Brevet FR2558638A1 — publié le 19850726

Dispositif pour faire varier la résistance ainsi que l'état de conduction de courant dans des circuits électriques. La présente invention concerne des perfectionnements apportés à des dispositifs utilisés pour faire varier la résistance de circuits électriques conjointement avec des dispositifs destinés à modifier l'état d'un conducteur de courant dans ce même circuit ou dans un autre circuit. De tels dispositifs sont utilisés largement comme composants de formes de diverses dimensions dans des sys- tèmes électroniques, des installations industrielles de commande et de régulation, etc. La combinaison d'un composant servant à faire varier la résistance électrique d'un circuit avec un composant servant à modifier la conduction électrique de ce circuit ou d'un autre circuit est une caractéristique utile dans le fonctionnement d'un grand nombre de types de systèmes et d'installations appartenant au domaine étendu de l'é- lectronique dans les applications industrielles, profes- sionnelles et grand public. Le perfectionnement décrit dans le présent exposé contribue à la rationnalisation de la fabrication des dis- positifs précités dans la mesure o, compte tenu de la fonction spécifique de chacun de ces derniers, on peut les fabriquer comme composants séparés correspondant respec- tivement au dispositif de variation progressive de la résistance électrique et au dispositif de modifi- cation instantanée de la conduction électrique, ces deux dispositifs étant ensuite combinés fonctionnellement, tous les deux étant pourvus de moyens à l'aide desquels les parties mobiles respectives peuvent remplir leur rôle de façon mutuellement coordonnée au cours d'un mouvement de rotation imprimé à l'aide d'un moyen de commande commun. Ainsi, lorsque le curseur du dispositif de résistance variable s'est déplacé sur la totalité de son angle de déplacement et a atteint une ext.émité de la pste résis- tive, l'opération de modification de continuité a lieu, par exemple par l'ouverture du conducteur. LQOrX de l'inver- sion du mouvement de rotation appliqué au moyen de commande du dispositif de résistance variable, une opération de mo- dification de continuité a lieu, en sens inverse au sens précédent, c'est-à-dire par la fermeture du conducteur, tandis que se produit également la variation, dans le sens inverse au sens de la variation précédente, de la résis- tance électrique qui existe entre chacune des bornes de la piste résistive et du curseur. Une autre caractéristique de la combinaison de dis- positif de résistance variable et de dispositif de modifi- cation de continuité selon la présente invention est la possibilité d'un assemblage automatique de chacun des deux composants, l'opération d'assemblage des composants respec- tifs étant indépendante et les deux composants étant combinés quand ces deux assemblages sont terminés. Dans une version préférée du procédé d'assemblage de la résistance variable, les parties métalliques de cette dernière constituées principalement par les bornes en contact avec les extrémités de la piste résistive et par le collecteur aboutissant à une autre borne, sont obtenus par découpage à la presse d'une bande métallique présentant les caractéristiques appropriées dans un système d'avance continue de la chaîne d'assemblage. La version préférée utiliserait, par exemple, des bornes en laiton électroly- tique cue l'on soumettrait à une opération primaire d'em- boutissage leur donnant la forme approximative des bornes et du collecteur, puis à un traitement de mêtalipation appliquant un métal différent sur les deux faces respectives, par exemple de l'étain et du nickel ou du cuivre, la bande métallisée emboutie avançant ensuite, sans nécessiter de support supplémentaire, jusqu'à la machine d'assemblage o, lors de son entrée, elle subirait son découpage final de mise en forme, les pièces prenant leur structure caractéristique, prêtes pour un assemblage immédiat avec les autres pièces constituant le composant particulier. De cette maniere, on fabrique egalement les. disposi- tifs de modification de continuitê en vue de leur combinai- son avec les résistances variables que l'on peut fixer à ces dispositifs quand il est nécessaire de réaliser un ensemble