Brevet FR2409588A1 — publié le 19790615

La présente invention concerne les interrupteurs, et plus particulièrement les interrupteurs à actionnement par pression. De tels types d'interrupteurs a contact normalement ouvert ou à contact normalement fermé sont fréquemment utilisés, notamment dans les véhicules automobiles et les dispositifs d'alarme et de sécurité. De tels dispositifs interrupteurs, mettant en oeuvre au moins deux éléments de contact électrique susceptibles d'entre dépla cés relativement l'un par rapport à l'autre lorsqu'une pression est temporairement exercée, se présentent généralement sous la forme d'un bottier rigide duquel émerge une partie ou organe d'actionnement susceptible d'être enfoncé sélectivement à l'intérieur du bottier à l'encontre d'un organe de rappel élastique.Ces dispositifs présentent l'inconv4gwent,-plus-pårticulierement dans l'emploi comme interrupteurs de portières dans les véhicules automobiles, de nécessiter le montage du corps sur le côté non apparent de la paroi, du montant de la pantière et de percer cette paroi d'un orifice permettant le passage de l'organe d'actionnement faisant saillie de l'interrupteur. En effet, outre les opérations d'usinage et de mise en place, de tels agencements présentent fréquemment des problèmes d'étanchéité, pouvant nuire d'une part à l'interrupteur lui-mdme et d'autre part pouvant induire la formation de points de rouille dans la carrosserie. La présente invention a pour objet d'obvier aux inconvénients des interrupteurs de l'art antérieur en proposant une structure d'interrupteur entièrement étanche, se présentant sous la forme d'un bloc souple, dêformable, sans organe mobile apparent, et susceptible d'etre mis en place directement par simple collage. Pour ce faire et selon une caractéristique de la présente invention, un procédé de fabrication d'un tel interrupteur électrique consiste à agencer les éléments métalliques de contacts électriques entre deux couches de matériau plastique déformable dont l'une au moins est formée de mousse cellulaire constituant l'essentiel du corps de l'interrupteur, et à pourvoir la face externe de cette couche de mousse opposée à l'autre couche de matériau plastique de moyens adhésif s en permettant la solidarisation à un élément de structure. La presente invention a pour autre objet de proposer un interrupteur à actionnement par pression du type à contact normalement fermé, entièrement étanche, susceptible d'être actionné par la mise en oeuvre d'une pression décrasement en un ou plusieurs points quelconques du corps de l'interrupteur suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la face de solidarisation à une structure fixe, et capable de supporter des pressions d'écrasement considérables. La présente invention a pour autre objet de proposer un interrupteur à actionnement par pression du type à contact normalement ouvert, susceptible d'être actionné par l'application d'une pression d'écrasement en un ou plusieurs points quelconques de la surface utile du corps de l'interrupteur. Pour ce faire et selon une caractéristiqùe de la présente invention, un-te1 interrupteur est caractérisé en ce que chaque élémentdcontact électrique susceptible d'être déplacé élastiquement dans une direction relative sensiblement perpendiculaire à l'autre élément est monté en appui par sa face opposée à l'autre élément de contact électrique sur une couche de matériau plastique souple, déformable, les deux couches étant solidarisées l'une à l'autre tout autour de la périphérie des éléments de contact, l'une au moins des couches de matériau plastique étant constituee d'une mousse alvéolaire ou cellulaire à cellules fermées formant la base du corps de l'interrupteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la descriptionsilvante de modes de réalisation donnés à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés sur lesquels La figure 1 représente en coupe longitudinale un interrupteur à contact normalement fermé selon la présente invention; La figure 2 représente de façon schématique en perspective l'interrupteur de la figure 1, avec la couche de mousse plastique supérieure enlevée; La figure 3 représente le mode de fonctionnement de l'interrupteur de la figure 1 en écrasement uniforme entre deux plaques; La figure 