Brevet FR2544546A1 — publié le 19841019

La présente invention se rapporte, d'une façon générale, à des interrupteurs à bascule et particulière- ment à des interrupteurs à bascule du genre qui exige une action manuelle particulière pour déplacer l'interrupteur à bascule d'un état à l'autre Ces interrupteurs évitent un positionnement accidentel et demandent une action dé- libérée de la part d'un opérateur pour changer d'état. Ces interrupteurs font intervenir habituelle- ment une tige ou un bras de levier à déplacer ou à tour- ner à la manière d'un levier d'une position à l'autre pour être positionné à un autre état Avant de déplacer la tige ou le bras de levier, cependant, une détente doit être re- lâchée pour permettre le mouvement, et dans la nouvelle position est de nouveau engagée pour empêcher un position- nement accidentel du bras de levier à un état non désiré. Cette construction est particulièrement désirable là o les interrupteurs sont petits et très proches l'un de l'autre, de sorte que le positionnement d'un interrupteur pourrait conduire à un positionnement ou repositionnement non désiré ou ayant échappé à l'attention, de l'interrup- teur adjacent. Dans la construction de ces interrupteurs, le bras de levier était construit et monté de telle manière qu'il se limitait à osciller dans un seul plan pour ac- tionner l'interrupteur à bascule en toute certitude Pour obtenir cette limitation, différents moyens étaient uti- lisés L'un de ces moyens consistait à percer un trou dans la tige ou dans le bras-de levier à travers lequel était insérée une broche pour servir d'axe autour duquel tournait le bras de levier Ainsi, quand le bras de levier était tourné jusqu'à une position extrême, il plaçait l'interrupteur à une position et quand il était tourné jusqu'à l'autre position extrême, il plaçait l'interrup- teur à l'autre position et agissait toujours dans un seul plan. Un second mode de construction consiste à meu- ler deux parties plates opposées l'une à l'autre sur le bras de levier Ces parties sont guidées par les surfaces intérieures coopérantes du logement pour limiter le mou- vement du bras de levier pratiquement à un seul plan. Dans les deux cas, généralement, une broche est insérée dans un trou percé transversalement dans le bras de levier à son extrémité supérieure ou extérieure. La broche est captée à l'intérieur d'un capuchon fileté intérieurement, vissé sur un élément de détente L'élé- ment de détente est fendu à son extrémité supérieure pour recevoir la broche dans la fente, de sorte que l'élément de détente est toujours orienté vers un élément fixe par rapport au bras de levier L'élément de détente porte à son extrémité inférieure une paire de saillies ou lan- guettes se projetant vers le bas de chaque côté de l'axe du bras de levier Le ressort sous compression presse l'é- lément de détente vers le bas pour engager les languettes dans les fentes correspondantes dans le logement, qui dé- limitent les positions du levier à bascule et ainsi une détente est formée, laquelle maintient le bras de levier en position, à moins que l'élément de détente n'ait été relevé pour relâcher la détente pour le mouvement du bras de levier La poignée peut être relevée contre la compres- sion du ressort pour désengager l'élément de détente et retirer ainsi les languettes des fentes et le bras de levier neut alors être tourné dans le plan limité, du fait de l'axe et des surfaces de guidage aplaties, jusqu'à de nouvelles positions de détente, sur quoi la poignée est relâchée et le ressort amène les saillies de la dé- tente à s'engager avec une paire de fentes différente dans le logement pour empêcher un mouvement non voulu du bras de levier. Ces interrupteurs protégés contre la détente sont représentés, par exemple, par un interrupteur à bascule (modèles 5636-2 V ou 5639-3 V) commercialisé par Apr, siège social et usine 82270 Montpezat-de-Quercy, France, ou par un interrupteur à bascule -(modèles MTL-106 D ou MTL-106 E) commercialisé par Fujisoku Electric Company Limited, 1890 Kizuki Sumiyoshicho, Kawasaki-Shi, Japon. L'invention a pour objet un interrupteur à bascule comprenant un bottier ayant un dôme ayant une ouverture, un bras de levier passant à travers l'ouver- ture et un bras palpeur à l'extrémité du bras de levier engageable avec un élément de commutation à l'intérieur du boîtier Suivant l'invention, cet interrupteur est caractérisé par le fait qu'il est prévu un manchon sur le bras de levier à