Brevet FR2671661A1 — publié le 19920717

LAME DE MICRORUPTEUR À ACTION BRUSQUE La présente invention concerne le domaine des microrupteurs à action brusque et en particulier une lame de microrupteur. les microrupteurs sont des interrupteurs de petite taille qui sont utilises dans des mécanismes pour déterminer, par exemple, des positions ou des fins de courses. La figure 1A illustre une vue partielle en coupe d'un microrupteur classique. Un bouton 10 est logé dans la partie supérieure d'un capot de protection 11 à une position normalisée. A l'intérieur du capot 11, on trouve le mécanisme de microrupteur en position repos. Une lame métallique élastique 12 comprenant à une extrémité un contact 13 établit le contact électrique entre une borne NC (normalement fermé) et une pièce métallique C (borne commune). La pièce C comporte deux vés V1 et V2 opposes qui servent au maintien de la lame 12.Le vé V1 du côté opposé au contact 13 sert dtarticulation et une sous-lame ressort précontrainte 14 de forme courbe et solidaire de la lame 12 vient s'appuyer en son extrémité A au fond du véV2. L'action de la sous-lame ressort 14 maintient le contact 13 de la lame 12 contre la borne Nc dans la position de repos représentée. Le bouton 10 vient au contact de la lame 12 en un point P entre les deux vés V1 et V2. Quand le bouton 10 est poussé, par exemple sous l'action F d'une came ou d'un levier (non représenté), la lame 12 commence à fléchir vers le bas mais l'action de la sous-lame ressort 14 s'oppose à 1'action F en maintenant le contact de la lame 12 avec la borne NC tant que la flexion de la lame n'atteint pas le point A dit point d'action nement. La figure 1B représente la lame 12 à l'instant où sa flexion atteint le point A. A oe moment, l'action de la sous-lame ressort 14 est dans le plan de la lame 12 et elle ne peut plus s'opposer à l'action F du bouton. Il n'y a plus équilibre et la lame 12 bascule brusquement et établit le contact avec une borne inférieure NO (normalement owert), ce qui est représenté en figure 1C. Dans la position de la figure 1C, la lame est maintenue par l'action F du bouton et par l'action de la sous-lame ressort 14 qui s'est inversée. Lorsque le bouton 10 remonte, la tendance à se redresser de la lame 12 vainc 1' action de la sous-lame ressort, la lame se redresse donc, tout en gardant le contact avec la borne NO jusqu'à ce que la flexion de la lame atteigne à nouveau le point A. Dès lors, la sous-lame ressort 14 agit à nouveau sur la lame 12 pour solliciter le contact 13 vers la borne NC et la lame bascule brusquement. La course du bouton entre ses positions de la figure 1B et de la figure 1C est appelée course différentielle. La course différentielle correspond à un phénomne d'hystérésis entre le déplacement du bouton et le basculement de la lame, ctest-à-dire que dès que le bouton atteint la position de basculement de la lame, le bouton peut être déplace en sens inverse de la quantité de la oourse différentielle avant que la lame bascule à nouveau. I1 est important que cette course différentielle soit plus importante pour des mécanismes où la pièce qui actionne le bouton risque de vibrer. La figure 2 illustre une vue de dessus de la lame utilisée, par exemple, dans le microrupteur des figures 1. Une telle lame est généralement obtenue par découpage en bandes. La lame est de forme recangularre ccmportant deux évidements dans lesquels viennent se loger respectivement chacun des vés V1 et V2. Le premier évidement est délimité par deux bandes longitudinales externes souples 21 et 22, un bras transversal 23 externe dont l'arête intérieure comprend une région B qui vient T appuyer dans le vé V1, et un bras transversal d'appui 24 sur lequel appuie le bouton 10 en le point P.Le deuxième évidement est délimité par les deux bandes longitudinales 21 et 22, par le bras transversal 24 et par une zone traasversale externe 25 qui porte le contact 13 de la lame 12 avec la borne NC ou No. La sous-lame ressort 14 est solidaire de la zone de contact 25 et s'étend vers la sous-lame transversale 24. L'extrémité interne A de la souslame ressort 14 vient s'appuyer dans le vé V2. La sous-lame