Brevet FR2716746A1 — publié le 19950901

La présente invention concerne les dispositifs de commutation à rupture brusque, dont les principes de fonctionnement connus sont décrits dans les brevets n" : FR 2346836, FR 2493590 et FR 2597658. Ce dernier brevet, pris à titre d'exemple comprend, figure 1 : un boitier en matière plastique moulée, dans lequel un poussoir (1) actionne une lame flexible (2) munie du contact (3), dont la languette centrale (4) pivote dans l'encoche (5) de la borne commune (6), afin d'assurer la continuité électrique alternativement entre cette borne commune (6) et les contacts (7) et (8) des bornes fixes (9) et (10). Le ressort (11), placé dans la partie centrale évidée du poussoir (1), exerce sur la lame (2) une force A, dont la composante B s'oppose au déplacement du poussoir (1) vers le bas, et la composante C assure les forces de contact et permet le basculement D du contact (3), sans point d'équilibre, lorsque le poussoir est déplacé vers le bas. Tous les dispositifs basés sur ce principe, ou équivalents, ont une caractéristique commune, l'encoche (5) servant de point d'articulation de la lame mobile étant fixe, la liaison électrique entre le contact mobile (3) et les contacts fixes (7) et (8) se fait pratiquement sans frottement. Or, dans le cas de charges capacitives et dans celui de lampes à incandescence, le courant d'enclenchement peut être suffisamment élevé pour souder les contacts entre eux. Pour pallier cet inconvénient, il est nécessaire de provoquer un mouvement latéral du contact mobile sur les contacts fixes pour cisailler la soudure. La présente invention a pour objet de créer ce déplacement relatif. Les buts et les caractéristiques de l'invention apparaissent à la lecture de la description qui suit, en regard des dessins annexés et dans lesquels - la figure 1 est la vue en élévation du microrupteur de conception classique décrit précédemment; - la figure 2 est une vue d'un microrupteur, en position haute ou repos, utilisant le dispositif de commutation de l'invention; - la figure 3 est la vue du microrupteur précédent, en position basse ou travail; - la figure 4 représente une variante de fabrication du système objet de l'invention en position haute; - la figure 5 est la vue du système précédent, en position basse; - la figure 6 représente une autre variante de fabrication appliquée à un microrupteur de même principe mais de conception différente. Le but de l'invention est de déplacer par l'action du poussoir (1), le point d'articulation (5) de la languette (4) de la lame (2), pour provoquer une translation du contact mobile (3) suffisante afin de rompre la microsoudure des contacts. Les moyens pour atteindre cet objectif sont de deux ordres : d'une part, rendre mobile la partie supérieure de la borne (6) qui comprend l'encoche (5), en assurant la liaison électrique; d'autre part, transmettre le mouvement du poussoir (1) à cette partie mobile de la borne commune, par l'intermédiaire d'une rampe ou d'un levier. Ensuite c'est le ressort (15) qui, armé par le poussoir, repousse celui-ci et ramène l'ensemble à sa position initiale. Un exemple de réalisation appliqué au principe de microrupteur de la figure 1 décrit précédemment, est montré figure 2. La borne commune comprend deux parties (12) et (13) rivées en (14) sur le ressort (15) la borne fixe (12) qui est solidaire du boitier, et la borne mobile (13) qui comprend l'articulation (5) et qui peut se déplacer angulairement en E grâce à la zone flexible (16) du ressort (15) aménagée entre (12) et (13). La force du ressort (15) maintient la partie supérieure en forme de crosse (17) de la borne mobile (13), en appui constant contre la rampe (18) du poussoir (19). Lorsque le poussoir est actionné vers le bas fig. 3, la rampe (18) fait pivoter la borne (13) d'un angle, d'environ 100 à 150, suffisant pour provoquer, par le déplacement F du contact mobile (3) successivement contre les contacts fixes (7) et (8), la rul)ture d'une microsoudure éventuelle. Inversement, le relachement de l'action contre le poussoir libère la force du ressort (15) qui ramène le poussoir (19), la borne mobile (13), la lame (2) et le contact (3) à leurs positions initiales fig. 2, provoquant ainsi la même quantité inverse de