Brevet FR2690781A1 — publié le 19931105

La présente invention est relative aux interrupteurs électriques et se rapporte plus particulièrement aux interrupteurs subminiatures pour circuits imprimés, spécialement adaptés à la technologie de montage en surface. Pour un tel type de montage, l'interrupteur doit comporter des bornes de connexion et des organes de fixation susceptibles d'être mis en contact avec des parties métalliques superficielles du circuit imprimé destiné à le recevoir pour leur être soudés. L'invention a donc pour but de créer un interrupteur qui tout en présentant les caractéristiques d'un interrupteur adapté au montage en surface soit conçu pour une fabrication automatisée. Elle a donc pour objet un interrupteur subminiature pour circuit imprimé, adapté à la technologie de montage en surface, caractérisé en ce qu'il comporte une embase comprenant une grille conductrice formée de bandes parallèles, un berceau isolant réalisé par surmoulage sur la grille et définissant des zones de contact appartenant à des bandes différentes de la grille, au moins une lame de contact mobile disposée dans le berceau et destinée à établir le contact électrique entre deux des zones de contact, un organe positionneur de la lame de contact, ledit organe positionneur ayant un guide coopérant avec un poussoir du levier d'actionnement de la lame pour définir au moins une position stable de l'interrupteur, le levier oscillant étant monté dans un boîtier isolant qui coiffe le berceau et maintient le levier oscillant contre la lame de contact mobile, et en ce que les bandes de la grille faisant saillie par rapport au berceau sont soit coupées à longueur et pliées pour former des bornes de connexion et/ou des pattes de fixation de l'interrupteur, soit sectionnées au ras du berceau en fonction du type d'interrupteur à obtenir. La notion d'interrupteur est comprise au sens large et doit être interprétée comme cela apparaîtra dans la description qui va suivre, comme incluant la fonction d'inverseur entre un pont commun et deux contacts commutables L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un premier mode de réalisation de l'interrupteur suivant l'invention - la figure 2 est une vue en perspective de l'interrupteur de la figure 1 assemblé - la figure 3 est une vue en perspective éclatée d'un second mode de réalisation de l'interrupteur suivant l'invention ; invention - la figure 4 est une vue en perspective de l'interrupteur de la figure 3 assemblé - la figure 5 est une vue en perspective à plus grande échelle d'une embase de l'interrupteur suivant l'invention ; invention - la figure 6 est une vue en plan à plus grande échelle d'une grille conductrice entrant dans la construction de l'interrupteur suivant l'invention - la figure 7 est une vue en plan d'une grille conductrice sur laquelle est placé un berceau destiné à recevoir les organes élastiques et les moyens de commandes de l'interrupteur suivant l'invention - la figure 8 est une vue en élévation d'un organe positionneur d'un premier type destiné à être monté dans l'interrupteur suivant l'invention ; - la figure 9 est une vue de dessus du positionneur de la figure 8 - les figures 10 à 12 sont des vues en élévation d'autres formes de positionneurs pour l'interrupteur suivant l'invention, et - la figure 13 est une vue à plus grande échelle, en coupe et en arrachement partiel, des organes essentiels de l'interrupteur suivant l'invention, à l'étant assemblé. L'interrupteur suivant l'invention représenté en vue éclatée à la figure 1 comporte principalement un berceau 1 en matière isolante fixé par surmoulage sur une grille métallique 2 qui, comme représenté notamment à la figure 3, fait initialement partie d'une bande formée d'une succession de grilles identiques et dont elle est détachée au cours de la fabrication de l'interrupteur. Dans le présent exemple il ne reste de la grille, d'un côté du berceau 1, que deux bandes parallèles 3 qui la constituent et qui forment des pattes de fixation et, de l'autre côté du berceau 1, trois bandes 4 qui forment les contacts électriques fixes de