Brevet FR2587139A1 — publié le 19870313

-1- La présente invention concerne un commutateur à déclenche- ment brusque comprenant une paire de contacts et une surface de con- tact qui établit une liaison électroconductrice entre les contacts de la paire de contacts et qui peut être amenée dans deux positions ex- trames au moyen d'un bras de commutation pivotant relié à un disposi- tif d'actionnement par l'intermédiaire d'un mécanisme à déclenchement instantané. Un commutateur à déclenchement brusque a été décrit, par exemple, dans la demande de brevet anglais n 773.712. Dans ce commu- tateur, le contact mobile est fixé sur un ressort à lame comportant une partie longitudinale formant pont qui est séparée du reste du ressort à lame par des fentes parallèles aux grands côtés du ressort à lame. Lorsqu'il se produit une brusque commutation provoquée par la déformation de la partie formant pont du ressort à lame, le contact mobile vient frapper le contact fixe oppose. Etant donné que ce mouvement est extrêmement rapide, le con- tact mobile ne s'immobilise et n'assure un contact définitif qu'après avoir rebondi plusieurs fois. Ces rebonds dépendent en grande partie de la vitesse d'actionnement et peuvent avoir une influence défavora- ble sur la durée de vie du commutateur en cas de fortes charges. Un autre inconvénient propre aux commutateurs de ce type ré- side en ce que la force qui amène le contact mobile contre le contact fixe dépend essentiellement de la force d'actionnement du commuta- teur, de sorte que cette dernière doit être maintenue aussi grande que possible. En outre, cette force n'est pas constante, mais diminue à mesure que la course d'actionnement augmente. La présente invention a donc pour but de fournir un commuta- teur du type indiqué, dans lequel les inconvénients ci-dessus sont en grande partie supprimés. Ce commutateur doit être de conception sim- ple et doit pouvoir être facilement réalisé en série. Il doit pouvoir être facilement ajusté ou réglé et doit être constitué de composants d'un prix de revient réduit. En outre, la commutation doit s'effec- tuer dans un laps de temps très court (de l'ordre de la ms). Conformément à la présente invention, ce but est atteint par un commutateur caractérisé en ce que la commutation brusque est pro- - 2 - - 2 2587139' duite par une modification de la position géométrique du dispositif d'actionnement par rapport au bras de commutation, et en ce que la force de contact agissant entre la surface de contact et la paire de contacts est indépendante de la modification de course du dispositif d'actionnement et est constante. La conception simple et fiable du commutateur conforme à l'invention permet d'obtenir un comportement de commutation caracté- risé par une hystérésis. Ceci signifie que, dans une première posi- tion relative du dispositif d'actionnement par rapport au bras de commutation, qui correspond à la course parcourue par le dispositif d'actionnement, le commutateur se déclenche, et que, lors d'un dépla- cement ultérieur du dispositif d'actionnement dans le sens oppose, il n'est pas rappelé en repassant à la première position, mais ne l'est qu'en passant dans une seconde position. Conformément à un autre mode de réalisation avantageux de la présente invention, la paire de contacts est formée par deux ressorts à lame adjacents qui sont isolés l'un par rapport à l'autre et dont la précontrainte élastique assure un niveau constant de la force de contact. Dans un autre mode de réalisation avantageux, une butée est prévue pour le bras de commutation, cette butte pouvant être réglée de l'extérieur. La course différentielle peut ainsi être réglée et ajustée de manière particulièrement simple. Les différents objets et caractéristiques de l'invention se- ront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, une vue en coupe du commutateur conforme à la présente invention, le commutateur étant en position "EN CIRCUIT", - la figure 2, une vue de dessus de l'agencement de la paire de contacts avec la carte à circuits imprimés, - la figure 3, une représentation graphique du comportement de commutation caractérisé par une hystérésis. Le commutateur