Brevet FR2533747A1 — publié le 19840330

Commutateur électrique à action brusque et ensemble de commutation formé de plusieurs commutateurs. La présente invention concerne des perfectionne ment s apportés aux commutateurs électriques à action brusque du type connu comportant,d'une part, une plaquette mince en métal élastique divisée, par deux fentes longitudinales, en trois bandes dont l'une, au moins, s'appuie et peut basculer sur un support entre deux positions dans l'une au moins desquelles un contact mobile porté par ladite plaquette est appuyé contre un contact fixe solidaire du support et, d'autre Part un levier d'actionnement pivotant qui peut basculer aussi sur ledit support et qui porte au moins un doigt pour actionner ladite plaquette par appui glissant le long de l'une, au moins, des autres bandes de la plaquette. Un commutateur de ce type a été décrit par exemple dans le brevet français No. 2.221.801, au nom de la Société DAV. I1 présente l*'avantage, grâce au basculement brusque de la plaquette porte-contact mobile dû à un effet de "dépassement de point mort", de permettre l'établissement et la coupure des courants de forte intensité (par exemple plusieurs amperes) malgré un faible encombrement de l'appareil. De tels commutateurs sont largement utilisés dans l'industrie automobile pour la commande de nombreux circuits électriques. Pour la plupart des applications, ces commutateurs ont leurs deux positions (travail et repos) stables naturellement, grâce à l'effet de dépassement de point mort qui fait déclencher la plaquette porte-contact mobile vers l'une ou l'autre de ses positions et l'y maintient. I1 en résulte-que la touche de commande, qui est généralement solidaire du levier basculant dlactionnement, doit être actionnée par l'opérateur dans un sens pour établir la position travail et, en sens inverse, pour revenir à la position repos. Depuis quelques années, on a recherché à simplifier la manoeuvre des commutateurs électriques, avec les commutateurs dits "push-push" dans lesquels l'opérateur pousse la touche de commande pour établir la position travail et pousse à nouveau la même touche pour revenir à la position repos. Ces commutateurs "push-push" sont largement utili sés sur les appareils de télévision, de radio, etc., mais ne permettent pas en géneral la coupure de courants élevés, du fait que, le plus souvent, ils ne fonctionnent pas par action brusque. La présente invention a pour but de réaliser un commutateur à action brusque, du type précité, qui peut être commandé suivant le principe "push-push", c'est-à-dire qu'une-première poussée sur la touche de commande amène le commutateur en position travail et qu'une deuxième poussée sur la même touche ramène le commutateur en position repos. L'invention a également pour but de réaliser un commutateur "push-push" à action brusque et à faible course, c'est-à-dire dans lequel la course que l'opérateur doit faire effectuer à la touche de commande est plus faible, par exemple deux fois plus faible, que celle nécessare pour ac tionner des commutateurs "push-push" classiques, à capacité de coupure de courant identique. L'invention a pour objet un commutateur à action brusque du type précité, dans lequel l'une des extrémités du levier basculant d'actionnement, distante de l'axe de basculement dudit levier, porte une came à profil "en coeur' ; dans lequel le support du commutateur porte une barrette mobile de verrouillage coopérant avec ladite came en coeur ; et dans lequel des moyens élastiques de rappel sont prévus pour solliciter le levier d'actionnement vers une de ses positions. Suivant l'invention, la touche de commande, qui est actionnée par l'opérateur, peut être solidaire du levier d'actionnement ou bien peut être distincte de ce levier, en étant montée coulissante ou pivotante dans le support et en agissant seulement en poussée sur le levier d'actionnement. L'invention vise également les ensembles de commutation, formés de plusieurs commutateurs tels que définis ci-dessus, notamment les ensembles utilisés sur les électriques, automobiles pour la commande d'une pluralité d'équipements / ces ensembles de commutation étant généralement montés sur le tableau de bord, sur une console ou sur le volant. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l'invention. La figure 1 est une représentation schematique d'un commutateur suivant l'invention. La figure 2 est une vue en plan de la plaquette -' élastique porte-contact mobile. La figure 3 est une vue en plan de la came de verrouillage. La figure 4 est une vue en coupe, partiellement en perspective d'un commutateur suivant l'invention, à touchè de commande coulissante. Les figures 5, 6, 7 sont des représentations schema- tiques d'autres modes de réalisation. La figure 8 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation d'un commutateur à contacts supplémentaires. La figure 9 est une vue en coupe suivant la ligne IX-IX de la figure 8. La figure 10 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation, avec touche de commande basculante. La figure 11 est une représentation simplifiée d'un commutateur double suivant l'invention. La figure 12 est une vue en plan d'un ensemble de commutation suivant l'invention. La figure 13 est une vue en coupe suivant la ligne XIII-XIII de la figure 12. Le commutateur représenté schématiquement sur la figure 1 comporte une plaquette mince en métal élastique 2, divisée par deux fentes longitudinales 4, 4' en trois bandes 6, 8, 8' (figure 2). La bande centrale 6 s'appuie sur l'extrémité d'une fiche de contact 10 d'amenée de courant solidaire du support ou boîtier 12 du commutateur, un orifice 14 percé dans la--branche 6 étant enfilé sur l'extrémité de la fiche de contact 10. La plaquette 2 porte un contact mobile 16 qui vient appuyer sur un premier contact fixe 18 porté par une deuxième fiche de contact 20 solidaire du support 12, ou sur un deuxième contact fixe 22 porté par une troisième fiche de contact 24 également solidaire du support 12. La plaquette 2 peut basculer de l'une à l'autre de ses deux positions sous l'effet d'un levier d'actionnement 26 qui peut pivoter autour d'un axe 28 dans le support 12 et qui porte deux doigts latéraux 30 dont l'extrémité prend appui glissant (en 32, figure 2) le long des branches 8, 8' de la plaquette. Ainsi qu'il est connu, par un effet de dépassement de point mort, la plaquette bascule de façon brusque de l'une à l'autre de ses positions quand on fait basculer le levier d'actionnement 26, dans un sens ou dans l'autre. Conformément à l'invention, le levier 26 porte à l'une de ses extrémités 34, distante de l'axe de baculement 28, une came en coeur 36 (ou came en labyrinthe), de profil bien connu, qui est représentée à plus grande échelle sur la figure 3. Une barrette mobile de verrouillage 38 est montée sur le support 12 (figure 1) et son bec recourbé d'extrémité 40 coopère avec la came 36 en pénétrant dans le chemin sinueux qui constitue la came en coeur et en contournant la partie centrale en forme de coeur 42 de la came. La barrette 38 est avantageusement constituée par une tige métallique souple, du genre corde à piano, dont le bec recourbé 40 est guidé par le profil de la rainure de la came 36. Le commutateur suivant l'invenvion comprend encore un organe élastique de rappel du levier d'actionnement qui a été représenté, sur la figure 1, sous la forme d'un ressort 44 qui prend appui, d'une part, contre le levier 26 et, d'autre part, contre une partie du support 12. Dans un commutateur suivant l'invention, la commande peut être faite par l'opérateur directement par poussée sur une touche de commande solidaire du levier d'actionne ment 26, mais on prévoit de préférence, comme il est représenté sur la figure 1, une touche de commande 46 qui est montée mobile, par exemple coulissante, dans la partie supérieure 48 du boîtier 12 du commutateur et qui est distincte du levier 26. La touche 46 peut comporter une partie en saillie 50 dont l'extrémité vien-t agir en poussée dans une zone de pression 52, par exemple en creux, du levier 26. De préférence un léger ressort 54 rappelle la touche 46 en position saillante. Pour actionner le commutateur à partir