Brevet FR2533362A1 — publié le 19840323

La présente invention est relative aux dispositifs électromécaniques tels les interrupteurs et commutateurs électriques utlisés.pour commander un courant électrique d'alimentation-et pour coftimuter des signaux électriques notamment à très faibles niveaux d'énergie. Dans de nombreux types de prescriptions de commutation les contacts doivent s'ouvrir et/ou se fermer avec un effet positif de détente brusque sensible et/ou audible dans lequel le mouvement brusque est indépendant de la vitesse à laquelle l'organe de manoeuvre de l'interrupteur/commutateur est déplacé par son opérateur. De plus, ces interrupteurs/commutateurs de type à action brusque doivent être agencés de façon que le contact mobile vienne reposer dans des positions stables, soit complètement fermée, soit complètement ouverte, et non pas en une position intermédiaire quelconque. Egalement, l'agencement de ces appareils est déterminé par le sensOdirectionnel d'action de organe de manoeuvre, la configuration du circuit électrique à ordonner, les possibilités de raccordement et d'accès au circuit conducteur. Toutes ses conditions aboutissent, en conséquence, à la spécificité de chaque appareil et en augmentent donc le nombre, le coût et la gestion. La présente invention a donc pour but de réaliser des interrupteurs/commutateurs qui permettent d'aboutir aux objectifs fonctionnels ci-dessus énoncés, tout en améliorant les possibilités de pos-itionnement direct sur les pistes conductrices du circuit à commuter, ainsi qu'augmentant le nombre de possibilités de commande sensiblement tous azimuts de leur organe d'action du/ des contacts mobiles; propriétés qui facilitent le positionnement de l'organe de manoeuvre et qui permettent également d'accroître les capacités d'utilisation et de standardisation de ces interrupteurs/commutateurs pour la commande d'une pluralité d'appareils électriques, le tout à un prix de revient très compétitif, en diminuant la variété de types possibles et facilitant donc la gestion de ces produits. A cet effet, l'invention à pour objet un dispositif Elec- tromécanique de commutation à commande brusque, caractérisé par le fait qu'il comprend un boîtier en forme de U dont chaque branche est percée d'un alésage traversant, les alésages étant coaxiaux, le premier alésage communiquant avec une chambre contenant une lame de contact souple munie d'un bossage avec lequel coopère un organe d'actionnement coulissant dans ledit premier alésage sous l'action d'un organe de commande partièllement logé dans le second alésage. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée qui décrit et qui traite de deux exemples de réalisation non limitatifs repré sentés sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective cavalière de l'interrupteur/commutateur objet de l'invention selon sa réalisation préférentielle "standard" lui permettant une commande sensiblement tous azimuts de son organe d'action du contact mobile; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la réalisation préférentielle de l'interrupteur/commutateur objet de la figure 1; - la figure 3 est une vue de dessous de l'interrupteur/ commutateur selon la coupe AA de la figure 2 effectuée sensiblement au niveau de son organe d'action du contact mobile;; - la figure 4 est une vue de dessus de l'interrupteur/ commutateur selon la coupe BB de la figure 2 effectuée sensiblement au niveau de sa lame de contact mobile; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale de l'interrupteur/commutateur des figures précédentes réprésentant la séquence de travail de ses organes fonctionnels; - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de réalisation de l'interrupteur/commutateur objet de l'invention adaptée à une commande unidirectionnelle; - la figure 7 est une vue de dessous de l'organe d'action unidirectionnel de la variante de réalisation de l'interrupteur/ commutateur objet de la figure 6; - la figure 8 est une seconde vue en coupe longitudinale de l'interrupteur/commutateur objet de la figure 6 et montrant la séquence de travail de ces organes fonctionnels. Comme il est représenté sur la figure 1, l'interrupteur/ commutateur objet de l'invention est très avantageux dans le cas d'utilisation