Brevet FR2585505A1 — publié le 19870130

La présente invention concerne de façon générale des commutateurs à déclenchement élastique et plus précisé- ment des commutateurs ayant des contacts centraux capables de maintenir la capacité maximale de transmission du courant jusqu'au moment du passage élastique d'un contact à un autre. Dans de nombreux commutateurs à déclenchement élasti- que du type ayant deux contacts fixes et un contact central mobile de l'un à l'autre des contacts fixes, la force de contact exercée par le contact central contre l'un ou l'autre contact fixe diminue lorsque l'organe de manoeu- vre du commutateur se rapproche de la position pour laquelle le contact se déplace élastiquement vers l'autre contact fixe. La disparition de la pression de contact juste avant le déclenchement est indésirable car elle provoque une augmentation de la résistance de contact qui influe sur la circulation du courant électrique. Ce phénomène peut provoquer la formation de décharges disruptives,le creuse- ment des surfaces de contact et la réduction de la durée d'utilisation du commutateur. L'invention a essentiellement pour objet un commu- tateur perfectionné dans lequel la pression de contact augmente au lieu de diminuer lors du rapprochement de la position de déclenchement, si bien que la capacité de transmission de courant du commutateur n'est pas réduite jusqu'au moment du déclenchement. L'invention a aussi pour objet un commutateur per- fectionné dans lequel le contact central se déplace sur la surface de chaque contact fixe lors du rapprochement de la position de déclenchement. Dans certains modes de réalisation, ce déplacement provoque un effet de frottement du contact central et de l'autre contact, si bien que la capacité de transmission de courant est accrue. L'invention concerne aussi une construction de commutateurs à déclenchement élastique dans laquelle les avantages précédents sont obtenus avec des configurations unipolaires ou bipolaires, à une seule direction ou à deux directions et normalement ouvertes ou normalement fermées, et avec des organes à commande thermostatique, suivant toutes combinaisons voulues. L'invention concerne plus précisément un élément de manoeuvre ayant une forme en V et un dispositif commandé par l'application d'une force externe et destiné à assurer un déplacement relatif de l'élément de manoeuvre et des autres contacts du commutateur. Ce déplacement provoque le parcours par le contact central d'un trajet de déplace- ment dans deux directions perpendiculaires l'une à l'autre si bien qu'une de ses parties conductrices de l'électricité se déplace sur l'un des autres contacts avec une force de contact qui augmente constamment jusqu'à la position de déclenchement élastique. Lors du rapprochement de cette position, la partie de manoeuvre en V coopère élastiquement avec le contact central, la position de coopération se rapprochant du sommet de la partie en V et atteignant ce sommet au moment du déclenchement élastique. Les caractéristiques précédentes peuvent être obte- nues avec une grande variété de configurations de commuta- teurs, de type unipolaire ou bipolaire. Dans toutes ces configurations, le contact central se déplace sur chacun des autres contacts avec une force croissante d'appui avant la position de déclenchement élastique, et ce déplacé- ment peut être associé à une coopération par frottement ou par roulement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures 1 à 5 représentent un bouton-poussoir unipolaire à deux directions, la figure 1 étant une vue en plan en coupe, les figures 2 et 4 étant des élévations latérales respectivement représentant le commutateur alors que le bouton n'est pas enfoncé et est enfoncé, le couvercle 12 étant retiré, et les figures 3 et 5 étant des vues de bout en coupe, suivant les lignes 3-3 et 5-5 des figures 2 et 4 respectivement; l 25855O5 les figures 6 à 8 représentent un bouton-poussoir bipolaire à deux directions, les figures 6 et 8 représentant les différentes parties du bouton-poussoir sous forme non enfoncée et enfoncée respectivement alors que la figure 7 est une vue en plan en coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 6; et la figure 9 représente un troisième mode de réali- sation dans lequel le contact central comporte un rouleau placé élastiquement en appui contre