l'interrupteur, les autres bandes ayant été sectionnées au ras du berceau en fonction du type d'interrupteur à obtenir. Sur le berceau 1 sont destinées à être placées des lames de contact mobiles 5 et 6 coopérant avec un organe positionneur 7 qui sera décrit plus en détail en référence aux figures 8 à 12. Le positionneur 7 coopère en outre avec un poussoir 8 sur lequel est engagé un ressort 9, l'extrémité du poussoir 8 pourvue du ressort 9 étant montée dans un orifice d'un levier oscillant 10 lui même placé dans un boîtier isolant 11 avec interposition d'un joint 12. Le levier 10 fait saillie à ltextré- mité du boîtier isolant opposée au poussoir et est monté oscillant dans le boîtier par l'intermédiaire d'une rotule 13. Le sous-ensemble qui vient d'être décrit et qui comporte les éléments 1 à 13 est commun à tous les types d'interrupteurs suivant l'invention, à 1 'exception de l'organe positionneur 7 qui, ainsi qu'on le verra par la suite, peut prendre des formes différentes en fonction de la nature de l'interrupteur à obtenir. Le boîtier isolant 11 est monté dans un étrier métallique 14 dont la forme détermine la manière dont l'interrupteur va être monté sur un circuit imprimé. Dans le cas de la figure 1 cet étrier 14 permet la fixation de l'interrupteur en position debout. A cet effet, il comporte une âme 15 traversée par un orifice 16 de réception de l'extrémité 13 formant rotule du boîtier isolant 11 et des ailes opposées 17 qui comportent chacune, à son extrémité opposée à l'âme 15, des pattes 18 repliées vers l'extérieur, de fixation de l'interrupteur en position debout sur un circuit imprimé non représenté. Dans les ailes 17 de l'étrier 14 sont en outre ménagées des lumières rectangulaires 19 qui coopèrent avec des saillies 20 prévues sur les faces opposées du boîtier isolant 11 destinées à venir en contact avec les ailes 17 de l'étrier 14 pour assurer la fixation du boîtier dans l'étrier. Sur la figure 2 on a représenté l'interrupteur de la figure 1 assemblé. On voit que le corps isolant ll est monté dans l'étrier 14 et maintenu dans celui-ci par les saillies 20 engagées dans les lumières 19 des ailes 17 de l'étrier. On voit également que les pattes de fixation 18 sont disposées de manière à permettre de fixer l r in- terrupteur en position debout et que les bandes 3 qui font saillie à la base du berceau forment des organes de fixation complémentaires de l'interrupteur également destinés à être appliqués contre des zones conductrices du circuit imprimé. Les bornes électriques 4 dont une seule est visible s'étendent également dans le plan des autres pattes 13 et 18 pour pouvoir être soudées à des zones conductrices d'un circuit imprimé (non représenté). La fixation mécanique d'une part et la connexion électrique d'autre part de l'interrupteur de la figure 2 peuvent être assurées par une seule et même opération de soudage par exemple une opération de soudage à la vague. L'interrupteur décrit en référence à la figure 1 est un interrupteur unipolaire. L'extrémité supérieure du levier oscillant 10 fait saillie par rapport au boîtier isolant 11 et permet la manoeuvre de l'interrupteur. L'interrupteur représenté à la figure 3 comporte lui aussi un berceau 1, une grille 2, des lames de contact mobiles 5,6, un organe positionneur 7, un poussoir 8 et son ressort 9 et un levier oscillant 10 monté dans un boîtier isolant 11 avec interposition d'un joint 12. Cette partie de l'interrupteur de la figure 3 est la même que la partie correspondante de l'interrupteur décrit en référence à la figure 1. L'interrupteur de la figure 3 diffère cependant de celui de la figure 1 en ce qu'il est destiné à être monté sur un circuit imprimé en position couchée. A cet effet il comporte un étrier 21 qui, comme l'étrier 14 de l'interrupteur de la figure I comporte un orifice 22 pour le passage de l'extrémité 13 du boîtier isolant 11, ménagé dans l'âme de l'étrier dont les ailes 23 comportent des lumières 24 pour la réception des saillies 20 du boîtier. Cependant les ailes 23 de l'étrier 21 comportent des pattes 25 de fixation de l'interrupteur en position couchée