de la position représentée sur la figure 1, il suffit d'enfoncer la touche 46 puis de la relâcher. A l'enfoncement, l'extrémité des doigts 30 du levier 26 se déplace dans le sens des aiguilles d'une montre (sur la figure 1) en parcourant les zones 32 de la plaquette 2 qui bascule brusquement dans la position ou le contact mobile 16 vient porter contre le contact 22. Pendant ce mouvement, le bec 40 de la barrette 38 parcourt la partie gauche de la rainure de la came 36 (figure 3) à partir de la position marquée 40 sur cette figure. Au relâchement de la touche de commande 46, le levier 26 remonte sous l'effet de son ressort 44 jusqu'à ce que le bec 40 de la barrette 38 s'accroche dans la partie creuse du coeur 42 de la came (position 40' sur la figure 3) et verrouille le levier dans cette position de travail. La touche de commande 46 finit de remonter à sa position initiale sous l'effet de son ressort de rappel 54. Pour revenir à la position de la figure 1, l'opérateur doit encore appuyer puis relâcher la touche 46. Au nouvel enfoncement, la came 36 s'abaisse et le bec 40 de la barrette parcourt la partie droite (figure 3) de la came 36 qui se trouve déverrouillée. Au relâchement de la pression sur la touche de commande, le levier 26 revient librement, sous l'effet de son ressort 44, à sa position haute, en faisant basculer brusquement la plaquette 2 tandis que le bec 40 de la barrette revient à la position marquée 40 sur la figure 3. On réalise ainsi un commutateur à action brusque commande uniquement par poussée sur la touche de commande, selon le système "push-push". il faut noter que ce commutateur présente encore d'autres avantages : il se produit un déclic audible et tactile à l'enclenchement et au déclenchement, ce qui est commode pour l'utilisateur ; les contacts sont fortement appuyés et stables dans les deux positions, ce qui permet le passage de gros courants et ce qui permet de résister aux secousses dans le cas où le commutateur est monté sur une automobile. Par exemple, dans la position verrouillée, le verrouillage par la came en coeur est très sûr puisque le ressort de rappel 44 tend à appuyer le fond creux du coeur 42 contre le bec 40 de la barrette 38, sans risque de déverrouillage intempestif en cas de secousse. D'autre part, grâce au fait que la came 36 est portée par l'extrémité 34 du levier 26, le plus loin possible de l'axe de pivotement 28, cette came bénéficie d'une course relativement grande, même si le commutateur est de faible encombrement, ce qui rend son fonctionnement encore plus sûr. Enfin, le commutateur suivant l'invention se prête particulièrement bien à la réalisation d'une commande à faible course. Grâce au fait qu'on situe la zone de pression 52 dans la partie intermédiaire du levier d'actionnement, entre la came 36 et l'axe de basculement 28, à une courte distance de cet axe, on réalise un effet d'amplification qui permet, avec une faible course de la touche de commande, par exemple environ 2 mm, d'obtenir une course plus importante, par exemple 4 à 5 mm, de la came située G l'extrémité du levier 26. Cette construction, utilisant le contact à rupture brusque précédemment décrit, permet la commutation de courants élevés, par exemple jusqu'à 15 ampères, malgré la faible course de la touche 46. On a représenté plus en détail sur la figure 4 un commutateur conforme à l'invention correspondant sensiblement au schéma simplifié de la figure 1 et portant les mêmes chiffres de référence. Le support 12 constitue le boîtier de l'appareil dans lequel peut coulisser la touche de commande 46. Dans ce mode de réalisation, le ressort de rappel du levier d'actionnement 26 est constitué par un ressort hélicoïdal 44' qui est logé dans une cavité cylindrique 56 creusée dans la partie centrale du levier 26 et qui débouche entre les doigts latéraux 30. Le ressort 448 prend appui, d'une part, contre le fond de cette cavité et, d'autre part, contre la face intérieure en regard du boîtier 12 et il agit en flexion, pour ramener le levier 26 dans la position haute representée sur la figure 4. On a également représenté