l'organe de manoeuvre en V. Les figures 1 à 5 représentent un premier mode de réalisation qui comporte un corps d'un matériau isolant comprenant des parties 12 et 14 fixées l'une à l'autre par deux vis 16 et 18. Ces parties entourent une cavité 20 dans laquelle est monté un contact central 22 qui com- porte un fil élastique 24 et un manchon 26 conducteur de l'électricité et fixé au fil métallique. La cavité contient aussi un organe de manoeuvre 28 formé d'un matériau à ressort sous forme d'une lame plate et comprenant un tronçon allongé aboutissant à une partie 30 ayant une forme en V et repliée perpendiculairement au tronçon allongé. L'organe de manoeuvre 28 a un certain nombre de plis, comprenant un pli 32 logé dans une fente formée dans l'organe 14 et des plis 34 et 36 passant dans une autre fente formée dans l'organe -14 et rejoignant une borne 38 du contact central. Le fil 24 a une extrémité 40 repliée sur le pli 32 et placée à son contact au point de vue électrique. Une fente formée dans l'organe 14 loge un bouton- poussoir 42 formé d'un matériau isolant et qui est en appui sur l'organe 28 de manoeuvre. Deux autres bornes fixes 44 et 46 passent dans des fentes formées dans le corps 14 et comportent deux butées ayant des surfaces distantes et fixes en direction perpendiculaire à la direction de la longueur du fil 24. La figure 2 représente le commutateur dans la posi- tion qu'il occupe lorsqu'aucune force externe n'est appliquée au boutonpoussoir 42. L'organe 28 de manoeuvre qui est formé d'un matériau à ressort repoussé vers le haut est en appui contre un épaulement 48 du bouton-poussoir et soulève celui-ci vers la position représentée. Dans cette position, le sommet 50 de la partie 30 en V est disposé de manière que le manchon 26 conducteur de l'électricité appuie élastiquement sur une surface du contact 46, dans une ouverture 52 formée dans l'organe 14. Lorsque le bouton-poussoir 42 est enfoncé, la partie en V est en appui contre le manchon 26 et, lorsque le mouvement se poursuit, -le manchon se déplace en venant essuyer la surface de la borne 46 de contact. Lorsque le manchon 26 continue à être repoussé, la force de contact de la partie 30 en V augmente et crée une force de réaction de contact qui augmente entre le manchon 26 et la borne 46 de contact. Ces forces croissent jusqu'à ce que l'axe central du manchon 26 atteigne le sommet 50 de la partie en V. Lorsque le mouvement atteint cette position, la composante de la force provoquant antérieurement l'appui du manchon 26 sur la borne 46 de contact, est brutalement supprimée et le manchon passe par-dessus le sommet, s'enclen- chant au contact de la borne 44 de contact comme représenté sur la figure 4. Une descente plus importante du bouton-poussoir 42 peut se produire et provoque un frottement du manchon 26 sur la borne 44 de contact jusqu'à ce que l'organe de manoeuvre frappe la paroi interne de la cavité 20 en 54. Lorsque le bouton-poussoir 42 est relâché, les éléments reprennent la position représentée sur la figure 2, la progression de coopération du manchon 26 avec la partie 30 en V progressant vers le sommet 50 et passant au niveau de ce sommet en position intermédiaire puis revenant élastiquement au contact de la borne 46. Le mode de réalisation des figures 6, 7 et 8 est un mode de réalisation bipolaire selon l'invention dans lequel l'organe de manoeuvre comporte une bobine 60 ayant une partie annulaire 62 en V ou un solide de révolution qui remplace la partie plate 30 en V du mode de réalisation des figures 1 à 5. Ceci forme deux parties en V tournées en sens opposé, coopérant avec deux fils élastiques. Chaque fil élastique est monté en porte-à-faux sur un plot 66 ou 68 fixé à un corps comprenant des parties isolantes et 72. Les fils élastiques 64 sont de préférence maintenus à l'état fléchi de manière variable par contact avec la partie 62 en V de la bobine 60. La bobine 60 est formée d'un matériau isolant et a un bouton-poussoir solidaire 74 qui en dépasse par une ouverture formée dans la pièce 72. Un ressort 76 de com- pression repousse le bouton-poussoir vers la position indi- quée sur la figure 6 dans laquelle le sommet 78 de la partie 62 en V a une position telle que les fils 64 sont enclenchés élastiquement au contact des contacts fixes normalement fermés 80. Des contacts fixes normalement ouverts 82 sont