Brevet FR2326020A1 — publié le 19770422

La présente invention a pour objet un commutateur rotatif, ou rotacteur, du genre dans lequel les plots en correspondance de deux flasques, ou stators, annulaires sont réunis, dans certaines positions, par des lamelles périphériques parallèles a l'axe d'une galette, ou rotor, tournant entre les deux stators et destiné en particulier mais non exclusivement à etre monté sur des cartes porteuses de circuits imprimés, de manière à réaliser des connexions électriques des éléments desdits circuits. -Un commutateur du genre précité est décrit dans le brevet français 1.398.866. Dans ce brevet, les éléments élastiques pressant les lamelles contre les plots statoriques, sont constitués par des ressorts de traction agissant sur les lamelles en prenant appui sur un élément périphérique du rotor, alors que dans la technique antérieure à ce brevet ces éléments prenaient appui, d'une manière générale, sur le moyeu du rotor. Dans un commutateur rotatif destiné aux circuits imprimés et. qui doit, par suite, être aussi miniaturisé que possible.,. il est indispensable d'obtenir deux fonctions principales qui Iont, d'une part, ltétablissement d'un bon contact entre une partit de l'élément mobile et les plots fixes et, d'autre part, lrét.abli.ssement d'un contact précis entre les plots qui sont effect*vement 3 connecter. Cette seconde fonction de mise en position angulaire précise, sera appelée par la suite indexation. Pour obtenir la miniaturisation des rotacteurs, c'.est-.a-dire de contacteurs dans lesquels les contacts fixes sont de petites dimensions et très rapprochés, il a été nécessaire de renoncer à indexer ces commutateurs au moyen de leurs contacts, c'est-à-dire d'abandonner la solution dans laquelle les organes de. contacts fixes ou mobiles s'emboîtaient élastiquement les uns dans les autres pour marquer les positions de contact. On connaît des contacteurs miniaturisés dans lesquels l'indexation est obtenue par un encliquetage extérieur au commutateur proprement dit, ctest-à-dire extérieur à l'ensemble stators-rotor . Toutefois, dans ce dispositif, il n'est pas possible de commander plusieurs commutateurs au moyen d'un meme arbre de commande, en raison des jeux et des torsions qui apparaissent sur cet arbre lorsque sa longueur augmente. En effet, la mise en position angulaire ne peut etre rigoureusement transmise par l'arbre aux organes mobiles des commutateurs les plus éloignés de l'encliquetage d'indexation. La présente invention a pour objet un commutateur rotatif qui remédie aux inconvénients précédemment mentionnés et qui permet une auto-indexation de chaque galette ou rotor. L'inventîon a également pour but un commutateur dont le profil des moyeux soit tel qu'il permette un empilage de plusieurs éléments commutateurs sans contraintes mécaniques. Selon la présente invention, le commutateur rotatif comportant au moins une paire de stators annulaires porteurs de plots fixes de contact en correspondance à leur périphérie interne et au moins un rotor tournant entre une paire de stators susceptibles de mettre en contact, par au moins une barrette parallèle à son axe, un plot de l'un des stators avec un plot du second stator, est caractérisé en ce qutun rotor porte à sa périphérie un nombre de bossages égal au nombre de plots de chaque stator, au moins un galet portant élastiquement sur le chemin de roulement ainsi formé. Ainsi, l'élément d'encliquetage est directement lié au rotor. Il en résulte un positionnement très précis dans la mesure où chaque bossage correspond à un plot. Selon une autre caractéristique de l'invention, les stators étant munis d'oreilles de fixation, deux galets sont montés symétriquement-par rapport à l'axe du rotor, à l'intérieur de deux oreilles, les deux galets étant réunis mécaniquement par un ressort traversant la troisième oreille. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, en regard des figures qui représentent - la figure 1 une vue éclatée du commutateur rotatif - la figure 2 une vue du rotor du c8té opposé à celui de la fig. 1; - la figure 3 une vue partiellement arrachée de face d'un commutateur selon la présente invention ; - la figure 4, une coupe selon la ligne A-A de la figure 3 - la figure 5, une vue d'une plaquette métallique destinée à être moulée à l'intérieur d'un stator, puis découpée pour former les plots fixes. - la figure 6, un contacteur monté sur des circuits imprimés. Sur la figure 1 apparaissent les différents éléments constituant un commutateur ou une. partie de commutateur. Le rotor 1 porte à sa périphérie des bossages surmoulés 3. Deux galets 4, reliés par un fil