Brevet FR2698171A1 — publié le 19940520

Commutateur d'accélération La présente invention concerne un commuta- teur d'accélération comprenant un boîtier dont la ca- vité reçoit un organe basculant servant de masse séis-5 mique, de forme allongée, qui lors du dépassement d'un seuil prédéterminé déclenche un signal de commande à l'aide d'un circuit magnétique associé à l'organe bas- culant et un commutateur à lamelles. On connaît déjà un tel commutateur d'accélé- ration comportant un organe basculant, allongé, cons- tituant une masse séismique placée dans un boîtier en forme de gobelet Un aimant permanent est intégré dans la face frontale de l'organe basculant pour coopérer avec un commutateur à lamelles (commutateur Reed).15 L'action alternée entre l'aimant permanent et les con- tacts métalliques du commutateur à lamelles peut se traduire par une force d'attraction trop faible de l'organe basculant Cela modifie légèrement le poids de l'organe basculant et entraîne la dispersion des20 valeurs de déclenchement des différents commutateurs d'accélération d'une même série Cette dispersion des valeurs de déclenchement dépendant de l'entrefer in- fluence en outre la fiabilité du commutateur d'accélé- ration (DE 40 36 567 0). La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un commu- tateur d'accélération du type défini ci-dessus, carac- térisé en ce que le circuit magnétique comprend au moins deux aimants permanents à polarisation de sens opposé qui sont reliés sur leur face opposée au commu- tateur à lamelles à un organe pour guider le flux ma- gnétique, les contacts du commutateur à lamelles se trouvant dans le champ magnétique entre les aimants permanents et la direction de polarisation des aimants permanents est parallèle à l'axe longitudinal de l'or- gane basculant et les contacts du commutateur à lamel- les se trouvent dans la direction de basculement de l'organe basculant. Ce commutateur selon l'invention offre l'a- vantage d'une très faible dispersion des valeurs de déclenchement ou seuils de déclenchement des diffé- rents commutateurs d'une série importante En d'autres termes, ce commutateur convient pour une fabrication en grande série Il peut être échangé rapidement avec des commutateurs d'accélération utilisés en pratique. Le principe suivant lequel à l'état non actionné, il doit fermer un commutateur à deux pôles peut être conservé Cela permet en outre que lorsque le circuit de courant est interrompu à un endroit quelconque, cela génère automatiquement un signal de déclenche- ment Les chemins nécessaires au déclenchement ainsi que les temps de déclenchement sont relativement courts, ce qui permet dès un faible basculement de l'organe basculant, de déclencher les dispositifs de protection dans l'automobile. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention les aimants permanents et le commutateur à la- melles sont placés dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'organe basculant et le circuit magnétique se trouve dans un chapeau prolongeant l'or- gane basculant. Dessins: Un exemple de réalisation est représenté au dessin et sera décrit ci-après de manière plus détail- lée. Dans le dessin, l'unique figure est une vue en perspective partiellement arrachée d'un commutateur d'accélération. Dans l'unique figure, la référence 10 con- cerne un boîtier en forme de gobelet appartenant à un commutateur d'accélération 11; le volume intérieur de ce gobelet a des parois latérales 12 inclinées suivant un angle croissant, constant a La valeur de l'angle a dépend de l'hystérésis maximale possible pour l'angle de basculement Cet angle de basculement est défini par l'angle de déclenchement exigé ou l'accélération de déclenchement du commutateur d'accélération 11. Un organe basculant 15 allongé se trouve sur le fond 13 du volume intérieur; il sert de masse séismique Dans la figure, l'organe basculant 15 a une section rectangulaire, le plus petit côté se trouvant dans la direction de basculement F On obtient ainsi une direction de basculement déterminée de l'organe basculant 15 et ainsi une direction de déclenchement pour le capteur ou commutateur d'accélération 11; cela signifie que le commutateur d'accélération 11 ne réagit aux accélérations que dans une direction. L'organe basculant 15 comporte également deux chambres 16 servant à recevoir des corps pleins pour modifier le centre de gravité de l'organe bascu- lant 15 En modifiant le centre de gravité de l'organe basculant 15, on peut agir sur