Brevet FR2685538A1 — publié le 19930625

-i 2685538 Commutateur électrique La présente invention concerne un commutateur électrique. En particulier, l'invention concerne un commutateur électrique du type rotatif, utilisé dans le secteur de l'automobile, pour l'actionnement des phares et monté directement sur le tableau de bord d'un véhicule. En général, les commutateurs du type mentionnés ci- dessus comprennent un bouton, susceptible de tourner à déclic pour aller dans différentes positions, auxquelles correspondent des conditions de fonctionnement relatives aux phares du véhicule Lors de la rotation du bouton entre une position fonctionnelle et la position qui suit, des contacts électriques sont ouverts et d'autres contacts électriques sont fermés, pour alimenter sélectivement les phares du véhicule. Les commutateurs pour les phares normalement utilisés présentent des inconvénients, principalement dus au fait que certains éléments constituant les commutateurs, du fait de leur structure complexe, sont sujets à un endommagement après un certain nombre d'actionnements, outre le fait de comporter des problèmes de montage et de démontage. Le but de la présente invention est de réaliser un commutateur électrique qui surmonte, au moins en partie, les inconvénients précités. Selon la présente invention, il est réalisé un commutateur électrique caractérisé par le fait de comprendre, en combinaison, des moyens d'actionnement, des moyens à déclic adaptés pour déterminer les déplacements à déclic desdits moyens d'actionnement, entre les positions opérationnelles de fonctionnement du commutateur, des contacts électriques, faisant partie de circuits électriques correspondants et susceptibles de se déplacer chacun entre une position d'ouverture et une position de fermeture du circuit électrique respectif, des moyens d'ouverture et de fermeture sélectives desdits contacts électriques, en 2, relation avec les positions fonctionnelles prises par les moyens d'actionnement; lesdits moyens d'ouverture et de fermeture, comprenant des moyens à came actionnées par lesdits moyens d'actionnement et coopérant avec des éléments de commande agissant sur lesdits contacts électriques, pour commuter lesdits contacts électriques entre lesdites positions d'ouverture et de fermeture. L'invention va à présent être décrite en faisant référence aux dessins annexés, qui illustrent un exemple de réalisation non-limitatif de l'invention, dans lesquels: la figure 1 est une vue avant d'une forme de réalisation du commutateur électrique selon la présente invention; la figure 2 illustre une coupe longitudinale, à plus grande échelle, du commutateur électrique de la figure 1; la figure 3 est une vue avant en coupe partielle, dont des parties ont été supprimées par souci de clarté, du commutateur électrique de la figure 2; la figure 4 illustre en détails une coupe transversale de la figure 2; la figure 5 illustre en détails une coupe longitudinale analogue à celle de la figure 2, d'une deuxième *forme de réalisation; la figure 6 illustre en détails une coupe transversale de la figure 5 et la figure 7 est une vue en plan du détail des figures 5 et 6. En faisant référence à la figure 2, le numéro de référence 1 désigne l'ensemble du commutateur électrique, comprenant un corps principal 2 et un corps d'éclairage 3. Le corps principal 2 comprend une première et une seconde enveloppes 4 et 5 à godet, sensiblement cylindriques et d'axes 6, disposés coaxialement entre eux, les cavités étant tournées l'une vers l'autre La seconde enveloppe 5 est fixée à la première enveloppe, au moyen de vis non- représentées et supporte une paroi 7 de fermeture, perpendiculaire à l'axe 6. La paroi de fond 8 de l'enveloppe 4 présente un appendice cylindrique 9 s'étendant axialement, du côté opposé à la paroi de fond 8 par rapport à la paroi 7. L'appendice 9 est traversé par un trou traversant 10, coaxial par rapport à l'axe 6 et disposé à travers un tableau de bord 11 (représenté en pointillé sur la figure 2) et un écriteau ou écusson annulaire 12 de fermeture. L'appendice 9 présente sur sa surface latérale extérieure un filetage sur lequel est vissé un écrou 13, qui serre l'écusson annulaire 12 de fermeture contre le tableau de bord 11, de manière à permettre le montage du commutateur 1 sur le tableau de bord 11 même. Le corps principal 2 supporte des moyens de manoeuvre 14 montés à actionnement manuel, qui comprennent un bouton disposé à l'intérieur de l'écusson annulaire 12 et faisant partiellement saillie de l'écusson même et un arbre de commande 16, monté d'un seul tenant à pression