placés en face des contacts 80. Lors du fonctionnement, lorsque le bouton-poussoir 64 est enfoncé, la partie en V est en appui sur les fils élastiques 64 avec une force croissante de contact, celle- ci augmentant lorsque la position de contact se rapproche du sommet 78. Simultanément, chaque fil 64 vient frotter contre le contact 80 et passe par une série de positions 84 (figure 7), avec déplacement avec une force de contact contre les contacts 80, cette force augmentant de façon continue jusqu'à ce que la position de contact des fils avec la partie 62 en V atteigne le sommet 78. Un déplacement supplémentaire provoque alors le passage des fils 64 au-delà du sommet et leur enclenchement élastique en coopération avec les contacts 82. Par exemple, lorsque les fils 64 viennent d'abord contre les contacts 82, leurs parties qui coopèrent avec la partie 62 en V sont en contact en position intermédiaire à distance du sommet 78 et la descente du bouton-poussoir 74 tel que représenté provoque un glis- sement des fils métalliques sur la partie 62, à distance du sommet 78 et avec frottement des fils contre les contacts 82, d'une manière analogue au déplacement représenté en 84 sur la figure 7. La figure 8 représente le bouton- poussoir 74 dans sa position limite, la bobine 60 étant en butée contre la paroi interne de la pièce 70. Lorsque la pression appliquée au bouton-poussoir 74 est supprimée, les différents éléments reprennent la position de la figure 6, les mêmes forces étant appliquées et les fils 64 ayant les mêmes déplacements que précédemment, avec un déplacement assurant un frottement et une augmenta- tion de la pression appliquée au contact 82 avant le déclen- chement élastique des fils 84 qui reviennent contre les contacts 80. Dans les modes de réalisation des figures 1 à 5 et 6 à 8, il apparaît que les éléments conducteurs de l'électricité du contact central qui coopère avec les bornes fixes de contact 44 et 46 ou 80 et 82, peuvent être en contact avec frottement comme représenté, ou peuvent avoir des rouleaux destinés à coopérer par roulement avec ces bornes. De même, les parties des fils du contact central coopérant avec la partie en V de l'organe de manoeuvre sont en coopération par frottement avec cette partie ou peuvent avoir des rouleaux permettant un contact roulant. En outre, les fils élastiques représentés peuvent être remplacés le cas échéant par des ressorts hélicoîdaux allongés. La figure 9 représente un mode de réalisation ayant une combinaison d'éléments dans laquelle les éléments fixe et mobile sont inversés par rapport aux modes de réalisation des figures 1 à 8. Une base 90 ayant une partie solidaire de manoeuvre 92 en V est de préférence formée d'un matériau isolant et a une partie 94 d'extrémité qui dépasse vers le haut. Deux autres organes de contact 96 et 98 formes de métal plat à ressort sont fixés à une première extrémité sur la partie 94 par un axe isolant 100 de montage ou par des vis comme représenté. Les extré- mités opposées des organes 96 et 98 peuvent fléchir libre- ment mais sont retenus à distance fixe par des équerres fixées à une barre isolante 102. Un galet 106 d'un matériau conducteur de l'électri- cité est placé à la surface de la base 90 entre les organes 96 et 98 qui ont de préférence un espacement tel que le rouleau 106 est constamment en contact roulant avec la partie 92 en V. Un organe 108 formé d'un métal plat à ressort est fixé par des vis 110 à la partie 94 de la base et est constamment en contact élastique avec le rouleau 106,si bien qu'il est constamment en contact électrique avec ce rouleau. Ainsi, l'élément 108, en combinaison avec le rouleau 106,forme un dispositif central de contact et les organes 96 et 98 forment les autres contacts ou butées de connexion électrique avec le contact central. Il apparait que la partie 92 en V de la base peut être disposée de manière que l'un des organes 96 et 98 soit un contact normalement ouvert ou normalement fermé. Le mode de réalisation de la figure 9 peut être modifié afin qu'il comprenne un contact central du type utilisé dans l'un quelconque des modes de réalisation des figures 1 à 5 et 6 à 8, ou d'un type analogue. Ainsi, un fil allongé de ressort peut être supporté au centre sur la partie 94 de la base, parallèlement aux organes 96 et 98 et axialement dans le rouleau 106. Lorsque