le seuil de déclenche- ment du commutateur d'accélération 11 Les bords de l'organe basculant 15 du côté du fond 13 sont légère- ment arrondis et en particulier dans le cas de commu- tateurs d'une même série, ils doivent avoir une forme définie de manière précise pour permettre un bascule- ment exact, facile et fidèle de l'organe basculant dans le volume intérieur du boîtier 10 Sur la face frontale de l'organe basculant 15 en regard du fond 13, il y a un chapeau 17 contenant un circuit magnéti- que 18. Le circuit magnétique 18 se compose de deux aimants permanents 19, 20 à aimantation axiale; cela signifie que leur direction de polarisation est paral- lèle à leur axe longitudinal De plus, les deux ai- mants permanents 19, 20 sont placés parallèlement l'un à l'autre, leur axe ou leur direction de polarisation étant perpendiculaire à la direction de basculement ou parallèle au grand axe de la section rectangulaire de l'organe basculant 15 Les deux aimants permanents 19, sont polarisés en sens opposé, le pôle nord de l'aimant permanent 19 et le pôle sud de l'aimant per- manent 20 se trouvant sensiblement à fleur de la paroi extérieure du chapeau 17 On pourrait également envi- sager une polarisation opposée des deux aimants perma- nents En outre, les autres faces frontales des deux aimants permanents 19, 20 sont reliées à un organe conducteur de flux magnétique 21, par exemple une tôle commune Cet organe 21 formant culasse relie le pôle nord et le pôle sud des aimants permanents 19, 20 On arrive ainsi à limiter étroitement la dispersion du flux aux faces frontales libres des deu K aimants per- manents 19, 20, opposées à l'organe 21. Vis-à-vis des faces frontales libres des ai- mants permanents 19, 20, c'est-à-dire sur la face des aimants permanents 19, opposée à l'organe de guidage de flux 21 se trouve un commutateur à lamelles 25 Le commutateur à lamelles est représenté en vue arrachée, montrant le contact supérieur 26 et le contact infé- rieur 27 Le premier contact 26 est relié à un pôle de la fiche 28 bipolaire intégrée au boîtier 10, le se- cond contact 27 étant relié à l'autre pôle ou broche de la fiche 28 La fiche 28 relie le commutateur d'ac- célération 11 à un dispositif de commande ainsi qu'au dispositif protégeant les passagers du véhicule Les deux contacts 26, 27 du commutateur à lamelles 25 se trouvent dans la direction de basculement de l'organe basculant 15 c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe des deux aimants permanents 19, 20 Comme le chapeau 17 n'occupe pas toute la largeur de l'organe basculant , le commutateur à lamelles 25 peut être placé à côté du circuit magnétique 18, ce qui signifie que le circuit magnétique 18 et le commutateur à lamelles 25 sont juxtaposés dans un plan Cela permet au système magnétique 18 et le flux de dispersion en liaison avec les contacts 26, 27 du commutateur à lamelles 25 de n'exercer aucune force d'attraction sur l'organe bas- culant 15 En outre, les deux contacts 26, 27 se trou- vent sensiblement dans l'axe magnétique du circuit ma- gnétique 18 lorsque le commutateur d'accélération Il occupe sa position de base. Comme du fait de l'organe conducteur de flux 21, il se forme un champ magnétique à flux dispersé très limité sur les faces frontales des deux aimants permanents 19, 20, on arrive à un champ magnétique concentré La direction du champ magnétique s'inverse de nouveau à l'intérieur d'un petit chemin prédétermi- né notamment par l'écartement des deux aimants perma- nents 19, 20 De ce fait, il suffit d'une course de basculement réduite de l'organe basculant 15 pour dé- clencher le commutateur d'accélération 11 En particu- lier, la disposition latérale du commutateur à lamel- les 25 par rapport au circuit magnétique 18 permet à l'action de la force développée par les deux aimants permanents 19, 20 sur les contacts 26, 27 du commuta- teur à lamelles 25 de n'avoir aucune influence sur l'angle de déclenchement ou de basculement de l'organe basculant 15 Il est clair que l'organe basculant doit également être en une matière non conductrice d'aiman- tation dans la zone du circuit magnétique 18 par exem- ple au niveau du chapeau 17 On peut utiliser pour cela par exemple de la matière plastique Pour in- fluencer le centre de gravité, on peut placer un ou plusieurs organes en laiton dans les chambres 16 Ce montage des aimants permanents et des contacts du com- mutateur à lamelles 25 donne à l'organe basculant 15 une très courte course de basculement se