plus en détail sur la figure 4 le montage de la barrette de verrouillage 38 dont le bec 40 coopère avec la came en coéur 36. Cette barrette est constituée par une corde à piano dont l'extrémité inférieure 58 est repliée à angle droit et est retenue, contre le fond du boîtier 12, par une plaquette ou agrafe 60 laissant à la barrette 38 la liberté d'osciller légèrement pour que son bec 40 puisse suivre librement le contour de la came 36. L'agrafe 60 assure également le freinage du levier 38 pour permettre le fonctionnement en toutes positions. Les fiches de contact 10, 20, 24 peuvent être constituées, ainsi qu'il est usuel, par des languettes plates, ou encore par des picots cylindriques, s'enfichant dans une plaquette de circuit imprimé 62. On a décrit jusqu'à présent, à propos des figures 1 et 4, le levier d'actionnement 26 avec les doigts 30 perpendiculaires à ce levier, pour former un levier coudé à deux bras, et avec la came 36 à l'extrémité du bras 26. Mais d'autres dispositions sont possibles, comme il est représente schématiquement sur les figures 5, 6, 7. Dans le cas des figures 5 et 6, la came en coeur 36 est portée par l'extrémité d'un bras de levier 64 qui fait partie du levier d'actionnement 26 mais qui est orienté comme les doigts 30 du levier. Sur la figure 5, on a représenté la came en coeur 36 comme étant portée, à l'extrémité de ce bras, par la face latérale du bras perpendiculaire à la face d'extrémité 34. Dans le cas de ia figure. 59 la came 36 est portée par la face d'extrémité 34, comme pour les figures 1 et 4. Dans le cas de la. figure 6, les doigts 30 sont orientés dans le prolongement du levier 26, la came 36 étant formée sur la face d'extrémité 34 du levier 26. On a représenté en variante sur la figure 7 la touche de commande 46' comme étant solidaire, dans la zone de pression 52, du levier 26. Le mode de réalisation représenté sur les figures 8 et 9 est tout à fait analogue à celui des figures 1 et 4 en ce qui concerne la disposition du levier d'actionnement 26, des doigts de manoeuvre 30, de la came 36, de la barrette de verrouillage 38 et de la touche de commande coulissante 46. Les moyens de rappel élastique du levier 26 sont toutefois différents. On prévoit dans ce cas deux bras 66 prolongeant le levier 26 et prenant appui sur des tétons 68 qui font saillie sur un chapeau 70 monté coulissant dans le boltier 12. Un ressort 44 logé dans le chapeau 70 sollicite le levier 26 vers sa position haute. A l'intérieur du chapeau 70, on peut monter des contacts mobiles 72 qui viennent coopérer avec des contacts fixes 74 portés par le boîtier 12. Il est ainsi possible d'établir des circuits supplémentaires, par contact frottant et non pas par action brusque comme avec la plaquette 2, avec un commutateur unique suivant l'invention. Le- commutateur.peut comporter enfin une lampe témoin 76. On a représenté sur la figure 10 un autre mode de réalisation qui est analogue à celui représenté sur la figure 5. Le levier 26 bascule autour de.l'axe 28 par rapport au boîtier 12 et est rappelé dans la position représentée sur la figure 10 par un ressort en épingle à cheveux 78. La came 36 est portée par l'extrémité du bras de levier 64 qui est orientée, par rapport au levier 26, comme les doigts de manoeuvre 30. Dans ce mode de réalisation, la touche de commande 46 est montée pivotante, autour d'un axe 80, par rapport au boîtier 12 et elle est rappelée, dans la position repré sentée, par un ressort à lame 82. La touche 46 agit en poussée, par une portion 84 de sa surface intérieure contre une zone de pression ou bossage 52' du levier d'actionnement 26, la distance entre le bossage 52' et l'axe 28 étant faible, par exemple la moitié, par rapport à la distance entre l'axe 28 et la came 36, de façon à avoir une faible course de la touche de commande. On a représenté jusqu'à présent les moyens de rappel élastique du levier d'actionnement sous la forme de ressorts (44 ou 78), mais on peut utiliser également la force de rappel élastiq ue de la plaquette porte-contact mobile 2 elle-même, sans ajouter aucun ressort de rappel