Brevet FR2563044A1 — publié le 19851018

L'invention porte sur les mécanismes de commutateur à gâchette destinés à des appareils électriques et particulièrement aux outils à main électriques tels que les pistolets électriques à agrafer.Cette invention porte plus particulièrement sur un mécanisme de commutateur à gâchette destiné à être utilisé dans un outil à main électrique à commande électronique. Dans les pistolets à agrafer connus et de la technique antérieure,et dans d'autres outils électriques manuels semblables,un microrupteur est actionné par la gâchette de outil manuel de façon à se fermer et à s'ouvrir lorsque l'on enfonce ou que l'on relâche cette gachette. Dans le cas d'une agrafeuse électrique,on utilise de façon classique ce microrupteur pour commander la puissance de crête délivrée au solénolde d'entrainement de l'agrafeuse. Chaque fois que la gachette manuelle est enfonçée,l'agrafeuse délivre ou "tire" une seule agrafe et enfonce cette dernière dans le bois,la paroi d'un mur,le tissu ou tout autre matériau. Normalement, un circuit électronique basé sur l'usage d'un redresseur commandé au silicium (SCR) est utilisé et un faible courant de commande est délivré au microrupteur pour commander l'impulsion de puissance assez importante qui est appliquée au solénoide. Dans le circuit classique d'un pistolet à agrafer électrique le microrupteur est du type normalement ouvert et,lorsqu'il est fermé, l'impulsion de puissance est délivrée par le circuit électronique.L'intensité du courant de service et celle du courant de commande traversant le microrupteur est de l'ordre de quelques milliampères seulement,peut-être même inférieur à un milliampère.Ces microrupteurs sont sensibles aux problèmes de corrosion,et peuvent s'user ou se corroderaprès une certaine période de fonctionnement.Si l'on utilisait des intensitéplus élevées,il n'y aurait pas de problèmes de corrosion.En effet,le courant passant à travers le commutateur "brulerait" toute trace de corrosion.Cependant, lorsque l'on utilise un courant faible,comme dans le cas présent,les contacts du microrupteur ne demeurent pas propres. I1 en résulte qu'il est tout à fait courant,dans l'agrafeuse-électrique classique,qu'après quelques semaines ou quelques mois de service,le circuit de déclenchement ne fonctionne plus correctement par suite de la corrosion présente dans le commutateur. En cOnséquence,le but principal de cette invention est d'éviter ce type de problème apparu dans les techniques antérieures. Un but plus spécifique de cette invention est de disposer d'un commutateur à gâchette permettant de pallier le problème de la corrosion pour des courants de service de faible valeur,la corrosion étant alors éliminée par l'action mécanique des éléments de commutateur. Un autre but de l'invention est encore de disposer d'un commutateur à vachette dont le mécanisme convienne pour la commande d'un outil électrique à main,et qui puisse se présenter sous la forme d'un commutateur normalement fermé au lieu d'être normalement ouvert,de façon que le circuit électronique destiné à actionner le solénoide puisse être déclenché avec beaucoup plus de fiabilité. Conformément à un aspect de l'invention,on dispose d'un circuit de commutation de déclenchement pour un outil électrique à main,tel qu'une agrafeuse électrique entrainée par solénoïde,du type équipé d'un carter,d'une gâchette actionnée manuellement et située dans le carter,et d'un moyen d'entraînement électrique tel qu'un solénoide monté à l'intérieur du carter. Le circuit de commutation de déclenchement comprend des lames d'entrée destinées à être connectées à une source de courant alternatif,un commutateur mécanique entraîné par la gåchette,et un circuit électronique couplé aux lames d'entrée, au commutateur et au moyen d'entraînement électrique pour délivrer une crête de puissance à ce dernier lorsque le commutateur est actionné par la gachette.Le circuit électronique délivre un faible courant de commande à travers le commutateur pour commander la crête de puissance appliquéeau solénoide. Les améliorations apportées par cette invention permettent au circuit de fonctionner à la suite de l'ouverture du commutateur déclenchant l'impulsion de puissance.En conséquence, le commutateur est constitué par un premier et un second éléments conducteurs,le premier élément portant une première lame conductrice souple et élastique fixée à une