4 représente le mode de fonctionnement de l'interrupteur de la figure 1 en écrasement par une force de compression ponctuelle;; La figure 5 représente une vue en coupe longitudinale d'une variante de réalisation de l'interrupteur représente sur les figures 1 à 4; La figure 6 représente une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un interrupteur à contact normalement ouvert selon la présente invention: La figure 7 représente en coupe longitudinale un second mode de réalisation d'un interrupteur à contact normalement ouvert selon la présente invention ; et La figure 8 est une vue en coupe et en perspective de l'interrupteur de la figure 7. Dans le premier mode de réalisation d'un interrupteur selon la présente invention représenté sur la figure 1, le corps de l'interrupteur est constitué d'un empilage de deux couches de mousse plastique cellulaire, plus particulièrement une premiere couche intérieure formant base 1, et d'une couche supérieure 2 dont la face supérieure 3 opposée à la couche inferieure 1 constituera la face de travail de l'interrupteur. Les couches 1 et 2 sont solidarisées par exemple par collage, ou thermosoudage suivant le plan de jonction 4. Au niveau du plan de jonction 4,la couche inférieure 1 est formée avec un logement oblong 5 pour recevoir une lame métallique souple 6, par exemple en cuivre ou en laiton écroui, cette lame 6 étant destinée à ponter deux barrettes coplanaires et parallèles 7, 7' s'étendant sensiblement perpendiculaires à la lame 6 dans le plan de l'interface 4. Les barrettes 7 et 7' sont pourvues à leurs extrémités d'encoches 8 destinées au montage de ces barres 8 sur des éléments de support ou tampons 9, de forme cylindrique et réalisés en un matériau plastique souple et plein, par exemple en caoutchouc, de façon à présenter une élasticité nettement inférieure à l'élasticité des couches en mousse cellulaire 1 et 2 constituant le corps de l'interrupteur. Ces tampons, loges dans la base 1 de l'interrupteur sont solidarisés à leurs extrémités opposées aux barrettes 7 et 7' à une plaque rigide 10 s'étendant sur la majeure partie de la base 1 et logée dans un evi- dement 11 formé dans la face inférieure de cette base 1. La solidarisation des tampons 9 à la plaque-9 et aux barrettes 7, 7' s'effectue par exemple au moyen de bourrelets 12, séparés du corps du tampon 9. par un col 13 de diamètre réduit, comme représenté sur la figure 2. Chaque barrette est pourvue d'un prolongement formant connecteur 14, 14' auquel sont reliés les fils de connexion électrique 15, 15' pour la connexion de l'interrupteur à un circuit électrique quelconque. Pour accommoder les tampons supérieurs 12, la couche de mousse supérieure 2 est avantageusement formée avec des évidements cylindriques 16, comme représenté sur les figures 1 et 4. On voit donc qu'en solidarisant la couche supérieure 2 à la couche inférieure 1, l'interrupteur selon la présente invention se présente sous la forme d'un parallélépipède parfait étanche dont seuls émergent les fils de connexion 15, 15'. La face inférieure de la base 1 est avantageusement recouverte d'une feuille souple de matériau adhésif 17, constituée par exemple d'un adhésif double face pour permettre la solidarisation par simple collage de l'interrupteur sur une paroi, par exemple la feuillure d'une portière de voiture. On a représenté sur les figures 3 et 4, un mode de fonctionnement d'un interrupteur selon la présente invention. Sur la figure 3, l'interrupteur est montré écrasé entre deux plaques 180, 180' c'est-à-dire soumis à une pression uniforme P. Corrélativement, l'interrupteur s'écrase de façon uniforme, c'est-à-dire que les deux couches de mousse 1 et 2 sont comprimées de façon sensiblement uniforme sur toute leur surface. Cette compression, sous l'action de l'épaisseur de la couche de mousse supérieure 2, amène la lame métallique 6 à être déplacée vers le bas, dans la position représentée sur la figure 3.Les tampons 9 ayant un module d'élasticité différent de celui des couches de mousse 1 et 2 sont, à la différence de ces dernières, seulement légèrement écrasées, de sorte que les barrettes 7 et 7', solidaires de ces tampons, sont déplacées par rapport à leur position de repos représentées sur la figure 1, d'une distance très inférieure à la distance