Brevet FR2296930A1 — publié le 19760730

L'invention concerne des interrupteurs, actionnés manuelle- ment, pour circuits électriques. Un but de l'invention est un interrupteur à main perfectionné, qui réponde à une pression si légère qutil semble à l'utilisateur répondre au simple toucher. Un tel interrupteur possède des qualités d'utilisation en même temps qu'une certaine qualité de surprise qui augmente son intérêt. Celui-ci est renforcé par le fait que l'interrupteur est relativement peu coûteux par rapport aux interrupteurs répondant vraiment au simple toucher. L'invention a en conséquence pour objet un interrupteur, actionné manuellement, pour circuit électrique, qui soit relativement peu coûteux et qui semble répondre au simple toucher. Lorsque des interrupteurs actionnés manuellement sont au service du public, il est habituel pour certaines gens, que ce soit par amusement ou par vandalisme, de trafiquer ces interrupteurs. Ces gens, de façon caractéristique, ne cherchent pas à détruire les interrupteurs. nais ils les bloquent avec des épingles, des adhésifs, des bouts de papier ou d'autres corps étrangers, ce qui les rend momentanément hors d'état d'être actionnés par les autres usagers. 'l'invention a en conséquence pour objet un interrupteur électrique, actionné manuellement, paraissant répondre au simple toucher, qui soit pratiquement impossible à trafiquer. Un interrupteur électrique actionné manuellement comprend selon l'invention: un boiter, un contact fixe monté dans le boi- tier, un contact mobile monté également dans ledit boîtier et normalement rappelé par une force électrique en position fermée où il porte sur ledit contact fixe, un opérateur répondant en se déplaçant à une légère pression externe qui lui est appliquée de façon déterminée, une transmission de force comprenant comme moyen agissant du liquide disposé dans un état normal d'équilibre dans ledit boîtier entre et en contact avec lesdits contacts fixe et mobile, ladite transmission de force répondant au déplacement dudit opérateur en transmettant audit contact mobile une force de grandeur suffisante pour écarter ledit contact mobile de sa position fermée où il porte sur ledit contact fixe, ladite transmission de force étant construite 1le, et son liquide étant de viscosité telle que ladite force élastique sur ledit contact mobile agissant pendant un laps de temps en rapport avec ladite viscosité suffit pour ramener ledit contact mobile en portée sur ledit contact fixe à la seule condition que le déplacement dudit opérateur ne soit pas accru au-delà de sa valeur initiale; ainsi ledit contact mobile peut etre à nouveau écarté de sa position fermée, où il porte sur ledit contact fixe, par un déplacement suyplémentaire dudit opérateur après le rétablissement de ladite portée. Dans l'exécution préférée de l'invention l'opérateur est une cloison flexible qui forme une paroi du boîtier. La transmission de force comprend, dans une cavité cylindrique du boîtier, un s6- parateur qui divise cette cavité en deux chambres, la cloison flexible formant une paroi de l'une de ces chambres, et ledit liquide remplit les deux chambres. Une ouverture du séparateur permet le passage du liquide d'une chambre à l1autre.Lecontactmoùlle en position fermée ferme sensiblement cette ouverture. La cloison, lorsqu'elle est déprimée vers l'intérieur, chasse du liquide d'une chambre à l'autre, ce qui déplace le contact mobile depuis sa position fermée en sa position ouverte. L'invention, ses dispositions et ses. avantages, seront maintenant décrits en se référant aux figures suivantes, données à titre d'exemples non limitatifs: - la figure i est une vue explosée des principaux organes de l'exécution actuellement préférée de l'invention; - la figure 2 est une coupe de l'exécution selon la figure 1, les organes étant assemblés; - la figure 3 est une coupe de 12. figure 2 selon la ligne 5-3, - la figure 4 est une vue explosée des principaux organes d'una autre exécution de l'invention; - la figure 5 schématise en plan les principaux organes d'encore une autre exécution de l'invention. En se référant d'abord à la figure 1, le boftier 11 peut être fabriqué en tout matériau therKoplastique approprié de haute résistance au choc. Le boîtier 11 forme une cavité cylindrique 12, fermée à un