Brevet FR2171972A1 — publié le 19730928

La présente invention concerne un contact électrique multipolaire, du type comprenant successivement et de façon superposée, un circuit imprimé avec un certain nombre de collecteurs, un écran isolant muni de perforations en regard des collecteurs du circuit imprimé, un corps élastique déformable associé à des éléments conducteurs disposés en regard desdits collecteurs à travers les perforations de l'écran isolant, et des éléments mobiles tels que des billes, sensibles à la présence ou à l'absence de reliefs portés par un support d'informations embossé, pour déformer le corps élastique déformable au niveau desdites perforations et réaliser ainsi des contacts électriques entre ses éléments conducteurs associés et les collecteurs du circuit imprimé. Dans les contacts multipolaires connus de ce type, les éléments conducteurs associés au corps déformable sont généralement constitués par une métallisation, réalisée directement et de façon localisée sur le corps déformable, et ne contribuent donc pas à son élasticité. Il s'ensuit qu'à la longue, le corps déformable risque au cours de son vieillissement de ne plus présenter une élasticité suffisante pour assurer un contact électrique fiable. De tels contacts multipolaires ne se prêtent par conséquent pas tres bien à la réalisation d'appareils à usage intensif comme les lecteurs de cartes embossées, appelés communément lecteurs de "badges". La présente invention a pour but principal de remédier à cet inconvénient et, pour ce faire, elle a pour objet un contact électrique multipolaire du type susmentionné qui se caractérise essentiellement en ce que les éléments conducteurs associés au corps déformable sont constitués par des lamelles prédécoupées dans le sens de la longueur sur une même feuille métallique mince et élastique s'étendant sensiblement sur toute la surface de ce corps déformable. On conçoit aisément que grâce à cette disposition, ce sont les lamelles prédécoupées qui assurent l'essentiel de l'élasticité, tandis que le corps déformable ne sert pratiquement qu'à amortir les chocs des organes mobiles provoquant la fermeture des différents contacts. Un tel contact multipolaire présente donc une fiabilité accrue par rapport à ceux connus jusqu'à présent, ainsi qu'une plus grande durée de vie, ce qui permet notamment de l'utiliser de façon avantageuse dans des lecteurs de badges. Dans son application particulière à un lecteur de cartes embossées dans lesquelles les bossages représentant les informations à lire sont disposées suivant des pistes parallèles, le contact multipolaire selon l'invention comporte un seul contact élémentaire par piste, de manière que les informations portées par la carte soient lues de façon séquentielle au cours du défilement de la carte devant les organes mobiles associés à ces différents contacts élémentaires. Ainsi, le lecteur ne comporte qu'un nombre limité de contacts élément De préférence, le contact multipolaire comporte également deux contacts élémentaires pour commander respectivement la rotation dans les deux sens d'un moteur électrique d'entraînement de la carte à travers le lecteur, ainsi qu'un contact supplémentaire pour.indiquer la fin de la lecture. Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue simplifiée en perspective éclatée d'un contact électrique multipolaire conforme à l'invention ; - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe à grande échelle montrant respectivement l'un des contacts élémentaires de la figure 1 en position "ouvert" et en position "fermé" - la figure 4 est une vue en plan d'une carte embossée, ou "badge", comportant cinq pistes d'informations codées - la figure 5 est une vue en plan avec arrachement partiel d'un lecteur de badges équipé d'un contact multipolaire selon l'invention - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5;; - la figure 7 est une vue simplifiée en coupe d'un clavier à touches équipé d'un contact multipolaire selon l'invention - la figure 8 montre les bossages portés par les touches de ce clavier - la figure 9 est une vue en plan du contact multipolaire de la figure 1; et, - les figures 10 et 11 sont des vues analogues aux figures 8 et 9 d'un autre mode de réalisation d'un clavier conforme à l'invention. Le contact électrique multipolaire représenté sur la figure 1 se compose dans cet exemple de trois contacts élémentaires. I1 comprend successivement et de façon superposée, un circuit imprimé 1 avec trois collecteurs allongés 2, un écran isolant 3 muni d'une ouverture 4 en regard des collecteurs 2, un corps élastique déformable 5 en caoutchouc associé à trois éléments conducteurs 6 qui sont disposés en regard des trois collecteurs 2 > et trois billes mobiles 7 pour déformer la plaque de caoutchouc 5 au niveau de l'ouverture 4 de l'écran iso lant 3 et réaliser ainsi des contacts électriques entre les éléments conducteurs 6 et les collecteurs 2. Conformément à l'invention, 7es éléments conducteurs 6 sont constitués pas d lamelles prédécoupéees zans le sens de le longueur sur une même feuille métallique 8, mince et élastique, réalisée par exemple en bronze au béryllium Cette feuille métallique t s'4tjnd sur toute la surface de la plaque de caout- chouc 5, comme représenté sur la figure) et peut éventuellement comporter plu- sieurs séries de lamelles prédécoupées telles que G, selon le nombre de contacts désiré Si l'on