Brevet FR2545977A1 — publié le 19841116

Dispositif de commutation L'invention concerne un dispositif de commutation comprenant une première couche électriquement conductrice disposée dans un premier plan et se présentant sous la forme d'une voie conductrice avec au moins une première surface de contact de commutation, une seconde couche électriquement conductrice disposée dans un second plan parallèle au premier plan et se présentant sous la forme d'une voie conductrice avec au moins une seconde surface de contact de commutation associée à la première surface de contact de commutation, une seconde couche isolante formée par une feuille isolante disposée entre le premier plan et le second plan, la seconde couche électriquement conductrice comportant les secondes surfaces de contact de commutation étant disposée sur le côté de la feuille isolante qui est à l'opposé du premier plan, entre cette feuille et une première couche isolante, des ouvertures dans la feuille isolante associées à la seconde surface de contact de commutation par l'intermédiaire desquelles peut être établi un contact électrique entre les première et seconde surfaces de contact de commutation, la seconde surface de contact de commutation entourant au moins partiellement 11 ouverture, et au moins une surface de contact associée à chaque ouverture et mobile au moins partiellement perpendiculairement au premier ou au second plan, établissant un contact par l'intermédiaire de ltouverture, quand elle est en position de contact, entre la première surface de contact de commutation et la seconde. Un tel dispositif de commutation est connu par le document DE-A30 12 717. Dans ce document l'agencement est tel que la première couche électriquement conductrice comprenant la première surface de contact de commutation est disposée sur une première couche isolante. La feuille isolante qui est munie des ouvertures est alors mise en place, les premières surfaces de contact de commutation pénétrant dans les ouvertures et les secondes surfaces de contact de commutation entourant les ouvertures, ce qui fait que s'établit un contact électrique entre la seconde surface de contact de commutation et la première surface de contact de commutation quand on exerce une pression sur un contact électrique d'un élément de contact dispose au-dessus de l'ouverture. Dans le cas du DE-A- sus-mentionné, les premières surfaces de contact de commutation auxquelles sont associées des voies conductrices et les secondes surfaces de contact de commutation auxquelles sont associées des voies conductrices associées sont donc disposées respectivement sur le eôté supérieur de deux couches isolantes séparées. Tl est prévu par contre selon la présente invention que la première couche électriquement conductrice qui comprend les premières surfaces de contact de commutation est disposée sur le côté de la feuille isolante qui est à l'opposé du second plan, que la premiere surface de contact de commutation entoure également au moins partiellement ltouverture, et et qu'une autre surface de contact est disposée sur la première couche isolante dans la région de l'ouverture de la feuille isolante, cette surface, vue perpendiculairement au premier ou eu second plan, pénétrant au moins partiellement dans 1'ouverture et chevauchant au moins partiellement la première surface de contact de commutation. Dans le cas de la présente invention, l'agencement est tel que contrairement à 11 état de la technique les deux couches électriquement conductrices sont disposées sur le moere support isolant, à savoir sur le côté avant ou sur le côté arrière de la seconde couche isolante, les surfaces de contact de commutation entourant respectivement au moins partiellement les ouvertures prévues dans la seconde couche isolante.Pour fermer le contact électrique, on prévoit sur les deux côtés de la couche isolante et sur les couches isolantes respectives des surfaces de contact qui peuvent être en contact ou amenées en contact avec les premières surfaces de contact de commutation ou avec les secondes surfaces de contact de commutation et qui chevauchent les ouvertures, ce qui fait que lorsqu'on exerce une pression sur les surfaces de contact, ces dernières viennent en contact par l'intermédiaire des ouvertures et établissent ainsi le contact électrique, la seconde surface de contact de commutation venant alors en contact avec la surface de contact mobile, celle-ci avec l'autre surface de contact et cette dernière avec la première surface de contact de commutation. La disposition selon l'invention