ménagées sur les bords latéraux des ailes 23. La grille 2 sur laquelle est fixé le berceau 1 de l'interrupteur fait partie d'une bande B formée d'une succession de grilles identiques sur lesquelles des berceaux identiques au berceau 1 ont été surmoulés et qui sont destinés au montage automatique de sous-ensembles comprenant toutes les pièces jusqu'au boîtier isolant 11. Sur la figure 4 on a représenté un interrupteur fini correspondant à celui représenté en vue éclatée à la figure 3. On voit qu'il s'agit d'un interrupteur du type couché dont les pattes de fixation 25 qui font saillie par rapport aux ailes 23 de l'étrier et les bornes de connexion 28 qui sont constituées par les extrémités des bandes conductrices de la grille 2, sont repliées de manière à pouvoir être placées au contact de zones conductrices non représentées d'un circuit imprimé afin de pouvoir lui être soudées par exemple par une opération de soudage à la vague. L'interrupteur de la figure 4 comporte six bornes électriques 28. Il s'agit donc d'un interrupteur bipolaire. Les bandes sortant du berceau 1 à l'opposé des bornes 28 ont toutes été sectionnées. Le berceau de l'interrupteur suivant l'invention est représenté plus en détail sur la figure 5. On voit sur cette figure que la grille 2 qui a été détachée de la bande B (figure 3) comporte une zone marginale 30 entourant une zone découpée 31 dans laquelle sont ménagées des bandes 32 dont la configuration est représentée clairement à la figure 6. Dans la zone marginale 30 sont ménagés des trous de positionnement 33 destinés au maintien de la grille lors du retrait de la zone marginale et de certaines des bandes de connexion qui sont inutiles pour le mode de réalisation particulier de l'interrupteur en cours de fabrication. Sur la grille ainsi constituée le berceau 1 a été formé par surmoulage. Le berceau 1 est disposé transversalement à la direction des bandes parallèles 32. Il comporte deux guides latéraux incurvés 35 en regard desquels se dépla cent des surfaces de cames 36 du levier oscillant 10 de l'interrupteur (figures 1 et 3). Les guides 35 empêchent un actionnement anormal de levier oscillant soit par enfoncement, soit par une sollicitation angulaire dans une direction autre que celle de son plan de travail. A ses extrémités, le berceau 1 comporte en outre des doigts 37 de réception de l'organe positionneur 7 qui comporte à cet effet des rainures d'extrémité correspondantes 38. Entre les guides 35 et les doigts de fixation 37 le berceau comporte une zone formée de régions isolantes venues de matière et de portions des bandes conductrices 32 laissées à nu. Cette zone sera décrite en référence à la figure 7. La grille représentée à la figure 6 et qui entre dans la construction de l'interrupteur suivant l'inven- tion est montrée dépourvue du berceau 1 qui, comme représenté à la figure 1, est normalement réalisé par surmoulage sur celle-ci. Les bandes 32 qui constituent la grille comportent chacune dans une région intermédiaire destinée à recevoir le berceau 1 dont la trace est représentée par un cadre en trait mixte, des zones 40 élargies appartenant à une première bande 32 disposées respectivement en regard de zones 41 rétrécies ou décalées, appartenant respectivement à une bande conductrice 32 voisine pour former entre deux bandes conductrices disposées côte à côte des intervalles rétrécis par rapport à la distance qui sépare normalement ces deux bandes et situés dans des positions symétriques par rapport à un axe XX de la grille s'étendant perpendiculairement aux bandes conductrices 32. Les régions de contact 40 ainsi disposées par trois paires de part et d'autre de l'axe XX forment deux rangées symétriques avec lesquelles vont pouvoir coopérer les lames de contact mobiles 5 et 6. Sur la figure 7 on a représenté en plan une embase d'interrupteur suivant l'invention dont la grille 2 comporte un berceau 1 en matière isolante formé par surmoulage transversalement à la direction des bandes parallèles 32 de la grille. On voit sur cette figure qu'entre les guides 35 pour les surfaces de cames du levier oscillant 10 (figures 