Brevet FR2495373A1 — publié le 19820604

L'invention concerne un commutateur électrique. Le commutateur de l'invention est caractérisé en ce qu'il se compose d'une palette pivotant à l'encontre d'un moyen élastique et disposée entre un support fixe et un support mobile, les supports fixe et mobile étant pourvus de plots de contact électriques propres à coopérer avec des plots de contact en regard fixés sur les faces opposées de la palette pivotante pour l'établissement d'une liaison électrique, le support mobile étant relié, par l'intermédiaire d'un ressort, à un moyen de commande mobile, lEmplitude du mouvement du moyen de commande mobile étant telle que lors de son actionnement le point de liaison du ressort au moyen de commande passe d'un côté à l'autre du point de liaison de ce ressort au support mobile en passant par une position instable de ce ressort pour déplacer le support mobile vers la palette pivotante en direction opposée du déplacement du moyen de commande. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le support mobile est monté pivotant et est réalisé sous la forme d'un étrier, tandis que le moyen de commande se déplace par translation entre les branches de cet étrier, le ressort de liaison du moyen de commande à l'étrier étant réalisé sous la forme d'un ressort hélicoïdal relié par ses deux extrémités aux branches de l'étrier et par sa zone centrale au moyen de commande mobile par translation. Les deux parties de ressort ainsi séparées par la zone centrale étant de pas contraire. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'étrier est monté pivotant sur le support fixe. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le moyen de commande présente un plot en contact, pour son actionnement, avec une came montée à rotation. L'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective éclatée du commutateur, - la figure 2 est une représentation schématique illustrant le basculement du ressort d'actionnement de part et d'autre de son équilibre instable, - la figure 3 est une coupe longitudinale d'un ensemble de commutation destiné à un véhicule automobile, - la figure 4 est une coupe suivant A-A de la figure 3, - la figure 5 est une coupe suivant B-B de la figure 4, - la figure 6 est une coupe suivant C-C de la figure 3, - la figure 7 est une coupe suivant D-D de la figure 3, - la figure 8 est une coupe suivant E-E de la figure 6. La présente invention a en conséquence pour but la réalisation d'un commutateur électrique qui soit d'un fonctionnement sQr, d'un faible volume et qui permette l'établissement de circuits électriques de forte puissance tout en étant d'une bonne fiabilité. Un tel commutateur pourra par exemple eAtre utilisé en raison de ses avantages pour constituer des ensembles de commutation pour des véhicules automobiles et notamment pour des camions dont les divers commutateurs de commande sont groupés sous la forme d'un ensemble et doivent permettre un nombre d'actionnements élevé de circuits parcourus par des courants de forte intensité. A cet effet, ce commutateur se compose d'une palette 1 réalisée en matériau conducteur qui est montée pivotante en 11 dans des échancrures prévues sur une cornière conductrice 2. Cette palette 1 comporte, sur ses faces opposées, des plots de contact électriques 12 et 13 qui sont disposés respectivement en regard de plots de contact électriques 31 et 41 prévus sur une platine conductrice 3 et sur un étrier conducteur pivotant 4. A cet effet, cet étrier 4 est monté pivotant en par l'extrémité de ses branches, sur deux ailes 32 de la platine fixe 3. Entre les deux branches de l'étrier 4 est logée la cloison médiane 51 d'un coulisseau 5 monté mobile en translation dans des glissières 61 d'un bottier 6. La cornière 2 et la platine 3 sont reliées en et 33 aux conducteurs du circuit électrique à commander. Sur la cornière 2 et sur la palette 1 sont prévus des bossages assurant le maintien d'un ressort à boudin 7 tendant à maintenir le plot de contact 12 écarté du plot de contact 31. Par ailleurs, entre le coulisseau 5 et l'étrier 4 est disposé un ressort hélicoïdal 8 dont la partie centrale dépourvue de spires est accrochée en 81 dans une encoche prévue sur la partie médiane 51 du coulisseau 5 et dont les deux