présente des avantages du point de vue de la technique de la fabrication ear les couches isolantes se présentant sous la forme de voies conductrices avec des surfaces de contact de commutation n'ont plus besoin d'âtre disposées sur deux couches isolantes différentes, mais désormais sur le côté avant et le côté arrière d'une unique couche isolante, à savoir la feuille isolante centrale. Un autre avantage essentiel de l'invention vient que du fait que les voies conductrices des couches électriquement conductrices se trouvent sur une unique feuille, les extrémités des voies conductrices peuvent être rassemblées dans des régions situées sur les deux cotés opposés d'un bord de la feuille, ce qui fait que les extrémités des voies conductrices peuvent être mises en contact avèc un unique connecteur du commerce qui l'enserre sur les deux côtés. L'ensemble de câbles peut donc être intégré à la configuration de la connexion. La troisième couche isolante qui supporte les surfaces de contact mobiles peut être constituée par exemple par un mat de contact en caoutchouc pouvant effectuer une course en va-et-vient, ou sous forme d'un commutateur à membrane. Dans le dernier cas, les surfaces de contact mobiles sont également disposées sur une feuille isolante disposée au-dessus de la seconde couche isolante. La constitution selon l'invention du dispositif de commutation permet de réaliser facilement ce dernier sous forme d'un commutateur double ou à touches à double effet au moyen desquelles il est possible de commuter deux circuits séparés galvaniquement l'un de l'autre au moyen d'une seule touche.Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, il est prévu que la première couche isolante soit constituée sous forme d'une feuille, qutune surface- de contact additionnelle analogue à l'autre surface de contact soit prévue sur le côté de la première couche isolante qui est opposé à ladite autre surface de contact, qu'une seconde surface de contact de commutation additionnelle comprenant respectivement une première voie conductrice additionnelle et au moins une première surface de contact de commutation additionnelle, ainsi qu'une seconde voie conductrice additionnelle et au moins au moins une seconde surface de contact de commutation additionnelle et des ouvertures additionnelles associées aux surfaces de contact de commutation additionnelles est prévue contre la première couche isolante à l'opposé de la seconde couche isolante, et qu'une première surface de contact de commutation comprenant au moins une autre surface de contact additionnelle pénètrant au moins partiellement dans l'ouverture additionnelle et chevauchant au moins partiellement la première surface de contact additionnelle est prévue à la suite. La disposition double est réalisée par rapport à la disposition de base en introduisant simplement deux autres feuilles, à savoir une feuille comprenant des ouvertures et des surfaces de- contact de commutation sur les deux côtés et une feuille comprenant des surfaces de contact opposées et disposées sur les deux côtés. En introduisant d'autres feuilles additionnelles de ce type, le dispositif de commutation peut faire commuter facilement plus de deux circuits séparés galvaniquement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de plusieurs exemples de réalisation, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe d'une partie d'un dispositif de commutation, montre schématiquement, la figure 2 est une coupe d'une partie d'un dispositif de commutation pour contact à double effet, représentée schématiquement, la figure 3 est une vue en plan de la couche isolante supérieure selon la figure 1, dans le sens contraire à la flèche, la figure 4 est une vue en plan de la couche isolante centrale selon la figure 1, dans le sens contraire à la flèche, la figure 5 est une vue en plan de la couche isolante centrale selon la figure 1, dans le sens de la flèche, et la figure 6 est une vue en plan de la couche isolante centrale et de la couche isolante inférieure selon la figure 1, dans le sens de la flèche. On se référera d'abord à la. forme de réalisation de l'invention selon les figures 1 et 3 à 6. Le dispositif de commutation comprend trois couches isolantes disposées les unes sur les autres et constituées sous forme de feuilles en matière thermoplastique, à savoir la première, qui est la couche isolante inférieure 1, la seconde qui est la couche isolante centrale 2 et la troisième qui est la couche isolante supérieure 3. De préférence, les couches isolantes 1, 2 et 3 peuvent avoir chacune une