extrêmité et s'étendant jusqu'à son autre extrêmité libre pour entrer en contact avec la gâchette.Le second élément a une seconde lame conductrice souple et élastique fixée à l'une de ses extrêmités et portant un élément replié a son extrêmité libre dont le bout ,c'est-à-dire la pointe,entre en contact avec une face de la première lame conductrice souple et élastique. Cette disposition permet au commutateur de s'ouvrir lorsque l'action de la gachette manuelle fait avancer le premier élément conducteur dans une direction;puis,lorsque la gâchette relâche l'élément conducteur,l'élasticité de la première lame conductrice fera déplacer ce dernier dans le sens opposé et remettra les deux éléments en intact électrique pour fermer le commutateur.La flexion de la première et de la seconde lame fait déplacer la pointe de l'élément replié contre la face de la première lame conductrice pour gratter et éliminer les produits de corrosion qui s'y trouvent. De préférence, le circuit comporte des composants électroniques montés sur une carte imprimée, et un premier et un second éléments de commutation sont montés par leurs extrêmités fixes sur la lame de circuit imprimé, ltextrêmité libre au moins de la première lame conductrice souple dépassant du bord de la carte du circuit imprimé. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et autres de cette invention deviendront plus compréhensibles d'après la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré de celle-ci, qui doit être prise en considération en liaison avec les dessins joints dans lesquels: la Figure 1 est une vue en perspective d'une agrafeuse électrique comportant un circuit de commutation de déclenchement utilisant la présente invention. la Figure 2 est une vue en coupe du pistolet à agrafer de la Figure 1 et représente une carte de circuit imprimé portant le mécanisme particulier de commutation conforme à l'invention. les Figures 3 et 4 sont respectivement des vues de face et de côté de la carte imprimée représentée à la Figure 2, et la Figure 5 est un schéma de principe du circuit électronique du mode de réalisation préféré de cette invention. En se référant aux dessins, et initialement à la Figure 1 de ces derniers, on peut voir un pistolet à agrafer électrique 10 enfermé dans un carter en matière plastique 12 comportant une portion protectrice 14 dans laquelle repose une gâchette 16 actionnée par le doigt et une tête 18 servant à enfermer un mécanisme d'entraînement à solénolde qui sera décrit par la suite. Un magasin à agrafes 20 est fixé au carter 12 et un câble 22 sort d'une extrêmité de la portion 14 de la poignée. Un opérateur peut saisir et manipuler le pistolet 10 par la portion de poignée 14 et enfoncer la gâchette avec le doigt. Lorsque l'opérateur appuie sur la gâchette 16, le mécanisme d'entraînement du solénoide dans la tête 18 fait sortir une agrafe S de l'extrêmité du magasin 20 comme le représente la Figure 1. Comme cela est peut-être mieux représenté en coupe dans la Figure 2, le pistolet à agrafer 10 présente un bloc d'entraînement électromagnétique 24 comprenant un amortisseur supérieur 26, un piston 28 auquel est reliée une lame plate 30 et un bloc de bobinage de solénoide 32 pour attirer le piston 28 vers le bas lorsque le courant est appliqué à ce dernier. Un ressort de rappel 34 sollicite vers le haut le piston contre l'action de l'amortisseur supérieur 26. Un amortisseur inférieur 36 est monté dans un guide d'amor tisseur 38 qui sert à guider le déplacement de la-lame 30 et limite également le déplacement du piston 28 vers le bas. Une plaque de maintien 40 de la lame, représentée en vignes tiretées, guide la lame 30 sur le dessus d'une agrafe S située à l'extrêmité du magasin 20, de facon que lorsque le bloc d'entraînement 24 est actionné, la plaque guide la lame 30 et que cette dernière descende exactement contre l'agrafe S de facon à l'entraîner en dehors du magasin 20 dans une pièce à agrafer. A l'intérieur de la portion de poignée 14 du carter 12, on peut voir un circuit de commutation de déclenchement à semiconducteurs 42 constitué par des composants électriques montés sur une carte de circuit imprimé 44. Un bloc de commutation de déclenchement 46 est monté sur cette carte et est actionné par un bras ou une saillie 16,de la gachette 16. Comme le représentent également les Figures 3 et 4,le circuit monté sur cette carte comporte une paire de