fonctionnel unique avec une commande commune, en obtenant ainsi une paire de dispositifs combinés en un seul corps. La fixation du corps à un support, comme par exemple le bâti d'une machine d'un système électronique, ne pré- sente aucune difficulté et les bornes qui y sont accessi- bles peuvent être connectées aux extrémités des conducteurs associés aux divers composants constituant le restant du circuit en question. Les améliorations que l'on va décrire couvrent la fabrication de la résistance variable d'une manière telle que, en l'absence du dispositif de modification de conti- nuité, le composant supportant le curseur rotatif se termine par un prolongement coaxial qui peut rester inutilisé et ne joue aucun rôle-spécifique. Quand il est nécessaire d'ef- fectuer la fixation entre les deux dispositifs, la prolon- gation centrale du composant supportant le curseur est accouplée mécaniquement au composant du dispositif de mo- dification de continuité qui doit actionner la partie mobile portant le point de contact qui vient finalement s'appuyer contre un point de contact similaire se trouvant sur la partie fixe du dispositif. On va maintenant décrire un exemple illustratif et non limitatif d'un mode de réalisation des dispositifs utilisés pour faire varier la résistance et pour modifier la continuité de conduction dans les circuits électriques conformément à la présente invention, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une élévation en coupe axiale d'un dispositif destiné e faire varier la résistance électrique d'un circuit et présentant les caractéristiques telles que décrites; la figure 2 est une coupe transversale du meme dis- positif par le plan II-II de la. figure 1; la figure 3 est une coupe paraljele a l'axe de rota- tion par le plan III-III de la figure 2; la figure 4 est une autre coupe transversale de la résistance variable par le plan IV-IV de la figure 1; les figures 5 et 6 montrent la structure du corps renfermant les composants qui constituent le dispositif de modification de continuité de courant avec ses barres conductrices latérales qui forment les éléments mobile et fixe ainsi que les bornes de connexion; la figure 7 est une coupe par VII-VII de la figure 9, cette coupe représentant l'élément dontle mouvement actionne le point de contact mobile du dispositif de modification de continuité et qui, à son tour, est entraîné en rotation au moyen d'un axe; les figures 8 et 9 montrent l'ensemble du dispositif de résistance variable et du dispositif de modification de continuité de courant présentant les perfectionnements décrits; et la figure 10 montre le détail de l'élément d'action- nement du dispositif de modification de continuité de courant pour un circuit électrique. Un dispositif destiné à faire varier la résistance et à modifier la continuité d'un circuit et comprenant les perfectionnements faisant l'objet de cette demande, se pré- sente sous la forme d'un ensemble ayant une résistance struc- turale mécanique caractéristique ainsi qu'une certaine fia- bilité en ce qui concerne son agencement de contacteur électrique. convenant pour etre utilisés dans des montages électroniques sur des plaques de circuitsimprimésainsi qu'avec des montages comprenant des composants discrets et intégrés. Le composant de support principal dans le dispositif à résistance variable consiste en une plaque quadrangulaire 1 formée d'un matériau isolant, telle qu'une céramique di- électrique ou autre matière analogue que l'on a pourvu, sur sa face conçue pour former une des faces intérieures du dispositif, un évidement circulaire 2 destiné à loger la piste résistive 3, cette dernière consistant en une bande de matière isolante ayant la forme de la lettre omega et comportant sur une des ses faces un é61nent en graphite sur lequel le curseur se déplace. Aux extrémités.4 de la piste sont fixées en permanence les bornes 5, à raison d'une à In chaque extrémité,au ;yen de liaisons mécaniques et élec- triques satisfaisantes aux jonctions 6 et ces bornes com- portent des sections d'extrémité 7 qui, dans l'exemple il- lustré, se présentent sous la forme de cosses terminales convenant pour être insérées dans les pièces femelles de connexion prévues à cette fin sur la plaquette isolante d'un circuit