Brevet FR2514941A1 — publié le 19830422

La présente invention concerne un commutateur rotatif miniature à positions multiples dont le boîtier comporte une partie métallique moulée par injection avec une douille filetée qui sert de support à l'axe du commutateur et au montage du commutateur sur un panneau, et un élément d'encliquetage entourant le rotor connecté à l'axe du commutateur et comportant des cames de détente contre lesquelles des billes sont poussées radialement par des éléments de détente associés, montés dans le rotor. On connaît des commutateurs rotatifs miniatures à positions multiples dont le boîtier et sa douille filetée sont une seule pièce en zinc,moulée par injection. Sur sa paroi interne le'boitier comporte des cames de détente venues de moulage, qui coopèrent avec des billes d'acier poussées par des ressorts Des commutateurs de ce type ont à résister à un grand nombre de cycles de commutation A cet effet, la surface d'encliquetage comporte un lubrifiant approprié En dépit de ce fait, on ne peut utiliser ce type de commutateur que dans une gamme de températures relativement restreinte, le nombre de cycles de commutation que l'on peut exécuter à la température ambiante, par exemple 20 000, décroissant jusqu'à un nombre de 1000 à 2000 (au maximum 5000) à une température de 851 C. Vers le bas, la gamme de températures est restreinte, car le lubrifiant, à des températures plus faibles, a une viscosité plus grande, si bien que le commutateur devient de plus en plus difficile à tourner. A cela on doit encore ajouter le fait que le lubrifiant peut aisément entrer dans la zone de contact On doit évidemment de la même manière lubrifier légèrement la zone de contact, mais le lubrifiant de détente est inadéquat pour l'utilisation avec des contacts, ce qui fait que la durée de vie utile des contacts se trouve fortement affectée. On connaît également des commutateurs rotatifs à points multiples dont le boîtier et la douille filetée obtenus par moulage sont faits d'un matériau plastique adéquat Ce matériau a de bonnes propriétés anti- frottement, c'est-à-dire un faible coefficient de frottement Pour cette raison, une lubrification séparée de la surface d'encliquetage n'est pas indispensable On n'a pas estimé que ces types de commutateurs avaient un nombre réduit de cycles de commutation à des températures élevées Comme désavantage de ce type de commutateurs, on peut citer cependant la résistance mécanique plus faible, en particulier de la douille filetée Cette dernière, de ce fait, ne peut pas être chargée trop lourdement, spécialement à des températures plus élevées, de telle sorte que le commutateur incorporé est susceptible de se desserrer. De plus, dans le cas d'un couple de départ excessivement élevé, la douille est susceptible de se déformer, si bien que l'axe du commutateur ne tourne plus aisément ou perd totalement sa faculté rotative. L'invention est supposée, entre autres, résoudre les problèmes dus à la conception de commutateurs rotatifs miniatures à points multiples, afin qu'en maintenant une résistance mécanique élevée, ils soient tout à fait à même de remplir leur fonction opération- nelle sur une large gamme de températures. Selon l'invention, cet objectif est atteint dans la mesure o l'élément d'encliquetage se compose d'une partie en plastique, moulée par injection ou par transfert, qui forme la paroi du boîtier et, grâce à des perçages, peut être glissé sur des tiges de rivets solidaires de la partie métallique du boîtier du commutateur qui porte la douille filetée, et aussi dans la mesure o les extrémités saillantes des tiges de rivets sont déformées pour fixer l'élément d'encliquetage dans le boîtier Par cette mesure on obtient la résistance mécanique des commutateurs de l'art antérieur comportant des boîtiers métalliques Dans le même temps, il n'est plus nécessaire d'employer un lubrifiant, ce qui évite les difficultés de contact dues à ce dernier et garantit I donc une longue durée de vie des contacts De plus, la gamme de températures dans laquelle le commutateur a un fonctionnement indiscutable s'étend jusqu'à des températures très élevées et des températures très faibles, parce que dans le cas de températures élevées il ne se produit plus de serrage (grippage) des billes contre la surface d'encliquetage et, dans le cas de très faibles températures, le couple de commande ne s'accroit plus quand la viscosité du lubrifiant augmente Quand on utilise une butée d'arrêt pour restreindre la gamme de commande (plage de rotation) on obtient de même la résistance mécanique du métal employé. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: la figure 1, une vue de dessous éclatée et en perspective d'un commutateur rotatif miniature selon l'invention; la figure 2, une vue de dessous du capot du bottier de ce commutateur; la figure 3, une vue de dessus de l'élément d'encliquetage formant une partie du bottier; la figure 4, une vue de dessous du rotor. Dans la figure 1, la référence numérique 1 indique une partie du boitiêr que l'on appellera capot, dont la partie supérieure comporte une douille filetée obtenue par moulage 2 Cet élément de structure se compose d'un métal aisément déformable, par exemple du zinc moulé par injection ou de l'aluminium moulé par transfert De préférence, le capot 1 est de configuration rectangulaire, ou mieux encore, carrée. Des tiges de rivets 4 lui sont ajoutées par moulage dans les coins 3 ou au moins dans la superficie du capot, elles s'étendent en direction du bas De préférence, ces tiges de rivets 4 sont conçues comme des extensions des éléments de support 5, les points de tran- sition de la section transversale étant conçus pour servir de surfaces de soutien 6. Selon l'invention, un élément d'encliquetage 7 (élément de détente des billes) se composant d'un matériau plastique résistant aux températures élevées et ayant un coefficient de frottement faible est à même d'être enfiché sur les tiges de rivets 4 grâce aux perçages 8 Cet élément d'encliquetage est qui plus est pourvu de parties découpées 9 qui viennent en prise avec les éléments de support 5 Ces derniers sont d'une hauteur inférieure à celle de l'élément d'encliquetage 7, ce qui se traduit par la présence d'épaulements isolants qui, lors du montage, viennent reposer sur les surfaces de soutien 6 Cet élément d'encliquetage 7, dans le même temps, constitue la paroi du commutateur rotatif miniature à points multiples La paroi interne de l'élément d'encliquetage 7 est muniede cames de détente 11 Comme matériau plastique approprié pour l'élément d'encliquetage 7, il convient d'employer un polyacétal, par exemple le matériau commercialisé sous les marques Delrin ou Hostaform, ou bien un autre polyamide ou polyuréthane, etc. A l'intérieur de l'élément d'encliquetage 7 on a disposé un rotor 12 dont l'axe (axe du commutateur) 13 est monté de manière à pouvoir pivoter à l'intérieur de la douille filetée 2 Un clip de verrouillage 14, qui est introduit élastiquement dans un logement ménagé pour lui sur l'axe du commutateur 13, empêche le rotor 12 de sortir du bottier en direction du bas Le rotor 12 est pourvu de deux perçages latéraux 15 dans chacun desquels une bille 16 est à même d'être insérée avec un ressort de compression 17 Ces billes 16 sont poussées radialement en direction de l'extérieur contre la surface interne à cames de détente de l'élément d'encliquetage 7 selon l'invention De maniere appropriée on a disposé les perçages 15 diamétralement opposés l'un par rapport à l'autre Dans le cas d'un nombre pair de cames de détente 11, les deux billes 16 peuvent être insérées tandis que dans le cas d'un nombre impair de cames de détente 11, on ne peut insérer qu'une seule bille. Pour des raisons de stabilité mécanique, le rotor est composé d'un métal adéquat, plus particulièrement de zinc moulé,et l'axe 13, composé d'un métal plus dur, tel que l'acier, est fermement inséré dans le rotor, par exemple par rivetage. Dans la partie inférieure du rotor 12 sont ménagés des logements 18 dans lesquels on peut insérer un manchon isolant 19 Dans ce dernier, on peut insérer un ressort de compression 20, et ensuite un contact en pont 21. L'extrémité du boîtier est formée par une plaque de contacts 22 constituant la partie inférieure et de préférence selon la technique connue