Brevet FR2726119A1 — publié le 19960426

La présente invention concerne le domaine des commutateurs électriques. La présente invention s'applique notamment aux commutateurs électriques pour véhicules automobiles. La présente invention s'applique tout particulièrement aux commutateurs électriques utilisés pour la commande des moyens d'éclairage et/ou de signalisation (indicateurs de changement de direction, feux de position et feux de détresse notamment), ainsi que pour la commande des essuie/lave vitres et pare-brise d'un véhicule automobile. Plus précisément la présente invention concerne le domaine des commutateurs électriques comprenant au moins une paire de lames de contact et un élément électriquement conducteur guidé à déplacement par rapport aux lames de contact précitées, pour modifier l'état de liaison entre celles-ci. De nombreux commutateurs de ce type ont déjà été proposés. Le plus souvent les lames de contact sont fixées sur un boitier en matière plastique (généralement par surmoulage de ce dernier sur les lames de contact), tandis que l'élément électriquement conducteur est porté par un équipage guidé à rotation ou à translation dans le boîtier et lié directement ou indirectement à un levier de commande actionné manuellement par l'utilisateur. On a en particulier, par le passé, réalisé de nombreux commutateurs électriques pour véhicules automobiles, dans lesquels l'élément électriquement conducteur déplacé en regard des lames de contact était formé d'un plot, généralement cylindrique, à extrémité arrondie, par exemple sphérique ou tronconique. Plus récemment un tel élément électriquement conducteur en forme de plot a été remplacé le plus souvent, comme illustré schématiquement sur la figure 1, par une lamelle métallique en forme générale de U. Sur la figure 1, une telle lamelle est référencée 10, tandis que les lames de contact associées portées par le support en matière plastique sont référencées respectivement 20 et 22. Plus précisément, la figure 1 représente une vue latérale de la lamelle 10 et des lames de contact 20, 22 associées. Comme on le voit sur la figure 1, les lamelles de connexion 10 ainsi proposées sont formées essentiellement d'une âme 12 prolongée par deux ailes latérales 15, 16. L'âme 12 s'étend parallèlement aux lames de contact 20, 22, selon la direction de déplacement. Elle est munie de deux protubérances ou bossages convexes 13, 14, sur sa surface extérieure dirigée vers les lames 20, 22, et au voisinage de ses extrémités, soit près des ailes 15, 16. Ces bossages ou protubérances 13, 14 sont formés de préférence de cylindres centrés sur des axes 130, 140 orthogonaux à la direction 17 de déplacement de la lamelle 10. La lamelle de connexion 10 repose ainsi contre les lames de contact 20, 22, par l'intermédiaire de ces bossages convexes 13, 14. Plus précisément cette lamelle 10 repose sur les lames de contact 20, 22 au niveau de deux génératrices rectilignes 131, 141, parallèles aux axes 130, 140. Par ailleurs, généralement, la lamelle de connexion 10 est sollicitée élastiquement, par un ou deux ressorts contre les lames de contact 20, 22. De tels ressorts n'ont pas été illustrés sur les figures annexées pour simplifier l'illustration. Cette disposition est cependant bien connue de l'homme de l'art. Les lames de contact 20, 22 sont portées par un support 30, généralement un boîtier en matière plastique surmoulé sur les lames de contact 20, 22 comme indiqué précédemment. Comme on l'a illustré sur la figure 1, ce support 30 est généralement évidé au niveau de l'espace 21 entre les lames de contact 20, 22. L'évidement ainsi formé est référencé 32 sur la figure 1 annexée. Cet évidement 32 a pour but d'éviter que la lamelle de connexion 10 ne vienne en contact avec la matière plastique du support 30 et ne risque ainsi d'entraîner une partie de cette matière plastique, lorsque, à l'utilisation, la lamelle de connexion 10 est particulièrement chaude. Cependant, la présence de cet évidement 32 dans le support 30 présente une difficulté : en raison de l'absence de support de la lamelle de connexion 10 au niveau de l'espace 21, on constate que la lamelle de connexion 10 s'abaisse et se relève successivement lors du franchissement de cet espace 21, au cours de son déplacement dans la direction 17. Et un tel mouvement descendant et ascendant perturbe le fonctionnement général du commutateur d'une part, et occasionne une usure prématurée de la lamelle de connexion 10 d'autre part. Diverses solutions ont été envisagées pour essayer de remédier à cette difficulté. En particulier, il a été envisagé, comme représenté sur la figure 2, d'allonger (dans la direction 17) la zone de contact des protubérances ou bossages 13, 14 sur les lames de contact 20, 22, en transformant les bombages de géométrie généralement cylindrique 13, 14 représentés sur la figure 1 (pour lesquels le contact entre la lamelle 10 et les lames de contact 20, 22, est limité aux génératrices 131, 141), sous forme de bombages ou protubérances allongées, généralement oblongues, comme illustré sur la figure 2. La figure 2 représente une vue latérale d'une