Brevet FR2568054A1 — publié le 19860124

La présente invention concerne les dispositifs de commutation électromécanique à commande sensible et fonctionnement brus- que communément dénommés "microrupteurs". Ces dispositifs dont la réalisation est très largement répan- due et dont une grande variété de mécanismes a été proposée permettent d'obtenir le changement de position quasi instan- tané d'un élément contacteur mobile entre des butées de contact fixes à partir du mouvement relativement lent d'un organe de commande agissant de manière réversible sur des moyens propres à déterminer une détente élastique. Parmi les dispositifs connus de ce genre il en existe dont les dimensions du boitier normalisé sont à ce point réduites que le volume de l'espace intérieur disponible pour loger le :3 mécanisme est inférieur au cm; cette compacité ne prédispo- sant pas ces microrupteurs à fournir des performances élevées notamment par le fait de l'exiguité des éléments fonctionnels associés - en particulier électriques - ne permettent pas de déterminer des pressions de contact suffisantes à la commande de courants intenses à moins de soumettre ces éléments à des contraintes mécaniques dont le niveau est préjudiciable à leur longévité et leur fiabilité. De plus, lorsqu'il s'agit de produire en masse ces microrup- teurs de très petites dimensions, il s'avère difficile d'obte- nir des qualités fonctionnelles satisfaisantes et durables sans faire appel à des techniques de montage manuel qui sont très coûteuses car elles impliquent l'emploi d'un personnel de fabrication habile et minutieux qualifié pour la manipula- tion rapide de pièces minuscules et délicates. Le microrupteur suivant l'invention permet d'éviter ces incon- vénients et il est pourvu, dans ce but, d'un mécanisme perfec- tionné dont la construction, bien que ramassée à l'extrême - environ un demi cm - autorise des performances exceptionnel- lement élevées - plusieurs ampères de pouvoir de coupure sous tension continue - alliées à une fiabilité fonctionnelle dura- 2 - Z568054 ble - plusieurs dizaines de milliers d'opérations -. Ce méca- nisme comporte un nombre restreint de pièces élémentaires de constitution simple et robuste dont l'agencement mutuel est défini et organisé de manière à permettre leur fabrication et leur montage suivant un processus industriel quasi inté- gralement automatisé. Le mécanisme du microrupteur, objet de l!invention, est essen- tiellement caractérisé en ce qu'il comprend un ressort de compression - de préférence hélicoidal - prenant appui sur le socle isolant qui maintient les bornes conductrices du mécanis- me, ledit ressort exerçant indirectement un effort permanent de tension des bras latéraux flexibles d'une lame articulée sur l'une desdites bornes dont l'extrémité libre est mobile entre les autres bornes formant des butées de contact opposées, ladite tension s'exerçant par l'intermédiaire d'une articula- tion sur un levier de renvoi de la force de commande oscillant en appui glissant sur ledit socle isolant par son extrémité opposée à celle o ledit levier s'articule et applique l'ef- fort de tension dudit ressort de compression sur les bras latéraux de ladite lame mobile. Les diverses caractéristiques et avantages de l'invention ressortissent plus clairement de la description détaillée qui suit d'un exemple de réalisation donnée en référence au dessin annexé dans lequel, - la figure 1 représente, en élévation, l'agencement const- ructif de l'ensemble du mécanisme de microrupteur selon l'invention, la partie antérieure du capot protecteur coif- fant le mécanisme monté sur son socle isolant étant supposé soulevé, - la figure 2 représente schématiquement et en perspective partielle pour plus de clarté la structure et l'agencement de certains éléments constructifs du microrupteur de la figure 1. - la figure 3 représente selon un processus schématique, les différentes étapes de la fabrication du microrupteur de la figure 1, réalisé conformément et parmi les objets de l'invention par surmoulage du socle isolant supportant le mécanisme sur une bande bimétallique continue dont une opération de coupage progressif permet, outre la précision de fabrication, la récupération de la partie superflue de métal précieux garnissant les zones de contact des bornes en métal ordinaire. Le microrupteur tel qu'il est représenté sur la fig. 1 compor- te de manière connue un mécanisme enfermé dans une enceinte isolante constituée d'un socle 1 et d'un capot 2 recouvrant l'ensemble du mécanisme dont l'actionnement est rendu possi- ble par l'application répétitive d'une force exercée sur le bouton 3 guidé à travers la paroi supérieure du capot 2. Dans la masse isolante du socle 1 est emprisonnée par moula- ge d'une matière plastique appropriée la partie médiane de trois fûts conducteurs coplanaires 4, 5, 6 dont les extrêmi- tés qui émergent du socle 1 à l'intérieur de l'enceinte sont conformes de façon à constituer respectivement le support d'articulation et les butées opposées du contact fixe sur lequel vient s'appuyer alternativement le contact mobile 70 dont est pourvue la lame de commutation généralement repérée 7. Cette dernière, de