épaisseur d'environ 0,1 mm. Les feuilles isolantes ont toute la même largeur et les feuilles isolantes 1 et 3 ont la même longueur alors que la feuille isolante 2, comme on peut le voir à la figure 6, est un peu plus longue que les feuilles isolantes 1 et 3. La feuille isolante 2 comprend sur son côté supérieur 2a une seconde couche électriquement conductrice 4 qui est composée par des secondes surfaces de contact de commutation disposées en réseau et par des voies conductrices 6 reliant ces surfaces de contact de commutation 5 de façon appropriée. En outre, la seconde feuille isolante 2 comprend des ouvertures de forme circulaire 7 aménagées dans la grille formée par les surfaces de contact de commutation 5. Les ouvertures 7 sont entourées par les surfaces de contact de commutation 5 le diamètre interne des ouvertures 7 étant légèrement inférieur au diamètre interne des surfaces de contact de commutation de forme annulaire 5. Sur son côté inférieur, la feuille de commutation 2 comprend une première couche électriquement conductrice 8 qui, de la même manière que la première couche électriquement conductrice 4, est également composée par des premières surfaces de contact de commutation disposées en réseau et par des voies conductrices 10 reliant ces premières surfaces de contact de commutation de façon appropriée. Les surfaces de contact de commutation 9 entourent les ouvertures 7 de la même manière que les surfaces de contact de commutation 5. Les premières surfaces de contact de commutation 5 sont reliées les unes aux autres en rangées par les voies conductrices 6, alors que les surfaces de contact de commutation 9 sont reliées les unes autres en colonnes par les voies conductrices 10.Les extrémités des voies conductrices 8 ou 10 se terminent respectivement dans la région centrale du même bord 2c de la seconde feuille de commutation 2, ce qui fait que le contact peut être établi au moyen d'un unique contacteur coopérant sur les deux côtés. L'attention est attirée sur le fait que les voies conductrices 6 et 10 ne sont pas représentées sur la figure 1 pour des raisons de clarté et du fait que les feuilles isolantes 1, 2 et 3 sont dans la réalité disposées les unes sur les autres alors qu'elles sont représentées espacées. Au-dessus de la seconde feuille isolante centrale 2 est disposée une troisième feuille isolante 3 qui comprend des surfaces de contact 11 disposées selon la réseau des ouvertures 7 ou des surfaces de contact de commutation 5 ou 9. Le nombre de surfaces de contact 11 correspond au nombre d'ouvertures 7 et la d-imension des surfaces de contact 11 correspond à la dimension des surfaces de contact de commutation de forme annulaire 5. Une première feuille isolante 1 et ses surfaces de contact qui est identique à la troisième feuille isolante 3 et qui comprend des surfaces de contact correspondantes 12 est disposée au-dessous de la seconde feuille isolante 2, les surfaces de contact 12 étant tournées vers les premières surfaces de contact de commutation 9 alors que les surfaces de contact 11 sont tournées vers les secondes surfaces de contact de commutation 5, comme on peut le voir à la figure 1. Dans le cas de l'exemple de réalisation décrit, le diamètre des surfaces de contact 11 et 12 et le diamètre externe des surfaces de contact de commutation 9 et 5 est d'environ 13 mm, alors que le diamètre des ouvertures 7 est d'environ 7 mm. La différence entre le diamètre interne des surfaces de contact de commutation de forme annulaire 5 ou 9 et le diamètre des ouvertures 7 est d'environ 2 mm. Les voies conductrices 6 et 10, les surfaces de contact de commutation 5 et 9 et les surfaces de contact Il et 12 sont réalisées avantageusement en une laque conductrice laissant passer le courant électrique. Mais elles peuvent être également constituées par d'autres matériaux appropriés tels qu'un métal éventuellement ennobli en surface. Quand on le désire, on peut utiliser à la place de la première feuille isolante une plaque de support stable et électriquement isolante, ou analogue. A la place de la troisième couche isolante 3 constituée sous forme d'une feuille isolante, on peut utiliser par exemple un mat de commutation dans lequel les surfaces de contact mobiles 11 sont disposées de façon connue sous forme de bombements en dômes. Si on exerce une pression dans -la région des points de commutation (voir flèche de la figure 1) sur le dispositif de commutation selon les figures 1 et 3 à 6, la troisième feuille isolante 3 s'incurve de façon que la surface de contact 11 située dans la région