ressort 5, coopèrent avec les bossages 3 et immobilisent le rotor i lorsqu'ils sont dans les creux des bossages. Le rotor 1 est monté rotativement à l'intérieur de l'espace défini par deux stators 2. Le mouvement du rotor à l'intérieur des stators est guidé par des bagues 6, de préférence en matière plasmique autolubrifiante, qui prennent appui d'une part dans les rainures 17 dii rotor et, d'autre part, dans les rainures 16 des stators. Le rotor porte des éléments de contact qui consistent en une lamelle, ou cavalier, 9 montée coulissante sur une tige 7 solidaire du-support 8. Un re5sort-14 est placé entre le support 8 et le cavalier 9. L'ensemble constitué par les éléments 7, 8, 9 est introduit dans une cavité 18 prévue dans le rotor. Dans 1' exemple qui est représenté sur la figure 1 et sur les figures suivant, quatre cavités perpendiculaires ont ont été prévues, mais il est évident que, d'une part, il est possible d'en prévoir davantage et que, d'autre part, il ntest pas nécessaire de placer un élément de contact dans chaque cavité du rotor, le nombre d'elements nécessaires dépendant de l'application envisagée. Un stator 2 est constitué par une pièce de forme générale circulaire, h Iin-térieur de laquelle est prévu un dégagement permettant le passage du moyeu du rotor. Le stator 2 présente à sa périphérie quatre oreilles 12, 12a, 13, 13a, qui permettent la réunion de deux stators emprisonnant un rotor. A cet effet, lesfacesexternes2c des stators 2 sont sensiblement à l'aplomb de la face arrière du stator, alors que les faces 12a des oreilles font saillie à partir de la surface interne du stator, de manière à déterminer le logement de la partie périphérique du rotor. Les oreilles 12 et 12a sont munies de dégagements 12b permettant l'introduction de galets 4, les deux rainures 12c servant de guides aux axes 4a des galets. Le stator comprend en outre, moulés dans la masse, des conducteurs Il terminés par des blocs llb qui affleurent la surface interne des stators. Les oreilles 13 et 13a sont munies d'orifices permettant le passage de tiges filetées, par exemple, assurant la liaison mécanique entre les deux stators. D'autre-part, il est possible de placer des agrafes 121 sur les oreilles 12 et 12a dans les rainures 122, qui permettent de solidariser deux stators et qui améliorent la tenue mécanique de l'ensemble. Le moyeu du rotor 1 présente une ouverture axiale 19 en forme de croix permettant le passage d'un sabre profilé. Le moyeu fait saillie de part et d'autre de la galette et présente sur la face avant un profil 20 qui est inverse de celui de la face arrière 21 qui apparaît à la figure 2. La possibilité d'assembler ainsi des rotors successifs permet de former des blocs rigides ne présentant pas de contraintes mécaniques lors des manoeuvres. La figure 2 représente le rotor 1 montré sur la figure 1, vu de autre c8té. On y retrouve les mêmes constituants, à l'exception du moyeu dont la forme est inverse de la forme du moyeu représenté sur la figure 1. Les mêmes constituants portent les mêmes références. Les figures 3 et 4 sont des coupes du commutateur monté et assemblé permettant de mieux comprendre le fonctionnement du dispositif. Sur l'ensemble des figures, le rotor 1 est muni de 12 bossages qui correspondent aux 12 plots formés dans les stators 2, les plots des stators étant placés en regard l'un de l'autre. L'expres8ion "les bossages correspondant aux plots signifie que le sommet dtun bossage et le sommet d'un plot sont sur un même axe lorsque le eommutatear est en position de commutation, r'est-a-dire qutau moins un cavalier assure la liaison électrique entre deux plots des deux stators.Sur la figure 3, quatre éléments de commutation ont été montes à l'intérieur d'un rotor . ils assurent la mise en communication électrique des paires de conducteurs 110 > itl, 112 et 113 de deux stators. Cette mise en contact électrique est obtenue par amenée des cavaliers 9 sur les plots llb. Les ressorts 10 sont comprimés et assurent un bon contact électrique. Les galets 4 prennent appui contre la partie infArieure de deux bossages de telle manière que la position du rotor soit verrouillée.Le ressort 5 qui assure ce verrouillage est emprisonné dans une rainure 14 prévue a l'intérieur de oreille 13+ Lorsque, sous l'action de l'axe de commande, le rotor 1 tourne dans un sens ou dans l'autre, les cavaliers 9 glissent sur la surface des plots Iîb, le ressort se détend, les galets arrivent en position d'équilibre instable sur les sommets des bossages 3 et provoquent la mise en position du commutateur sur les plots suivants. La figure 4 permet de mieux voir le montage des galets