bout par une cloison flexible 13 (figure 2) logée dans un léger creux formé par un rebord circulaire 14. La cloison 13 est assez grande et assez mince pour se déprimer d'une façon appropriée quand on appuie dessus; dans la susdite exécution, on a employé, avec de bons résultats,une une cloison ronde, de diamètre 24 mm environ et d'épaisseur 1,3 mm environ. Un séparateur 15 est monté serré dans la cavité cylindrique 12. Cet organe en plastique moulé est un disque, entourant une cloison conique concave, dont la profondeur maximale, dans la susdite exéoution, est d'environ 1,5 mm. Le séparateur 15 forme aussi une fenêtre rectangulaire 16 s'ouvrant dans un passage circulaire 17. Une broche de contact 18a ou 18b est placée à chaque bout de la fenêtre 16, le pied de chaque broche passe dans un trou du séparateur 15 et comprend un bossage 20a ou 20b qui dépasse dans un bout de la fenetre-16. Dans la susdite exécution, après l'insertion des broches 18a et 18b,il reste libre une fe nêtre rectangulaire dont les dimensions sont environ 12,7 fl sur 5,1 mm. Sous le bossage de l'une des broches de contact (la broche 18b sur les figures), est montée une lamelle ou paillette 21, encochée à un bout pour faciliter ce montage. A l'autre boucla paillette 21 se termine en une partie axiale surélevée, qui est formée dans le dessus de la bande pendant le poinçonnage de celleci. Dans ladite exécution, la paillette 21 est façonnée dans une bande de cuivre au béryllium, plaqué or, d'épaisseur environ 8/100 mm. La partie surélevée est limitée par des rabats de la bande, pliés vers le bas selon une ligne allant du centre de la partie surélevée au tiers environ du bord de la bande à partir de la partie surélevée (ceci est représenté sur les figures de façon volontairement exagérée).A la partie surélevée, les bords des rabats forment entre eux un angle de 1200. Le contact électrique mobile comprend la paillette 21 et la broche 18b, le contact fixe étant la broche 18a. La partie surélevée 22 forme la surface de contact du contact mobile, normalement elle porte sur le dessous du bossage 20a du contact fixe 18a. Cette portée est assurée par une force élastique, obtenue par un cintrage avant montage de la paillette 21 et par un montage en redressant la courbure. Une force élastique convenant dans la susdite exécution demande l'application d'une force d'environ 2 grammes sur la partie surélevée de la paillette 21 pour la séparer de la broche 18a, -ceci à l'état sec des surfaces. La paillette 21, la surface de la fenêtre 16 entre les bossages des pieds degbroches 18a et 18b, la cloison conique du séparateur 15, et la cloison flexible 13 délimitent dans l'interrupteur une chambre primaire ou de travail "axa. 'la paillette 21, le passage circulaire 17, et un joint en élastomère 23 définissent une chambre secondaire ou de réserve "B't. Ce joint, en caoutchouc dans ladite exécution, est muni de deux trous par lesquels il est glissé sur les corps des broches de contact 18a et 18b. Un chapeau 24, avec deux rebords annulaires 25 et 26, est appliqué sur le joint 23 en assurant son étanchéité. Be chapeau 24 est maintenu dans cette position, par chauffage ramollissant le bord G (figure 2) de la cavité cylindrique 12 au-dessus du chapeau 24 et par moulage le rabattant sur le bord du chapeau de façon appropriée. Dans le chapeau 24 le creux entouré par le rebord 26 forme un espace vide 27, avec un trou dtair 28, pour ltexpansion du joint 23. Dans la présente exécution préférée de l'invention, la chambre primaire "Â" et la chambre secondaire "B" sont remplies de diméthyl polysiloxane, de viscosité 12 500 centistokes. Des passages de décharge 31 et 32 (figure 3) sont formés par les intervalles entre les longs côtés de la fenêtre rectangulaire 16 et les bords en regard de la paillette 21, qui est faite suffisamment étroite, par rapport à la largeur de la fenêtre 16, pour ménager ces passages. Ces passages de décharge sont dimensionnés, en fonction du liquide qui remplit les chambres tt et "B", pour permettre au fluide de s'écouler lentement d'une chambre à l'autre, en réponse à des changements dans les conditions ambiantes, sans perturber la condition normalement fermée de la paire de contacts. Dans ladite exécution préférée, ces passages mesurent chacun environ 12,7 mm sur 