de l'ouverture 7 s'abaisse légèrement, ce qui fait que la surface de contact 11 vient en contact avec la surface de contact 12, suite à quoi la surface de contact de commutation 5 vient en contact avec la partie extérieure de la surface de contact 11 et la surface de contact de commutation 9 avec la partie extérieure de la surface de contact 12, un contact électrique étant ainsi fermé entre la surface de contact de commutation 5 et la surface de contact de commutation 9.Quand on cesse d'appliquer la pression, la surface de contact mobile 11 revient à sa position de départ qui est hors de contact avec la surface decontact 12 en raison de l'élasticité du matériau de la feuille isolante 3 qui est constituée par exemple en polyester ou en polycorbonate. Comme on le voit clairement à la figure 2, le dispositif de commutation selon la figure 1 peut être facilement étendu de manière à obtenir un dispositif de commutation double en ajoutant simplement d'autres feuilles munies de contact. L'agencement entre la feuille isolante 1 et la feuille isolante 3 de la figure 2 correspond à l'agencement selon la figure 1, et c'est la raison pour laquelle on a utilisé les mimes références numériques. Mais contrairement à la figure 1, la feuille isolante 1 de la figure 2 comprend sur son côté inférieur un autre réseau de surfaces de contact additionnelles 17, correspondant au réseau des surfaces de contact 12 (et donc également à celui des surfaces de contact 11). Au-dessous est prévue une autre feuille isolante 18 comprenant des trous 19 et des surfaces de contact de commutation 20 ou 21 sur les deux cotés.La disposition des structures des conducteurs sur la feuille isolante 18 correspondant à celle de la feuille isolante 12, ce qui fait qu'il est inutile de la décrire. Sous la feuille isolante 18 est prévue une feuille isolante additionnelle 22 qui comprend à nouveau des surfaces dé contact 23 disposées en réseau et correspondant au réseau prédéterminé. Si l'on compare les dispositions de la figure 1 et de la figure 2 on peut voir que celle e la figure 2 est obtenue en insérant dans la disposition de la figure 1, entre les feuilles isolantes 1 et 2, les deux feuilles isolantes additionnelles 18 et 1 de la figure 2. On voit donc qu'en ajoutant plusieurs combinaisons de feuilles 1 et 18 selon la figure 2 on peut facilement obtenir une combinaison triple ou quadruple. Si on exerce une pression dans le sens de la flèche sur le dispositif de commutation de la figure 2 dans la région de l'un des points de commutation, la surface de contact 11 est amenée en contact avec la surface de contact 12 et dans le même temps la feuille isolante 1 est pressée vers le bas dans la région des surfaces de contact 12 et 17, ce qui fait que la surface de contact 17 vient en contact avec la surface de contact 23. Il en résulte que le contact électrique entre les surfaces de contact de commutation 5 et 9 et entre les surfaces de contact de commutation 20 et 21 (totalement séparées galvaniquement dans ce cas) se ferme. Naturellement, il ntest pas nécessaire que les ouvertures, les surfaces de contact et les surfaces de contact de commutation soient de forme circulaire. Les surfaces de contact de commutation n'ont pas non plus besoin d'avoir une configuration fermée et il suffit qu'elles soient aménagées seulement partiellement et par exemple sous forme segments sur le bord des ouvertures. En outre, il est possible de prévoir pour une ouverture deux ou plusieurs surfaces de contact de commutation respectives et séparées électriquement. A la place de la feuille 3 ou du mat de commutation supportant la totalité des surfaces de contact 11 on peut également prévoir des éléments de commutation individuels et séparés les uns des autres dans l'espace. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commutation comprenant - une première couche électriquement conductrice disposée dans un premier plan et se présentant sous la forme d'une voie conductrice avec au moins une première surface de contact de commutation, - une seconde couche électriquement conductrice disposée dans un second plan parallèle au premier plan, se présentant sous la forme d'une voie conductrice avec au moins une seconde surface de contact de commutation associée à la première surface de contact de commutation, - une seconde couche isolante formée par une feuille isolante disposée entre le premier plan et le second plan, - la seconde couche électriquement conductrice comportant les secondes surfaces de contact de commutation étant disposée sur le côté de la