sur le bouton 15, à l'intérieur d'un siège 17 correspondant. L'arbre 16 s'étend à l'intérieur de l'enveloppe 4 depuis le bouton 15, pour s'introduire en rotation dans le trou 10 et coopère avec des moyens à déclic 18, adaptés pour définir des positions opérationnelles de fonctionnement (figure 1) du commutateur 1 et à réaliser une rotation à déclic du bouton 15, pour passer d'une position fonctionnelle à l'autre. En faisant référence aux figures 2 et 3, les moyens à déclic 18 comprennent un corps annulaire 19 monté en contact avec la surface intérieure de l'enveloppe 4 et coaxialement par rapport à l'axe 6 Le corps 19 définit, au moyen de sa surface périphérique 20 intérieure, un trou profilé 21 (représenté sur la figure 3), à l'intérieur duquel sont logés deux saillies tubulaires 22, à section carrée, qui s'étendent radialement depuis l'arbre 16 et sont respectivement alignées le long d'un axe 23, incident perpendiculaire sur l'axe 6. Les saillies 22 définissent en leur sein des sièges 24 respectifs, dans lesquels est monté un élément faisant saillie transversalement par rapport à l'arbre 16 et comprenant deux manchons à godet 25 à section carrée, qui sont montés en s'étendant axialement et sont disposés de manière que leurs cavités soient tournées l'une vers l'autre Une roulette 27 est disposée entre la paroi de fond 26 de chaque manchon 25 et la surface 20 et montée à rotation sur des arbres 28, réalisés d'un seul tenant avec le manchon 25 correspondant et parallèles à l'axe 6 Un ressort axial 29 est monté à l'intérieur des deux manchons et ses extrémités sont en butée contre les parois de fond 26 des manchons 25 mêmes De cette manière, le ressort 29 est apte à réaliser une action d'éloignement des manchons 25 entre eux, pour mettre la roulette 27 en butée contre la surface 20 du corps annulaire 19. Les manchons 25 présentent en outre des moyens anti- glissement 30, adaptés pour empêcher la sortie des manchons mêmes depuis les sièges 24, durant l'opération de montage du commutateur 1, en particulier après avoir introduit les manchons 25 et le ressort 29 à l'intérieur des saillies 22 et avant d'avoir logé l'arbre 16 dans le corps à godet 4, pour placer les saillies 22 et les manchons 25 à l'intérieur du trou 21. Les moyens 30 comprennent, pour chaque manchon 25, des reliefs 31 faisant saillie de la surface extérieure du manchon 25 même et une jonction 32 formée par une ouverture dans chaque saillie 22. A partir de ce qui est illustré en particulier sur la figure 3, la surface périphérique 20 du corps annulaire 19 présente des couples de cavités axiales 33, 34, diamétralement opposées et deux reliefs axiaux 35 Les deux reliefs axiaux 35 sont placés entre les cavités 33 et les cavités 34. Les cavités 33, 34 sont disposées de manière adjacente entre elles et en nombre égal à celui des positions opérationnelles de fonctionnement du commutateur 1 Les cavités 33 et 34 sont associées à une roulette 27 correspondante, adaptée pour prendre, sous l'action du ressort 29, une position stable de contact avec une cavité 33, 34 correspondante, ce qui définit de cette manière chaque position opérationnelle de fonctionnement du commutateur 1. Pour passer d'une position fonctionnelle à l'autre, le bouton 15 est tourné, ce qui provoque la compression du ressort 29 qui permet, à son tour, le déplacement à déclic de chaque roulette 27, d'une cavité 33, 34 à une cavité adjacente. Les reliefs 35 constituent des éléments de butée pour les saillies 22, afin de limiter la rotation du bouton 15. Le corps principal 2 comprend en outre un dispositif 36 d'ouverture et de fermeture sélectives de circuits électriques 37, qui sont supportés par la paroi 7 et vont être décrits ci-dessous. A partir de ce qui est illustré sur les figures 2 et 4, le dispositif 36 comprend une came avant 38 disposée à l'intérieur de l'enveloppe 4, à l'extrémité libre de l'arbre 16 La came 38 est constituée d'un plateau 39, coaxial par rapport à l'axe 6 et présentant une surface plane 40 circulaire, parallèle et tournée vers la paroi 7. La came 38 présente des cavités 41 respectivement séparées par des parties 42 faisant saillie de la surface Chaque cavité 41 est définie par une surface plane 43 correspondante, parallèle à la surface 40 et par deux surfaces obliques 44 de liaison entre la surface 43 et les parties 42. Le dispositif 36 comprend en outre des embouts 45 (dont un seul est représenté sur les figures 2 et 4), qui sont susceptibles de se déplacer suivant des directions parallèles à l'axe 6 Les embouts 45 définissent des éléments de commande et sont adaptés à coopérer