0,13mm. La structure ci-dessus est celle d'un interrupteur, actionné manuellement, qui semble fonctionner au simple toucher d'une personne. Lorsqu'elle place son doigt dans le creux formé par le rebord 14 et l'appuie légèrement sur la face extérieure de la cloison flexile 13, celle-ci se déprime. Dans l'exécution préférée de l'inventior, cette dépression produit une force momentanée qui fait passer du liquide de la chambre "", par la fenêtre rectangulaire 16, vers la chambre "B", en raison de la pression du liquide plus grande dans la chambre "À". En s'écoulant ainsi, le liquide soulève la paillette 21, comme représenté de façon volontairement exagérée sur la figure 2, contre sa force élastique, depuis sa position normalement fermée, où elle porte sur le contact fixe 18a, en une position hors de portée sur ce contact jusqu'à ce que sa force élastique contre-balance la force agissant sur elle. Pour pouvoir recevoir le liquide forcé hors de la chambre primaire "A", il faut que la chambre secondaire wB" puisse augmenter de volume; ceci est assuré par le joint 23, qui se gonfle dans l'espace vide 27 sous le chapeau 24. En se gonflant suffisamment pour loger tout le liquide forcé hors de la chambre "À" par la dépression de la cloison flexible 13, la différence de pression entre les deux chambres et la force agissante disparaissent: la paillette 21, sous l'action de sa force élastique, revient en sa position fermée où elle porte sur le contact fixe 18a, meme si la cloison flexible 13 est maintenue dans la même position déprimée qui a produit l'ouverture initiale des contacts.Le mouvement de retour de la paillette 21 est, dans ces conditions, amorti par la viscosité du liquide. Be retour de l'interrupteur en sa position de repos lui permet de fonctionner à nouveau, à partir d'une position déprimée de la cloison flexible 13, pourvu qu'elle puisse être déprimée davantage par une pression plus forte du doigt. Si la paillette 21 st revenue en sa position fermée avant la disparition de la pression du doigt sur la cloison flexible 13, les passages de décharge 31 et 32 permettront le retour du liquide depuis la chambre secondaire "B" dans la chambre primaire "A" lorsque cette pression disparaîtra. Si, au contraire et comme plus normal, la pression sur la cloison flexible 13 disparaît avant le retour de la paillette 21 en sa position fermée, le retour du liquide se fera & la fois par les passages de décharge 31 et 32 et par l'intervalle entre la paillette 21 et le contact 18a. Sur différents interrupteurs de la construction ci-dessus décrite, une force de 28 grammes, appliquée au centre de la cloison flexible 13, la déprime de 6 â 25 millièmes de millimètre en son centre. Lorsque cette dépression est imprimée assez vite, elle produit une bonne séparation des contacts. Au contraire, si cette dépression est progressivement imprimée, pendant un temps assez long, cela permet au liquide de passer dans la chambre "B" par les passages de décharge 31 et 32, sans jamais déplacer la paillette 21 hors de portée sur le contact 18a. Bien qu'on puisse le faire volontairement, il faut une attention un soin extrêmes et une haute adresse manuelle.La pression et la vitesse d'application de cette pression, qui sont nécessaires pour que la cloison flexible 13 fasse écouler du liquide depuis la chambre "A" vers la chambre "B" assez rapidement pour séparer les contacts, sont si faibles que l'interrupteur semble fonctionner en réponse au simple toucher de l'utilisateur. L'interrupteur décrit ci-dessus est à tous points de vue et pour tous emplois non-trafiquable à destruction. Il n'est pas possible de le bloquer, puisque son contact mobile retourne toujours à l'état repos,même si la force d'actionnement est maintenue constante. En conséquence, à moins de détruire la cloison flexible 13, un abus suffisant pour la déformer ne met pas l'interrupteur hors d'usage. L'interrupteur décrit ci-dessus a l'avantage qu'aucun des paramètres, dimensions ou autres de ses organes n'a à être main- tenu dans des tolérances très étroites. La faiblesse de la force d'actionnement, avec la grandeur relative de la viscosité du liquide utilisé, permet des imperfections de fabrication qui augmentent la taille des passages de décharge 31 et 32 et l'épaisseur de la cloison flexible 13 sans