Brevet FR2562320A1 — publié le 19851004

ELEMENT MODULAIRE CONSTRUCTIF POUR LA REALISATION D'APPA REILS DE DIALOGUE ENTRE UN OPERATEUR ET UN SYSTEME DE TRAITEMENT D'INFORMATIONS L'invention se rapporte à un élément modulaire constructif en particulier pour la réalisation diversifiée d'appareils de dialogue entre un opérateur et un système de traitement d'informations comprenant - d'une part un corps dans une cavité duquel est guidé longitudinalement par un coulisseau, et de façon étan che à l'aide d'une membrane ou joint souples, un pous soir interne relié à une touche d'actionnement manuel externe, - et d'autre part un dispositif interrupteur qui est placé dans cette cavité de façon à recevoir l'action du poussoir placé en regard et qui présente du côté opposé à celui-ci des pièces conductrices de raccorde ment électrique, - ce corps et cette touche étant prévus pour recevoir en option un moyen de signalisation optique dont les bornes sont aptes à coopérer, comme celles de l'inter rupteur, avec une carte à circuits imprimés placée parallèlement à une plaque supportant les corps. De tels appareils trouvent en particulier une application dans la constitution des claviers à touches, notamment de ceux utilisés pour établir un dialogue entre un opérateur et un système de traitement d'informations tel qu'un séquenceur programmable, une unité de commande numérique de machine outil, etc.... On connatt déjà par exemple par la demande de brevet FR NO 81 16623 de la demanderesse, un clavier comportant des interrupteurs modulaires qui sont associés à chaque touche et qui sont soit dimentionnés pour être placés côte à côte et fixés de façon permanente sur une carte à circuits imprimés, soit incorporés à une plaque isolante présentant des alvéoles dont la position est de terminée une fois pour toute ; un tel clavier qui présente de nombreux avantages lorsque la quantité fabriquée est importante, présente l'inconvénient de nécessiter la fabrication de nouveaux moules pour réaliser une plaque isolante différentie et de nouveaux circuits imprimés, lorsque des-aménagements ou des compléments doivent être apportés aux claviers de fabrication courante. I1 n'est pas non plus possible d'utiliser un module d'interrupteur dans un équipement différent de celui pour lequel il a été prévu à l'origine. Enfin, aucune mesure n'est prévue pour que, sur un même tableau, puissent être utilisés sans une rupture de la présentation extérieure, des interrupteurs et/ou voyants raccordés par des fils conducteurs à côté de ceux qui sont raccordés par la carte à circuits imprimés. L'invention se propose par suite de fournir aux utilisateurs un jeu d'éléments modulaires répondant à la constitution générale mentionnée ci-dessus et susceptibles de répondre à l'ensemble des-besoins qu'ils peuvent rencontrer lorsqu'ils souhaitent réaliser de façon économique à l'aide d'interrupteurs modulaires étanches et/ou de voyants lumineux, soit des claviers présentant une même disposition de façon répétée, soit des organes de dialogue, d'ordres ou d'information compatibles avec un clavier déjà installé, soit encore des tableaux de commande et/ou de surveillance dans lesquels, pour des raisons d'encombrement, il est nécessaire d'utiliser des dispositifs individuels ou regroupés de petit format, ces réalisations ne devant en aucun cas nécessiter la fabrication de pièces moulées isolantes supplémentaires. Selon l'invention, le but visé est atteint grâce au fait que des poussoirs d'interrupteurs et des touches de mêmes dimensions sont associés à l'un d'une multiplicité de corps distincts ayant tous une collerette carrée et une jupe cylindrique de mêmes dimensions, chacune de ces jupes étant apte à coopérer avec des ouvertures circulaires perforées dans une plaque de support et portant à cet effet des moyens d'association mécanique avec la plaque qui opèrent la compression d'un joint particulier placé sous la collerette, tandis que les jupes des corps sont - soit pourvues d'un fond intégral apte à recevoir des bornes d'organe indicateur et portant : des organes pour maintenir un interrupteur amovible et des organes de raccordement qui traversent ce fond et qui sont aptes à coopérer longitudinalement de façon amovible avec lesdites pièces conductrices, - soit dépourvues de fond et présentent alors du côté opposé à la touche une ouverture, à travers laquelle sont