l'extérieur du dôme qui est pressé élastiquement vers le dôme, le manchon présente une dé- tente à l'extrémité de celui-ci faisant face au dôme, ladite ouverture dans le dôme sert à guider le bras jus- qu'à des positions de basculement de celui-ci, et le dôme présente au moins deux évidements pour recevoir ladite- détente, formant avec ceux-ci des détentes correspondant auxdites positions, et ledit bras palpeur est pressé élastiquement à l'opposé du bras de levier pour palper ledit élément de commutation. De préférence, le bras de levier d'un interrup- teur de ce genre est circulairement symétrique par rapport à son axe longitudinal, ce qui facilite la fabrication et diminue les couts en comparaison des bras de levier anté- rieurs pour ces interrupteurs Le mouvement du bras de levier est limité à son plan approprié par l'action de guidage d'une partie fendue d'un dôme faisant partie inté- grante du bottier, qui contient aussi des évidements pour agir comme détentes correspondantes'avec une extrémité d'une poignée de l'interrupteur La poignée est de préfé- rence fixée en "fichant" l'extrémité du bras de levier par une lèvre circulaire-du bras dans un capuchon ou arrêt contre lequel le ressort peut prendre appui pour la détente Au lieu d'utiliser des languettes ou analo- gues en saillie, la partie inférieure de la poignée est d'une symétrie simplement circulaire, glissant ainsi dans un évidement sous l'action d'un ressort quand une détente est S engager, ce qui procure une nouvelle économie de construction dans la fabrication L'extrémité du bras de levier peut être percée pour recevoir un res- sort, sous compression à partir d'une extrémité, par un bras palteur inséré L'autre extrémité du bras palpeur porte une tête qui palpe l'élément à bascule pour assurer son contact avec les conducteurs électriques correspondant à la position du bras de levier. Les particularités et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description dé- taillée qui va suivre en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudi- nale d'une forme de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en plan d'un dôme de la forme de réalisation de la figure 1, et la figure 3 est une vue en plan d'un dôme d'une autre forme de réalisation de l'invention. En se référant maintenant à la figure 1, un interrupteur à bascule 10 comprend un bottier 11 ayant une partie supérieure 12 et une partie inférieure 13, comme on le voit sur la figure Les termes "supérieur" et "inférieur" se rapportent ci-après à l'orientation de l'interrupteur tel qu'il est représenté sur la figure 1, mais sans les limiter à cette orientation La partie supérieure 12 est filetée extérieurement comme en 14 pour permettre sa fixation Par des bagues ou des douilles fi- letées intérieurement (non montrées) à une plaque de circuit imprimé ou à un châssis ou analogue, d'une ma- nière connue, en engageant une bague de ce genre contre la paroi pour saisir celle-ci entre la bague et une bride 16 du logement 11 La partie supérieure 12 a une paire ou plus d'oreilles 15 à son extrémité inférieure pour fixer par sertissage contre ou sous la paroi supérieure de la partie inférieure 13 les deux parties 12 et 13 Les deux parties peuvent être fixées par tout autre mode de fixa- tion convenable. A l'intérieur d'une partie 19 de diamètre re- lativement grand de la partie supérieure 12, est monté par pression un élément encastré 20 ayant un épaulement 20 a qui repose contre le bord supérieur de la partie su- périeure 12 du logement L'élément encastré 20 porte un dôme 21 et le dôme et l'élément encastréspeuvent être considérés comme faisant partie du boîtier, bien qu'ils n'en soient pas partie intégrante Le dôme 21 (que l'on n'entend pas limiter à une forme particulière autre qu'un couvercle) comporte un évidement gauche 22, un évidement central 23 et un évidement droit 24 Une fente 25 au cen- tre des évidements délimite le parcours d'une tige ou d'un bras de levier 30. La partie supérieure 12 et le dôme peuvent, bien entendu, être combinés en une seule pièce pour con- venir à toute machine de fabrication disponible. Le bras de levier 30 est circulairement symé- trique autour de son axe longitudinal 31, procurant ainsi un élément d'une fabrication simple et facile et ne néces- sitant ni meulage ni perçage supplémentaires Un manchon 32 entoure l'extrémité supérieure du bras de levier 30, et comporte une détente inférieure 33, et une poignée supérieure 34 qui peut être moletée