imprimé. En ce qui concerne le curseur,celui-ci est conçu pour reposer sur le collecteur 10 qui a la forme d'une couronne et qui est coaxial à la piste résistive et se prolonge jusqu' a une borne 8 qui se termine par une section terminale 9 similaire aux extrémités formant cosse 7 et qui peut être appelée: la borne de collecteur. Le curseur 11 est fabriqué à partir d'une feuille de laiton ou autre matière présentant des propriétés élec- triques et mécaniques excellentes et a la forme d'une lettre "e" comportant des appendices courbés 12 se terminant dans des zones du contacteur qui se déplacent le long de la piste résistive 3. En même temps, un autre ensemble de prolon- gements 14 orientés dans la direction contraire forme les points 15 qui se déplacent le long du collecteur 10 en forme de couronne métallique, ces conducteurs constitutifs, à savoir la piste résistive et le collecteur, étant reliés par le curseur. Les trous 16 ménages dans le curseur sont prévus pour les moyens servant à le fixer à la plaque desupport 17 qui comporte, dans sa partie centrale, une protubérance tu- bulaire 18 munie d'une zone intermédiaire 19 autour de la- quelle est sitié le curseur. Les tétons 20, diamétralement opposes, servent e la fixation du curseur à travers les trous 16 mentionnés ci- dessus. Le bottier 21 complète le corps du dispositif de résistance variable 22 conjointement avec la plaque 1, un de ss c6tés s'étendant jusqu'à un prolongement 23 sur lequel se trouvent des lamelles 24 coopérant avec les bornes. La protubérance intérieure 25 correspond à une protubérance circulaire 26 qui est formée sur le support 17 de curseur et qui est pourvue d'un appendice servant à limiter la rotation du moyen de commande 29 en formant ainsi une butée de fin de course mécanique avec la protubérance intérieure 25. L'axe 29 de la résistance variable est guidé par le prolongement tubulaire 28 et la tête 30 de cet axe,dont la section a une forme dentée ou en étoile, s'embolte dans la cavité de même forme que comporte la pièce 19 supportant le curseur, tandis que la tête 55 de l'axe s'encastre dans le prolongement 18. L'extérieur du prolongement tubulaire 28 qui est fileté peut être fixé à une tôle ou autre support au moyen d'un écrou et d'une rondelle de blocage non représentés sur le dessin et, de cette façon, le dispositif de résis- tance variable et le dispositif de continuité de courant se trouvent tous deux fixes en position simultanément. La fixation de la plaque 1 aux bords du bottier 22 se fait au moyen d'un système de rivets qui maintient ainsi en place le corps du dispositif de continuité de courant, comme on peut le voir sur la figure 3, et qui consiste en des prolongements tubulaires 60 du bottier que l'on in- troduit dans deux trousldiagonalementopposs, des trous 27 de la plaque et que l'on rivette ensuite définitivement. Les bornes de contacteur de la résistance variable sont fixées à la plaque 1 au moyen de prolongements que com- portent ces bornes et qui s'étendent depuis ces dernières et que l'on rabat autour de la faeext.rieure de la plaque 62. Les figures 5 et 6 montrent la forme prim.atique quadrangulaire dm boltier protecteur 31 du dispogitif de continuité de corant qui doit être fixé a la résistance va- riable sur sa face 32 à l'aide de moyens qui pourraient consister en des rivets tubulaires insérés dans les trous 33 traversant les boitiers21 et 31 et qui sont situés de façon diamétralement opposée près deux des bords. L'élément constitutif du boîtier protecteur a une configuration plate, comporte sur une de ses faces deux interstices 34 qui permettent le passage des bornes de connexion destinées au dispositif de modification de con- tinuité de courant et,dans sa face intérieure, cet élément constitutif comporte des saillies symétriques 35 parallèles à ce côté, avec des saillies 36 et 37 différentes l'une de l'autre, mais disposées symétriquement par rapport aux saillies précédentes et par rapport à l'ouverture centrale 38. La forme spéciale de la saillie 37 dépend du fonctionnement du dispositif et sert spécifiquement à déterminer le type de déplacement de l'organe d'actionnement par rapport à la pièce mobile du mécanisme de modification de continuité. Les bornes 39 et 40 en forme de