extrémités du ressort 8 sont accrochées en 82 dans des encoches prévues sur les branches de l'étrier 4, les deux parties du ressort 8 ainsi séparées par la zone centrale étant de pas contraire. Le fonctionnement de ce commutateur est le suivant Lorsque l'on déplace le coulisseau 5 dans le sens de la flèche M en agissant sur le plot 52' la partie médiane accrochée en 81 au ressort 8 exerce une torsion de ce ressort jusqu'à ce que ce point d'accrochage 81 soit situé dans le plain délimité par les points de pivotement 42 de l'étrier 4 et les points d'accrochage en 82 des extrémités du ressort 8. Au cours de ce mouvement du coulisseau 5, le ressort 8 passe (voir figure 2) de la position 83 à la position 84 qui correspond à un équilibre instable du ressort 8. En effet, dès que le ressort 8 a passé ce point d'équilibre, il bascule brusquement dans la position 85, ce qui a pour effet de faire pivoter l'étrier 4 vers la pelette 1 pour mettre tout d'abord, dans un premier temps en contact les plots 41 et 13, puis, dans un deuxième temps, de comprimer le ressort 7 pour faire pivoter la palette 1 et mettre en contact le plot 12 et le plot 31 sans création d'un temps mort dans l'alimentation électrique du circuit raccordé. On constate donc que lors de la mise en contact préalable des plots 13 et 41 le circuit électrique est refermé par la liaison suivante - raccordement 33, platine 3, ailes 32' zone de pivotement 42' étrier 4, plots 41 13, palette 1, zone de pivotement 11, cornière 2 et zone de raccordement 21. La fermeture de ce circuit électrique se produisant lors de la mise en contact des plots 13 et 41 ces plots de contact électriques sont réalisés à l'aide d'un matériau tel que du tungstène susceptible de résister efficacement à la détérioration (brûlures, oxydation, collage) réalisée par les arcs électriques. Au deuxième temps de fermeture du commutateur, les plots 12 et 31 viennent en contact l'un de l'autre, ce qui produit la fermeture du circuit électrique également par la liaison suivante - raccordement 33, platine fixe 3, plots 31 12, palette 1, zone de pivotement 11, cornière 2, zone de raccordement Les plots de contact 31 et 12 assurant ainsi la fermeture du circuit électrique par une liaison parallèle à celle établie par les plots 13 et 41 ces plots 31 et 12 n'ont pas pour fonction d'absorber et de résister à l'effet destructeur des arcs électriques, dont la durée est limitée au premier temps de fermeture, et seront réalisés en matériau bon conducteur d'électricité tel qu'argent et cuivre. Lors de l'ouverture du circuit électrique, le coulisseau 5 est déplacé dans le sens contraire de la flèche M et la palette 1, l'étrier 4 et le ressort 8 se déplacent en sens contraire. Ainsi, lorsque le ressort 8 passe de la position 85 à la position 84, l'étrier 4 tend à s'éloigner du plot 31 et le ressort 7 fait pivoter la palette 1 afin de couper la liaison des plots 31 et 12 tout en maintenant la liaison des plots 13 et 41 puis lorsque le ressort 8 est dans la position 84, il bascule brusquement dans la position 83, ce qui a pour effet de séparer brusquement les plots 13 et 41 pour réaliser la coupure du circuit électrique. On constate donc que l'ouverture du commutateur se produit également en deux temps, les arcs électriques de rupture ne pouvant se produire que lors de la séparation des plots 13 et On notera également que ce commutateur peut être réalisé sous un faible volume étant donné que les plots de contact 31 12, 13 et 41 sont disposés pratiquement en aligne- ment à faible distance l'un de l'autre et que dans le sens transversal, la largeur du commutateur est déterminée par la longueur du ressort 8. Egalement, on notera que ce ressort 8 a pour fonction, du fait de son couple de torsion, de maintenir les branches de l'étrier 4 en liaison mécanique et électrique avec la platine 3 à hauteur des zones de pivotement 42 constituées par des rabats extérieurs des branches de l'étrier 4, logés dans des encoches des bords latéraux 32 de la platine 3. En outre, du fait de sa construction, ce commutateur peut vala lement entrer dans la construction d'ensembles de commutation, tels que celui représenté sur les figures de 4 à 8. et qui est destiné à assurer les commutations d'éclairage et