se réfère maintenant aux figures 2 et 3, qui illustrent le fonctionnement du contact multipolaire selon l'invention, on peut voir que les billes 7 sont montées flottantes à l'intérieur de logements cylindriques tels que 9, ménagés dans une plaque support 10 qui est placée par dessus la plaque de caoutchouc 5. Une collerette périphérique 11 est en outre prévue à la partie supérieure de chacun des logements 9, pour empêcher les billes 7 de sortir complètement de ceux-ci une fois le montage réalisé.On notera par ailleurs que les dimensions respectives des logements 9 et des billes 7 sont telles qu'au repos, chaque bille fait légèrement saillie au-dessus du plan supérieur de la plaque support 10, comme représenté sur la figure 2. Un tel dispositif permet notamment de détecter électriquement la présence d'un relief ou bossage 12, porté par un support quelconque 13 défilant devant les billes 7 entre la plaque support 10 et une plaque de guidage parallèle 14. Ce support 13 peut en particulier être constitué par une carte embossée, appelée communément "badge" et dont un exemple de réalisation est représenté de manière détaillée sur la figure 4. Lorsque le bossage 12 arrive au niveau de l'une des billes 7, celle-ci est repoussée vers le bas à l'intérieur de son logement 9 et déforme par conséquent la plaque de caoutchouc 5, comme représenté sur la figure 3. Ce faisant, la lamelle conductrice correspondante 6 est également déformée et vient s'appuyer contre le collecteur 2 situé en regard par une partie de sa surface, réalisant ainsi un bon contact électrique entre les deux éléments. On voit par conséquent que si la feuille métallique 8 est connectée à une source d'alimentation en courant, on recueille dans ce collecteur une information électrique signalant la présence du bossage 12. La présence du bossage 12 se traduit donc ici par la fermeture d'un contact électrique. I1 va de soi cependant que ce dispositif peut également être utilisé pour détecter l'absence d'un relief, c'est-à-dire la présence d'un creux, cette absence de relief se traduisant alors simplement par l'ouverture d'un contact électrique normalement fermé. Le mouvement de translation du support 13 se poursuivant, le bossage 12 finit par laisser échapper la bille 7 qui revient alors automatiquement dans la position de la figure 2, sous l'action conjuguée du corps déformable 5 et de la lamelle prédécoupée 6, qui reprennent également leurs positions d'origine du fait de leur élasticité propre. On notera cependant que dans le mode de réalisation conforme à l'invention, l'action des lamelles prédécoupées est prépondérante à cet égard, tandis que le corps déformable 5 ne sert pratiquement qu'à amortir les chocs des billes contre ces lamelles élastiques, en vue d'éviter leur déformation permanente. Ce corps déformable en caoutchouc permet également, dans une certaine mesure, de compenser les différences d'épaisseur des bossages à détecter.Un tel contact multipolaire présente donc une très grande fiabilité, ainsi qu'une durée de vie accrue par rapport aux dispositifs analogues connus jusqu'à présent, ce qui permet notamment de l'utiliser de façon avantageuse dans un lecteur de badges. On va précisément décrire maintenant, en se référant plus particulièrement aux figures 5 et 6, un lecteur de badges équipé d'un contact multipolaire conforme à l'invention. I1 convient tout d'abord de noter que ce lecteur est plus spécialement conçu pour des badges embossés du type de celui qui est représenté en 13 sur la figure 4, c'est-à-dire des badges dans lesquels les bossages 12, représentant sous forme codée les informations à lire, sont répartis suivant cinq pistes parallèles 15. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 5 et 6, le sand wich 16 constituant le contact multipolaire selon l'invention est monté sur un flasque fixe 17 solidaire d'un bâti 18. En regard du flasque fixe 17 et parallèlement à celui-ci est disposé un flasque mobile 19, monté au moyen de ressorts 20 sur un support 21 également solidaire du bâti 18. Le flasque mobile est ainsi sollicité élastiquement en direction du flasque fixe 17, ce qui permet d'absorber d'éventuelles variations d'épaisseur des badges, tout en les maintenant fermement appliqués contre le flasque fixe où s'effectue la détection des bossages portés par ces badges. Sur le bâti 18 est également fixé un moteur électrique synchrone 22 à deux sens de rotation, pourvu d'un galet d'entraînement caoutchouté 23 qui fait saillie à l'intérieur de l'espace situé entre les deux flasques 17 et 19, à travers une ouverture 24 pratiquée dans le flasque fixe 17, afin de prendre appui sur la face en relief du badge.Le galet d'entraînement 23 coopère avec un galet presseur 25 soumis à l'action d'un ressort, ce galet étant susceptible de prendre appui sur l'autre face du badge à travers une ouverture appropriée prévue dans le flasque mobile 19. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 5, le sandwich 16 est équipé de cinq billes 26 alignées horizontalement, correspondant chacune à l'une des pistes 15 du badge 13 et qui sont disposées à la partie supérieure du lecteur. On notera ici que le flasque fixe 17 constitue en fait la plaque dans laquelle sont pratiqués les logements de ces billes, et joue donc le rôle de la plaque support 10 des figures 2 et 3. Le sandwich 16 est en outre équipé, à sa partie supérieure, d'une bille 27 correspondant à un contact de présence de badge et d'une bille 28 correspondant à un contact de fin de lecture et, à sa partie inférieure, d'une bille 29 correspondant à un contact de fin de course du badge. On notera cependant que ces trois billes sont plus grosses que les billes 26, car elles doivent en effet être sollicitées directement par le badge et non pas seulement par ses bossages 12. Le sandwich 16 comporte donc en définitive huit contacts élémentaires conformes à l'invention, dont on aperçoit d'ailleurs en 30 les bornes de sortie, constituées en fait par les terminaisons des collecteurs du circuit imprimé associé à ces huit contacts. Ce lecteur de badge fonctionne de la manière suivante Le badge tel que 13 est introduit entre les deux flasques 17 et 19 par son petit côté, avec sa face portant les bossages 12 tournée vers le flasque fixe 17. Ce faisant, on sollicite d'abord la bille 27, dont le contact associé se ferme, provoquant ainsi la mise en marche du moteur électrique 22. Le galet d'antrainement 23 et son galet presseur associé 25 viennent alors en prise sur les deux faces du badge et l'entraînent automatiquement à l'intérieur du lecteur. En arrivant au fond, le badge sollicite la bille 29, ce qui provoque l'inversion du sens de rotation du moteur électrique 22. Le badge commence donc à ressortir du lecteur, tandis que débute la lecture des informations qu'il porte, au fur et à mesure que les bossages 12 de ses cinq pistes 15 défilent devant les cinq billes 26 prévues à cet effet.En fin de course, le badge libère la bille 28, donnant ainsi un signal de fin de lecture engendré par l'ouverture du contact correspondant. On voit par conséquent que dans un tel lecteur de badges, la lecture des informations s'effectue pendant la sortie du badge. I1 va de soi cependant qu'il s' agit là d'une simple question de choix et que l'on pourrait tout aussi bien effectuer cette lecture directement lors de l'introduction du badge. Le contact multipolaire selon l'invention peut également être utilisé de façon avantageuse dans un clavier à touches pour l'émission de signaux électriques codés. Un tel clavier codeur est représenté schématiquement sur les figures 7 à 9. Dans ce mode de réalisation, le clavier comprend trois touches 31, 32, 33, montées de manière coulissante dans un support approprié 34 et portant chacune deux lignes parallèles de quatre bossages 35. Ces touches sont associées à un sandwich 36, constituant le contact multipolaire selon l'invention et qui est donc équipé de six séries de quatre contacts à bille 37, comme représenté sur la figure 9. Ainsi qu'on peut le voir clairement sur la figure 8, le code est porté directement par les touches. Les bossages 35 de ces touches sont en effet répartis selon un code déterminé et n'actionnent donc que les contacts h bille 37 correspondants. Au contraire, dans la variante de réalisation représentée sur les figures 10 et 11, le code est porté par le sandwich 36.0n peut en effet constater sur la figure 11 que certains des contacts de ce sandwich sont dépourvus de bille, comme représenté en 38, et ne peuvent donc pas être actionnés par les touches. Crest par conséquent la Tépartition des billes sur le sandwich 36 qui engendre le code, tandis que les trois touches sont identiques et comportent chacune deux bossages continus 35. On peut d'ailleurs remarquer que le code représenté sur la figure 11 par la répartition des billes 37 est le même que celui représenté sur la figure 8 par la répartition des bossages 35 des touches. REVENDICATIONS 1.- Contact électrique multipolaire, du type comprenant successivement et de façon superposée, un circuit imprimé avec un certain nombre de collecteurs, un écran isolant muni de perforations en regard des collecteurs du circuit imprimé, un corps élastique déformable associé à des éléments conducteurs disposés en regard desdits collecteurs à travers les perforations de l'écran isolant, et des éléments mobiles tels que des billes, sensibles à la présence ou à l'absence de reliefs portés par un support d'informations embossé, pour déformer le corps élastique déformable au niveau desdites perforations et réaliser ainsi des contacts électriques entre ses éléments conducteurs associés et les collecteurs du circuit imprimé, ledit contact multipolaire étant caractérisé en ce que les éléments conducteurs associés au corps déformable sont constitués par des lamelles prédécoupées dans le sens de la longueur sur une même feuille métallique mince et élastique s'étendant sensiblement sur toute la surface de ce corps déformable. 2.- Contact électrique multipolaire selon la revendication 1, appliqué au cas particulier d'un lecteur de cartes embossées dans lesquelles les bossages représentant les informations à lire sont disposées suivant des pistes parallèles, caractérisé en ce qu'il comporte un seul contact élémentaire par piste, de manière que les informations portées par la carte soient lues de fa çon séquentielle au cours du défilement de la carte devant les organes mobiles associés à ces différents contacts élémentaires. 3.- Contact électrique multipolaire selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte également deux contacts élémentaires pour commander respectivement la rotation dans les deux sens d'un moteur électrique d'entrainement de la carte à travers le lecteur, ainsi qu'un contact supplémentaire pour indiquer la fin de la lecture.