1 et 3) et les doigts verticaux 37 de montage de l'organe positionneur 7 s'étend une zone isolante surmoulée 45 laissant à nu six zones de contact appartenant respectivement six bandes conductrices parallèles 32 différentes en raison de la disposition des régions élargies et décalées 40 et 41 décrites en références à la figure 6. On voit ainsi qu'au-dessus de l'axe XX de symétrie horizontal de la grille, la région isolante 45 laisse apparentes trois zones élargies 40 appartenant respectivement aux première, troisième et cinquième bandes conductrices 32 à partir de la gauche du dessin alors qu'au-dessous de l'axe XX cette zone isolante 45 laisse apparaître trois zones élargies 40 appartenant respectivement aux seconde, quatrième et sixième bandes 32. Chaque groupe de contacts 1,3,5 et 2,4,6 permet d'assurer la fonction inverseur. La coopéation avec ces zones élargies 40 des deux lames de contact mobiles 5 et 6 permet de réaliser un inverseur bipolaire. Cependant selon qu'on laisse un ou deux groupes de trois bandes conductrices associés chacun à une lame de contact 5, 6, en saillie par rapport au berceau 1, l'interrupteur obtenu est unipolaire ou bipolaire. La nature de l'interrupteur suivant l'invention dépend en grande partie du type d'organe positionneur disposé pour maintenir les lames de contact mobiles 5 et 6 et pour guider les déplacements du poussoir 8 du levier de commande articulé 10. Divers types d'organes positionneurs sont représentés aux figures 8 à 12. Sur la figure 8 on a représenté un premier mode de réalisation d'organe positionneur qui comporte deux montants d'extrémité 50 dans lesquels sont ménagées les rainures 38 de réception des doigts 37 du berceau 1, ces montants étant réunis par une traverse 51 qui comporte, à sa base, une encoche 52 de repérage de l'organe positionneur par rapport au berceau et qui présente, à sa partie supérieure, un piste 53 de guidage des déplacements de l'extrémité inférieure du poussoir 8 lorsqu'il est actionné par le levier oscillant 10 (Figures 1 et 3). Dans le mode de réalisation représenté aux figures 8 et 9, cette piste 53 présente la forme d'un V très ouvert et définit pour le poussoir 8 et par conséquent pour le levier oscillant 10 de l'interrupteur une position stable lorsque le poussoir 8 se trouve à l'intersection des rampes 54 et 55 définissant le V et deux positions instables ou momentanées lorsque, à l'aide du levier oscillant 10, on place le poussoir 8 sur l'une des rampes 54, 55 de la piste en V 53. A ces trois positions correspondent trois états d'actionnement des lames de contact 5, 6 de l'interrupteur et des connexions correspondantes par lesdites lames des zones conductrices 40 des bandes 32 de la grille 2 sur laquelle est construit l'interrupteur (figure 7). Sur la figure 10, on a représenté un organe positionneur qui diffère de celui décrit en référence aux figures 8 et 9 en ce qu'il comporte une piste 56 qui présente la forme d'un W. La piste 56 comporte deux rampes centrales 57 de faible inclinaison et deux bords latéraux 58 de forte pente qui définissent chacun avec une rampe centrale correspondante une position stable pour le poussoir 8 de l'interrupteur. Par conséquent, l'organe positionneur représenté à la figure 10 définit pour l'interrupteur deux positions stables. L'organe positionneur représenté à la figure 11 comporte une piste 59 pour le poussoir 8 de l'interrupteur qui présente une saillie centrale 60. D'un côté de la saillie 60 la piste 59 comporte une rampe 61 définissant une position momentanée pour le poussoir 8, l'intersection de la rampe 61 avec la base de la saillie 60 définit une première position stable et la base de la saillie 60 opposée à son intersection avec la rampe 61 définit une seconde position stable pour le poussoir 8. Ainsi, le positionneur de la figure 11 est un positionneur à trois positions dont une position momentanée. Le positionneur de la figure 12 comporte une piste 62 qui présente deux saillies 63, 64 définissant trois positions stables pour le poussoir 8. L'actionnement des lames conductrices 5, 6 par le levier oscillant 10 