sur une platine à circuit conducteur lamelle' imprimé découpé, électroformé ou surmoulé, où chaque portion de piste recouverte par le positionnement direct et simple de l'interrupteur/commutateur peut constituer l'un de ses plots de contact fixes. L'interrupteur/commutateur objet de l'invention se compose d'un boîtier 1, en matière isolante relativement rigide, affectant la forme générale d'un U couché sur le côté et dont la branche in férieure 2 sert d'embase d'appui et de positionnement sur la: platine de circuit conducteur 3 à équiper. Ce positionnement est réalisé d'une manière simple, précise et efficace par des tenons latéraux 4 de l'embase. d'appui 2 de l'interrupteur/commutateur façonnés pour pénétrer dans des orifices 5 correspondants de la platine de circuit conducteur 3, et dont les extrémités peuvent être déformées à chaud ou aux ultrasons pour assurer la fixation définitive de l'interrupteurlcommutateur sur ladite platine.3. Egalement, la branche inférieure 2 est pourvue sur le dessous d'un logement longitudinal 6 contigu à un second logement transversal 7-dont la bordure forme au moins deux prises constituées par le volume saillant des deux tenons 4 situés de part et d'autre de l'axe de symétrie longitudinal x'x du boîtier 1 et qui, comme le logement 6, ouvre le dessous de l'embase 2 du boîtier. Le logement longitudinal 6 est conçu pour recevoir librement l'extrémité flexible de la lame élastique du contact mobile 8 de l'interrupteur/commutateur dont les particularités seront décrites par la suite et dont le moyen de tenue de l'extrémité fixe sera pour sa part encastré et maintenu avec suffisamment de serrage dans le logement- transversal 7. Le logement longitudinal 6 communique par un orifice 9 avec la fente médiane 10 du boîtier en U 1 dont la branche supé rieure il est également pourvue en regard d'un orifice 12 dont -le diamètre est sensiblement plus fort que celui de l'orifice 9 avec lequel l'orifice 12 se trouve aligné selon l'axe y'y perpen diculaire à l'axe longitudinal x'x. Les orifices 9 et 12, ainsi que la fente médiane 10 du boîtier 1, sont respectivement conçus pour guider et maintenir librement les éléments constitutifs de l'organe d'actionnement du contact mobile que nous décrirons séparément puisque c'est cet organe qui détermine essentiellement les différents exemples possibles de réalisation de l'interrupteur/commutateur objet de l'invention. Le boîtier 1 étant pour sa part destiné à constituer l'élément commun standard à tous les modes de réalisation projetés de l'interrupteur/commutateur, à cet effet et pour notamment faciliter le montage des différents types possibles d'organe dactionnment à surface de commande omnidirectionnelle ou unidirectionnelle de-la lame de contact mobile, orifice 12 de la branche supérieure 11 du boîtier 1 présente sur le haut une ouverture évasée 13, et un secteur d'extrémité de la branche 11 est pourvu d'une rampe 14 d'engagement horizontal de la fente médiane 10. La lame de contact 8 de l'interrupteur/commutateur est conçue quant à elle dans une lamelle présentant de bonnes propriétés élastiques et électriques. Cette lame présente respectivement, par découpe et emboutissage, une partie flexible fonctionnelle incurvée légèrement sur la largeur pour produire l'effet de déclic attendu et pourvue, d'une part à son extrémité active d'autant de parties terminales galbées de contact actif 15 nécessaires pour porter et ponter r comme il convient les portions de pistes correspondantes de la platine support qui constituent respectivement comme énoncé les plots de contact fixes de l'interrupteur/commutateur, d'autre part à proximité de ces parties 15 d'un bossage d'appui 16 destiné à recevoir la force motrice de déplacement de l'organe d'actionnement choisi du dispositif. également, à son autre extrémité de fixation, la lame 8 est pourvue d'un décrochement 17 perforé d'un trou 18 et qui reçoit par surmoulage un bloc de matière diélectrique 19 façonné pour constituer le moyen de fixation de ladite lame venant s'encastrer et s'ancrer dans le logement transversal de maintien 7 du boîtier 1. Dans le réalisation préférentielle "omnidirectionnelle" objet des figures 1 à 4, l'interTupteur/commutateur objet de l'invention reçoit un