augmenter par trop la force demandée par la cloison flexible 13 pour actionner l'interrupteur. De même,la force élastique de la paillette 21 peut elle aussi être augmentez sans effectivement augmenter la force d'actionnement. Encore, la possibilité pour le contact mobile de revenir à sa position de repos,même ai la cloison flexible 13 reste déprimée, permet à la cloison flexible une déformation ou autre malfaçon après fabrication sans mettre I1 interrupteur hors d'usage. L'invention prévoit d'autres structures que celle décrite ci-dessus, et qui atteignent les memes résultats. Les figures 4 et 5 décrivent de telles structures. Dans l'exécution selon la figure 4, un opérateur 50 est monté dans un boîtier (non représenté) de façon à engager son bout pointu 59 avec une cloison 57 homologue de la cloison 13. L'opérateur 50 est relié, par un res soft52logédans une encoche 53,à unbras d'actionnement 51. De meuve, un bras de contact mobile 54 sur lequel est monté un contact mobile 54a, est relié à l'opérateur 50 par un ressort 55 logé dans une encoche 56. Normalement, le contact mobile 54e porte sur un contact fixe 58, monté dans le boîtier de l'interrupteur de façon appropriée. Le bras d'actionnement 51 et le bras de contact mobile 54 coopèrent par des surfaces proches l'une de l'autre, qui peuvent se déplacer l'une par rapport à l'autre, et qui portent entre elles une couche d'un liquide de haute viscosité. Le susdit diméthylpolysiloxane, à 12 50G centistokes, est estimé approprié. En service, lorsqu'on presse sur la cloison 57, l'opérateur 50, le bras d'actionnement 51 , et la couche de liquide visqueux qui lui adhère ainsi qu'au bras de contact mobile 54 avec le contact mobile 54a sont déplacés ensemble. La force d'actionnement est momentanément transsslise au contact mobile 54e par l'intermédiaire du liquide visqueux réunissant par adhérence le bras d'actionnement et le bras de contact mobile. Ici aussi, la force d'action nement disparate avec le temps, perce que le contact mobile revient en portée sur le contact fixe sous l'action du ressort 55,malgré la liaison par adhérence du liquide visqueux.Ceci reste vrai me me si la pression est maintenue sur la cloison 57 à une valeur telle que i'opérateur 50 avec le bras d'actionnement 51 ne sont pas ramenés dans leurs positions initiales par la force du ressort 52. L'exécution selon la figure 5 emploie un-tube 70 rempli d'un liquide de haute viscosité, tel que le diméthylpolysiloxane de 12 500 centistokes. Ce tube pivote à un bout sur un pivot 71 du boTtier (boîtier non représenté). Un bras de contact mobile 72, en partie plongé dans le liquide visqueux, est articulé à l'autre bout du tube 70 sur une charnière 73. Une étanchéité appropriée (non représentée) pêche le liquide visqueux de fuir par le bout du tube 70 d'où sort le bras de contact 72.Un contact fixa 74 est monté dans le bottier de façon telle qu'un ressort 75 pousse normalement le contact mobile 72 en portée sous le contact fixe 74. Be tube 70, avec le bras de contact 72, sont poussés contre la cloison 77, homologue de 18 cloison 13- de la susdite exécution préférée, par un ressort 78ajusqu'd ce qu'une butée 79 bute sous la face interne de la cloison. Sn service, une pression sur la cloison 77 déplace le tube 70 et le bras de contact 72 momentanément ensemble, ce qui sépare le bras de contact 72 et le contact fixe 74. Ce mouvement momentané d'ensemble est dû à ce que le bras de contact 72 est incapable de se déplacer très rapidement à travers le liquide remplissant le tube 70,à cause de la haute viscosité de ce liquide. Be tube 70, le bras de contact 72 et le liquide de haute viscosité constituent la transmission de force dans cette exécution. Dans cette exécution, de même que dans les deux exécutions déjà décrites, la force d'actionnement disparaît après un certain temps, parce que le bras de contact 72 retourne à sa position de repos, en portée sous le contact fixe 74, sous l'action du ressort 75, qui surpasse la tendance du liquide visqueux à s'opposer au passage du bras à travers lui. Ceci se produit même si la pression est maintenue sur la cloison 77 et le tube 70 ne peut pas reprendre sa position initiale sous l'action du ressort 78. Il est clair que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, apporter des modifications aux interrupteurs décrits, et aux compositions et viscosités des liquides décritesXbien que ceci tende â changer le temps pris par le contact mobile pour revenir à sa position ititiale. D'autres modifications, encore, sont évidentes pour l'homme de l'art à l'étude de ces descriptions. RE VEN DI C A T IONS 1.