de l'interrupteur suivant l'invention est assuré par des saillies arrondies 65 du poussoir 10 (Figure 3) qui prolonge le poussoir au-delà des surfaces de cames 36 qui coopèrent avec les guides 35 de l'embase 1. Ces saillies arrondies 65 s'étendent entre les guides 35 de l'embase 1 pour pouvoir être appliquées contre les lames de contact 5 et 6. Sur la figure 13, on a représenté en coupe et en arrachement partiel les pièces essentielles de l'interrupteur suivant l'invention. On voit sur cette figure le berceau 1 surmoulé sur la grille 2 dont on aperçoit les zones élargies 40 et décalées 41 des bandes parallèles 32. Dans le présent exemple les zones élargies 40 des seconde, quatrième et sixième bandes 32 sont laissées à nu par le matériau de la zone isolante 45 située entre les guides 35 du berceau 1 pour le déplacement des surfaces de cames 36 du levier oscillant 10. La lame 5 de contact mobile a une saillie centrale 5a qui porte sur une zone élargie 40 d'une bande conductrice de la grille 2 et deux branches 5b qui s'étendent de part et d'autre de la saillie centrale et qui sous l'action des saillies arrondies 65 du levier oscillant 10 sont sollicitées vers les zones élargies 40 voisines de façon que leurs extrémités soient appliquées contre ces zones pour établir le contact électrique entre la zone centrale d'appui de la saillie 5a et l'une des zones 40 situées de part et d'autre de celle-ci en fonction de la position angulaire du levier oscillant 10. On voit sur les figures 1 et 3 que les extrémités des lames de contact 5, 6 présentent des fourches 5d, 6d pour améliorer le contact. Dans le présent exemple, le positionneur 7 est du type décrit en référence aux figures 8 et 9, c'est-à-dire à une position intermédiaire stable et deux position momentanées dont l'une est représentée. Dans cette position le levier oscillant est déplacé angulairement de façon que le poussoir 8 soit au contact de la rampe 55. La saillie arrondie 65 portée par l'une des branches du levier 10 applique la branche 5b de la lame de contact 5 contre la zone élargie 40 de la sixième bande conductrice 32 établissant ainsi le contact électrique entre les quatrième et sixième bandes. Dans sa position intermédiaire stable, l'interrupteur est ouvert et dans sa position momentanée opposée dans laquelle le poussoir 8 coopère avec la rampe 54, il y a établissement du contact électrique entre les seconde et quatrième bandes 32. On voit donc que grâce à l'agencement qui vient d'être décrit on réalise un interrupteur subminiature particulièrement bien adapté à la technologie de montage en surface et qui tout en étant d'une construction simple, peut être réalisé de façon automatique sous forme, unipolaire, bipolaire, debout, couché et à une, deux ou trois positions stables. REVENDICATIONS 1.- Interrupteur subminiature pour circuit imprimé, adapté à la technologie de montage en surface, caractérisé en ce qu'il comporte une embase comprenant une grille conductrice (2) formée de bandes parallèles (32), un berceau isolant (1) réalisé par surmoulage sur la grille et définissant des zones de contact (40) appartenant à des bandes (32) différentes de la grille (2), au moins une lame de contact mobile (5, 6) disposée dans le berceau (1) et destinée à établir le contact électrique entre deux des zones de contact (40), un organe positionneur (7) de la lame de contact (5, 6), ledit organe positionneur ayant une piste (53 ; 56 ; 59; 62) coopérant avec un poussoir (8) du levier d'actionnement de la lame pour définir au moins une position stable de l'interrupteur, le levier oscillant (10) étant monté dans un boîtier isolant (11) qui coiffe le berceau et maintient le levier oscillant (10) contre la lame (5, 6) de contact mobile, et en ce que les bandes de la grille faisant saillie par rapport au berceau sont soit coupées à longueur et pliées pour former des bornes de connexion et/ou des pattes de fixation de l'interrupteur, soit sectionnées au ras du berceau (1) en fonction du type d'interrupteur à obtenir. 2.- Interrupteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la grille conductrice (2) est prélevée d'une bande (B) de grilles identiques sur chacune desquelles un berceau (1) a été formé à l'avance par surmoulage. 3.- Interrupteur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le poussoir (8) est monté avec interposition d'un ressort (9) dans un trou axial du levier oscillant (10) situé entre des surfaces de came (36) du levier oscillant qui copèrent avec les guides (35) du berceau (1) et est appliqué par ce ressort contre la piste (53 ; 56 ; 59 ; 62) de l'organe positionneur (7), le levier oscillant (10) comportant en outre des saillies arrondies (65) d'actionnement de la lame de contact mobile (5, 6). 4.- Interrupteur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite au moins une lame de contact mobile (5, 6) comporte une saillie centrale (5a) en contact avec une zone de contact (40) d'une bande conductrice (32) de la grille et deux branches (5b, 5c) s'étendant de part et d'autre de la saillie (5a) et destinées à venir en contact par leurs extrémités, chacune avec une zone de contact (40) correspondante d'une autre bande conductrice (32) sous l'action d'une saillie arrondie (65) du levier d'actionnement oscillant (10), en fonction de la position angulaire dudit levier (10). 5.- Interrupteur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le berceau (1) comporte en outre deux doigts (37) de montage de l'organe positionneur (7) qui comporte des rainures (38) de réception des doigts, ménagées dans des montants d'extrémité (50) et une traverse (51) qui présente à sa partie supérieure la piste (53 ; 56 ; 59 ; 62) de guidage des déplacements de l'extrémité inférieure du poussoir (8) déplacé par le levier oscillant dlactionnement (10). 6.- Interrupteur suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux lames de contact (5, 6) disposées de part et d'autre de la traverse (51) de l'organe positionneur (7) et coopérant chacune avec des zones de contact (40) d'un groupe de trois bandes conductrices (32) correspondantes de la grille (2), et en ce que selon qu'un ou deux groupes de trois bandes sont laissés en saillie par rapport au berceau (1), l'interrupteur obtenu est unipolaire ou bipolaire. 7.- Interrupteur suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un étrier métallique (14 ; 21) de montage du boîtier isolant (11), dont la forme détermine le mode de montage de l'interrupteur sur un circuit imprimé. 8.- Interrupteur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'étrier (14; 21) comporte une âme traversée par un orifice (16 ; 22) de réception d'une extrémité (13) du boîtier (11), formant rotule pour le levier oscillant d'actionnement (10) et des ailes (17 23) pourvues de pattes repliées (18 ; 25) de fixation de l'interrupteur en position debout ou couchée. 9.- Interrupteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la piste (53) de l'organe positionneur (7) présente une forme de V très ouvert comprenant deux rampes (54, 55) et définit pour le poussoir (8) et par conséquent pour le levier oscillant (10) de l'interrupteur une position stable à l'intersection des rampes (54, 55) et deux positions momentanées chacune sur une rampe (54, 55). 10.- Interrupteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la piste (56) de l'organe de positionnement (7) présente une forme de W ayant deux rampes centrales (57) de faible inclinaison et deux bords latéraux de forte pente qui définissent chacun avec une rampe centrale correspondante une position stable pour le poussoir (8) de l'interrupteur qui est donc à deux positions stables. 11.- Interrupteur suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la piste (59) de l'organe positionneur (7) comporte une rampe (61) définissant pour le poussoir (8) une position momentanée et une saillie centrale (60) définissant deux positions stables à son intersection avec la rampe (61) et à sa base opposée à son intersection avec la rampe (61). 12.- Interrupteur suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la piste (6a) de l'organe positionneur (7) comporte deux saillies (63, 64) qui définissent pour le poussoir (8) trois positions stables.