de déplacement de la lame élastique 6, de sorte que celle-ci est séparée des barrettes 7, 7' interrompant ainsi le circuit entre les barrettes 7 et 7' et donc entre les connecteurs 15 et 15'.La pression P peut atteindre sans dommages 60 à 80 kg/cm2. Une simple pression localisée P", comme représentée sur la figure 4, provoque une déformation locale de la couche supérieure 2 induisant un déplacement, angulaire dans le cas de la figure 4, de la lame élastique 6 accompagné d'une compression également locale de la mousse de la couche inférieure 1 . Dans ce cas, aucun des tam pons 9 n'est écrasé de sorte que meme une très faible déflexion de la lame 6 provoque la séparation de cette dernière par rapport à l'une des barrettes (la barrette de gauche 7 sur la figure 4), interrompant également ainsi le circuit. Dès cessation de la pression P ou P', l'élasticité naturelle des couches de mousse 1 et 2 ramène l'interrupteur selon la présente invention dans sa configuration normale de repos représente sur la figure 1, c'est-à-dire ramène la lame élastique 6 en contact avec la ou les barrettes 7, 7'. Les couches de mousse 1 et 2 étant réalisées en mousse cellulaire à cellules fermées et étant solidarisées sur tout le pourtour de plan d'interface 4, les éléments métalliques 6 et 7, 7' sont ainsi maintenus dans une ambiance parfaitement étanche, insensibles aux salissures et à l'humidité de sorte que le fonctionnement de l'interrupteur n'est pas altére dans le temps. Toutefois, pour obvier aux pertes d'élasticité, inhdren- tes au vieillissement des mousses cellulaires, on peut prévoir, comme représenté dans le mode de réalisation de la figure 5, un organe élastique de rappel supplémentaire 18, pour la lame élastique 6, et constitué par exemple par une lame de clinquant ou en matériau -thermoplastique semi-rigide sous la forme d'un arc prenant appui par ses extrémités sur la plaque rigide 10 et par son extrémité bombée contre la face inférieure de la lame 6 oppose aux barrettes -7 et 7'. De même,comme représenté sur les figures 2 et 5, la face supérieure 3, de la couche supérieure 2 est avantageusement pourvue d'une couche protectrice 19 en matériau plastique souple non cellulaire,tel qu'un polymère élastomère ou du PVC,pour éviter une usure rapide par arrachage ou par adhérence de la face de travail de l'interrupteur. Les couches en mousse cellulaire I et 2 sont réalisées en mousse de caoutchouc synthétique ou en mousse de néoprène, telles que celles vendues commercialement sous les marques SOCAMOUSE et SOCAPRENE, ou en mousse de polyuréthane, notamment les tampons 9 étant par exemple réalisés en caoutchouc synthétique au néoprène avec une dureté Shore d'environ A 60-80. On a représenté sur la figure 6, un premier mode de réalisation d'un interrupteur à contact normalement ouvert selon la présente invention. Dans ce mode de réalisation, la lame métallique 60 est positionnée (avantageusement collée) au fond d'un logement 50, analogue au logement 5 du mode de réalisation des figures 1 à 5 quoique avantageusement légèrement plus profond. Les barrettes sont ici remplacées par une autre lame métallique élastique 61 s'étendant en porte-à-faux sur toute la longueur du logement 50 et bridée par ces extrémités 62, 62' s'étendant dans le plan de l'interface 4 au-delà du logement 50 entre la couche de mousse inférieure 1 et la couche de mousse supérieure 2, celles-ci étant solidarisées à la périphérie non seulement du logement 50 mais également à la périphérie des extrémités 62 et 62' de la lame supérieure 61. On comprendra que, dans ce mode de réalisation, une légère pression exercée en un point quelconque de la face supérieure 3 de la couche supérieure 2 (avantagement protégée par un revêtement 19 analogue à celui des figures 2 et 5),amènera la lame 61 à fléchir pour venir en contact avec la lame 60, une pression plus forte provoquant alors la déformation des deux lames 60 et 61, les coussins de mousse 1 et 2 ramenant ces lames dans la position de repos représentée sur la figure 6 dès cessation de la pression sur l'interrupteur. On a représenté sur la figure 7 un autre mode de réalisation d'un interrupteur à contact normalement ouvert selon la présente invention Dans ce mode de réalisation, les lames 60' et 61' présentent une section