- Interrupteur électrique actionné manuellement,compre nant un boTtier, un contact fixe monté dans le boîtier, un contact mobile monté dans ledit boîtier et normalement rappelé par une force élastique en position fermée où il porte sur ledit contact fixe, et un opérateur répondant en se déplaçant à une légère pression externe qui lui est appliquée d'une façon déterminée, caractérisé en ce qu'il comprend une transmission de force comprenant comme moyen agissant du liquide disposé dans un état normal d'éqùilibre dans ledit boTtier entre et en contact avec lesdits contacts fixe et mobile, la dite transmission de force répondant au déplacement dudit opérateur en transmettant audit contact mobile une force de grandeur suffisante pour écarter ledit contact mobile de sa position fermée, où il porte sur ledit contact fixe, ladite transmission de force étant construite telle et son liquide étant de viscosité telle que ladite force élastique sur ledit contact mobile agissant pendant un laps de temps en rapport avec ladite viscosité suffit pour ramener ledit contact mobile en portée sur ledit contact fixe à la seule condition que le déplacement du dit opérateur ne soit pas accru au-delA de sa valeur initiale, ceci assurant audit contact mobile la possibilité d'hêtre à nouveau écarté de sa position fermée, où il porte sur ledit contact fixe, par un déplacement supplémentaire dudit opérateur après le rétablissement de ladite portée. 2.- Interrupteur actionné manuellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit opérateur est une cloison flexible ledit boîtier comprend une cavité cylindrique fermée à un bout par ladite cloison flexible, et ladite transmission de force comprend un séparateur qui divise ladite cavité cylindrique en une chambre de travail et une chambre de réserve, une paroi de ladite chambre de travail étant formée par ladite cloison flexible, ledit liquide remplissant les deux chambres, et une ouverture dans ledit séparateur permettant audit liquide de s'écouler depuis ladite chambre de travail dans ladite chambre de réserve, ledit contact mobile dans sa position fermée étant placé pour obturer ladite ouverture, ledit liquide déplaçant ledit contact mobile depuis sa position fermée dans une position ouverte lorsque ledit liquide s'écoule depuis ladite chambre de travail dans ladite chambre de réserve en réponse à ladite pression externe appliquée à ladite cloison flexible de ladite façon déterminée. 3.- Interrupteur actionné manuellement selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite transmission de force comprend un joint en élastomère qui forme une paloi de ladite chambre de réserve et l'étanche contre un fuite de liquide, ledit joint se gonflant sous l'arrivée de liquide depuis ladite chambre de travaildans ladite chambre de réserve pour que ladite chambre de réserve puisse recevoir le liquide forcé à travers ladite ouverture par la flexion de ladite cloison flexible. 4.- Interrupteur ectionné manuellement selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite ouverture et ledit contact mobile dans sa position fermée forment des passages de décharge qui permettent un écoulement graduel de liquide dans chaque direction entre ladite chambre de travail et ladite chambre de réserve. 5.- Interrupteur actionné manuellement selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit liquide a une constante diélectrique plus grande que celle de l'air et une viscosité d'environ 12 500 centistokes. 6.- Interrupteur actionné manuellement selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit contact mobile comprend une bande de cuivre au béryllium, qui est courbée en position de portée sur ledit contact fixe, et qui est ainsi rappelée en position fermée. 7.