gradins(figures 5 et 8) sont les prolongements respectifs des composants 41 et 42 qui se présentent sous la forme de bandes métalliques et qui sont montés à l'intérieur du corps 31 de boîtier au moyen de chevilles 43 et 44 de façon qu'ils soient ferme- ment fixés. Le composant 41 s'étend de manière à former un élément flexible 61 qui constitue la pièce mobile du dis- positif de modification de continuité et qui porte a son extrémité un bloc de contact 45 tandis que le composant 42 s'étend de manière à former à son extrémité un coude 46 constituant un élément de contact fixe qui établit fina- lement une connexion électrique et mécanique avec le bloc 45 à l'extrémité du bras 61 si ce dernier n'est pas déplacé au moyen d'une protubérance 50 de la couronne 47 qui agit sur lui. La traverse 48 maintient en position les bornes de contact, cette traverse comportant des espaces libres dans ses faces plus larges et étant transversale aux bornes et placée comme on peut le voir sur les figures 8 et 9. - La séparation du bras mobile 61 et de son point de contact terminal 45 d'avec le contact fixe 46 a lieu lorsque la bille 49 en métal inoxydable est poussée contre ledit bras mobile sous l'effet de la rotation de la came formée par la protubérance 50 s'étendant à partir de la pièce 47 en forme de couronne. Cette dernière fait partie de la pièce tubulaire 51 qui est logée, à son extrémité 52, dans la cavité ménagée dans le corps de boîtier 31 comme on peut le voir sur la figure 9. La protubérance 50 comporte un évidement central 53 et deux saillies latérales 54 arrondies pour faciliter leur contact avec la bille 49. La couronne 47 qui entraîne l'actionnement du méca- nisme de modification de continuité est à son tour entrainée par l'axe 29 de la résistance variable à laquelle le dispo- sitif est fixé au moyen de saillies terminales 63 qui sont de préférence au nombre de quatre et qui sont des prolon- gements longitudinaux et symétriques de la partie 18 et s'engagent dans les évidements 56 formés dans la face ex- térieure de la couronne mentionnée ci-dessus.Ainsi, ces saillies 63, s'étendant au-delà de l'extrémité avant du dispositif de résistance variable, s'encastrent dans le dispositif de modification de continuité, entraînent et déterminent son mode de rotation ainsi que l'ouverture et la fermeture des contactspour la conduction ou l'interruption du courant dans le circuit électrique. - La couronne 47 du dispositif de modification de con- tinuité avec son prolongement tubulaire 51 est fixée au moyen de la section centrale 57 s'étendant jusqu'à deux sections prolongées 58 dont la forme permet un certain degré de flexibilité et, par conséquent, une déformation momentanée et leur insertion à travers l'ouverture centrale 38 du corps de bottier 31. Leur insertion est facilitée par leur forme extérieure conique et la rainure latérale 59 en empêche la séparation accidentelleacomme on peut le voir sur les figures 7 et 9. Le dispositif de résistance variable peut être com- biné dans un circuit avec un ou plusieurs autres dispositifs du même type destine à faire varier la résistance d'autres circuits mutuellement indépendantsmais fonctionnant simulta- nément et dont les pièces mobiles seraient actionnées par le même axe d'entraînement. Dans ce cas, les supports de curseurstournants sont couplés mutuellement au moyen de composants intermédiaires transmettant le mouvement de rota- tion d'un élément à un autre, en un mouvement simultané, c'est-à-dire avec la même vitesse angulaire. Le groupe de dispositifs de variation de résistance peut supporter, à l'extrémité opposée à celle de l'axe d'actionnement, le dis- positif servant à modifier l'état de conduction de courant d'un circuit qui entre en fonction une fois que le groupe d'éléments mobiles desdispositifs de variation de résistance ont atteint la fin de leur course. Il est bien entendu que la description qui precède n'a été donnée qu'à titre illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être ap- portées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif utilisé pour faire varier la résis- tance ainsi que l'état condiuction de courant dans des circuits électriques, caractérisé essentiellement par le fait qu'il comporte un axe (29) qui est destiné à la