courbe au repos et portent l'une contre l'autre par leurs bords longitudinaux 63, 63' et 64, 64' avec interposition entre ces bords longitudinaux des rebords rabattus vers l'intérieur 66 de deux feuilles de matériau isolant 65, par exemple un papier aux silicones s 'étendant sur la périphérie externe des lames courbes 61' et 60'. Les lames sont maintenues dans leur position représentée sur la figure 8 par une feuille de matériau plastique souple et déformable 190, analogue par exemple à la feuille de protection 19 des modes de réalisation précédents, une feuille semblable 191 étant interposée entre la feuille 190, l'assemblage de lames et la base 1 de l'interrupteur, laquelle est constituée, comme dans les modes de réalisation précédents, d'une couche de mousse cellulaire à cellules fermées ou éventuellement ouvertes. Les couches 190 et 191 sont solidarisées, par exemple par collage ou thermosoudage; à la périphérie de l'agencement de lames élastiques, et la couche inférieure 191 est solidarisée au niveau de l'interface 4 avec la base en mousse cellulaire 1. L'assemblage de lames 60' et 61' est ainsi parfaitement isolé de l'extérieur et rendu insensible à l'humidité et aux poussières. Aux extrémités du cylindre biconvexe constitué par les lames 60' et 61', chacune de celles-ci est connectée à une ligne 151 ou 15'1 pour la connexion de l'interrupteur a un circuit électrique quelconque, Les lames 60' et 61' sont avantageusement réali- sées en laiton fortement écroui, ou en cuivre. Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modification et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier dans le mode de réalisation des figures 7 et 8, une couche de mousse supérieure 2 peut être disposée au-dessus de la couche 190 selon les degrés d'écrasement requis pour l'interrupteur. De même, dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 5, les portions de la lame 6 venant en contact avec les barrettes 7, 7' ainsi que certaines zones-de la lame 60 de la lame 61 dans le mode de réalisation de la figure 6 peuvent être argentées superficiellement, pour améliorer le contact entre les éléments mobiles de l'interrupteur. Par ailleurs, quel que soit-le mode de réalisation, un tel interrupteur peut se présenter sous la forme d'une bande de longueur quelconque pouvant aller jusqu'à plusieurs metres, notamment dans lE cas de dispositifs de sécurité et d'alarme, par exemple pour les banques et les grandes surfaces. Pour ce faire, dans le cas de l'interrupteur à contact normalement fermé (utilisable avec un courant de garde), une série d'interrupteurs unitaires du type de ceux decrits ci-dessus peuvent être assemblés en serie, avec des bornes élastiques successives en cascades. Enfin, dans l'utilisation comme interrupteur de portière, le retour à la masse peut s'effectuer directement en interposant l'extrémité dénudée du connecteur ad hoc 15 ou 15' entre la face adhésive de l'interrupteur et le metal, éventuellement gratté, éliminant ainsi une connexion. REVENDICATIONS 1 - Interrupteur linéaire à actionnement par pression comprenant au moins deux éléments de contact électrique, dont l'un au moins est capable d'être déplacé élastiquement dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'autre élément, ces éléments étant montés dans un corps, des moyens de connexion électriques étant reliés à ces éléments, caractérisé en ce que chaque élément est monté en appui par sa face opposée à l'autre élément sur une couche de matériau plastique souple1 déformable, les deux couches étant solidarisées l'une à l'autre autour de la périphérie des éléments de contact, l'une au moins des couches de matériau plastique étant constituée d'une mousse cellulaire formant la base du corps de l'interrupteur. 2 - Interrupteur selon la revendication 1, caractérise en ce qu'il comprend au moins une barrette métallique montée sur deux éléments de support logés dans une première couche de mousse cellulaire, formant la base du corps de l'interrupteur, et une lame métallique s'étendant sensiblement perpendiculaire à la barrette et montée sur la première couche de mousse alvéolaire de façon à être normalement maintenue en contact avec la barrette, une seconde couche de mousse cellulaire étant rapportée sur les éléments métalliques et solidarisée à la première couche de mousse cellulaire. 