Brevet FR2508229A1 — publié le 19821224

La présente invention concerne les commutateurs rotatifs à rotation bidirectionnelle et plus particulièrement, un commutateur permettant d'avoir, sous un faible encombrement, un nombre important de contacts francs et stables. On connatt déjà des commutateurs rotatifs dont Itindexage des positions est réalisé par un système à billes tandis que les contacts se font par l'intermédiaire de balais ou de galets frottant sur une piste. Pour diminuer l'encombrement, limiter l'usure due aux frottements et obtenir une plus grande douceur de manoeuvre, la présente invention propose la réalisation d'un commutateur dans lequel les billes ou tous autres organes roulants servent à la fois de moyen d'indexation et de contact. Pour ce faire, ledit commutateur comporte une partie mobile solidaire d'un axe de rotation actionné par une molette, composée d'une platine d'entraînement et d'une cage dans les logements de laquelle sont placés des organes roulants sur lesquels la platine est maintenue en pression par au moins un ressort, et une partie fixe composée d'une couronne de détrompage munie d'autant de logements que de contacts à assurer dans lesquels aboutissent des contacts reliés aux circuits électriques à commander et qui recoivent les organes roulants entraînés par la platine et circulant sur ladite couronne. Les figures annexées, en regard de la description qui va suivre, permettront de mieux comprendre l'invention et en feront ressortir d'autres particularités : - la figure 1 est une vue en coupe des divers éléments du commutateur. - la figure 2 est une vue en coupe du commutateur monté. - la figure 3 est une vue en plan de la cage. - la figure 4 est une vue en plan de l'ensemble pièce de contact et couronne de détrompage. - les figures 5, 6, 7 et 8 représentent des variantes du dispositif. Une molette 1 (fig. 1 et 2) comporte un canon interne 13 traversé par un axe 12, lequel est engagé également dans le canon 14 d'une platine 3 et dans un ressort 2 placé en appui élastique sur les portes constituées par les canons 13 et 14. L'axe 12 traverse également une cage 5 dans laquelle sont prevus des logements 15 disposés à 1200 les uns des autres, (fig. 3) pour recevoir des billes 4. L'extrémité étrécie 16 de l'axe 12 est engagée successivement dans, une pièce de contact 6, une couronne/7 elle-même logée dans l'orifice coopérant d'une couronne 8 de detrompage , une platine de circuit imprimé 10, souple ou rigide et finalement introduit dans le trou borgne 17 d'une plaque de fermeture 11. La pièce de contact 6 comporte (fig. 4) deux séries de languettes de contact 18a, 18b, 18c et l9a, 19b, 19c. Les languettes d'une même serie sont disposées à 400 l'une par rapport à l'autre et chacune eFt diamétra lement opposée à la languette homologue de la seconde serie. La couronne 8 de détrompage possède deux séries de logements 20a, 20b, 20c et 21a, 21b, 21c dont les cotés sont chanfreinés en forme de rampe 24. Ces logements sont disposés de façon identique à celledes languettes de la pièce de contact laquelle est montée par rapport à la couronne 8 de manière à faire correspondre chacune des languettes avec son logement coopérant.De même, le circuit imprimé 10 possède deux séries de plots de contact 9a, 9b, 9c et 22a, 22b, 22c disposés de fanon identiques à celle des logements de la couronne 8 pour que chacun des plots se trouve au dessous du logement correspondant. Lorsque le système est en place, (fig. 2), l'ensemble formé par la pièce de contact 6, la couronne de contact 7, la couronne de détrompage 8 et le circuit imprimé 10 est maintenu en position fixe par la portée 23 de l'axe 12, tandis que l'ensemble platine 3 - cage 5 est entratné en rotation par le mouvement de l'axe 12 provoque par la rotation de la molette 1. Le contact électrique est établi entre la pièce 6, la couronne 7 et le circuit imprimé 10. La platine 3 sur laquelle s'exerce l'action du ressort 2 maintient les billes 4 en pression sur l'ensemble fixe. La rotation de la platine 3 entrasse les billes 4 qui roulent sur la couronne 8 tout en restant posi tionnées à 1200 les unes par rapport aux autres par la cage 5. La figure 4 represente le système dans une position stable. La bille 4a est au bas de la rampe 24, dans le logement 20b de la couronne 8, elle appui sur la languette 18b qui établit, de ce fait, le contact avec le plot 9b. Du fait de la différencie angulaire existant entre la position des billes et celle des logements de la couronne 8. Les deux autres billes 4b et 4c ne sont pas en position travail, au fond d'un logement, mais sur le chemin de roulement de la couronne 8.Pour un bon fonctionnement du commutateur, il est nécessaire qu'il y ait au moins deux billes menantes roulant sur une