau de sens de déplacement, c'est-à-dire qu'elle se déplace vers la plaque inférieure en U 11. Lors de la course de travail inverse du poussoir, l'élément médian allongé 14 du ressort de contact 9 accompagne le poussoir 3, tandis que la portion mentionnée du ressort de contact 9 change de nouveau de sens de déplacement vers le haut. Puis, après le passage du point d'équilibre par le poussoir 3, le sens de déplacement de cette portion est inversé, et durant le mouvement ultérieur du poussoir 3 (course de retour), il est à nouveau inversé de sorte que ladite portion est dirigée vers le haut, dans la direction de la plaque en U supérieure 12 et se déplace ainsi jusqu'à ce que le poussoir 3, et avec lui le ressort de contact 9, parviennent à la position initiale (position de repos), comme représenté sur la Fig. 1. La description donnée plus haut met en évidence qu'à l'aide des lobes latéraux 15, 16 fixés par les éléments de fixation 13 pour le passage sûr du courant, lors du fonctionnement du microinterrupteur sur des portions relativement courtes du trajet, la portion du ressort de contact insérée dans l'espace entre les plaques en U 11, 12 supporte des oscillations et des déformations compliquées qui sont fonction de la valeur de l'intervalle entre les plaques en U 11, 12, de leur construction et de leur forme, ainsi que de la construction et de la forme du ressort de contact 9 proprement dit. La portion précitée du ressort de contact 9, au cours de ses oscillations compliquées par rapport aux endroits de fixation des lobes latéraux 15, 16, pendant le fonctionnement du micro-interrupteur, n'entre en contact ni avec la plaque en U supérieure 12 ni avec la plaque inférieure 11, mais oscille librement dans lesdits espaces. La portion précitée ne vient s'appuyer sur la partie, arrondie 26 (Fig. 9) de la plaque supérieure en U 12 qu'à l'état de repos. Au cours des oscillations de la portion du ressort 9 insérée dans l'espace entre les plaques en U 11, 12 (Fig. 1), le contact mobile 10 du ressort de contact 9 rode ses surfaces de contact contre les surfaces des contacts fixes 7, 8 pour un fonctionnement plus sûr du micra-interrupteur. La transmission de l'effort du poussoir 3 par l'intermédiaire du ressort de contact 9 à son extrémité extérieure (zone de contact) déforme inévitablement ltélément médian allongé 14 et entrat- ne l'accumulation dans celui-ci d'une énergie qui est délivrée au moment de l'inversion du sens de déplacement et fait accélérer la vitesse de déplacement du contact mobile 10. Lorsque le point de travail pour l'un des deux sens est atteint, la Fressioa du ceatact mobile 10 sur l'un des contacts fixes 7, 8 dovient gale a zéro. Cependant, le temps durant lequel apparaît cette condition de pression nulle est tellement petit , et le point d'inversion est fixé avec une telle précision, que comme le démontre la vérificatien des micro-interrupteurs, même pour des déplacements très ralentis des butées de commande, par exemple lors du déplacement de la vis micrométrique d'un dispositif de mesure, on observe l'ouverture instantanée du contact et l'écartement de l'élément de contact mobile 10 par rapport aux éléments de contact fixes 7, 8. - REYEDICATION5. 1 - Micro-interrupteur comportant des contacts fixes et un mécanisme à fonctionnement instantané formé d'un ressort de contact en forme de peigne avec un élément médian allongé et des laues latérales, fixé sur une butée en U, caractérisé en ce que Ledit ressort de contact (9) est doté dans sa zone de fixation de lobes latéraux (15, 16) dirigés parallèlement à l'élément médian allongé (14) à la rencontre des lames latérales (17, 18), le ressort de contact (9) étant fixé sur la butée en U aux extrémités des lobes latéraux (15, 16) réalisés en une seule pièce avec l'élément médian allongé (14). 2 - Micro-interrupteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la butée en U est réalisée avec deux plaques en U (11, 12) disposées parallèlement l'une à l'autre, dans espace entre lesquelles est introduite et fixé avec une possibilité de se déplacer dans l'espace mentionné, l'extrémité de l'élément médian allongé (14) du ressort de contact (9) avec les lobes latéraux (15, 16) étant introduite et fixée dans l'espace ménagé entre lesdites plaques tout en pouvant se déplacer dans ledit espace.