introduits le dispositif interrupteur, et respectivement, le moyen de signalisation portés tous deux par une même carte à circuits imprimés, faisant office de fond. L'invention, ainsi que les divers modes de réalisation auxquels elle conduit, seront mieux compris à la lecture de la description ci-dessous et à l'examen des figures annexées qui l'accompagnent, et où Les figures 1 et lc représentent dans une vue en élévation coupée par le plan PP' et respectivement dans une vue de dessus, un élément modulaire interrup tueur à raccorder par fils conducteurs. Les figures la et lb représentent, dans des vues comparables, un élément modulaire mixte ayant un organe indicateur supplémentaire. Les figures 2 et 2c montrent, dans une vue en éléva tion coupée par le plan QQ' et respectivement dans une vue de dessus, un autre type d'élément modulaire où le raccordement électrique met en oeuvre une carte à circuits imprimés. Les figures 2a et 2b montrent, dans des vues compara bles, un élément modulaire mixte ayant un organe indicateur supplémentaire. Les figures 3a et 3b illustrent en élévation coupée des éléments modulaires utilisant des interrupteurs d'un type différent. Un interrupteur modulaire 1 visible à la figure 1, comprend un corps 2 ayant une collerette supérieure 3 de contour carré, voir la figure lc, et une jupe cylindrique 4 possédant un fond 5 ; le corps est fixé dans l'une des ouvertures 6 d'une plaque de support ou platine 7, de préférence métallique et de faible épaisseur, comportant un nombre d'ouvertures conforme au nombre d'ordres à donner (respectivement au nombre d'indications à recevoir comme il sera exposé cidessous) ; cette fixation est opérée à l'aide d'un écrou annulaire 8 coopérant avec un filetage 9 porté extérieurement par la jupe. Le fond est traversé par deux broches métalliques 10, 11, qui saillent vers l'extérieur parallèlement à l'axe longitudinal du corps, et qui sont chacune en contact électrique avec une lame élastique cambrée 12, respectivement 13, de plus faible épaisseur. Ces broches, qui sont avantageusement soudées aux lames débordant dans une cavité 14 du corps, peuvent être maintenues par un ergot tel que 15. Un dispositif interrupteur amovible 16 est placé dans la cavité et est rendu solidaire du fond grâce à deux tétons, tels que 17, qui pénètrent dans deux ouvertures telles que 18 de celui-ci. Au moment où ce dispositif interrupteur est introduit dans les ouvertures 17 parallèlement à l'axe longitudinal, deux pièces conductrices 19, 20 de l'interrupteur, placées du côté opposé à une membrane 21 actionnant le contact mobile 22, viennent en contact avec les lames souples 12, 13. La surface interne de la cavité 14 présente des rainures longitudinales telles que 23, 24, qui guident et empêchent la rotation de nervures 25 d'un coulisseau interne 26 ; ces nervures sont placées en saillie sur une surface cylindrique 27 du coulisseau qui se prolonge du côté opposé-au fond par une portion annulaire 28 plus petite et pourvue d'une gorge externe 29 suivant un contour carré. La surface interne 30 de cette portion coopère par un effet de cran avec un bourrelet annulaire 31 qui est solidaire d'une touche externe de contour carré 32 (voir figures lb, lc), portant par exemple, une étiquette 33 ou autre indication, et qui est concentrique à un poussoir 34 dirigé vers le dispositif interrupteur. Entre le coulisseau et un épaulement 36 de la touche est pincée une portion élastique 35, qui a un contour carré suivant celui de la touche, qui pénètre dans la gorge annu laire et qui fait corps avec une membrane annulaire souple 37, dont la périphérie 38 est engagée et maintenue par pincement local dans une rainure 39 de la collerette qui en suit le contour carré. Cette membrane, qui assure l'étanchéité de la cavité, et qui fournit au doigt de l'opérateur une sensation tactile signalant lors de l'enfoncement que l'interrupteur est actionné, effectue également le rappel élastique du poussoir lorsque l'action du doigt est inter rompue. Du côté opposé à cette rainure 39 circule sous la collerette une gorge 40 apte à recevoir un joint d'étan chéité 41 qui sera comprimé sur la plaque 7 lors du vissage de l'écrou. Le module interrupteur 1 qui vient d'être décrit peut être équipé, àinsi qu'on le voit aux figures la, lb où les mêmes repères signalent les pièces identiques, d'un moyen de signalisation