Brevet FR2179495A1 — publié le 19731123

La présente invention concerne un commutateur rotatif miniature pouvant notamment etre monté sur les cartes pourvues de réseaux de perforations quadrillées ou en quinconce, cartes qui sont porteuses de circuits et de composants électroniques. Pour obtenir la miniaturisation des commutateurs, ctest-d-dire des réalisations dans lesquelles les contacts fixes sont, à la fois, très petits et très rapprochés, il a été nécessaire de renoncer à indexer ces commutateurs par le moyen de leurs contacts, ctest-à-dire de renoncer aux réalisations dans lesquelles les organes de contact fixes et mobiles stem- boitent élastiquement les uns dans les autres pour marquer les positions d'arrêt actives du commutateur. I1 a ainsi été proposé des formes d'exécution très précises des supports des contacts fixes et mobiles, l'indexation étant obtenue par un encliquetage, extérieur au commutateur, de l'arbre de commande rotatif de celui-ci. Une telle réalisation présente un inconvénient. I1 n'est pratiquement pas possible de commander plusieurs commutateurs au moyen du même arbre de commande en raison des jeux et des torsions inévitables d'un tel arbre lorsque sa longueur augmente avec le nombre de commutateurs commandés. En effet, l'indexation ou mise en position angu laire d une extrémité de l'arbre ne peut être rigoureusement transmise par l'arbre aux organes mobiles des commutateurs les plus éloignés de l'encliquetage d'indexation. La présente invention remédie a cet inconvénient en intégrant, dans chaque commutateur, son propre dispositif d'indexation indépendant des organes de contact. Le commutateur rotatif selon l'invention comprend un rotor comportant au moins une lame de contact sensiblement axiale dont les extrémités coopèrent avec les contacts fixes disposés dans des plans radiaux de deux éléments statoriques encadrant ledit rotor, ces éléments statoriques enserrant et fixant un dispositif d'indexation coopérant avec la périphérie de la partie centrale du rotor. De préférence, les paliers statoriques permettant la rotation du rotor sont formés dans les faces en regard des éléments statoriques et la partie centrale du rotor est aménagée en un moyeu renflé dont les extrémités sont engagées dans ces paliers, tandis que la portion médiane de ce moyeu coopère avec le dispositif d'indexation. Dans une forme avantageuse de réalisation de l'invention, le moyeu renflé du rotor est de diamètre constant et les rainures d'encliquetage, ménagées sur toute la longueur axiale de cette partie, sont espacées les unes des autres pour conserver, entre elles, des portions cylindriques lisses permettant le pivotement du rotor dans ses paliers. Les lames axiales de contact peuvent traverser, d'un flanc à l'autre, ce moyeu renflé dans des ouvertures de celui-ci, ouvertures dans lesquelles elles sont fixées. De pré- férence toutefois, ledit moyeu renflé comporte, pour le logement de ces lames, des encoches radiales, fermées par des chapeaux dont la face extérieure rétablit la continuité de la surface cylindrique de la partie renflée de moyeu. Lorsque le nombre des rainures d'indexation est grand, les chapeaux peuvent eux-mêmes comporter des rainures. De telles rainures,ménagées dans les chapeaux, sont avantageuses car, si elles comportent des parties suffisamment profondes, elles confèrent aux chapeaux une élasticité transversale permettant leur emboitement par encliquetage dans les encoches du moyeu renflé, de sorte que le maintien en position des lames est assuré sur le rotor assemblé. Le dispositif d'encliquetage coopérant avec les rainures du moyeu peut être de réalisation mécanique quelconque. Dans une forme avantageuse de réalisation de l'invention, ce dispositif d'encliquetage est moulé d'une seule pièce avec ses cliquets dans une matière plastique tenace et élastique. Un cliquet est alors avantageusement constitué par une languette moulée avec le reste du dispositif, orientée dans le sens tangentiel par rapport au moyeu et terminée par une tête coopérant avec les rainures axiales du moyeu. En raison de ce mode de réalisation des cliquets, il y a avantage a en accroître le nombre, en diminuant la force élastique