le fil peut tourner dans la partie 106, celle-ci roule sur la partie 92 en V comme décrit précédemment. Si le fil est fixé à la partie 106, celle-ci ne roule pas mais glisse sur la partie 92 en V. Dans tous les cas, le fil exerce de préfé- rence une forme descendante continuellement sur l'organe 106 comme représenté sur le dessin afin que le rouleau 106 reste constamment au contact de la partie en V de manoeu- vre. - La description qui précède montre clairement que les modes de réalisation de l'invention présentent une variété de configurations rendant possible le déplacement d'un contact central sur une surface de butée d'un autre contact fixe avec une force de contact qui augmente constam- ment jusqu'au moment du déclenchement élastique. REVENDICATIONS 1. Commutateur à déclenchement élastique, caractérisé en ce qu'il comprend un support (14), un contact central (22) comprenant une partie conductrice de l'électricité mobile par rapport au support, dans une première et une seconde direction perpendiculaires, deux butées (44) montées sur le support et ayant des surfaces espacées à demeure, dans la première direction, de part et d'autre de la partie conductrice de l'électricité, l'une au moins des butées comprenant un contact conducteur de l'électricité, un organe de manoeuvre (28) ayant une partie en V (30) qui est appliqué élastiquement contre le contact central, et un dispositif commandé par une force externe et destiné à assurer un déplacement relatif dans la seconde direction de la partie en V et des butées, ce déplacement provoquant le rapprochement de la position de contact du sommet de la partie (30) en V, la partie conductrice de l'électricité se déplaçant dans la première direction sur une surface de butée avec une force de contact qui augmente de façon continue jusqu'à ce que la position de contact atteigne le sommet, un déplacement supplémentaire provoquant un passage du contact central au-delà du sommet et le déclenchement élastique de la partie conductrice de l'électricité qui vient contre l'autre surface de butée. 2. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contact central est un ressort allongé (22) fixé au support (14) et disposé dans une troisième direction perpendiculaire à la première et à la seconde direction. 3. Commutateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort (22) est monté en porte-à-faux sur le support, la partie conductrice de l'électricité étant adjacente à son extrémité libre. 4. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contact central (22) comporte un ressort repoussant la partie conductrice de l'électricité contre la partie en V. 5. Commutateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie conductrice de l'électricité est un rouleau (106). 6. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les butées (44, 46) sont fixes par rapport au support et l'organe de manoeuvre est mobile par rapport au support. 7. Commutateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre comporte un ressort à lame (28) monté sur le support. 8. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie en V (92) est fixée au support et les surfaces de butée (96,98) sont mobiles par rapport au support. 9. Commutateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les butées sont des ressorts à lame (96, 98) montés élastiquement sur le support. 10. Commutateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les deux butées (44, 46) sont des contacts conducteurs de l'électricité. 11. Commutateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les différents éléments ont des positions relatives telles que, en l'absence de forces externes, la partie conductrice de l'électricité est au contact de l'une des surfaces de butée. 12. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement supplémentaire de l'organe de manoeuvre après le déclenchement provoque un déplacement de la partie conductrice de l'électricité dans la première direction sur l'autre surface de butée. 13. Commutateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la partie en V (62) a des profils en V en coupe qui sont opposés l'un à l'autre, et le contact central (64) comporte deux parties conductrices de l'électricité placées élastiquement en appui de part et d'autre de la partie en V, le commutateur comprenant deux butées (80,82) pour chaque partie.