ressort 14 est courbée à la fabrication de la lame et quand celle-ci est montée dans les vés, la sous-lame 14 est comprimée en se courbant davantage, comme on le voit dans la vue des figures 1A à 1C. Comme on l'a décrit en relation avec les figures lA à 1C, pour faire basculer le microrupteur, il faut enfoncer le bouton 10 jusqu' à ce que la flexion de la lame 12 atteigne le point d'actionnement A. Mais le bouton 10 peut être enfoncé au delà de ce point jusqu'à une butée solidaire du boîtier du microrupteur, par exemple le fond de la pince C. Cet enfoncement supplémentaire est appelé suroeurse. Dans beaucoup de mécanismes où des microrupteurs sont utilises, les tolérances de fonctionnement des pièces mécaniques qui agissent sur le microrupteur peuvent être grandes et on provoque par conséquent de grandes surcourses. Or cette surcourse entraîne des effets de fatigue dans la lame 12 qui limitent sa durée de vie. Inévitablement, les microrupteurs utilisés dans des tels mécanismes ont une durée de vie limitée. Comme le représentent les figures 1B et 1C, la courbure de la lame 12 n'est pas symétrique à cause de action F décentrée du côté du vé V1 par rapport aux appuis de la lame (le vé V1 et la borne NO dans la figure 1C) : la lame 12 présente une courbure plus importante dans la portion entre le vé V1 et l'action F, ce qui se traduit par des contraintes plus élevées dans omette portion. Ainsi, les raccordements des bandes longitudinales 21 et 22 au bras d'appui 24, notamment les raccordements 24a et 24b (voir figure 2) du côté du bras 23 sont soumis à une fatigue importante. De plus, à cause de cette courbure dissymétrique, l'ensemble de la lame 12 est tirée vers le vé V1 (vers la gauche) en entraînant une compression supplémentaire de la sous-lame ressort 14 qui se répercute par un effet de fatigue important dans les raccordements 25a et 25b des bandes longitudinales à la zone de contact 25. Pour réduire 1 'effet de fatigue dans les raccordements 25a et 25b, il existe des lames de microrupteur dont la sous-lame ressort est articulée sur la zone de contact. Mais, outre une complexité de montage accrue, lteffet de fatigue dans les bandes longitudinales 21 et 22 au niveau des raccordements 24a et 24b subsiste. Un objet de la présente invention est de réduire les effets de fatigue dans une lame de microrupteur. Un autre objet de la présente invention est d'offrir une surcoutse augmentée sans limiter la durée de vie d'une lame de microrupteur ou bien une durée de vie augmentée pour une surcourse donnée. Ces objets sont atteints gracie à une lame de microrupteur à action brusque ayant un axe de symétrie longitudinal et comprenant deux bandes longitudinales ; un premier bras trans versal à une exité, dont la partie intérieure sert à une première articulation ; une zone de contact à T autre extrémité, dont est solidaire une sous-lame ressort s'étendant vers 1 'inté- rieur, ltextremité de cette sous-lame ressort servant à une deuxième articulation ; et un deuxième bras transversal entre le premier bras et 1'extrémité de la sous-lame ressort, sur lequel appuie un bouton, le deuxième bras comprenant deux brancbes formant un vé au sommet duquel prend appui le bouton et qui se raccordent à chacune des deux bandes longitudinales à proximité du centre de celles-ci du côté de la sous-lame ressort. Selan un mode de réalisation de la présente invention, le vé est cisaillé au niveau de son sommet dans l'axe de la lame. Un avantage de la présente invention est que la lame fléchit de manière plus symétrique, ce qui entraîne une réparti tion plus uniforme des contraintes dans la lame. Un autre avantage de la présente invention est que la lame est moins tirée vers un côté, ce qui évite une compression supplémentaire de la sous-lame ressort. Un autre avantage de la présente invention est que la lame se monte dans un microrupteur à la place d'une lame classique sans modification des éléments autres que la lame. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d' autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles les figures 1A à 1C et 2, prdement décrites, illustrent l'état de la technique la figure 3A représente, en vue de dessus, un mode de réalisation d'une lame selon la présente invention ; et la figure 3B représente une vue de oeté de la lame de la figure 3A en flexion. La figure 3A illustre, en vue de dessus, un mode de réalisation d'une lame 30 selon la présente inventian. Des éléments de cette lame qui sont similaires aux éléments de la lame de la figure 2 sont désignés par les mêmes références. Les positions des zones fonctionnelles (A, B, P et 13) sont conser vees. Selon la présente invention, le bras transversal d'appui 34 est en forme de vé. Sur le sommet de ce vé prend appui le bouton 10 en le point P. Les branches de ce vé viennent se raccorder en 34a et 34b aux bandes langitudinales 21 et 22 à proximité du centre de celles-ci. Ainsi, une action F appliquée au point P par le bouton 10 est transmise à des zones de raccordement 34a et 34b. Ces zones de raccordement sont à proximité du centre des bandes 21 et 22 dans la direction longitudinale. En oenséquenoe, quand une force réseltant d'une action au point P est exercee au niveau des zones 34a et 34b sur les bandes 21 et 22, ces dernières fléchissent de manière pratiquement symétrique, comme le représente la figure 3B. Ainsi, les oontraintes dans la lame 30 sont plus régu fièrement réparties. De plus, la flexion étant plus symétrique, la sous-lame ressort 14 est moins tirée vers la gauche et les raccordements 25a et 25b subissent par conséquent moins de contraintes. A la figure 3B, on notera que le vé 34 constitue, selon T axe longitudinal de la lame 30, un levier souple ayant pour longueur la profondeur du vé, qui, sous l'effort du bouton 10, fléchit en même temps que la lame 30. Ainsi, pour une flexion donnée de la lame 30, an obtient une ourse supplémentaire du bouton 10 égale à la flexion du vé, au delà de la flexion de la lame. On obtient, par consquent, une surcourse plus importante sans imposer de contraintes supplémentaires à la lame. Si on veut augmenter la surcourse davantage, on pratique un cisaillage 35 au niveau du sommet du vé 34 dans l'axe de la lame. Ainsi, quand le bouton est appuyé, les bras du vé 34 fléchissent indépendamment et les bandes 21 et 22 travaillent en torsion, ce qui augmente la souplesse générale. Le cisaillage a aussi pour avantage d'augmenter la course différentielle de manière simple, sans modifier les formes des pièces et les autres caractéristiques du produit. Le contour de la lame selon la présente invention, représentée en figure 3, est différent de celui de la figure 2 pour des raisons d'adaptabilité à différents modèles de microrupteur, mais lthcmme de l'art peut réaliser d'autres dessins sans sortir du cadre de la présente invention. En réalisant la lame selon la présente invention en de différentes tailles, an peut la monter dans un grand nombre de microrupteurs à la place des lames classiques. A titre d'exemple, on peut citer des dimensions de la lame conçue dans le cadre de la présente invention : sa longueur est de 10,4 rtm, sa largeur de 3,8 mm et la largeur des bandes 21 et 22 de 0,5 mm. On peut aussi envisager de réaliser une lame ressort 14 articulée comme il est fait pour des lames classiques. REVENDICATIONS 1. Lame (30) de microrupteur à action brusque ayant un axe de symétrie longitudinal et comprenant deux bandes longitudinales (21, 22) ; un premier bras transversal (23) à une extré- mité, dont la partie intérieure sert à une première articulation (V1) ; une zone de contact (25) à l'autre erlmémité, dont est solidaire une sous-lame ressort (14) s'étendant vers l'intérieur, l'extrémité (A) de cette sous-lame ressort servant à une deuxième articulation (V2) ; et un deuxième bras transversal (34) entre le premier bras et 1 ' extremité de la sous-lame ressort, sur lequel appuie un bouton (10), caractérisée en ce que le deuxième bras comprend deux branches formant un vé (34) au sommet duquel prend appui le bouton (10) et qui se raccordent à chacune des deux bandes longitudinales à prasimité du centre de celles-ci du oeté de la sous-lame ressort. 2. Lame selon la revendication 1, caractérisée en ce que le vé (34) est cisaillé (35) au niveau de son sommet dans l'axe de la lame.