conducteurs L1 et L2 connectées au câble 22 et une autre paire de conducteurs L3 et L4 connectées au bloc de bobinage du solénoide 32.Sur la carte de circuit imprimé 44 sont également disposés des composants électroniques classiques qui sont connectés aux conducteurs L1 -L4 et au commutateur à gchet- te 46.Ce circuit délivre un courant faible de commande à ce dernier et délivre également une impulsion de puissance au bloc de bobinage de solénolde 32 lorsque le commutateur de vachette 46 est ouvert. Le commutateur 46 est constitué d'un premier et d'un second éléments de commutateur 50 et 52,dont chacun présente une portion en forme de cosse à une extrêmité fixée sur la carte 44.L'élément de commutateur 50 a une première feuille ou lame conductrice souple et élastique 54 constituée par exemple par un alliage de cuivre,dont une extrêmité libre fait saillie d'un bord de la carte imprimée 44 pour être déplacée par la protubérance de la vachette 16.L'autre élément de commutateur 52 a une feuille ou une lame souple et élastique 56 dont l'extrêmité libre se présente comme élément pointu et replié 58.Une pointe aigue sur l'élément pointu 58 entre en contact avec une face de la lame ou feuille 54.Ces lames 54 et 56 sont disposées de facon généralement parallèle l'une à l'autre et sont poussées l'une contre l'autre,de telle facon que le commutateur est normalement fermé. Lorsque la lame 54 est déplacée dans le sens de la flèche 60 sous l'action de poussée de la protubérance de la gâchette 16', le commutateur 46 s'ouvre. Cependant, lorsque la protubérance 16' relâche la lame ou feuille souple 54, l'élasticité de cette dernière repousse en arrière la lame souple 54 contre l'élément pointu replié 58 de facon à fermer le commutateur. Le problème de la corrosion pour un faible courant de commande est ainsi pallié grâce au fonctionnement des lames ou feuilles 54 et 56. Ceci signifie que lorsque ces lames ou feuilles 54 et 56 flêchissent pour être fermées lors du déplacement dans le sens opposé à la flêche 60, la pointe de l'élément pointu et replié 58 se déplace sur la surface du côté de la feuille ou lame 54, de sorte que la fine couche habituelle de corrosion est éliminée par grattage de la zone de contact de la feuille ou lame 54. Egalement, le commutateur 46 étant concu pour être normalement fermé, plutôt que normalement ouvert, le circuit 42 est déclenché avec beaucoup plus de fiabilité. Dans ce mode de réalisation, la carte imprimée 44 a un angle coupé obliquement pour délimiter un bord coupé. De préférence, le commutateur a gachette 46 présente au moins la lame souple 54 qui passe par dessus ce bord coupé de la carte imprimée 44. La Figure 5 représente un mode de réalisation intéressant du circuit 42. Dans ce circuit, les conducteurs L1 et L2 qui ont respectivement un isolant blanc et noir, et qui sont connectés à l'ensemble de câbles 22, sont en parallèle sur un diviseur de tension consistant en un réseau de résistances R1 et R2 dont les valeurs nominales sont respectivement, par exemple, lOOK et 5,6K. Le conducteur L1 est connecté par l'intermédiaire d'un fusible F1 au conducteur L3 et de là au bloc de solénoïde 32. Le conducteur L1 est également connecté par l'intermédiaire d'une résistance R3 d'une valeur nominale de 180K à un circuit intégré SCR U1, et également à une sortie du commutateur à gâchette 46, une autre sortie de ce dernier étant connectée au conducteur L2. Une alimentation basse tension est formée par une diode D1 connectée à la jonction des résistances Ri et R2 et d'un condensateur C1 d'une valeur nominale de 33 microfarads et d'une tension de service de 10 volts. Cette disposition procure une tension continue d'environ 4,5 volts à une sortie d'alimentation du circuit de commande U1. Une borne de masse du circuit U1 est connectée au conducteur L2. Un redresseur commandé au silicium (SCR) Q1 a une anode connectée par l'intermédiaire du conducteur L4 au bloc de solénolde 32, une cathode connectée au conducteur L2 et une porte connectée à une sortie de commande du circuit de commande SCR U1. Un circuit de relaxation formé d'une résistance R4 d'une valeur nominale de 22 Ohms connectée en série avec un condensateur C2 d'une valeur nominale de 0,1 microfarad à 250 volts shunte l'anode et la cathode du redresseur Q1. Le circuit de commande SCR U1 active le redresseur lorsque le commutateur 46 est ouvert, de sorte que l'ouverture