de chacun d'eux. On obtient ainsi une mise en position très précise du rotor sans accroître la force nécessaire a sa mise en rotation. En effet, la position angulaire du rotor maintenu par une pluralité de cliquets est la moyenne des posi tions angulaires définies par chacun d'eux, ce qui neutralise les petites erreurs de mise en position obtenues en utilisant un cliquet unique. De plus, le rotor se trouve maintenu en plusieurs points répartis autour de sa périphérie, ce qui équilibre les réactions radiales développées par les cliquets sur le moyeu de rotor et facilite la rotation de ce moyeu. Etant donné que le rotor doit pouvoir tourner dans un sens comme dans l'autre, les languettes tangentielles sont orientées alternativement dans un sens et dans l'autre autour du rotor et les têtes de ces languettes sont arrondies et coopèrent seulement avec les deux bords parallèles de chaque rainure du rotor. Une telle réalisation de l'encliquetage présente l'avantage d'être très peu encombrante, ce qui, associé avec une paire d'éléments statoriques exécutés conformément à la demande de brevet français nO EN 72.10428 du 24 mars 1972 au nom du Demandeur, permet l'exécution de contacteurs rotatifs dont le poids et le volume sont extrêmement réduits et qui, néanmoins, satisfont pleinement aux exigences de qualité des contacts et d'isolation de ceux-ci pour les courants faibles. Les dessins annexés permettent de bien comprendre comment l'invention peut être mise en oeuvre. Les figures 1 et 2 sont respectivement une élévation latérale et une vue en bout d'un commutateur rotatif selon l'invention. La figure 3 est une coupe agrandie suivant III-III de la figure 2. La figure 4 est une élévation d'un rotor équipé de deux lames de contact. La figure 5, qui est une coupe suivant V-V de la figure 3, montre le dispositif d'encliquetage. La figure 6 montre en perspective la mise en place d'une lame de contact dans une encoche du rotor. La figure 7 illustre en perspective un chapeau de fixation d'une telle lame. Le contacteur montré sur les figures 1 et 2 est composé de deux éléments statoriques 1A et 1B enserrant un dispositif d'encliquetage 2 (détaillé sur la figure 5). Ces trois parties, qui sont mises en position par deux goujons de centrage 3, sont assemblées par les tiges filetées 4 ou par des rivets ou des agrafes quelconques. Chacun des deux éléments statoriques, obtenus suivant la demande mentionnée précédemment, comporte deux rangs de broches de connexion 5 dont chacune correspond à un.plot de contact 6 situé dans un plan radial. Le rotor 7 (figures 3, 4 et 6) porte un certain nombre de lames de contact 8 dirigées axialement qui permettent la mise en relation électrique de deux plots 6a et 6b par exemple correspondant à deux broches 5a et 5b, entre lesquelles le courant peut ainsi passer. Dans la réalisation représentée, chaque élément statorique comporte douze plots 6 régulièrement espacés. Chaque lame 8 (voir figure 6) comporte une partie centrale en forme de losange allongé, deux encoches latérales 9 et deux extrémités conductrices 10 arrondies en demi-cylindre dans le sens longitudinal de la lame. Le rotor 7 est une pièce moulée en forme générale de roue dont la partie centrale 11 constitue un moyeu renflé de forme générale cylindrique. Les deux extrémités de ce moyeu renflé sont engagées dans des cavités épaulées 12 alésées dans les faces en regard des éléments lA et 1B. Le rotor est ainsi, à la fois, maintenu en position axiale et capable de tourner autour de son axe géométrique. Dans la réalisation représentée, le rotor comporte six rainures 13 et six encoches profondes 14. Les rainures 13 sont de forme sensiblement demicylindrique et espacées. Les encoches 14 comportent deux élargissements en regard en demi-queue d'aronde 15 et deux tenons 16 en saillie dans ces encoches dans le plan médian transversal au rotor (voir aussi figure 6). Les lames 8 ayant la largeur du fond de l'encoche, sont maintenues en position axiale par la coopération de leurs encoches latérales 9 avec les tenons 16 et elles s'appuient en leur centre contre la traverse en relief 17 ménagée entre les tenons 16. Chaque lame peut être maintenue en place par un