organe d'actionnement du contact mobile constitué essentiellement par une roulette à bprd arrondi 20 ordonnant le déplacement d'une bille complémentaire 21 qui lui est associée. La roulette 20 a une épaisseur sensiblement égale à la hauteur de la fente médiane 10 du boîtier destinée à la recevoir avec un ajustement glissant et un rayon de circonférence nettement plus faible que le rayon R du fond de la fente 10. Cette roulette également possède d'un côté un pion d'axe 22 de diamètre nettement plus faible que le diamètre de l'orifice supérieur 12 du boîtier, et de l'autre côté possède respectivement dans l'axe un-logement tronconique 23 iffant et ordonnant le déplacement dans l'axe de-la bille 21 engagée librement dans l'orifice de communication 9 du bolier et qui, en position repos de l'interrupteur/commutateur, demeure en équilibre dans ce trou 9 en étant supportée par le bossage d'appui 16 de la lame élastique de contact 8 comme il est représenté sur la figure 2. Au montage de l'interrupteur/commutateur la roulette 20 est engagée dans la fente médiane 10 du boîtier, son pion d'axe 22 en correspondance de la rampe d'engagement 14 de ladite fente, et est ensuite glissée à force dans cette dernière en écartant légèrement la branche supérieure 11 relativement élastique du boîtier jusqu'à ce que ledit pion d'axe 22 parvienne à entrer dans l'orifice 12 dont le diamètre relatif permet au pion, et par suite à la roulette de naviguer, se désaxer librement, dans le plan horizontal de la fente 10, de la valeur du jeu existant entre ledit pion 22 et l'orifice receveur 12.Ensuite, en retournant le boîtier, on introduit alors la bille 21 dans l'orifice 9 jusqu a ce qu'elle prenne place dans le logement tronconique 23 de la roulette 20, et on positionne enfin pardes sus la lame de contact 8 dans le logement 6 jusqu'à ce que son bloc de maintien surmoulé 19 soit fermement inséré dans le logement transversal 7 du boîtier 1. L'interrupteur/commutateur à roulette ainsi réalisé étant positionné sur la plaquette à circuit conducteur comme représenté sur la figure 1, puis sur la figure 5, tous les efforts d'un organe de commande P (tel poussoir, butée de fin de course, coin de fermeture, etc.) convergeant à l'encontre de la périphérie de la roulette 20 selon l'une des multi directions" d'attaque F, a pour effet de pousser le bord de roulette et de déplacer, de désaxer en conséquence ladite roulette de sa position de repos initial selon y'y en l'une des multi-positions décalées z'z qui provoque instantanément une contrainte sur la bille 21 obligeant cette dernière à se déplacer verticalement à l'intérieur de son orifice 9 de guidage et à repousser par suite vers le bas la lame de contact flexible 8 jusqu'à ce que l'extrémité terminale 15 de celleci vienne porter sur les secteurs de pistes correspondants 24 et 25 du circuit conducteur à contacter, et établisse ainsi la liaison électrique attendue (figure 5).Ainsi la zone d'appui fonctionnel de la roulette est très étendue puisqutelle s'étend pratiquement à toute la zone visible de la roulette dé- passant de la fente 10 du boîtier et, cet agencement permet donc en conséquence une pluralité de solutions pour disposer I',organe -de commande P ou positionner l'interrupteur/ commutateur par rapport à- cette commande. Lorsque la contrainte de l'organe de commande P cesse sur la périphérie de la roulette 20, l'élasticité de la lame de contact 8 rappelle cette dernière dans sa position de repos et force en conséquence instantanément la bille 21 à remonter dans son orifice 9 et par réaction, agissant fortement sur la paroi à l'encontre du logement conique 23 de la roulette, chasse vive o ment ladite roulette 20 dans sa position d'origine selon y'y. Ce retour à l'état repos des éléments cités s'accompagne d'un déclic caractéristique audible par l'opérateur. Il est évident, et c'est le cas du second exemple de réalisation représenté sur les figures 6 à 8 à titre d'exemple non exhaustif, que l'on peut ne désirer qu'une seule et unique direction de commande de l'organe d'actionnement du contact mobile de l'interrupteur/commutateur. Dans ce cas, et par souci également de diminuer le nombre de pièces du produit, on peut alors équiper le boîtier interrupteur/commutateur