par exemple à diode photo-électrique 45 pour devenir un module de dialogue mixte 44. Cette diode qui est placée dans la cavité 14 d'un corps 2 et dont les bornes 46, 47 traversent le fond 5, se trouve placée, voir la figure lb, en regard de la région 48 du sommet de la touche carrée 43 de mêmes dimensions que la touche 32, et possédant à cet effet une fenêtre transparente 49. Pour que cette adjonction puisse se faire, il est nécessaire de placer cette diode aussi près que possible de la surface interne 14' de la cavité et une échancrure longitudinale 50 a donc été ménagée dans la jupe 27 du coulisseau entre deux nervures 25. Cette échancrure se prolonge à travers la portion 28 par une ouverture 51 qui est placée en regard de la fenêtre et qui reste à l'intérieur du périmètre carré de la rainure 39 pour que l'étanchéité soit conservée. Les raccordements électriques peuvent être effectués par soudure de conducteurs sur les pièces 10, 11, 46, 47, et l'orientation des collerettes est obtenue par coopération avec des collerettes voisines soit en respectant un faible jeu, soit par une rencontre directe avec celles-ci. Le module interrupteur 55 visible aux figures 2, 2c, comprend des constituants 7, 8, 32, 37, 16, 41 et 26 identi ques aux précédents, mais comporte un corps 56 ayant une jupe 57 plus courte et dépourvue de fond ; une ouverture 58 donne par suite accès à la cavité 59 pour qu'un dispositif interrupteur 16, fixé maintenant par soudure de ses pièces conductrices 19, 20 sur une carte à circuits imprimés 6D parallèle à la platine 7, puisse y pénétrer. Cette carte est appliquée sur l'extémité annulaire 61 de la jupe qui est opposée à la touche et qui présente, le cas échéant, des moyens d'accrochage avec la carte de façon que cette dernière opère l'étanchéité de la cavité et place la membrane 21 à une distance convenable du poussoir 34.L'application de la carte contre l'extrémité 61 peut également et avantageusement être obtenue par des vis et/ou colonnettes ou entretoi ses telles que 62 respectivement 68 qui rendent cette carte solidaire de la platine 7 dans des régions 63 placées entre les écrous 8 de corps voisins. Les figures 2a et 2b présentent un module mixte d'interrupteur et de signalisation 67 faisant usage des pièces décrites ci-dessus et en outre d'une diode photo-électrique 64 qui est placée dans la cavité 59 et dont les bornes 65, 66 sont soudées sur des pistes de la carte à circuits imprimés. Dans les variantes de module interrupteur 71, 70 dérivées des précédentes et décrites aux figures 3a et 3b, les éléments des dispositifs interrupteurs 80, 84 ont été partagés entre les pièces mobiles de la touche 32 respectivement du coulisseau 26 et les pièces fixes de la carte à circuits imprimés 72, 83. Cette dernière comporte à-la figure 3a des pistes conductrices 73, 74 qui sont placées en regard de la cavité 59 et qui sont électriquement reliées par une pièce annulaire 75 (réalisée en un matériau élastomère conducteur) lorsque la touche est enfoncée. A la figure 3a, cette pièce 75 est disposée concentriquement au poussoir 34 et fixée dans un logement annulaire 77 situé entre la racine de celui-ci et le bourrelet 31. A la figure 3b, cette pièce 76 est disposée concentriquement au poussoir 34, mais est fixée par collage ou adhérence naturelle sur la surface interne 78 de la jupe 27 du coulisseau 26 pour coopérer avec des pistes conductrices 79, 86 de plus grandes dimensions. L'utilisation dlune pièce de contact 75 sera préférée si à ce type d'interrupteur doit être associée une diode luminescente telle que 64 et une touche telle que 32 ou 43. Revendications de brevet 1. Elément modulaire constructif en particulier pour la réalisation d'appareil de dialogue entre un opérateur et un système de traitement d'informations comprenant - d'une part un corps dans une cavité duquel est guidé longitudinalement par un coulisseau, et de façon étan che à l'aide d'une membrane ou joint souples, un pous soir interne relié à une touche d'actionnement manuel externe, - et d'autre part un dispositif interrupteur qui est placé dans cette cavité de façon à recevoir l'action du poussoir placé en regard et qui présente du côté opposé à celui-ci des pièces conductrices de raccorde ment électrique, - ce corps et cette touche étant prévus pour recevoir en option un moyen de signalisation optique dont les bornes sont