surface plane pour permettre l'extraction de la ou des billes menées des logements de la couronne. On voit que l'ensemble formé des billes et desdits logements sert à la foins, à l'indexage des positions de contact et au contact lui-même, ce qui permet une réduction des pièces necessaires. Si. la rotation s'effectue dans le sens des aiguilles d'une montre, c'est ensuite la bille 4b qui viendra en position contact dans le logement 21c après une rotation de 200 de l'axe 12 puis la bille 4a dans le logement 20a, la bille 4b dans le logement 21b, la bille 4c dans le logement 20c et ainsi de suite. Si le mouvement de l'axe 12 a lieu dans le sens inverse, c'est la bille 4c qui viendra dans le logement 21a, puis la bille 4a dans le logement 20c etc... On établit donc successivement, avec trois contacts mobiles six circuits différents pour une rotation de la molette de 3600. La platine 3 est en appui élastique sur les billes, de sorte qu'elles tournent librement dans les logements 15 de la cage 5 et roulent sans frottement sur la couronne 8, accomplissant un demi-tour sur elles-même en un tour de molette. Des variantes du dispositif tel qu'il vient d'être décrit sont représentées sur les planches IV et V. L'une d'elle (fig. 5) consiste à remplacer les plots de contacts soudés sur le circuit 10 par des plots épaulés 30 chasses dans la couronne de détrompage 8. Le système etant en pression, le circuit 10 est maintenu entre ces plots et une couche de mousse 25. La pièce de contact est supprimée et la polarité est ramenée par une rondelle 26 foxée sur la platine 3 qui se trouve en contact avec les billes 4 réalisées en matériau conducteur, et l'axe 12 maintenu en pression sur le circuit 10. Dans une autre variante (fig. 7 et 8) la couronne de détrompage 27 sert également de rondelle de contact. Pour ce faire elle comporte des chemins conducteurs 28 déterminant les positions de contact des billes 4, toujours conductrices. Dans tous les cas, le ressort de pression médian peut être remplacé par une pluralité de ressort 29 (fig. 6). De même les billes peuvent être remplaces par des rouleaux ou tout autre élément analogue. Bien entendu le nombre de position d'indexage et de contacts peut être modifie par utilisation d'un nombre différent de contacts fixes et mobiles. Les limitations sont d'ordre technologique : il est nécessaire d'avoir toujours au moins deux billes menantes, d'autres part le diamètre d'encombrement détermine une limite maximale du nombre des billes et des contacts fixes, de même la réalisation sérigraphique des contacts portés par le circuit imprimé ; en outre, l'angle de rotation entre deux positions de contacts de la molette ne doit pas être trop faible afin de permettre un bon indexage de ces positions. REVENDICATIONS 1 - Commutateur rotatif à rotation bidirectionnelle dans lequel la fonction d'indexage et de contact est assurée par le même élé- ment, du type dans lequel une molette entrain un axe de rotation, Caractérise en ce qu'il comporte une partie mobile solidaire de l'axe de rotation composée d'une platine d'enralnement 3 et d'une cage 5 dans les logements de laquelle sont placées des organes roulants 4 sur lesquels la platine est maintenue en pression par au moins un ressort et une partie fixe composée d'une couronne de détrompage 8 munie d'autant de logements que de contacts à assurer dans lesquels aboutissent des contacts reliés aux circuits électriques à commander et qui reçoivent les organes roulants entraînés par la platine et circulant sur ladite couronne. 2 - Commutateur selon la revendication 1, Caractérisé en ce qu'une pièce de contact est intercalée entre la cage et la couronne de détrompage et qu'elle comporte autant de languettes que de contacts à assurer chacune desdites languettes étant disposée au-dessus d'un logement de la couronne de détrompage. 3 - Commutateur selon la revendication 2, Caractérisé en ce que les logements de la couronne de détrompage sont munis de chanfreins en forme de rampe. 4 - Commutateur selon la revendication 1, Caractérisé en ce qu'une rondelle de contact est fixée sous la platine d'entratnement au contact des organes roulants, réalisés en matériau conducteur. 5 - Commutateur selon la revendication 4, Caractérisé en ce que des plots épaulés sont chassés dans la couronne de détrompage. 6 - Commutateur selon la revendication 5, Caractérisé en ce qu'unie platine portant des circuits électriques imprimés est maintenu en pression entre les plots épaulés et une couche de mousse appliquée sur le fond du boîtier de commutation. 7 - Commutateur selon la revendication 1, Caractérisé en ce que la couronne de détrompage comporte des chemins conducteurs déterminant les positions de contact des organes roulants réalisés en matériau conducteur.