extérieurement pour être facilement saisie manuellement, comme le montre la figure A son extrémité supérieure, le manchon 32 a un alésage intérieur 35 d'un diamètre intérieur relativement grand pour recevoir un aboutement ou arrêt 36 pour le res- sort 38 L'aboutement ou arrêt 36 est fixé à l'extrémité supérieure de bras de levier 30 au moyen d'une extension à vive arête 37 à partir de la partie inférieure de l'ar- rêt ou capuchon 36, jusqu'à ce que l'épaulement 45 de plus grand diamètre proche du bras de levier 30 soit atteint. La saillie 37 "se fichera" ou s'engagera dans la matière plus tendre de l'arrêt ou capuchon 36 et le maintiendra solidement contre la sollicitation du ressort 38 suscep- tible de fléchir Le terme "se ficher" paraît propre, bien que la saillie ou lèvre 37 s'étende avantageusement uniformément autour de l'axe 31, comme le montre la figu- re, de sorte qu'une circularité uniforme du bras de levier s'applique au bras entier. Un diamètre intérieur réduit 40 de l'alésage intérieur du manchon 32 procure un épaulement 41 contre lequel le ressort 38 prend appui à son autre extrémité, de sorte que le manchon 32 est sollicité élastiquement par le ressort 38 vers le dôme 21. L'épaulement 41 procuré par la différence entre l'alésage intérieur 35 et le diamètre intérieur réduit 40 limite le mouvement vers le haut du manchon 32 en heurtant la surface du capuchon d'arrêt 36 a. Une partie 47 d'un diamètre extérieur encore plus grand du bras de levier 30 se situe plus bas et à l'intérieur du dôme 21 et de la partie cylindrique supé- rieure 12 du boîtier 11 A une partie encore plus basse, le bras de levier 30 s'élargit en une partie en forme de bulbe sphérique 48 qui, ainsi qu'il apparaîtra plus clai- -rement par la suite, sert de point d'appui Au-dessous de la partie en forme de bulbe 48 du bras de levier 30, se situe une partie terminale 49 qui s'effile en une ex- trémité inférieure réduite Le diamètre de la partie en forme de bulbe est assez grand pour que celle-ci soit contenue à l'aise dans les limites d'une partie 50 d'un diamètre inférieur réduit de la partie supérieure 12 du boîtier 11, et pour être retenue captive à cet endroit par un rebord circulaire 51 qui agit aussi comme un point d'appui intérieur du bottier pour coopérer avec la sur- face d'appui extérieure de la partie en forme de bulbe 48 du bras de levier 30. A son extrémité inférieure, le bras de levier 30 présente un alésage intérieur 55 qui s'étend vers le haut au-delà de la partie en forme de bulbe 48, pour re- cevoir un ressort 56 et une extrémité d'un bras palpeur 57 qui prend appui contre le ressort 56 A son extrémité inférieure, le bras palpeur 57 a un palpeur ou tête 58 ayant une conformation plutôt en tête de flèche, mais toute configuration raisonnable telle qu'une extrémité plate, semisphérique ou ronde (non montrée) peut servir aussi bien La tête palpeuse 58, telle qu'elle est utili- sée dans les interrupteurs électriques, est habituellement- une tête palpeuse isolée, comme celle qui est montrée dans le brevet américain 4 117 284 de Xirchoff et Washburn accordé le 26 Septembre 1978 La tête 58 prend appui con- tre la surface supérieure d'un basculeur 59 qui-comprend un bras gauche 60, une section centrale 61 présentant un creux 6 la pour recevoir la tête palpeuse 58 et un bras droit 62 Dans la position représentée, le bras droit 62 est maintenu contre un contact droit 65 de trois contacts 63, 64 et 65, respectivement gauche, central et droit La tête 58 et le bras palpeur 57 sont sollicités élastique- ment contre le bras 62 pour le maintenir en contact avec le basculeur 59 La partie en forme de bulbe 48 est ainsi pressée par réaction contre le rebord d'appui 51. En service, si l'on désire déplacer le bras de levier jusqu'à une position différente, la détente 33 du manchon 32 est retirée par la poignée 34 de l'évidement 22 La détente étant ainsi relâchée, le bras de levier peut maintenant être déplacé dans le sens des aiguilles d'une montre, soit jusqu'à une position verticale, comme le montre la figure 1, soit de nouveau dans le sens des aiguilles d'une montre, jusqu'à une position avec la poignée loin vers la droite Les surfaces d'appui de la partie en forme de bulbe 48 et la partie d'appui intérieu- re 51 associées, travaillent ensemble pour permettre ce mouvement du bras de levier 30 et le bras de levier est guidé dans un plan à peu près parallèle à celui du papier, comme le montre la figure 1, par la fente 25, qui ne