des circuits imprimés Cette plaque 22 est enfichée grâce aux perçages 23 sur les tiges de rivets 4 qui font saillie sur l'élément d'encliquetage 7 et, par formage par exemple par matricage à chaud des extrémités saillantes des rivets, toutes les parties sont connectées pour former un ensemble Au cours de ce processus, les ponts de contact viennent coopérer avec les conducteurs et/ou des bosses de contacts disposés sur la face interne de la plaque de contacts du commutateur Les conducteurs et/ou les bosses de contact sont en connexion, aux bords 24 de la plaque, avec des broches de contact insérées 25 qui leur sont soudées et font saillie vers l'extérieur Pendant le processus de mise en place des broches de contact 25 l'on produit des points de soudure qui ne doivent pas venir en contact avec les parties métalliques du capot 1, et donc pas non plus avec les tiges de rivets 4 ou les éléments de support 5. Afin d'éviter ce contact, on a fourni des épaulements 10 sur l'élément d'encliquetage 7 De la sorte on économise une couche intérwédiaire isolante spéciale. Les tiges de rivets 4 et les perçages 8 dans l'élément d'encliquetage 7, ainsi que les perçages 23 dans la plaque de contacts 22 sont disposés de manière appropriée soit symétriquement soit asymétriquement afin que la plaque de contacts 22 et, si on le désire, l'élément d'encliquetage 7 lui aussi, puissent être fixés soit dans une seule position soit dans 2 positions séparées par un angle de 1800 Dans une réalisation préférentielle de l'invention, les éléments de support 5 ainsi que les tiges de rivets 4 s'étendent jusqu'à la paroi extérieure, et les perçages 8 ainsi que les parties découpées 9 de l'élément d'encliquetage 7 sont conçus comme des logements ouverts latéralement Ceci permet que les dimensions globales du commutateur rotatif miniature à points multiples restent particulièrement petites. Une autre réalisation appropriée de l'invention réside dans la fourniture d'une gorge annulaire 27, sur la partie interne 26 du capot, qui est traversée par un certain nombre de fentes radiales 28, ce nombre corres- pondant au nombre de cames de détente 11 Dans une ou deux des fentes 28, une broche de verrouillage 29 peut être insérée, laquelle traverse la gorge annulaire 27 et peut coopérer avec une came d'arrêt 30 du rotor 12, qui se déplace dans la gorge annulaire 27 Selon que l'une ou les deux broches de verrouillage sont insérées, la plage de rotation du rotor 12 ainsi que celle de l'axe du commutateur peut être réduite et de plus, selon la position de broches de verrouillage 29, la plage de commande peut commencer et se terminer à tous les points que l'on souhaite. Il est particulièrement avantageux qu'avec un commutateur conforme à l'invention, en remplaçant simplement l'élément d'encliquetage 7 qui a un nombre défini de cames de détente 11 par un autre type d'élément d'encliquetage 7 ayant un nombre de cames de détente 11 différant du premier, les parties restantes du commutateur à condition bien sûr que l'on interchange et que l'on remplace de manière appropriée la plaque de contacts 22 peuvent être construits pour n'importe quel nombre arbitraire et/ou degrés angulaires des positions de détente et pour des contacts mono ou bipolaires. Si, en plus de cela, on est censé fournir une limitation de la plage de rotation, le nombre de fentes 28 sur la partie interne 26 du capot l devra être chargé, un nombre défini étant suffisant pour différents nombres de détentes Par exemple, s'il est fourni 28 fentes, il est possible de prévoir un élément d'encliquetage 7 ayant de deux à douze cames de détente il, leur espacement angulaire, selon le nombre de cames de détente 11, se montant à 5 ou 6 fois l'espacement angulaire des fentes 28 En ce qui concerne les autres espacements angulaires des détentes et la possibilité de fixer la plage de commande, l'espacement angulaire des fentes 28 devra être choisie en conséquence. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Commutateur rotatif miniature à positions multiples dont le boîtier comporte une partie métallique moulée par injection avec une douille filetée qui sert de support à l'axe du commutateur et au montage du commutateur sur un panneau, et un élément d'encliquetage entourant le rotor connecté à l'axe du commutateur et comportant des cames de détente contre lesquelles des billes sont poussées radialement par des éléments de détente associés, montés dans le rotor, caractérisé par le fait que l'élément d'encliquetage( 7)est en plastique moulé par injection ou par transfert et forme la paroi du boîtier et, grâce à des perçages ( 8), peut être glissé sur des tiges de rivets ( 4) de la partie métallique ou capot ( 1) du boîtier qui supporte la douille filetée ( 2), et que les extrémités saillantes desdites tiges de rivets ( 4) sont déformées pour fixer ledit élément d'encliquetage ( 7) sur le capot de boîtier ( 1). 2 Commutateur conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit élément d'encliquetage ( 7) forme uniquement les parois latérales du boîtier, et que, comme fond, on utilise une plaque de contacts ( 22) sur laquelle s'appuient de manière élastique des éléments de contact ( 21) montés dans le rotor ( 12), ladite plaque de contacts étant enfichée sur lesdites tiges de rivets ( 4), les extrémités saillantes desdites tiges de rivets ( 4)-étant formées pour fixer en position adéquate à la fois ledit élément d'encliquetage ( 7) et ladite plaque de contacts ( 22). 3 Commutateur conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le capot de boîtier ( 1) est de forme générale carrée ou rectangulaire et que lesdites tiges de rivets ( 4) sont des extensions d'éléments de support ( 5) situés dans les coins ( 3) du capot, que ledit élément d'encliquetage ( 7) qui s'ajuste sur la partie plane du capot ( 1) est fourni avec des parties découpées ( 9) et des perçages ( 8) qui sont adaptés de telle manière à la coupe transversale des éléments de support ( 5) et des tiges de rivets ( 4) que, grâce à eux, des épaulements isolants ( 10) sont formés sur ledit élément ( 7) et coopèrent avec des épaulements opposés ( 6) desdits éléments de support. 4 Commutateur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdites parties découpées ( 9) dudit élément d'encliquetage ( 7), pour recevoir lesdits éléments de support ( 5) et, s'il y a lieu, également lesdits perçages ( 8) pour recevoir lesdites tiges de rivets ( 4) sont ouverts en direction de l'extérieur, et, en conséquence, ne forment aucun perçage fermé. 5 Commutateur conforme à la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que ladite plaque de contacts ( 22) est conçue selon la technique connue des circuits imprimés et qu'à l'endroit de ses bords ( 24) faisant saillie de chaque côté dudit élément d'encliquetage ( 7), elle est munie de broches saillantes ( 25) qui, du côté de ladite plaque de contacts qui fait face audit élément ( 7) sont soudés aux contacts ou aux conducteurs de connexion desdits contacts, et que les épaulements ( 10) sont conçus de manière que lesdites broches de contact ( 25) ou leurs points de soudure rn peuvent pas entrer en contact avec lesdits éléments de support ( 5). 6 Commutateur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que lesdites tiges de rivets ( 4) et lesdits perçages ( 8) de l'élément d'enoliquetage ( 7) sont disposés de telle manière et si cela est nécessaire asymétriquement que ladite plaque de contacts ( 22) ne peut être insérée que dans une seule position ou dans deux positions espacées l'une par rapport à l'autre de 1800. 7 Commutateur conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que ledit élément d'encliquetage ( 7) est muni de cames de détente ( 11) tout le long de sa paroi interne et que, pour limiter la plage de rotation (plage de commande), il est prévu sur la face interne ( 26) dudit capot ( 1) une gorge annulaire ( 27) coupée par un certain nombre de fentes ( 28) qui s'étendent radialement par rapport au nombre correspondant de cames de détente ( 11) dans chacune desquelles peut être insérée une broche de verrouillage ( 29), ledit rotor ( 12) étant muni d'une came d'arrêt ( 30) qui s'engage dans ladite gorge annulaire et qui est à même de venir coopérer avec une ou deux broches de verrouillage ( 29) qui traversent ladite gorge annulaire ( 27).