avec la cavité 41, pour ouvrir et fermer électriquement lesdits circuits électriques 37, qui comprennent des contacts 46 supportés par la paroi 7, du côté opposé à celui tourné vers la came 38. A partir de ce qui a été illustré sur la figure 4, chaque contact 46 comprend un conducteur 47 estampé sur la paroi 7 et un ressort à lames 48, présentant à son extrémité un appendice 49 destiné à être encastré dans la paroi 7 Le ressort à lames 48 s'étend parallèlement à la paroi 7 et présente l'extrémité libre normalement en contact avec le conducteur 47 Ce contact est établi par un ressort axial 50, fixé par une extrémité dans un siège 51 de l'enveloppe 5 et agissant avec l'autre extrémité sur le ressort à lames 48, du côté opposé à celui du contact avec le conducteur 47. Chaque contact 46 est susceptible de se déplacer entre une position de fermeture du circuit électrique correspondant, dans laquelle le ressort à lames 48 est en contact avec le conducteur 47 et une position d'ouverture du circuit électrique 37 correspondant, dans laquelle le ressort à lames 48 est déformé élastiquement pour présenter son extrémité libre soulevée par le conducteur 47 même. Chaque embout 45 est logé de façon à s'étendre axialement à l'intérieur d'un siège 52 correspondant, défini par un trou traversant la paroi 7, de manière que l'extrémité 53 de l'embout 45 fasse saillie du siège 52 et soit tournée vers la came 38 et que l'autre extrémité 54 fasse saillie du siège 52, en contact avec une partie intermédiaire d'un ressort à lames 48 correspondant. Dans la position illustrée sur la figure 4, une cavité 41 est disposée dans une position tournée vers un embout 45 qui, poussé par le ressort à lames 48 correspondant et par le ressort 50, s'engage dans la cavité 41 même, ce qui permet la fermeture du contact 46 correspondant. Pour commuter chaque contact 46, afin de le faire passer de sa position de fermeture à sa position d'ouverture, la came 38 est tournée En particulier, lors de la rotation de la came 38, d'abord une surface oblique 44, puis une partie 42 viennent au contact de l'embout 45 correspondant, en le poussant axialement de manière à soulever le ressort à lames 48 du conducteur 47 Par la suite, pour amener chaque contact 46 de sa position d'ouverture à sa position de fermeture, la came 38 est tournée de manière à permettre le retour de l'embout 45 correspondant à l'intérieur d'une cavité 41 et la flexion élastique du ressort à lames 48, pour venir dans la position de contact avec le conducteur 47. A partir de la description ci-dessus, il est évident qu'en réalisant une came 38 présentant une cavité 41 et des parties 42 de longueur et de séquence déterminées, il est possible d'ouvrir et de fermer sélectivement les contacts électriques 46 en fonction des positions fonctionnelles du bouton 15, auxquelles correspondent différents fonctionnements des phares d'un véhicule En outre, lorsque les contacts 46 sont amenés de leur position d'ouverture à celle de fermeture, les ressorts 50 assurent un rétablissement rapide et sûr du contact du ressort à lames 48 avec le conducteur 47, même pour un nombre élevé de déclics depuis une autre position fonctionnelle Enfin, les roulettes 27 et la forme du trou profilé 21 permettent une commutation graduelle et sensiblement exempte d'à-coups, ce qui diminue le bruit produit par le commutateur 1 en passant d'une position fonctionnelle à une autre et prolonge la durée de vie du commutateur 1 même. A partir de ce qui a été illustré sur la figure 2, les conducteurs 47 et les ressorts à lames 48 sont reliés à des picots de connexion 55, reliés électriquement et s'étendant parallèlement à l'axe 6 de la paroi 7, vers l'extérieur. En faisant référence aux figures 2 et 4, le corps principal 2 présente, en outre, un dispositif 56 pour le support et le centrage de l'arbre 16, ainsi que la réduction du nombre des positions fonctionnelles qui sont structurellement définies par des moyens à déclic 18 décrits ci-dessus Le dispositif 56 est utilisé lorsqu'on souhaite utiliser le commutateur 1 dans des applications qui nécessitent un nombre de positions fonctionnelles inférieur au nombre de positions fonctionnelles définies par les moyens à déclic 18, sans modifier sensiblement la structure du commutateur 1. Le dispositif 56 comprend un élément tubulaire 57, coaxial par rapport à l'axe 6 et s'étendant depuis la paroi 7, à l'intérieur d'une cavité cylindrique 58 ménagée dans le plateau 39 et de diamètre sensiblement égal à celui de l'élément tubulaire 57 L'élément 57 présente un prolongement axial 59, définissant une partie