commande manuelle parun mouvement de rotation et qui actionne une pièce (17) en forme de disque supportant un curseur métallique (11) en contact continuellement et simultanément avec une piste résistive (3) et un collecteur métallique (10), l'axe étant pourvu d'un prolongement sous la forme d'une protu- bérance centrale conçue de manière à venir en prise avec une seconde pièce (47) en forme de disque qui actionne un bras mobile (61) de contacteur provoquant un changement dans la conduction du courant, ces composants électriques et mécaniques étant combinés de façon coordonnée à l'in- térieur d'un bottier protecteur commun (31) formant un élément de support intermédiaire qui supporte et guide les composants mobiles. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractériséen ce que le corps du bottiet du dispositif dans lequel sont placés et protégés les composants électromécaniques de ce dernier comporte à l'intérieur des moyens (43,44) pour fixer une paire de bandes métalliques (41,42) disposés latéralement et se terminant à l'extérieur sous la forme de bOrnes de connexion (39,40) et comportant respectivement vers l'in- térieur un prolongement formant un bras mobile (61) de contacteur et un point de contact fixe à une extrémité, ce bras mobile et ce point de contact fixe commandant la conduction du courant et les moyens de fixation (43,44) consistant en des protubérances qui s'étendent depuis une des faces du corps de boîtier de protection (31) et dans lesquelles sont insérées des bandes métalliques au moyen de trous. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le bras mobile (61) de contacteur lequel est un prolongement d'une des bandes métalliques de conduction de courant disposée la- téralement, est actionné au moyen d'une pièce axiale rotative prolongée radialement sous la forme d'un appendice qui peut pousser une sphère métallique (49) reposant en permanence sur le bras mobile en coopération passive avec un ensemble de protubérances dirigées inté- rieurement depuis le corps de boîtier de protection. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le fonctionnement de la pièce rotative axiale qui actionne le bras mobile de contacteur commandant la conduction du courant provient du fait que cette pièce rotative axiale est en prise axiale avec la pièce rotative (47) en forme de disque qui supporte le curseur métallique (11) et qui, à son tour, est action- née directement par l'axe de commande manuelle (29), cette pièce en forme de disque comportant une pluralité de sail- lies équidistantes qui sont insérées dans des rainures correspondantes formées dans l'axe de commande. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'un guide et un moyen limitant le mouvement de rotation du support de cur- seur se présentent sous la forme d'un prolongement tubulaire s'étendant à partir d'une des faces de ce support et un prolongement coaxial s'étendant depuis l'autre face con- jointement avec des protubérances présentes sur la face interne du corps du boîtier de protection. 6. Dispositif selon l'une quelconque des-revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le curseur métal- lique (11) qui fait corps avec la face intérieure de la pièce en forme de disque actionné par l'axe de commande reste en contact continu et simultané avec une piste ré- sistive (3) formée sur la surface d'une couronne circulaire incomplète en matière isolante et également avec un collec- teur métallique (10) en forme de couronne qui est coaxial à ladite couronne circulaire incomplète et a un diamètre plus petit. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'une pluralité de dispositifs permettant de faire varier la résistance électrique de divers circuits mutuellement indépendants l'un de l'autre peuvent être couplés les uns aux autres de manière à donner une variation simultanée de l'intensité du courant au moyen de l'interposition axiale>entre le sup- port rotatif de curseur des dispositifs,de. pièces inter- médiaires transférant le mouvement rotatif successivement aux différents supports de curseur avec une vitesse angu- laire commune, le dispositif se trouvant à la fin de la succession actionnant l'élément d'actionnement du mécanisme de modification de conduction d'un circuit indépendant.