feuille isolante qui est à l'opposé du premier plan, entre cette feuille et une première couche isolante, - des ouvertures dans la feuille isolante associées aux surfaces de contact de commutation, par l'intermédiaire desquelles le contact électrique peut être établi entre les première et seconde surfaces de contact de commutation, - les secondes surfaces de contact de commutation entourant au moins partiellement les ouvertures, et - comprenant au moins une surface de contact associée à chaque ouverture, mobile au moins partiellement perpendiculairement au premier ou au second plan, établissant par l'intermédiaire de l'ouverture un contact, quand elle est en position de contact, entre la première surface de contact de commutation et la seconde, caractérisé - en ce que la première couche électriquement conductrice (8) comprenant la première surface de contact de commutation (9) est disposée sur le côté (2b) de la feuille isolante (2) qui est à l'opposé du second plan, - en ce que la première surface de contact de commutation (9) entoure également au moins partiellement l'ouverture (7), - et en ce qu'une autre surface de contact (12) est prévue sur la première couche isolante (1) dans la région de l'ouverture (7) de la feuille isolante (2), surface qui, vue perpendiculairement au premier ou au second plan, pénètre au moins partiellement dans l'ouverture (7) et chevauche au moins partiellement la première surface de contact de commutation (9). 2. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de contact mobile (11) est prévue sur le côté d'une feuille (3) disposée au-dessus de la seconde couche isolante (2) et tourné vers ladite seconde couche isolante (2). 3. Dispositif de commutation selon la revendication 2, caractérisé - en ce que la première couche isolante (1) est constituée sous forme d'une feuille, - en ce qu'une surface de contact additionnelle (17) analogue à l'autre surface de contact (12) opposée à ladite autre surface de contact (12), est prévue sur le côté de la première couche isolante (1) qui est à l'opposé de l'autre surface de contact (12), - en ce qu'une seconde surface de contact de commutation additionnelle (18) comprenant respectivement une première voie conductrice additionnelle et au moins une première surface de contact de commutation additionnelle (21) ainsi qu'une seconde voie conductrice additionnelle et au moins une seconde surface de contact de commutation additionnelle (20) et des ouvertures additionnelles (19) associées aux surfaces de contact de commutation additionnelles (20, 21) est prévue contre la première couche isolante (1) à l'opposé de la seconde couche isolante (2), - et en ce qu'un première surface de contact de commutation additionnelle (22) comprenant au moins une autre surface de contact additionnelle (23) pénétrant au moins partiellement dans l'ouverture additionnelle (19) et chevauchant au moins partiellement la première surface de contact de commutation additionnelle (21) est prévue à la suite. 4. Dispositif de commutation selon la revendication 3, caractérisé en ce que la combinaison constituée par une surface de contact additionnelle (17), une seconde couche isolante additionnelle (18) comportant des première et seconde surfaces de contact de commutation additionnelles (21 ou 20) et des ouvertures additionnelles (19) et une première couche isolante additionnelle (22) comportant une autre surface de contact additionnelle (23) est répétée au moins une fois. 5. Dispositif de commutation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ee que les surfaces de contact de commutation (5, 9, 20, 21) sont constituées sous forme d'anneaux entourant au moins partiellement les ouvertures (7 ou 19). 6. Dispositif de commutation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ouvertures (7, 19) sont constituées sous une forme circulaire et en ce que les surfaces de contact de commutation (5, 9, 20, 21) sont de forme annulaire. 7. Dispositif de commutation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ligne périphérique des surfaces de contact (11, 12, 17, 23) et des surfaces de contact de commutation (5, 9, 20, 21) coGncident sensiblement. 8. Dispositif de commutation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs surfaces de contact de commutation (5) sont disposées en réseau. 9. Dispositif de commutation selon la revendication 8, caractérisé en ce que les premières surfaces de contact de commutation (9) et les secondes surfaces de contact de commutation (5) sont reliées électriquement les unes aux autres en formant des lignes.