de cylindre disposée de manière à intercepter un élément de butée 60 (représenté en pointillés sur la figure 2), faisant saillie vers l'intérieur de la cavité cylindrique 58 et réalisée d'un seul tenant avec le plateau 39 La rotation des moyens de manoeuvre 14, pour passer d'une position fonctionnelle à une autre, provoque la rotation de l'élément 60, jusqu'à ce que ce dernier, en correspondance avec une position fonctionnelle déterminée, vienne en butée contre le prolongement 59 même, qui empêche alors le bouton 15 d'effectuer d'autres rotations et par conséquent d'occuper d'autres positions fonctionnelles. Le corps d'éclairage 3 présente une forme sensiblement tubulaire et est disposé axialement le long de la surface latérale du corps principal 2 Le corps d'éclairage 3 présente en son sein un siège 61, qui est adapté pour recevoir une lampe 62 (illustrée en pointillés sur la figure 2) et fixé au corps principal 2 au moyen d'un élément d'ancrage 63 de forme tubulaire La lampe 62 est alimentée au moyen de ressorts de contact non-représentés en détails et reliés électriquement au circuit électrique 37 La lampe 62 est adaptée pour éclairer, depuis l'intérieur du commutateur 1, une plaquette d'idéogrammes 64 disposée dans une fente annulaire, ménagée le long de l'écusson de fermeture 12 Le corps d'éclairage 3 comprend, en outre, une vitre incolore 65 disposée à l'avant, tournée vers la lampe 62 et adaptée à diffuser la lumière émise par la lampe 62 même, sur les idéogrammes et une vitrine de couleur orange 66, disposée entre la vitre incolore 65 et la plaquette d'idéogrammes 64 et adaptée pour produire une coloration orange de la plaquette d'idéogrammes 64 même. Sur les figures 5 à 7, il est représenté une variante du système d'éclairage du commutateur Comme représenté sur la figure 5, le corps d'éclairage 3 loge en son sein un corps profilé 67, présentant une partie tubulaire 68, un appendice central 69 et un couple de brides d'extrémité 70. Le corps profilé 67 est destiné à supporter un couple de lames conductrices 71 disposées à l'intérieur de la partie tubulaire 68, des deux côtés de l'appendice central 69 et bloquées entre cette dernière et deux appendices 80 de la paroi 7, ces lames étant reliés électriquement au circuit électrique 37 Les brides 70 sont disposées à une hauteur différente et supportent chacune un circuit estampé électriquement 72, relié (figure 6) aux lames 71 et supportant une pluralité d'éléments luminescents (LED) 73 et une pluralité de résistances 74 Comme on le voit sur la figure 7, les LED 73 sont disposés sur deux arcs de circonférence concentriques et de manière précise, les LED placés sur la circonférence extérieure sont placés exactement derrière les idéogrammes 75 prévus sur la plaquette d'idéogrammes 64, de manière à éclairer les idéogrammes 75 mêmes, tandis que les LED placés sur la circonférence intérieure sont disposés sur la trajectoire de rotation de la pointe 76 du bouton 15, pour indiquer la position et les conditions de luminosité insuffisantes La partie avant du corps d'éclairage 3 est fermée par une vitre 77 diffusant la lumière portée par l'écusson de fermeture 12 qui constitue la plaquette d'idéogrammes 64, conjointement avec des zones 78 également réalisées en verre diffuseur. Une autre vitre diffusante 79 est en outre prévue sur la pointe 76 du bouton. REVENDICATIONS 1 Commutateur électrique, caractérisé par le fait de comprendre, en combinaison, des moyens d'actionnement ( 14), des moyens à déclic ( 18) adaptés pour déterminer les déplacements à déclic desdits moyens d'actionnement ( 14), entre des positions opérationnelles de fonctionnement du commutateur ( 1), des contacts électriques ( 46), faisant partie de circuits électriques ( 37) correspondants et susceptibles de se déplacer chacun entre une position d'ouverture et une position de fermeture du circuit électrique ( 37) respectif, des moyens d'ouverture et de fermeture ( 36) sélectives desdits contacts électriques ( 46), en relation avec les positions fonctionnelles prises par les moyens d'actionnement ( 14); lesdits moyens d'ouverture et de fermeture ( 36), comprenant des moyens à came ( 38) actionnés par lesdits moyens d'actionnement ( 14) et coopérant avec des éléments de commande ( 45) agissant sur lesdits contacts électriques ( 46), pour commuter lesdits contacts électriques ( 46) entre lesdites positions d'ouverture et de fermeture. 