déplacement des contacts entre eux. Un autre exemple de réalisation appliqué au même principe de microcontact précédemment décrit est montré figure 4. La borne mobile (20) pivote en (21) contre la borne fixe (12) et prend appui en (22) dans la fourche du levier (23). Celui-ci pivote sur un axe fixe (24) solidaire du boitier et s'engage dans une creusure (25) du poussoir (26). Ainsi, un déplacement du poussoir (26) vers le bas, fait tourner le levier (23) vers la gauche en G, celui-ci entraine la borne mobile (20), donc l'articulation (5) vers la droite en H, ce qui a pour conséquence le déplacement recherché du contact (3) en F. Lorsque le poussoir est relaché de la position basse figure 5, la seule force du ressort ramène toutes les pièces mobiles à leurs positions d'origine. Dans cette configuration, les composantes actives de la force du ressort (15) sont : un couple de forces I et J qui tend à faire tourner la lame mobile (2) vers la droite et un couple de forces K et L qui tend à faire tourner la borne mobile (20) vers la gauche. La force L créé la composante M qui s'ajoute à la force I pour remonter le poussoir (26). Les contacts électriques sont assurés : par la force K qui maintient en permanence la borne mobile (20) contre la borne fixe (12) et par la force J qui appuie le contact (3) contre le contact (8). En position haute, une force identique appuie le contact (3) contre le contact (7). La figure 6 montre un autre type de microcontact dans lequel le ressort (27) est constitué par une languette centrale qui fait partie de la lame basculante (28). Dans ce cas, la force de rappel du poussoir (29) est obtenue par un ressort hélicoïdal (30). La borne commune (31), solidaire du boitier, est amincie en (32) pour donner une flexibilité suffisante à la partie supérieure mobile (33). Le déplacement de la partie supérieure mobile de la borne (33) est réalisé comme dans le cas précédent par l'intermédiaire d'un levier (34), sous l'action du poussoir (29). Dans tous les cas de fonctionnement décrits, la languette (4) de la lame (2) figures (1) à (5), qui transmet le déplacement de la borne commune mobile, par l'encoche (5),au contact (3), travaille en arc-boutement. Pour éviter le flambage de cette languette, il peut s'avérer nécessaire de la rigidifier en lui donnant un profil longitudinal et non plat. Plusieurs solutions sont possible : relevage des bords figure 7, emboutissage d'une nervure, surmoulage plastique, renfort métallique ou tout autre disposition qui évite le flambage de la languette (4) entre l'articulation (5) et le contact (3). L'encoche (5) dans laquelle pivote la languette (4) de lame (2) doit être garnie d'argent pour assurer une conductibilité électrique optimale entre la borne commune mobile et la languette. Le brevet FR 9106070 décrit, entre autres, une manière de maintenir un fil d'argent au fond d'une encoche par une frappe qui provoque un sertissage du fil. On peut obtenir un effet identique si l'on plie la borne mobile sur un fil. I1 faut pour cela pratiquer dans la borne mobile (20), voir figure 8, par usinage ou matriçage, une creusure transversale comprenant deux côtés (35) et (36) parallèles et deux angles d'entrée (38) et (39). I1 suffit de plier la borne mobile d'un angle suffisant autour du fil d'argent (37), qui a été préalablement placé dans la creusure fig. 9. Le fil se trouve emprisonné dans la creusure par ses deux côtés (35) et (36). Les angles d'entrée (38) et (39) forment l'encoche (5) figure 9, dans laquelle s'engage l'extrémité de la languette (4) lui permettant ainsi un débattement angulaire suffisant. Pour un angle de pliage et une épaisseur de borne donnés par construction, les dimensions de l'encoche, profondeur (p) et largeur (1) sont définies par simple calcul, en fonction du diamètre du fil et du serrage nécessaire à la liaison électrique et au maintient du fil. Ces dimensions sont de préférence légèrement supérieures au diamètre du fil. Pour les grandes séries, cette disposition est particulièrement bien adaptée à la fabrication par machines à outils multiples de type Bihler. Cette technique de fabrication, du fait de la séparation des opérations d'usinage emboutissage ou matriçage, pliage, découpage, permet de modifier la profondeur d'emboutissage