particulier. Il suffit pour cela de choisir la course des extrémités des doigts 30 et la position de l'axe 28 du levier par rapport au point d'articulation de la plaquette 2 de façon à obtenir une seule position stable de la plaquette, sans dépassement de point mort pour la position non stable. On aégalement représenté sur les figures le levier d'actionnement 26 comme étant pourvu de deux doigts 30 qui agissent sur les branches latérales 8, 8' de la plaquette 2 (figure 2). Mais il est bien entendu qu'on peut prévoir un seul doigt central, agissant sur la branche centrale 6 de la plaquette, celle-ci étant dans ce cas supportée de façon basculante, par les extrémités des deux branches latérales 8, 8'. L'invention permet de réaliser un commutateur autonome, dans un boîtier individuel de faible encombrement. C'est ainsi que dans le mode de réalisation de la figure 4, les dimensions extérieures a, b, h, peuvent être respectivement d'environ 24, 22 et 35 mm avec une capacité de coupure de courant de plusieurs ampères. Le commutateur suivant l'invention est également adapté à s'intégrer dans un ensemble modulaire de commutation réunissant la commande de plusieurs appareils électriques. Sur la figure 11, on a représenté schématiquement un commutateur double réunissant, dans un boîtier commun 12i, deux commutateurs identiques 86, 86' dont on a représenté seulement les leviers d'actionnement 26. Sur le boîtier 12' est montée une touche de commande basculante 46' portant deux doigts en saillie 50 qui agissent respectivement en poussée sur chacun des leviers 26. On réalise ainsi la commande de deux fonctions séparées (par exemple sur une automobile la commande d'indicateurs de direction, de lavage et d'essuyage d'une vitre arrière, etc.), la commande de mise en route et d'arrêt de chaque fonction se faisant toujours par poussée sur l'une ou l'autre des extrémités de la touche basculante 46'. Sur les automobilés, il est maintenant courant de grouper, par exemple sous le volant ou sur une console, plusieurs organes de commande des accessoires tels que appel sonore, phares, feux de brouillard, chauffage lunette arrière, etc. C'est ainsi qu'on peut grouper, dans un même ensemble de commutation 88 plusieurs commutateurs (par exemple 8 sur la fig. 12j"lontés dans un support commun et dont les tou ches de commande 46 font saillie sur un capot commun 90. La figure 13 est une vue partielle en coupe, suivant la ligne XIII-XIII de la figure 12 d'un ensemble de commutation suivant l'invention. L'appareil comporte un support 92, commun à tous les commutateurs, qui comprend essentiellement une base 94 par rapport à laquelle font saillie des pieds 96 percés d'orifices 97 dans lesquels tourillonnent les axes de basculement 28 des leviers d'actionnement 26 des commutateurs individuels. Les commutateurs individuels sont par exemple du type qui a été décrit à propos de la figure 4. La base 94 du support commun supporte les fiches de contact 10, 20, les barrettes de verrouillage 38 qui coopèrent avec la came en coeur 36, et des piliers 98 sur lesquels se fixe le capot 90. Les autres organes sont sensiblement identiques à ceux de la figure 4 et portent les mêmes chiffres de référence. On a représenté des commutateurs suivant 1 'inven- tion prévus pour fonctionner comme inverseur (figures 1, 4), comme interrupteur (figure 10) et comme commutateur multiple à contacts supplémentaires (figure 8), mais il est bien évident que toute autre configuration électrique peut être réalisée, avec ou sans éclairage de la touche (figure 8). Il est également possible d'inclure, dans un ensemble de commutation 88 suivant l'invention1 tel que celui représenté sur les figs. 12 et 137 un ou plusieurs commutateurs à configuration monostable (contacteur ou rupteur) qui sont de construction identique à celle des commutateurs précédemment décrits, avec un levier d'actionnement 26 identique, mais dans lesquels on supprime la barrette de verrouillage 38, comme il est représenté pour le commutateur du côté gauche de la figure 13. REEDICATIOS 1. Cormutateur électrique à action brusque