per- met pas au bras de levier de modifier beaucoup son par- cours La fente étant bien éloignée de l'appui, remplit facilement cette fonction de guidage d'après des princi- pes physiques bien connus Quand la poignée est relâchée, le ressort 38 presse la poignée ou le manchon 32 vers le bas pour engager la détente 33 dans l'évidement 23 ou 24, suivant que le bras de levier a été amené à basculer com- plètement dans le sens des aiguilles d'une montre ou seu- lement jusqu'à une position verticale Il est à remarquer que la détente du manchon 32 est aussi à symétrie circu- laire, ce qui procure un nouvel avantage sous l'angle de la fabrication et de l'économie Il n'est pas besoin de saillies ou d'oreilles en saillie vers le bas et il n'est pas nécessaire de découper des fentes ou analogues ali- gnées correspondantes dans le dôme 21 En même temps, le palpeur ou tête 58, pressé par le ressort 56, fait bascu- ler le basculeur 59 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, de sa position représentée jusqu'à une po- sition dans laquelle il est horizontal, la tête 58 se situe dans le creux 61 a, et ensuite si le mouvement du bras de levier continue, jusqu'à une position dans la- quelle le bras gauche 60 du basculeur 59 est abaissé pour être mis en contact avec le contact gauche 63 et le con- tact central 64. Si la détente doit être relâchée quand le bras de levier 30 est vertical et que le creux 61 a reçoit la tête 58, les deux bras extrêmes 60 et 62 sont tous deux horizontaux et ne sont pas en contact avec les contacts 63 et 65 respectivement, et le bras de levier n'est en contact qu'avec le contact central 64. Il est évident, par conséquent, que l'interrup- teur montré sur la figure 1 peut être un interrupteur uni- polaire à deux directions avec une position intermédiaire. Ainsi, quand la détente est engagée dans l'évidement gau- che 22 et que le bras droit 62 du basculeur 59 est abais- sé, un circuit électrique est fermé entre les contacts 64 et 65 Si la détente est engagée avec l'évidement central 23, aucun circuit n'est fermé, mais le bras du basculeur vient au contact du contact central 64 Il peut être in- téressant de mentionner que les contacts représentés peu- vent être ajoutés à un second contact à monter en aval de chacun des trois contacts montrés sur la figure 1, pour faire un interrupteur bipolaire à deux directions au lieu de l'interrupteur unipolaire à deux directions représenté. En montant un troisième ou un quatrième contact de la même manière, on obtiendrait un interrupteur tripolaire ou qua- dripolaire. Un dispositif quelque peu différent est repré- senté sur la figure 3, dispositif dans lequel un dôme 70 a une fente de guidage 71 et comporte seulement deux évi- dements, un évidement gauche 72 et un évidement droit 73, comme éléments de détente En pareil cas, le dispositif de basculement de la figure 1 pourrait être modifié davan- tage en prévoyant un point d'appui d'un genre convenable quelconque, autre que celui procuré par le contact 64, -et la dépression 61 ne serait pas nécessaire Néanmoins, si on le désire, le dispositif pour le basculeur et les contacts de la figure 1 peut être utilisé, mais sans la dépression 61, étant donné qu'il n'est alors pas prévu de positions de contact pour les positions centrales, deux positions stables existant procurant chacune des parcours de contact entre le contact central et l'un ou l'autre des deux autres contacts. Bien qu'une fente centrale bien délimitée soit représentée pour les deux dômes des figures 2 et 3, il est simplement essentiel que le bras de levier soit em- pêché de s'écarter trop loin de son parcours à l'intérieur du plan du papier, comme le montre la figure 1 Il est, par conséquent, très possible que les positions de détente délimitées par les évidements du dôme soient suffisantes à elles seules pour empêcher le bras de levier 30 de s'é- carter trop loin du parcours désiré En effet, la fente s'est dégénérée ou dégradée pour être englobée dans les évidements Aussi longtemps que le parcours permis entre les positions de détente extrêmes ne s'écartera pas jus- qu'à rendre le fonctionnement difficile ou peu sûr, la fonction de l'interrupteur sera remplie Les évidements eux-mêmes peuvent être assez profonds pour dégénérer en ouvertures complètes, comme sur la figure 2. En dispensant de la nécessité de percer ou d'usiner une petite pièce comme le bras de levier 30, le présent dispositif offre un avantage important dans la fabrication de