de l'encoche pour changer le serrage du fil, car celui-ci est une fonction inverse de la profondeur (p) de l'encoche fig. 8. Les principes de mobilité de la borne commune représentés par les figures 2, 3 et 6 ont l'avantage de ne pas interposer d'articulation supplémentaire, avec frottement, dans le circuit électrique, autre que l'articulation de la lame mobile dans l'encoche de la borne mobile, contrairement à d'autres procédés connus qui ont cet inconvénient, et dont la conséquence est la diminution de leurs performances électriques. Inversement, l'articulation de la borne mobile représentée par les figures 4 et 5 a l'avantage de bonnes caractéristiques mécaniques. Le déplacement de la borne mobile par une rampe du poussoir figures 2 et 3 a l'avantage de la simplicité et d'un prix de revient bas. Par contre le même déplacement, obtenu par un levier intermédiaire, moins économique, bénéficie d'un meilleur rendement mécanique. C'est donc selon les caractéristiques physiques ou économiques recherchées que d'autres systèmes peuvent être élaborées à partir de la combinaison des exemples précédents. Les procédés décrits se prêtent bien à la production en grande série, notamment pour les bornes communes qui peuvent être fabriquées sur machines à outils mulitiples en partant directement de bandes métal conducteur pour la borne et le ressort et de fil d'argent. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commutation à rupture brusque comprenant un boitier dans lequel un poussoir (19) actionne une lame basculante (2), dont la languette centrale (4), articulée dans l'encoche (5) établit, alternativement, la continuité entre une borne commune fixe (12) et deux bornes (9) et (10), caractérisé en ce que l'encoche (5), dans laquelle pivote la lame basculante (2), est pratiquée dans la partie mobile (13) de la borne commune (12), et que cette partie mobile se déplace, sous l'action du poussoir (19), afin de permettre par cisaillement, la rupture de microsoudures éventuelles qui auraient pu coller le contact mobile (3) de la lame (4) avec l'un des contacts (7) ou (8) des bornes (9) ou (10). 2 - Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (15) est rivé en (14) sur les bornes (12) et (13), afin d'assurer la liaison électrique entre celles-ci et, grâce à la partie flexible (16), de permettre à la borne mobile (13) un angle de débattement de 10 à 15 suffisant pour provoquer la rupture d'éventuelles microsoudures du contact (3) avec l'un des contacts (7) ou (8). 3 - Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement de la borne mobile (13) est obtenu par la poussée d'une rampe inclinée (18) du poussoir (19), contre la partie (17) de la borne mobile (13), lorsque le poussoir (19) est actionné vers le bas. 4 - Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé ce que la borne mobile (20) pivote en (21) contre la borne fixe (12) et prend appui en (22) dans la fourche du levier (23). 5 - Dispositif de commutation selon la revendication 1 et 4, caractérisé en ce que le levier (23) qui est engagé dans une creusure (25) du poussoir (26) et qui pivote sur l'axe fixe (24) déplace la borne mobile (20), lorsque le poussoir (26) est actionné vers le bas. 6 - Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la flexibilité de la borne mobile (33) est obtenue par un amincissement du métal (32) suffisant pour que soit assurés, le passage du courant entre celle-ci et la borne commune fixe (31), et le déplacement de cette borne (33) nécessaire au cisaillement de la microsoudure des contacts. 7 - Dispositif de commutation selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la languette centrale (4) de la lame basculante (2) est rigidifiée longitudinalement par pliage des bords figure (7), emboutissage d'une nervure, surmoulage plastique ou renfort métallique pour éviter un éventuel flambage dû à son arc-boutement. 8 - Dispositif de commutation selon la revendication 1 et 5, caractérisé en ce que une creusure transversale pratiquée dans la borne mobile (20), dont les deux côtés parallèles (35) et (36) emprisonnent un fil d'argent (37) lorsque la borne mobile est repliée sur celui-ci et dont les deux angles d'entrée (38) et (39) forment l'encoche (5) dans laquelle vient pivoter la languette (4).