- Interrupteur actionné manuellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit boîtier comprend un corps en plastique avec une cavité cylindrique fermée à un bout par ledit opérateur qui comprend une cloison flexible formant une paroi dudit corps, dans lequel est inséré un séparateur le divisant en une chambre avant et une chambre arrière, ladite paroi formée par ladite cloison flexible est une paroi de ladite chambre avant, ledit liquide remplit les deux chambres, un joint en élastomère forme une paroi de ladite chambre arrière et l'autre bout de ladite cavité cylindrique en l'étanchant contre une fuite de liquide, une ouverture est formée dans ledit séparateur, lesdits contacts comprennent une première et une deuxième broches de contact électrique et une paillette de contact, chaque broche étant placée à un bout de ladite ouverture, lesdites broches de contact traversant ladite chambre arrière et ledit joint en élastomère pour connexion préparée dans un circuit électrique, ladite paillette de contact étant logée dans ladite chambre arrière et placée sur ladite ouverture, ledit contact étant fixe par rapport à l'une des broches de contact et mobile par rapport à l'autre et faisant ressort portant sur cette dernière contre laquelle il est rappelé par sa force élastique, ledit liquide en réponse à un accroissement effectif de la dépression de ladite cloison étant forcé hors de ladite chambre avant dans ladite chambre arrière à travers ladite ouverture en déplaçant ledit contact hors de portée sur ladite dernière broche de contact contre sa force élastique, ledit joint en élastomère se gonflant pour permettre à ladite chambre arrière de recevoir le liquide forcé dedans, ladite force élastique remettant ledit contact en portée sur ladite dernière broche de contact lorsque les pressions du liquide dans lesdites chambres avant et arrière approchent de l'équilibre meme si ladite cloison reste déprimée, ceci rendant ledit interrupteur capable de fonctionner à nouveau en réponse à une dépression supplémentaire de ladite cloison. 8.- Interrupteur actionné manuellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite transmission de force comprend un bras d'actionnement déplacé en réponse à une pression appliquée audit opérateur, et un bras de contact sur lequel est monté ledit contact mobile, une surface dudit bras d'actionnement étant disposée proche d'une surface dudit bras de contact mobile, ledit bras d'actionnement et ledit bras de contact mobile étant montés dans ledit boiter avec leurs dites surfaces proches pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre, une couche dudit liquide étant placée entre lesdites surfaces proches dudit bras d'actionnement et dudit bras de contact mobile, ledit liquide ayant une viscosité qui est suffisamment élevée pour faire adhérer momentanément ledit bras de contact mobile avec ledit bras d'actionnement afin de déplacer le contact mobile en position ouverte en réponse à l'application sur ledit opérateur de ladite pression externe de ladite façon déterminée. 9 .- Interrupteur actionné manuellement selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort, lié audit bras d'actionnement et audit bras de contact mobile et exerçant ladite force élastique qui ramène ledit contact mobile en ladite position fermée après un temps en ladite position ouverte. 10.- Interrupteur actionné manuellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite transmission de force comprend un tube, fermé à un bout, monté pivotant en ce bout dans ledit boiter, et mobile en réponse à une pression appliquée audit opérateur, ledit liquide remplissant ledit tube, un bras de contact, sur un bout duquel est monté ledit contact mobile, son autre bout étant inséré dans ledit tube substantiellement sur sa pleine longueur et plongé dans ledit liquide, ledit bras étant monté pivotant sur ledit tube approximativement à son bout ouvert, une étanchéité entre ce bout ouvert et ledit bras de contact mobile empêchant la fuite dudit liquide, celui-ci ayant une viscosité qui est suffisamment élevée pour assurer que ledit bras de contact mobile se déplace momentanément ensemble avec ledit tube en réponse à l'application sur ledit opérateur de ladite pression externe de ladite façon déterminée. 11.- Interrupteur actionné manuellement selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort, lié audit bras de contact mobile et exerçant ladite force élastique qui ramène ledit bras en ladite position fermée après un temps en ladite position ouverte.