d'actionnement des avertisseurs sur un véhicule automobile. Cet ensemble se compose d'un bottier 9 pourvu d'un levier de commande 10 mobile dans trois directions orthogonales afin de produire - Dans une première direction - par un pivotement d'angle A, la mise en marche ou l'extinction des feux de croisement - en prolongeant le pivotement selon rangle A par un pivotement suivant l'angle B, la mise en marche ou l'extinction des feux de route - par un pivotement d'angle C, la réalisation des appels opti ques. - Dans une deuxième direction, en exerçant une pression sur l'extrémité du levier 10 dans la direction D de l'axe de ce levier pour l'actionnement des avertisseurs. - Dans la direction perpendiculaire aux deux précédentes et par des pivotements latéraux d'angles E et F, l'actionnement des clignotants droit ou gauche du véhicule. Le bottier 9 comporte trois dispositifs de commutation 13, 14 et 15 dont les coulisseaux de commande sont représentés en 131, 141 et Pour assurer ces fonctions de commutation, les coulisseaux 131, 141 et 151 des commutateurs sont actionnés par une même came 17 qui est pourvue d'une rainure 18 dans laquelle sont logés des plots 132 et 142 des coulisseaux 131 et 141. La forme de cette rainure est déterminée pour communiquer aux plots 132 et 142 un mouvement d'amplitude suffisant pour produire la commutation (en deux temps) telle qu'expliquée en liaison avec les figures 1 et 2. En outre, la périphérie de la came 17 comporte un bossage 171 destiné à venir en contact avec un plot 152 poussé par un ressort et solidaire du coulisseau 151 du commutateur 10. Le commutateur 14 est destiné à produire l'allumage des feux de croisement, le commutateur 13 l'allumage des feux de route et le commutateur 15 allumage des ampoules d'appels optiques. La came 17 est montée à rotation sur un manchon 91 du bottier et cette came est solidaire d'un pignon conique 172 qui engrène avec la denture 191 d'un secteur 19 pivotant dans le bottier 9 par l'intermédiaire de portions d'axe 191 et 192. Le secteur 19 est relié au levier 10 par un axe de pivotement 20, perpendiculaire aux portions d'axe 191 et 192 et ce secteur 19 est également pourvu d'une ouverture 193 servant de passage au prolongement en forme de fourche 211 de la pièce 21, les deux branches de cette fourche encadrant l'extrémité du levier 10. La pièce 21 est également montée pivotante en 212 sur un axe situé dans le prolongement de l'axe 20. Cette pièce 21 comporte un plot 22 poussé par un ressort qui vient s'appli- quer, en position de repos, contre la base d'une lame 23 en forme de V qui est pourvue de plots de contact électriques 23 à ses extrémités. Ces plots de contact 231 sont placés entre des plots de contact correspondants prévus sur des lames 24 et 25, de manière que par le pivotement de la pièce 21, le plot 22 vienne s'appuyer sur l'une des deux branches du V de la lame 23 pour assurer la mise en contact des plots 231 soit avec le plot de la lame 25, soit avec le plot de la lame 24 et assurer ainsi l'allumage des clignotants gauche ou droit suivant le sens de pivotement du levier 10 dans la direction E ou F. Comme on le remarque sur la figure 5, la lame 23 comporte deux languettes rabattues 231 qui viennent se loger dans des évidements de forme correspondante réalisés dans un support 26 du bottier 9. Le maintien du commutateur inverseur 23, 24, 25 dans la position sélectionnée par le levier 10 pour produire l'allumage des clignotants gauche ou droit est assuré par le poussoir 27, poussé par un ressort et logé à l'intérieur de l'extrémité du levier 10, ce poussoir venant se placer entre des crans 194 prévus sur le secteur 19. De même la matérialisation des différentes positions angulaires de la came 17 est déterminée par un poussoir 28 qui, sous l'action d'un ressort, vient se placer entre des crans 195 du secteur 19. Ainsi, le pivotement du secteur 19 autour des portions d'axe 191 et 192 est déterminé angulairement par le poussoir 28, ce qui correspond à déterminer les diverses positions angulaires de la came 17 commandée par le secteur denté 191 afin de maintenir dans la position ouverte ou fermée les commutateurs 13 ou 14. Le secteur 19 comporte également un second poussoir 196 (voir figures 6 et 8) qui vient se