objet de l'invention d'un moyen ponctuel d'action du contact mobile, positionné soit verticalement, soit horizontalement par rapport à la fente 10 dudit boîtier. Ainsi, dans l'exemple de réalisation suivant on décrira donc seulement l'agencement vertical de l'interrupteur/commutateur puisque la réciprocité d'exécution qui intéresse l'agencement horizontal ne se limite seulement qu'à une adaptation des formes de l'organe d'action du contact mobile, voire encore à une combinaison des moyens et des formes des réalisations que nous aurons décrites entre elles. Les mêmes références désignent les mêmes éléments qu'aux figures 1 à 5. Donc, dans l'agencement vertical représenté par les figures 6 à 8, l'organe d'actionnement 26 (qui remplace à cet effet "unidirectionnel" la roulette 20), est constitué par un pion de forme générale cylindrique, à extrémités d'appui de préférence bombées, et qui comprend notamment deux portions cylindriques de diamètres différents respectivement adaptés à celui de l'orifice supérieure 12 et celui de l'orifice communicant 9 du boîtier 1. Egalement, ce pion 26 étant monté sur le boîtier 1 par une introduction faite par le haut, et devant coulisser librement dans les deux orifices 9 et 12 sans devoir néanmoins en ressortir inopportunément, sa portion médiane est pourvue d'une butée saillante 27 à pente inclinée 28 d'un côté pour l'introduction et frqnt raide 29 de retenue de'l'assem- blage coulissant de l'autre.Et, afin de permettre toutefois au montage le passage de cette butée saillante au travers de l'orifice 12 de la branche supérieure 11 du boîtier, le pion d'actionnement 26 est pourvu d'un secteur intérieur longitudinal évidé 30 qui lui confère ainsi une certaine élasticité latérale de la paroi portant le relief saillant 27. Sinon, outre le fait du seul sens de commande F nécessaire à ordonner le travail des éléments fonctionnels de l'interrupteur/commu- tapeur, le fonctionnement du dispositif objetde l'invention représenté en figure 8 est identtique à celui relatif à la réalisation préférentielle de l'invention. Le dispositif de l'invention peut évidemment être utilisé pour la réalisation de contacteur, rupteur et tout appareil similaire destiné à établir, couper sélectionner manuellement ou automatiquementdes liaisons électriques. REVENDICATIONS 1. Dispositif électromécanique de commutation à commande brusque, caractérisé par le fait qu'il comprend un boîtier (1) en forme de U dont chaque branche (2, 11) est percée d'un alésage traversant (9, 12) les alésages (9, 12) étant coaxiaux, le premier alésage (9) communiquant avec une chambre (6) contenant une lame de contact souple (8) munie dtun bossage (16) avec lequel coopère un organe d'actionnement (21) coulissant dans ledit premier alésage (9) sous l'action d'un organe de commande (20) partiellement logé dans le second alésage (12). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le-premier alésage (9) est de diamètre inférieur à celui du second alésage (12). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel ledit organe d'actionnement est constitué par une bille (21) et l'organe de commande est constitué par une roulette à bord arrondi (20) dont une face comporte une cuvette conique (23) avec laquelle coopère ladite bille (21) et l'autre face comporte un téton (22) logé avec jeu dans ledit second alésage (9), ladite roulette (20) ayant uneépaisseur légèrement inférieure à la distance entre les branches du U et étant logée entre lesdites branches (2, 11). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel l'organe d'actionnement et l'organe de commande sont formés par un poussoir (26) d'une seule pièce. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel ledit poussoir (26) comporte un doigt de retenue (27) déformable élastiquement grâce à une fente longitudinale (30) du poussoir (26). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'entrée du second alésage (12) comporte un chanfrein (13). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le bord du bras (11) du boîtier (1) qui comporte le second alésage (12) comporte une rampe d'introduction (14). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel ledit boîtier (1) comporte des tenons (4) de fixation formés sur le bras (2).