représenté aux figures 1 et 2 comprend un bottier 1 dans lequel sont disposés une paire de contacts 2, formée -3- par deux ressorts à lame 20, 21, un bras de commutation 3 ainsi qu'un mécanisme à déclenchement instantané. Dans l'exemple illustré, le mé- canisme à déclenchement instantané est constitué d'un ressort de traction à précontrainte 4. L'une des extrémités du ressort de trac- tion 4 est accrochée à une cheville appropriée 18 fixée au bras de commutation 3 sous la surface de contact 12. L'autre extrémité du ressort de traction 4 est accrochée a un oeillet 19 fixé à un élément coulissant 7 d'un dispositif d'actionnement 5. Le point de fixation inférieur du ressort de traction 4 dans l'oeillet 19 constitue un point de référence du dispositif d'actionnement 5. Le rôle de ce point de référence sera expliqué en détail en référence au mode de fonctionnement du commutateur conforme à l'invention. - Le dispositif d'actionnement 5, qui est monté coulissant dans la pièce inférieure du bottier 1, comporte une tige d'actionne- ment 6 coopérant avec l'élément coulissant 7. Un évidement cylindri- que 9 est prévu dans la face avant de l'élément coulissant 7, qui est opposée à la tige d'actionnement 6. Cet évidement cylindrique 9 re- çoit l'une des extrémités d'un ressort de compression 10. L'autre ex- trémité du ressort de compression 10 est logée dans l'évidement 11, prévu à cet effet, de la paroi de bottier 1. Le ressort de compres- sion 10 produit la force nécessaire au rappel du dispositif d'action- nement 5. A son extrémité, le bras de commutation 3, qui est logé dans le bottier 1 de manière à tourner autour d'un pivot 17, comporte une surface de contact arquée en matière plastique 12. Sur l'un de ses bords longitudinaux, la surface de contact arquée en matière plasti- que 12 est munie d'un carte a circuits imprimés 14. Une butée fixe , conçue par exemple d'une seule pièce avec une paroi du bottier, et une butée réglable 16 sont prévues pour limiter le mouvement pivo- tant du bras de commutation 3. La butée 16 est constituée par une vis de réglage s'engageant dans un trou taraudé pratiqué dans la paroi de bottier opposée. Lors de l'actionnement du commutateur, l'élément coulissant 7 se déplace le long d'un guide 30 situé dans le bottier 1. Sur le guide 30 sont prévus deux points de déclenchement X1, X2 qui déterminent le fonctionnement du commutateur et dont le rôle sera -4 - décrit en détail ultérieurement. Le mode de fonctionnement du commutateur conforme à l'inven- tion sera maintenant expliqué en référence à la figure 3 qui en il- lustre le comportement de commutation, caractérisé par une hystérê- sis, à l'aide d'un diagramme établissant la relation entre la force de contact FK ou, respectivement, la position angulaire du bras de commutation 3 et la course SB parcourue par le dispositif d'actionne- ment 5. On considérera au départ que le système se trouve dans la position de repos représentée à la figure 1. Le dispositif d'action- nement 5 se trouve dans sa première position extrême correspondant à la position EN CIRCUIT du commutateur. La carte à circuits imprimis 14 établit un contact &lectro- conducteur entre les ressorts à lame 20, 21, et la surface de contact arquée 12 est maintenue appliquée contre la butte fixe 15 sous l'ef- fet d'une force de retenue qui est égale à la composante de force élastique du ressort de traction à précontrainte 4, agissant dans cette direction. Si, au niveau de la tige d'actionnement 6, est amor- cé un mouvement d'avance du dispositif d'actionnement 5 vers la gau- che le long du guide 30, l'angle compris entre l'axe longitudinal du ressort de traction 4 et l'axe médian du bras de commutation 3 dimi- nue jusqu'au moment o le premier point de déclenchement X1 est at- teint par le point de référence du dispositif d'actionnement 5, indi- qué en référence à l'agencement du ressort de traction 4, o le bras de commutation change brusquement de position, o la surface de con- tact 12 est appliquée contre la butée réglable 16, et o le contact électroconducteur des ressorts à lame 20, 21 est interrompu. Compte tenu du frottement existant entre la paire de contacts 2 et la carte