3 - Interrupteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments supports sont constitués en matériau plastique souple, plein, d'élasticité inférieure à celle des couches de mousse cellulaire. 4 - Interrupteur selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte deux barrettes coplanaires, distantes l'une de l'autre, la lame élastique s'étendant sensiblement perpendiculairement entre et au-delà de ces barrettes, en contact normal avec celles-ci, les moyens de connexion électriques étant reliés individuellement à chaque barrette. 5 - Interrupteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments de support se présentent sous la forme de tampons cylindriques, chaque tampon supportant, à une extrémité une extrémité de barrette et étant solidaire, à son autre extrémité, d'une plaque rigide logée dans la première couche de mousse cellulaire formant la base de l'interrupteur. 6 - Interrupteur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un organe élastique, logé dans la première couche de mousse cellulaire, est tendu entre la lame métallique et la plaque rigide. 7 - Interrupteur selon la revendication 1, caractérise en ce qu'il comprend une première lame métallique souple, montée à la surface supérieure d'une première -couche de mousse cellulaire et une seconde lame métallique s 'étendant au-dessus de la première lame, normalement écartée de celle-ci, et recouverte par une couche de matériau plastique déformable, solidarisée autour de la périphérie des lames à la première couche de mousse. 8 - Interrupteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première lame est logée dans le fond d'un évidement formé dans la surface supérieure de la première couche, la seconde lame étant montée par ses extrémités s'étendant au-delà de l'évide- ment sur la surface supérieure et étant maintenue par ces extrémités entre la première couche de mousse et la couche de matériau plastique déformable de recouvrement. 9 - Interrupteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche de matériau plastique déformable s' étendant sur la seconde lame est une seconde couche de mousse cellulaire. 10 - Interrupteur selon la revendication 7, caractérise en ce que les première et seconde lames présentent une section transversale cintrée et sont montées en appui l'une sur l'autre par leurs bords longitudinaux avec interposition d'un isolant entre les bords en appui l'un contre l'autre. Il - Interrupteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la couche de matériau plastique déformable s'étendant sur la seconde lame métallique se présente sous la forme d'une feuille en matériau plastique souple, pleine, étanche, le maintien en position relative des deux lames cintrées étant assuré par serrage entre cette feuille souple et la première couche de mousse. 12 - Interrupteur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une seconde couche de matériau plastique analogue à la pre mière couche de matériau plastique est interposée entre la première couche de mousse et l'assemblage de lames, cette seconde couche de matériau plastique étant solidarisée à la première couche de mat6~ riau plastique tout autour de la périphérie de l'assemblage de lames. 13 - Interrupteur selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 12, caractérise en ce que la mousse cellulaire plastique est à cellules fermées. 14 - Interrupteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 13, caractérisé en ce que la face de la première couche de mousse opposée à l'autre couche de matériau plastique souple est revêtue d'une feuille de matériau adhésif, 15 - Procédé de fabrication d'un interrupteur électrique linéaire à actionnement par pression, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de disposer entièrement des éléments métalliques de contact électrique de façon à pouvoir se déplacer relativement l'un par rapport à l'autre, entre deux couches de matériau plastique souple, déformable, dont l'une au moins est formée d'une mousse cellulaire constituant l'essentiel du corps de l'interrupteur, et de pourvoir la face externe de cette couche de mousse opposée à l'autre couche de matériau plastique, de moyens adhésifs pour la solidarisation de l'interrupteur à un élément de structure.