à l'intérieur des oreilles 12 et le montage du rotor sur les stators par l'intermédiaire de bagues 6. Le procédé de fabrication de commutateurs selon l'invention est le suivant - des plaquettes métalliques, de préférence en argent, sont prédécoupées sous la forme qui est représentée sur la figure 5. Ces plaquettes sont ensuite moulées à l'intérieur des stators 2. L'opération suivante est un découpage de la plaquette selon la forme 23 représentée en pointillés sur la figure 5. Le stator une fois réalisé, le rotor est moulé. Les ressorts 10 sont montés contre les supports 8 et les cavaliers 9 sont glissés sur la tige 7, l'ensemble ainsi constitué étant introduit dans le dégagement 18 prévu à cet effet dans le rotor Les bagues de plastique 6 sont alors montées dans les rainures 17, de part et d'autre de la galette du rotor et ces bagues contribuent à la fixation des cavaliers 9 en position latérale. Le rotor ainsi constitué est amené contre deux stators, dans les oreilles desquels ont été préalablement introduits les galets 4, le ressort les reliant étant glissé dans la rainure 14 de l'oreille 13.Les stators sont ensuite fixés l'un contre autre, au moyen de tiges filetées et/ou d'agrafes et le sabre d'entraînement est placé à travers l'ouverture 19. Le commutateur ainsi obtenu peut etre ensuite fixé sur une plaque de circuits imprimés et les éléments réunis par soudure aux pattes lla figure 5). On peut, bien entendu, monter plusieurs commutateurs de ce type sur des plaques de circuits imprimés parallèles les axes des rotors étant alignés de façon à permettre une commande unique. La figure 6 représente un montage de deux commutateurs selon la présente invention, fixés sur deux cartes portant des circuits imprimés 24 et 25 parallèles entre elles. La fixation des commutateurs sur les plaques est obtenue grâce à des tiges filetées 30 traversant les oreilles 13 et coopèrant avec des boulons 31. Le commutateur est assemblé comme il a été dit précédemment au moyen de deux agrafes 121 incluses dans les rainures 122 des oreilles 12 et 12a. Les pattes lia des contacts Il sont soudées sur le circuit imprimé après pliage à 909. Sur la figure 6, les deux commutateurs 27 et 28 sont commandés simultanément par un axe commun 29 dpnt I'extrémité postérieure non représentée, a la forme d'une croix, correspondant au profil interne 19 du rotor 1 (figure 1). Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent dtêtre décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Commutateur rotatif comportant au moins une paire de stators annulaires porteur de plots fixes de contact et au moins un rotor pouvant tourner entre une paire de stators, ledit rotor portant des contacts de-connexion entre un plot d'un stator et un plot de l'autre stator, caractérisé en ce que le rotor porte à sa périphérie un nombre de bossages égal au nombre de plots de chaque stator au moins un galet portant élastiquement sur la périphérie du rotor. 2.- Commutateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les stators étant munis d'oreilles, une paire de galets est emprisonnée dans une paire d'oreilles placées symétriquement par rapport à l'axe du rotor. 3.- Commutateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les galets précités sont mécaBiquement reliés par un ressort passant à travers une troisième oreille. 4a.~ Commutateur selon l'une quelconque des revendications précédentes s caractérisé en ce que les contacts portés par le rotor sont constitués par des cavaliers coulissant sur une tige un ressort étant intercalé entre le cavalier et le support de la tige, les cavaliers étant parallèles à l'axe du rotor et traversant celui-ci. 50.- Commutateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyeu du rotor est percé d'un orificepour la traversée d'un axe de commande, ledit moyeu présentant sur les côtés placés de part et d'autre de la galette des sculptures cruciformes de reliefs opposés, permettant ltemboftement d'un rotor sur le rotor suivant. 60. Dispositif de commutation pour circuits imprimés, caractérisé en ce qutil comprend au moins un ensemble statorsrotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, lesdits commutateurs étant reliés par un axe de commande commun. .7.- Procédé de fabrication d'un commutateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes - moulage du stator dans lequel est noyée une plaque métallique prédécoupée. - - découpe des plots de contact, - moulage du rotor, - montage des galets dans les oreilles du stator, - introduction du rotor entre les stators, - assemblage des deux stators entre eux par agrafage, - montage sur le circuit d'utilisation.