loger entre les crans d'une pièce fixe 20. Cette pièce 20 possède ainsi un cran 201 qui est décalé du poussoir 196 dans la position de repos du secteur 19, les flancs de ce cran étant inclinés de manière non symétrique par rapport aux crans adjacents 202 et 203. Les flancs des crans 202 et 203 présentent une inclinaison plus faible que celle du cran 201 si bien que lors du pivotement du levier 10 suivant l'angle C pour produire un appel optique, le poussoir 196 se déplace avec une faible résistance le long du flanc du cran 203 alors que par contre si l'opérateur pivote le levier 10 suivant l'angle A pour allumer les feux de croisement, il doit produire un effort plus important sur le levier 10 de manière à ce que le plot 196 franchisse le cran 201. Cette disposition permet donc à l'opérateur de repérer la commande qu'il effectue par les résistances différentes offertes au pivotement du levier 10. En effet, lors d'un appel optique suivant l'angle C, la résistance au pivotement du levier est déterminée par l'inclinaison du flanc 203 alors que pour le pivotement suivant l'angle A, la résistance offerte au pivotement du levier est constituée par la somme des résistances créées par les poussoirs 28 et 196 coopérant avec les crans 201 et 195. Si l'opérateur désire passer de l'allumage des feux de croisement à l'allumage des feux de route par pivotement du levier suivant l'angle B, dans ce cas, la résistance au pivotement est déterminée par la résistance au passage du plot 28 entre l'un des crans 19 à laquelle vient s'ajouter la résistance créée par le plot 196 se déplaçant sur la rampe 202. R E V E N D I C A T I O N S 10) Commutateur électrique caractérisé en ce qu'il se compose d'une palette (1) pivotant à l'encontre d'un moyen élastique (7) et disposée entre un support fixe (3) et un support mobile (4), les supports fixe et mobile étant pourvus de plots de contact électriques (31 41) propres à coopérer avec des plots de contact en regard (12, 13) fixés sur les faces opposées de la palette pivotante (1) pour l'établissement d'une liaison électrique, le support mobile (4) étant relié, par l'intermédiaire d'un ressort (8), à un moyen de commande mobile (5), l'amplitude du mouvement du moyen de commande mobile étant telle que lors de son actionnement le point de liaison (81) du ressort au moyen de commande passe d'un côté à l'autre du point de liaison (82) de ce ressort au support mobile en passant par une position instable de ce ressort pour déplacer le support mobile vers la palette pivotante en direction opposée du déplacement du moyen de commande. 20) Commutateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le support mobile (4) est monté pivotant et est réalisé sous la forme d'un étrier, tandis que le moyen de commande (5) se déplace par translation entre les branches de cet étrier, le ressort (8) de liaison du moyen de commande à l'étrier étant réalisé sous la forme d'un ressort hélicoïdal relié par ses deux extrémités (82) aux branches de l'étrier et par sa zone centrale (81) au moyen de commande (5) mobile par translation, les deux parties de ce ressort ainsi séparée par la zone centrale étant de pas contraire. 30) Commutateur électrique conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que l'étrier (4) est monté pivotant sur le support fixe. 40) Commutateur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de commande (5) présente un plot de contact (52) pour son actionnement par une came (17) montée à rotation. 50) Commutateur conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la came (17) est délimitée par une rainure (18) recevant le plot. 60) Commutateur conforme à la revendication 4, caractérise en ce que la came (17) est pourvue d'un pignon (172) engrenant avec un secteur denté pivotant (191), des butées élastiques (196, 28) coopérant avec des crans (195, 20) assurant la matérialisation des diverses positions de la came et du secteur. 70) Commutateur conforme à la revendication 6, caractéri en ce que la came coopère avec deux butées élastiques, l'une (196) des butées coopérant avec des crans dissymétriques (20). 80) Commutateur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de commande (1 du commutateur est disposé sous l'action d'un ressort de rappel (1