à circuits imprimés 14, le premier point de déclenchement X1 ne se trouve pas exactement au point d'intersection de l'axe médian du bras de commutation 3 avec le guide 30, mais il est légèrement décalé vers la gauche. Lors de cette commutation,l'écartement angulaire Max pas- se brusquement à la valeur minimum Min - 0 (partie 1-2-3-X1 de la figure 3). La force de contact FK agissant entre la paire de contacts 2 et la surface de contact 12 (et représentée en trait discontinu à 2'2587139 la figure 3) reste inchangée et ce, indépendamment de la modification de la course du dispositif d'actionnement 5. La surface de contact 12 repose alors sur la butée réglable 16 dont la position par rapport au bras de commutation 3 détermine la seconde position extrême (position "HORS CIRCUIT") du commutateur, qui est représentée en trait discon- tinu à la figure 1. Lors du mouvement de rappel du dispositif d'actionnement 5, qui est amorcé sous l'effet de la force élastique du ressort de com- pression 10, la commutation est identique, à savoir que le bras de commutation 3 n'atteint sa première position extrême initiale que lorsque le second point de déclenchement X2 a été atteint par le point de référence du dispositif d'actionnement 5, indiqué en réfé- rence à l'agencement du ressort de traction 4. A ce moment, l'écarte- ment angulaire atteint à nouveau sa valeur maximum Max (partie X1- X2-l de la figure 3). La position décalée du second point de déclenchement X2 par rapport au point d'intersection de l'axe médian du bras de commuta- tion 3 avec le guide 30 est également due au frottement existant en- tre la paire de contacts 2 et la surface de contact 12. L'utilisation de la butée réglable 16 permet de modifier l'hystérésis de déclenchement du commutateur, cette hystérésis cor- respondant à la course différentielle, c'est-à-dire à l'écartement des points de commutation X1, X2. Lorsque l'on fait progresser la vis de réglage vers l'intérieur du bottier 1, on modifie la position du second point de déclenchement X2 qui se rapproche du premier point de déclenchement X1 et réduit donc la course différentielle. - 6 -2 587139 REVENDICATIONS 1. Commutateur à déclenchement brusque comprenant une paire de contacts et une surface de contact qui établit une liaison alec- troconductrice entre les contacts de la paire de contacts et qui peut être amenée dans deux positions extrêmes au moyen d'un bras de commu- tation pivotant relié à un dispositif d'actionnement par l'intermé- diaire d'un mécanisme à déclenchement instantané, caractérisé en ce que la commutation brusque est produite par une modification de la position géométrique du dispositif d'actionnement (5) par rapport au bras de commutation (3), et en ce que la force de contact (FK) agis- sant entre la surface de contact (12) et la paire de contacts (2) est indépendante de la modification de course du dispositif d'actionne- ment (5) et est constante. 2. Commutateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement (5) est disposé de manière à pou- voir coulisser par rapport au bras de commutation (3) 3. Commutateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme à déclenchement instantané est constitué par un ressort de traction (4) dont l'une des extrémités est reliée au bras de commutation (3) et dont l'autre extrémité est reliée au dispositif d'actionnement (5). 4. Commutateur conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que l'une des extrémités du du ressort de traction (4) est accro- chée à une cheville (18) fixée au bras de commutation(3), l'autre ex- trémité du ressort de traction (4) étant accrochée à un oeillet (19) faisant partie d'un élément coulissant (7) d'un dispositif d'action- nement (5). 5. Commutateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la paire de contacts (2) est constituée de deux ressorts à la- me adjacents (20, 21) isolés l'un par rapport à l'autre, la précon- trainte élastique desdits ressorts à lame (20, 21) assurant la force de contact (FK). 6. Commutateur conforme à l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu une butée (16) qui est réglable de l'extérieur et qui sert à régler la course diffé- rentielle.