chapeau 18 (figure 7) en matière plastique moulée qui, sur ses faces latérales, comporte les mortaises 19 complémentaires des tenons 16 et les dents de loup 20 complémentaires des demi queues d'aronde 15. Axialement, le chapeau comporte une rainure 21 semblable aux rainures 13 du rotor, rainure prolongée par une fente médiane 22. Le chapeau acquiert ainsi l'élasticité transversale nécessaire pour s'encliqueter élastiquement dans chaque encoche 14 du rotor, ce qui lui permet de maintenir en place une lame 8. Enfin, le chapeau est, sur sa face tournée vers l'axe du rotor, concave dans le sens axial, tandis que sa face extérieure est convexe dans le sens tangentiel et de même rayon que le moyeu renflé Il du rotor. Ainsi, les lames 8 sont impérativement maintenues, même au repos, en position incurvée vers l'axe du rotor et chaque chapeau rétablit la continuité de la surface cylindrique du rotor en intercalant une rainure supplémentaire 21 entre deux rainures 13 de ce rotor. Le rotor peut comporter une seule lame 8, ce qui permet douze positions de commutation différentes, angulairement espacées de trente degrés. I1 peut comporter aussi deux lames 8 diamétralement opposées (six positions de commutation) ou trois lames a 1200 (quatre positions de commutation) ou quatre lames (trois positions possibles de commutation) ou encore six lames à 600, toutes les encoches étant alors garnies, avec seulement deux positions de commutation. Pour permettre la mise en oeuvre de l'encliquetage montré par la figure 5, qu'elles contiennent ou non une lame 8, les encoches 13 comportent un chapeau 18. Le rotor comporte ainsi a sa périphérie douze rainures (13 ou 21) semblables et angulairement espacées de 300. Le dispositif d'encliquetage 2 (figure 5) qui coopère avec ces rainures est une pièce moulée de matière plastique comportant une ouverture centrale 25 pour le passage du rotor, ouverture qui, comme représenté, peut être tangente, en deux endroits diamétralement opposés 26, à ce rotor pour l'appui de celui-ci. Quatre languettes 27 deux à deux opposées partent de ces appuis et se terminent par des têtes arrondies 28 de diamètre un peu supérieur a celui des encoches 13 ou 21, de sorte que ces têtes, par l'élasticité des languettes, s'appuient seulement sur les deux bords opposés de chaque rainure. Les quatre têtes sont disposées pour pénétrer à la fois dans quatre rainures du rotor, c'est-à-dire que chaque couple de languettes opposées porte des têtes espacées angulairement de 1200. Lorsque le rotor tourne d'un pas, les quatre languettes à la fois sont écartées radialement, puis leurs têtes retombent élastiquement dans les encoches suivantes.- L'angle de rotation est alors très voisin de l'angle exact de 300, du fait que les erreurs de mise en position, qui seraient dues à un cliquet unique, se compensent pour les quatre cliquets. De plus, les réactions d'appui des cliquets se compensent également. Enfin, chaque languette, maintenue a sa base par l'appui du rotor, ne peut avoir qu'une déformation angulaire très réduite, limitée, d'une part, par le rotor, d'autre part, par l'ouverture 25 elle-même, de sorte que les bris de languettes sont peu à craindre. Si l'élasticité des languettes est estimée insuffisante, un ressort peut être interposé entre l'ouverture 25 et la face externe de chaque languette. Ce ressort peut être une lame glissée dans ltespa- ce libre entre l'ouverture 25 et chaque languette ou > pour chaque languette, un ressort à boudin léger logé dans une encoche de l'ouverture 25. Pour assurer un bon moulage des languettes, le moule de fabrication comporte avantageusement un canal d'injection 33 dont l'ouverture est dirigée vers la partie de moule en forme de lame qui assure la séparation 34 entre une languette et la paroi d'ouverture 25. Chaque moyeu comporte un passage axial 30 pour un arbre d'entraînement. Etant donné que chaque commutateur comporte son encliquetage propre, qui détermine chacune de ses positions d'arrêt, le même arbre peut être enfilé dans les rotors de plusieurs commutateurs et les commander tous simultanément avec sécurité sans risque que le jeu de l'arbre dans les canaux axiaux de moyeu, ou la torsion de cet arbre amènent un décalage appréciable de position d'un commutateur par rapport a un autre. L'invention s'applique à la commande de courants faibles pour des circuits portés par cartes imprimées ou munies de réseaux réguliers de perforations. REVENDICATIONS 1. Commutateur rotatif comprenant un rotor comportant au moins un dispositif de contact axial coopérant avec des contacts fixes portés en couronne dans deux éléments statoriques en regard l'un de autre, caractérisé en ce que ces éléments enserrent un dispositif d'indexation dont au moins un cliquet élastique coopère avec la partie centrale du rotor. 2. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor comporte un moyeu central renflé dont les extrémités tournent dans des paliers ménagés dans les faces en regard des éléments statoriques, la portion médiane de ce moyeu coopérant avec le dispositif d'indexation. 3. Commutateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyeu renflé est de forme générale cylindrique et comporte axialement des rainures d'encliquetage séparées ménageant entre elles des portions cylindriques. 4. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de contact sont des lames élastiques orientées axialement, engagées dans des encoches du moyeu et maintenues dans celles-ci par des chapeaux rétablissant la continuité de surface dudit moyeu. 5. Commutateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque chapeau comporte, sur ses deux faces latérales, des portions de surface capables d'encliquetage avec des portions complémentaires de surface portées par les faces radiales de l'encoche, ledit chapeau moulé comportant une fente ra diale lui conférant l'élasticité nécessaire à cet encliquetage. 6. Commutateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la fente radiale du chapeau prolonge une rainure axiale de celui-ci, rainure coopérant avec un cliquet du dispositif d'indexation. 7. Commutateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface du chapeau tournée vers l'axe du rotor et appliquée contre la lame de contact est concave dans le sens axial, tandis que la lame est appuyée en son milieu sur un relief du rotor. 8. Commutateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les lames élastiques sont planes et leurs extrémités sont conformées en demi-cylindre pour coopérer avec les plots des éléments statoriques 9. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'encliquetage est moulé d'une seule pièce avec ses cliquets élastiques. 10. Commutateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque cliquet est constitué par une languette élastique moulée,-orientée tangentiellement par rapport au rotor et portant une tête coopérant avec une rainure d'encliquetage de ce rotor. 11. Commutateur selon la revendication 10, caractérisé en coque la partie active de la tête de cliquet est en forme de portion de cylindre de-diamètre plus grand que la largeur des rainures d'encliquetage. 12. Commutateur selon les revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le dispositif d'encliquetage comporte plusieurs cliquets deux à deux opposés autour de 11 ouverture de passage du rotor dans le dispositif d'encliquetage moulé. 13. Commutateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif d'encliquetage comporte un nombre égal de languettes orientées tangentiellement dans un sens et dans l'autre. 14. Commutateur selon les revendications 12 et 13, caractérisé en ce que les languettes sont groupées par paires de sens oppose, les deux naissances des deux languettes de chaque paire étant conformées avec le diamètre du moyeu de rotor pour servir d'appui à celui-ci, tandis que l'ouverture ménagée dans le dispos-itif moulé entoure à faible distance lesdites languettes. 15. Commutateur selon la revendication 14, caractérisé en ce qutun ressort est inséré entre chaque languette moulée et la portion d'ouverture qui passe à proximité. 16. Procédé de moulage d'un dispositif d'encliquetage selon l'une des revendications 9 à 14, caractérisé-en ce que les canaux d'-amenée de matière plastique-sont dirigés vers une portion de moule en forme de lame qui sépare une languette de l'ouverture de passage du rotor à travers ce dispositif.