petites pièces de ce genre Il n'est pas nécessaire de percer transversalement le bras de levier de petit diamètre ni d'usiner cette petite pièce Le bras de levier, y compris sa partie en forme de bulbe, peut être facilement formé au tour aux dimensions précises spécifiées Il est évident aussi que la présente cons- truction peut aisément s'adapter pour être utilisée selon le brevet américain 4 191 387 délivré le 4 Mars 1980, pour un joint étanche à l'eau pour interrupteurs à bascule La poignée de l'interrupteur à bascule estelle aussimodi- fiée par la présente invention, car le filetage n'est pas nécessaire et les saillies parallèles à l'axe longitudi- nal de la poignée sont évitées Ainsi, la présente inven- tion offre un interrupteur à bascule du genre utilisant une détente, qui est doté des attributs hautement désira- bles de simplicité et de facilité de fabrication des pièces et d'assemblage. 1 l REVENDICATIONS 1 Interrupteur à bascule comprenant un boî- tier ( 11) ayant un dôme ( 21) qui présente une ouverture, un bras de levier ( 30) passant à travers l'ouverture et un bras palpeur ( 57) à l'extrémité du bras de levier, susceptible d'être engagé avec un élément de commutation ( 59) à l'intérieur du boîtier, caractérisé par le fait qu'il est prévu un manchon ( 32) sur le bras de levier ( 30) à l'extérieur du dôme ( 21) qui est sollicité élas- tiquement vers le dôme ( 21), le manchon ( 32) présente une détente ( 33) à l'extrémité de celui-ci faisant face au dôme ( 21), ladite ouverture dans le dôme servant à guider le bras jusqu'à des positions de basculement de celui-ci, et le dôme présente au moins deux évidements ( 22-24) pour recevoir ladite détente ( 33), formant avec ceux-ci des détentes correspondant auxdites positions, et le bras palpeur ( 57) est sollicité élastiquement à l'opposé du bras de levier pour palper ledit élément de commutation ( 59). 2 Interrupteur à bascule suivant la revendi- cation 1, caractérisé par le fait que ladite ouverture comprend une fente ( 25), le bottier ( 11) a une surface d'appui intérieure ( 51)-, le bras de levier a une surface d'appui ( 48), l'ouverture fendue sert à guider le bras le long d'un parcours approximativement plan jusqu'aux- dites positions de basculement, le bras palpeur est dis- posé pour actionner un basculeur ( 59), tandis que le bras de levier ( 30) et sa surface d'appui sont pressés par réaction contre la surface d'appui intérieure du boîtier { 11) pour la rotation du bras de levier ( 30) autour de l'appui formé par les surfaces le long de son parcours guidé. 3 Interrupteur à bascule suivant la revendi- cation 1 ou 2, caractérisé par le fait que le bras de levier ( 57) est circulairement symétrique autour d'un axe longitudinal. 4 Interrupteur à bascule suivant l'une des revendications à 3, caractérisé par le fait que le moyen sollicitant élastiquement le manchon ( 32) comprend un arrêt ( 36), le bras de levier ( 31) d'un côté faisant saillie à l'intérieur du manchon ( 32) et étant fixé à l'arrêt, et un ressort ( 38) sous compression à l'intérieur du manchon prenant appui contre l'arrêt ( 36) et à l'autre extrémité du ressort intérieurement contre le manchon ( 32), ce par quoi les positions de détente sont mainte- nues, à moins qu'elles ne soient relâchées par une nou- velle compression du ressort par le mouvement axial du manchon ( 32) à l'opposé du dôme ( 21). Interrupteur à bascule suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le dôme présente deux évidements ( 72, 73) et qu'il y a ainsi deux positions de détente seulement. 6 Interrupteur à bascule suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le dôme ( 21) comporte trois évidements ( 22-24) et qu'il y a ainsi deux positions de détente active et une position de déten- te intermédiaire entre les deux autres positions. 7 Interrupteur à bascule suivant la revendi- cation 4, caractérisé par le fait que l'arrêt ( 36) com- prend un élastomère ou analogue avec un alésage, ledit bras de levier ( 31) ayant une lèvre circonférentielle ( 37) insérée-dans l'alésage, fixant ainsi l'élastomère au bras de levier. 8 Interrupteur à bascule suivant la revendi- cation 7, caractérisé par le fait que le moyen sollici- tant élastiquement le bras palpeur ( 57) comprend un res- sort ( 56), le bras de levier ( 30) ayant à son extrémité adjacente au basculeur ( 59) un alésage ( 55) recevant le ressort, et le bras palpeur ( 57) maintenant le ressort ( 56) en compression à l'intérieur de l'alésage ( 55).