comportant, d'une part, une plaquette mince (2) en métal élastique divisée, par deux fentes longitudinales (4r 4') , en trois bandes dont l'une (6), au moins, s'appuie et peut basculer sur un support (10, 12) entre deux positions dans l'une, au moins, desquelles un contact mobile (16) porté par ladite plaquette est appuyé contre un contact fixe (18, 22) solidaire du support et, d'autre part, un levier d'actionnement (26) qui peut basculer aussi sur ledit support (12) et qui porte au moins un doigt (30) pour actionner ladite plaquette (2) par appui glissant le long de l'une au moins des autres bandes (8) de la plaquette (2), ledit commutateur étant caractérisé en ce que :: l'une des extrémités (34) dudit levier, distante de son axe de basculement (28), porte une came à profil en coeur (36) ; le support porte une barrette mobile de verrouillage (38, 40) coopérant avec ladite came ; et des moyens élastiques de rappel (44) sont prévus pour solliciter le levier d'actionnement vers une de ses positions. 2. Commutateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la touche de commande (46') sur laquelle agit l'opérateur en poussée est solidaire du levier d'actionnement (26). 3. Commutateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la touche de commande sur laquelle agit l'opérateur estune pièce mobile (46), distincte du levier d'actionnement (26), qui est portée par le support (12) et qui agit seulement en poussée sur le levier d'actionnement. 4. Commutateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la touche de commande (46) est montée coulissante dans le support. 5. Commutateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la touche de commande (46) est montée pivotante sur le support. 6. Commutateur suivant l'une quelconque des revendinations précédentes, caractérisé en ce-que les moyens élastiques de rappel du levier d'actionnement sont constitués par la plaquette porte-contact mobile (2) elle-même. 7. Commutateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens élastiques de rappel du levier d'actionnement (26) sont consti interpose tués par un ressort (44, 44')/entre le support (12) et le- dit levier (26). 8. Commutateur suivant la revendication 7 caractérisé en ce que le ressort (44') est un ressort hélicoldal logé dans un évidement (56) creusé longitudinalement dans le levier (26), ledit ressort prenant appui contre le fond de ladite cavité et contre le support (12) - 9. Commutateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone de pression (52) de la touche de commande (46) sur le levier d'actionnement (26) est située à une distance plus courte, de préférence environ deux fois plus courte, de l'axe de basculement (28) dudit levier, que la distance qui sépare la came en coeur (36) dudit axe (28). 10. Commutateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes7 caractérisé en ce que le levier d'actionnement (26) est attelé à des contacts mobiles supplémentaires (72) coopérant, par contact frottant, avec des contacts fixes supplémentaires (74) portés par le support (12). 11. Commutateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le levier d'actionnement (26) porte deux doigts espacés (30) qui agissent sur les branches latérales (8, 8') de la plaquette (2) 12. Commutateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractékisé en ce qu'il comprend deux commutateurs individuels (86, 86') portés par un support commun formant un boîtier général (12') et en ce qu'il comprend une touche décommande unique (46'), montée basculante sur ledit boîtier (12') et pourvue de deux par ties en saillie (50) agissant respectivement en poussée sur chacun des leviers d'actionnement (26) des commutateurs individuels (86, 86'). 13. Ensemble de commutation comportant une -uraîlté de commutateurs suivant l'une quelconque des revendications précédentes7 caractérisé en ce ou'il comporte un support (92), commun à tous les commutateurs, ayant une base (94) d'où font saillie une pluralité de pieds (96) percés d'orifices (97) dans lesquels -tourillonnent les axes de basculement (28) des leviers d'actionnement (26).