aptes à coopérer, comme celles de l'inter rupteur, avec une carte à circuits imprimés placée parallèlement à une plaque supportant les corps, caractérisé en ce que des poussoirs (34) dtinterrupteurs (16) et des touches (32, 43) de mêmes dimensions sont associés à l'un d'une multiplicité de corps distincts (2, 56) ayant tous une collerette carrée (3) et une jupe cylindrique (4, 56) de mêmes dimensions, chacune de ces jupes étant apte à coopérer avec des ouvertures cirçulaires (6) perforées dans une plaque de support (7) et portant à cet effet des moyens d'association mécanique (8) avec la plaque qui opèrent la compression d'un joint particulier (41) placé sous la collerette, tandis que les corps sont : - soit pourvus d'un fond intégral (5) apte à recevoir des bornes (46, 47) d'organe indicateur (45) et por tant : des organes pour maintenir un interrupteur amovible (16) et des organes de raccordement (io, 11, 12, 13) qui traversent ce fond et qui sont aptes à coopérer longitudinalement de façon amovible avec lesdites pièces conductrices (19, 20), - soit dépourvus de fond et présentent alors du côté opposé à la touche (43, 32) une ouverture (58), à travers laquelle sont introduits le dispositif inter rupteur (16) et respectivement le moyen de signalisa tion (64) portés tous deux par une même carte à cir cuits imprimés (60) faisant office de fond. 2. Elément modulaire constructif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la jupe cylindrique (4) du corps (2) porte un filetage (9) coopérant avec un écrou annulaire (8). 3. Elément modulaire constructif selon la revendication 2 ou 1, et dans lequel le corps est dépourvu de fond, caractérisé en ce que la carte à circuits imprimés (60, 72, 83) est fixée sur la plaque support (7) par des vis (62) et/ou colonnettes (68) dans des régions (63) de cette plaque qui sont comprises entre des écrous (8, 8') voisins. 4. Elément modulaire constructif selon la revendication 1, 2 ou 3, et dans lequel le corps est dépourvu de fond, caractérisé en ce que les pièces conductrices (19, 20) du dispositif interrupteur (16) et/ou de l'organe indicateur (45) sont fixées par soudure sur une carte à circuits imprimés (60). 5. Elément modulaire constructif selon la revendication 1, et dans lequel le corps porte un fond intégral, caractérisé en ce que les organes de raccordement électrique sont réalisés en deux pièces de différentes épaisseurs qui traversent le fond (5) et qui présentent l'une une portion dépassante interne et souple (12) et l'autre une portion dépassante externe et rigide (10). 6. Elément modulaire constructif selon la revendication 1, 2 ou 3, et dans lequel le corps est dépourvu de fond, caractérisé en ce que le dispositif interrupteur (80, 84) comporte des pistes conductrices (73, 74r respectivement 79, 80) d'une carte à circuits imprimés (82g et une pièce annulaire (76, 75) en élastomère conducteur qui entoure le poussoir (34), qui se déplace en même temps que celui-ci et qui coopère avec ces pistes. 7. Elément modulaire constructif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la jupe cylindrique (4, 56) pénètre dans l'une d'une pluralité d'ouvertures (6) poinçonnées de façon régulière dans une plaque métallique (7-) rigide et de faible épaisseur. 8. Elément modulaire constructif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que des rainures (23, 24) de la cavité (14, 59) guident des nervures (25) de la jupe (27) d'un coulisseau (26) portant un poussoir d'interrupteur (34), cette jupe comportant une échancrure longitudinale (50) dans l'intervalle de laquelle est placé l'organe indicateur (45, 64). 9. Elément modulaire constructif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le coulisseau (26) présente une portion annulaire (28) pourvue d'une gorge externe dont le contour carré suit celui d'une touche (32, 43) à laquelle il est associé pour comprimer et maintenir un rebord interne (35) d'une membrane annulaire (37) ayant un bord externe (38) qui est engagé dans une rainure (39) dont le contour est carré et qui suit celui de la collerette (3). 10. Elément modulaire constructif selon la revendication 8 et 9, caractérisé en ce que la touche (43) présente une fenêtre (49) transparente, placée en regard d'une ouverture (51) de la portion annulaire (28) qui est contenue dans le périmètre de la gorge (29) et qui est alignée avec l'échancrure (50).