du commutateur 36 provoque l'application d'une impulsion de puissance par l'intermédiaire des conducteurs L3 et L4, au bloc de solénoide 32. Quoique la description détaillée ci-dessus ait porté sur un circuit de commutation à gâchette pour outil électrique à main en se référant à un seuil mode de réalisation spécifique, il est compréhensible que 1' invention n'est pas limitée à cet unique moae de réa lisation et que les spécialistes de cette technique se rendront compte de nombreuses modifications et variantes de l'invention , sans que ces dernières s'écartent du domaine et de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circuit de commutation à gâchette pour outil électrique à main du type équipé d'un carter 12, d'une gâchette 13 à action manuelle, et d'un moyen d'entraînement électrique 24, le circuit comprenant des conducteurs d'entrée (L1, L2 ) à relier à une source de courant alternatif , un commutateur mécanique 46 actionné par la dite gâchette et un circuit électronique connecté aux dits conducteurs d'entrée, au dit commutateur et au dit moyen de commande électrique pour fournir une impulsion de puissance à ce dernier lorsque le dit commutateur est actionné par la dite gâchette, le circuit délivrant un faible courant de commande à travers le dit commutateur pour commander l'impulsion de puissance et l'appliquer au dit moyen d'entraînement, caractérisé par le fait que le dit circuit peut être actionné par l'ouverture du dit commutateur de façon à délivrer 1' impulsion de puissance et que le dit commutateur est constitubé par un premier et un second éléments conducteurs (50 et 52) , le premier élément ayant une lame conductrice 54 souple et élastique fixée à une de ses extrêmités et s' étendant librement-à l'autre, et destinée à être poussée par la dite gâchette, le dit second élément comportant une seconde lame conductrice 56 élastique fixée à une de ses extrêmités et dont une extrêmité libre porte une partie repliée 58 pourvue d'une pointe entrant en contact avec une face de la première lame conductrice souple et élastique, de sorte que lorsque le premier élément conducteur est déplacé dans une direction par l'action de la dite gâchette, le commutateur s'ouvre, et lorsque la gâchette relâche la première lame conductrice, l'élas- ticité de cette première lame conductrice déplace cette dernière en sens opposé et ramène en contact les deux éléments de facon à fermer le commutateur, et la flexion de la première et de la seconde lame déplace la pointe du dit élément replié le long de la face de la première lame conductrice pour gratter et éliminer ainsi les produits de corrosion. 2. Circuit de commutation à gâchette selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dit circuit comporte des composants électroniques montés sur une carte 44 de circuit imprimé, et où le dit premier et le dit second éléments de commutation sont montés aux extrêmités de ce dernier sur la carte de circuit imprime. 3. Circuit de commutationà gâchette selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la dite première et la dite seconde lame sont disposées de facon généralement parallèle l'une à l'autre. 4. Circuit de commutation à gâchette selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la dite extrêmité libre de la dite première lame conductrice fait saillie au-delà du bord de la dite carte de circuit imprimé. 5. Circuit de commutation à gâchette selon la revendication 2 caractérisé par le fait que le dit élément replié présente une pointe à son extrêmité, cette pointe ayant pour but de gratter et ainsi éliminer les produits de corrosion dans la zone de contact entre le premier et le second élément. 6. Circuit de commutation à gâchette selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dit circuit délivre un courant de commande au dit commutateur, ce courant ne dépassant pas sensiblement cinq milliampères. 7. Circuit de commutation à gâchette selon la revendication 6 caractérisé par le fait que le dit circuit délivre un courant de commande inférieur à un milliampère environ. 8. Mécanisme de commutation à gâchette selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dit moyen d'entraînement éélectrique comporte un solénoïde et un piston associé à ce dernier. 9. Mécanisme de commutation à gâchette selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dit outil électrique à main est un pistolet électrique à agrafer.