traduisant par une faible hystérésis de la commutation du commu- tateur d'accélération 11 L'écartement des deux ai- mants permanents 19, 20 ne devrait pas être supérieur à la zone de chevauchement des deux contacts 26, 27 du commutateur à lamelles 25. Lorsque le commutateur d'accélération 11 oc- cupe sa position de base c'est-à-dire la position re- présentée à la figure, les contacts 26, 27 du commuta- teur à lamelles 25 se trouvent sensiblement dans l'axe magnétique du circuit magnétique 18 et ainsi en regard des pôles des deux aimants permanents 19, 20 De ma- nière connue, le flux magnétique des deux aimants per- manents circule du pôle nord de l'aimant permanent 19 vers le pôle sud de l'autre aimant permanent 20 Sur une face frontale des deux aimants permanents 19, 20, on referme le flux magnétique par l'organe conducteur de flux 21 Sur la face frontale opposée à l'organe 21, le flux magnétique circule dans l'entrefer entre les deux aimants permanents 19, 20 et le commutateur à lamelles 25 ainsi qu'à travers les contacts 26, 27 du commutateur à lamelles 25 Du fait du flux magnétique, les deux contacts 26, 27 prennent une polarité diffé- rente, de sorte qu'en position de base, les contacts 26, 27 s'attirent Cela ferme ainsi le contact du com- mutateur à lamelles 25 et correspond à un circuit électrique fermé Ce circuit électrique fermé est né- cessaire, car le commutateur d'accélération 11 doit être compatible avec les commutateurs déjà utilisés et doit pouvoir remplacer des commutateurs à bascule déjà utilisés, par un montage simple sans nécessiter de transformation. Lorsqu'une accélération agit sur le commuta- teur Il ou que le commutateur bascule d'un certain an- gle, l'organe basculant 15 bascule autour de son axe. Le circuit magnétique 18 est alors écarté de sa posi- tion de base décrite ci-dessus par rapport au commuta- teur à lamelles 25 En outre, le basculement de l'or- gane 15 déplace le champ magnétique des deux aimants permanents 19, 20 Le commutateur à lamelles 25 étant par contre fixe dans le boîtier 10 et sa position res- te inchangée sous l'effet de l'accélération Lorsque l'organe basculant 15 est basculé, les lignes de flux du champ magnétique des deux aimants permanents 19, 20 ne traversent plus que l'un des contacts 26 ou 27 du commutateur à lamelles 25 Celui des deux contacts 26 ou 27 qui reste parcouru par les lignes de flux dépend de la direction de basculement de l'organe 15 Ainsi à l'état basculé seulement l'un des contacts du commuta- teur à lamelles 25 est dans le champ magnétique L'au- tre contact étant neutre sur le plan magnétique, si bien que les forces magnétiques s'exerçant entre les deux contacts 26 et 27 du commutateur à lamelles 25 sont faibles Les deux contacts 26, 27 ne peuvent plus s'attirer et le commutateur à lamelles 25 reste ouvert lorsque l'organe basculant 15 est basculé Cela coupe le circuit électrique et déclenche ainsi un signal et assure le déclenchement des dispositifs de protection des passagers. REVENDICATIONS 1 ') Commutateur d'accélération ( 11) compre- nant un boîtier ( 10) dont la cavité reçoit un organe basculant ( 15) servant de masse séismique, de forme allongée, qui lors du dépassement d'un seuil prédéter- miné déclenche un signal de commande à l'aide d'un circuit magnétique ( 18) associé à l'organe basculant ( 15) et un commutateur à lamelles ( 25), commutateur d'accélération caractérisé en ce que le circuit magné- tique ( 18) comprend au moins deux aimants permanents ( 19, 20) à polarisation de sens opposé qui sont reliés sur leur face opposée au commutateur à lamelles ( 25) à un organe ( 21) pour guider le flux magnétique, les contacts ( 26, 27) du commutateur à lamelles ( 25) se trouvant dans le champ magnétique entre les aimants permanents ( 19, 20) et la direction de polarisation des aimants permanents ( 19, 20) est parallèle à l'axe longitudinal de l'organe basculant ( 15) et les con- tacts ( 26, 27) du commutateur à lamelles ( 25) se trou- vent dans la direction de basculement de l'organe bas- culant ( 15). 2 ) Commutateur d'accélération selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que les aimants per- manents ( 19, 20) et le commutateur à lamelles ( 25) sont placés dans un plan perpendiculaire à l'axe lon- gitudinal de l'organe basculant ( 15). ) Commutateur d'accélération selon la re- vendication 1 et/ou 2, caractérisé en ce que le cir- cuit magnétique ( 18) se trouve dans un chapeau ( 17) prolongeant l'organe basculant ( 15).