2 Commutateur selon la revendication précédente, caractérisé par le fait de comprendre un corps principal ( 2) logeant lesdits moyens à déclic ( 18) et lesdits moyens d'ouverture et de fermeture ( 36), ainsi qu'un corps d'éclairage ( 3) qui s'étend latéralement par rapport audit corps principal ( 2) et supporte une plaquette d'idéogrammes ( 64), ledit corps d'éclairage logeant au moins une source de lumière ( 61, 73). 3 Commutateur selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que ladite source de lumière comprend une pluralité d'éléments émetteurs de lumière ( 73), faisant face à ladite plaquette d'idéogrammes ( 64) et par le fait que ledit corps d'éclairage ( 3) loge en son sein un couple de lames ( 71) pour l'alimentation électrique desdits éléments luminescents ( 73). il 4 Commutateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit corps d'éclairage ( 3) présente en son sein un siège ( 61), adapté pour recevoir une lampe ( 62) faisant face à ladite plaquette d'idéogrammes ( 64). 5 Commutateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait de comprendre des moyens élastiques ( 50) agissant sur lesdits contacts électriques ( 46), dans une direction opposée à celle desdits éléments de commande ( 45). 6 Commutateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits éléments de commande comprennent des embouts ( 45), disposés entre lesdits moyens à came ( 38) et lesdits contacts électriques ( 46) et susceptibles de se déplacer depuis et vers lesdits contacts électriques ( 46) mêmes. 7 Commutateur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que lesdits embouts ( 45) logent chacun en leur sein des sièges ( 52) correspondants, ménagés dans une paroi ( 7) qui supporte, du côté opposé auxdits moyens à came ( 38), lesdits contacts électriques ( 46) et lesdits moyens élastiques ( 50). 8 Commutateur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que lesdits moyens à came ( 38) sont du type frontal et comprennent un plateau ( 39), des cavités ( 41) étant ménagées sur une surface plane ( 40) de ce dernier et respectivement séparées par des parties ( 42) faisant saillie de ladite surface plane ( 40). 9 Commutateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que lesdits moyens à came ( 38) sont disposés à l'extrémité libre d'un arbre de commande ( 16), susceptible de tourner autour d'un axe ( 6) propre longitudinal, l'autre extrémité dudit arbre de commande ( 16) étant en contact avec un bouton d'actionnement ( 15) et présentant une propre partie intermédiaire supportant d'un seul tenant lesdits moyens à déclic ( 18). Commutateur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que lesdits moyens à déclic ( 18) comprennent un élément saillant ( 25), disposé transversalement par rapport audit arbre de commande ( 16), à l'intérieur d'un trou profilé ( 21) présentant une pluralité de cavités ( 33, 34) adjacentes, en nombre égal à celui des positions fonctionnelles dudit commutateur ( 1) et des moyens élastiques ( 29) agissant sur ledit élément saillant ( 25), pour maintenir l'élément saillant ( 25) même à l'intérieur de l'une desdites cavités ( 33, 34). 11 Commutateur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que ledit élément saillant ( 25) comprend un couple de manchons à godet ( 25), disposés de manière que ses cavités soient tournées l'une vers l'autre et s'étendant dans des sièges ( 24) correspondants, ménagés transversalement par rapport audit arbre de commande ( 16). 12 Commutateur selon la revendication 11, caractérisé par le fait que chaque dit manchon à godet ( 25) supporte extérieurement une roulette ( 27) destinée à venir en contact avec lesdites cavités ( 33, 34) et par le fait que lesdits moyens élastiques comprennent un ressort axial ( 29), monté à l'intérieur des deux manchons à godet ( 25) et en butée, par ses extrémités, contre les parois de fond ( 26) des manchons à godet ( 25) mêmes. 13 Commutateur selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé par le fait de comprendre un dispositif ( 56) pour le support et le centrage dudit arbre de commande ( 16); le dispositif ( 56) comprenant un élément tubulaire ( 57), coaxial par rapport audit axe longitudinal ( 6) dudit arbre de commande ( 16) et s'étendant à l'intérieur d'une cavité cylindrique ( 58) dudit arbre de commande ( 16), présentant un diamètre sensiblement égal à celui dudit élément tubulaire ( 57). 14 Commutateur selon la revendication 13, caractérisé par le fait que ledit élément tubulaire ( 57) présente un prolongement axial ( 59) disposé de manière à intercepter, lors de la rotation dudit arbre de commande ( 16), un élément de butée ( 60) faisant saillie vers l'intérieur de ladite cavité cylindrique ( 58) et réalisé d'un seul tenant avec ledit arbre de commande ( 16) même.