forme généralement plane et allongée, est constituée d'une lame mince dont la structure fonctionnelle composite est réalisée par découpage en une seule pièce dans un ruban d'alliage cuivreux laminé présentant les qualités électriques et mécaniques appropriées. A titre indicatif l'alliage commercial BERYLCO 10, du fait de son excellente conductibilité électrique ainsi que de son aptitude à supporter les contraintes mécaniques et thermiques prolongées, convient particulièrement bien à cette application. Ainsi qu'on peut le voir en perspective sur la fig. 2, le découpage de la lame 7 est réalisé de façon à déterminer lon- gitudinalement un bras axial 71 relativement large et rigide ainsi qu'une paire de bras latéraux et parallèles 72 et 73, relativement étroits et flexibles dont les extrémités anté- rieures sont reliées à l'extrémité du bras axial 71 qui porte le contact mobile 70 et les extrémités postérieures sont accouplées par le pont 74 au delà de l'extrémité du bras 71 qui est opposée au contact 70 et qui vient s'articuler dans une encoche rectiligne 41 dont la section est ménagée en forme de V dans le flanc antérieur du fût conducteur 4. Le pont transversal 74 attelé grâce à la paire de bras flexi- bles 72 et 73 à l'extrémité libre du bras articulé 71 joue ainsi le rôle d'un étrier oscillant capable d'êtremu. dans un plan déplaçable angulairement de part et d'autre de la ligne d'articulation du bras rigide 71 dans l'encoche 41. Afin de provoquer ce mouvement, le pont transversal74 de l'étrier est engagé dans une paire d'encoches en V, de sens opposé à l'encoche 41 ménagées à proximité et en regard de cette dernière sur l'extrémité du talon d'un levier de com- mande oscillant généralement repère 8. Le levier 8 est réalisé de préférence en tôle d'acier embou- tie en une seule pièce est constitué de deux flasques laté- raux 81 et 82 se prolongeant parallèlement en direction op- posée au talon pour former deux jambes dont chacune des ex- trêmités sont terminées par des pieds arrondis 83, 84 desti- nés à prendre appui sur la surface supérieure du socle 1, en gardant la liberté de glisser sur cette surface. Les deux flasques latéraux 81, 82 du levier 8 sont rigide- ment accouplés grâce à l'entretoise transversale 80 dont la section est conformée en équerre de façon à ce qu'une de, ses ailes soit perpendiculaire à l'axe longitudinal du levier 8. 2568054 Ainsi, l'entretoise 80 présente une surface qui est sensible- ment parallèle et située en regard de la face postérieure frontale 11 d'un bossage ménagé par moulage en relief sur la partie médiane de la surface supérieure du socle 1. Cet agencement délimite à l'intérieur et dans l'axe longitu- dinal du levier 8 un logement destiné à recevoir le ressort de compression 9 - de préférence hélicoidal - dont chacune des extrémités vient prendre appui d'une part sur la face frontale 11 du bossage en relief sur le socle 1 et d'autre part sur l'aile de l'entretoise 80 qui lui est opposée dans le levier 8. Revendications 1.- Dispositif électromécanique de commutation à commande sen- sible du positionnement brusque d'un élément contacteur mobile (7) entre des butées (5, 6) de contact fixes, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend, - un socle isolant (1) dans lequel sont implantées trois bornes conductrices coplanaires (4, 5, 6) et présentant sur la surface interne supportant le mécanisme de commutation une saillie médiane offrant une face frontale (11) d'appui à - un ressort (9) de compression - de préférence hélicoïdale - dont l'axe de poussée est disposé selon une orientation sen- siblement parallèle à la surface du socle supportant le mécanisme et comprise dans le plan des bornes, - un levier oscillant (8) de renvoi de la force de commande et d'actionnement de l'élément contacteur mobile (7), con- formé pour contenir le ressort de compression (9) dans un logement longitudinal interne et pour prendre un appui glissant sur le socle isolant par son extrémité (83, 84) opposée à celle o sont situés les moyens (80) de contention du ressort de compression (9) grâce à un jambage (81, 82) passant de chaque côté de la saillie médiane (11) du socle (1), une lame conductrice (7) de structure composite réalisée en une seule pièce comportant un bras axial rigide (71) arti- culé sur une borne d'extrémité (4) du dispositif pour former l'élément contacteur mobile ainsi que deux bras latéraux flexibles (72, 73) fixés à l'extrémité libre du bras axial rigide (71) et accouplés au delà de l'articulation de ce dernier (71) pour former un étrier (74) sur lequel s'ap- plique la traction du levier oscillant (8) contenant la détente du ressort de compression (9). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le socle isolant (1) dans lequel sont implantés les bornes conductrices coplanaires (4, 5, 6) supportant le mécanisme est obtenu par surmoulage de matière plastique sur une bande continue bi-métallique dont le découpage partiel au cours des différentes étapes du processus de fabrication permet de supprimer pour récupération les parties superflues de métal précieux garnissant les zones de contact électriques situées sur les bornes conductrices (4, 5, 6).