lamelle de contact 10 conforme à cette variante, tandis que la figure 3 représente une vue de dessus de cette lamelle 10 et des lames de contact 20 et 22 associées. Sur la figure 3, les zones de la lamelle de contact 10 qui reposent sur les lames de contact 20 et 22 sont hachurées. Sur les figures 2 et 3, la longueur des protubérances allongées 13 et 14 susceptible de venir en appui sur les lames de contact 20, 22 est référencée LI. Cette longueur L1 est typiquement de l'ordre de 1,5 fois la largeur L2 de l'espace 21. Cependant, pour garantir en toute sécurité une commutation correcte, il est alors nécessaire de prévoir une amplitude de déplacement de la lamelle de connexion 10 qui soit augmentée de la longueur de l'oblong des contacts 13 et 14, soit de 1,5 fois la largeur de cet espace 21. En pratique, compte-tenu des puissances de coupure mises en jeu dans les commutateurs de véhicules automobiles, la largeur de cet espace 21 entre les lames 20, 22 doit être au minimum de l'ordre de lmm. Si une course de 3mm est admise avec des bossages 13, 14 cylindriques du type représenté sur la figure 1, il faut donc une course de 4,5mm avec des bossages oblongs 13, 14 du type représenté sur la figure 2. Par conséquent l'utilisation de bossages 13, 14 oblongs conduit à un encombrement total relativement important pour le commutateur, compte-tenu du nombre de contacts requis pour commander l'ensemble des fonctions électriques d'un véhicule automobile. La présente invention a maintenant pour but de perfectionner les commutateurs électriques connus pour véhicules automobiles. Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un commutateur du type connu comprenant au moins deux lames de contact en matière électriquement conductrice et un élément électriquement conducteur guidé à déplacement par rapport aux lames de contact, pour modifier l'état de liaison entre celles-ci, dans lequel l'une au moins des deux lames possède un bord en regard de la seconde lame, au moins partiellement incliné, non perpendiculairement, par rapport au trajet de déplacement de l'élément électriquement conducteur. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les bords respectivement en regard des deux lames de contact, sont de conformations similaires. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les bords respectivement en regard des deux lames de contact, sont équidistants. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les bords en regard des deux lames de contact sont incurvés. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, les bords en regard des deux lames de contact sont de contours rectilignes, par exemple formés de segments successifs rectilignes. En outre, selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les parties inclinées des bords en regard des lames de contact présentent une symétrie par rapport au trajet de déplacement de l'élément électriquement conducteur. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - les figures 1 à 3 précédemment décrites illustrent l'état de la technique, et - les figures 4 à 8 représentent des vues de dessus de lames de contact conformes à cinq variantes de réalisation de la présente invention. On a représenté sur la figure 4 annexée deux lames de contact 20, 22, conformes à la présente invention, portées par un support 30 classique, par exemple un support en matière plastique intégré dans un boîtier de commutateur ou rapporté dans celui-ci et surmoulé sur les lames de contact 20, 22. Les lames 20, 22 sont de préférence des lames métalliques, par exemple en laiton, bronze ou équivalent, d'une épaisseur typiquement de l'ordre de 0,8 mm. Ces lames de contact 20, 22 sont munies sur leurs bords respectifs en regard 24, 26, de formes 25, 27, au moins sur une partie de leur largeur, inclinées, non perpendiculairement, par rapport au trajet de déplacement de l'élément électriquement conducteur 10. Sur les figures 1 à 6, la direction de ce trajet est référencée 17. Cette direction 17 s'étend parallèlement à la direction d'élongation des lames de contact 20, 22. Les formes 25, 27 sont adaptées de sorte qu'il n'existe pas, vu en plan, (c'est à dire selon une vue perpendiculaire aux plans des lames de contact 20 et 22), d'espace entre les lames de contact 20, 22, en regard du trajet de déplacement de l'élément 10, qui soit de dimension et configuration supérieures à la zone de contact de la lamelle 10, sur les lames 20 et 22. Lorsque la lamelle 10 repose sur les lames de contact 20 et 22 par l'intermédiaire de génératrices 131, 141, celà signifie qu'il n'existe pas entre les lames 20 et 22, d'espace, en regard du trajet de déplacement de la lamelle 10, qui possède une dimension perpendiculaire à la direction de déplacement 17, qui soit supérieure à la largeur L3 de ces génératrices 131, 141. Plus précisément, selon la figure 4, I'une des lames de contact 20, est munie sur son bord 24 en regard de la lame 22, d'une excroissance convexe 25 de forme générale hémicylindrique. La seconde lame 22 est munie quant à elle sur son bord 26 en regard d'une découpe 27 concave également de forme générale hémicylindrique. Les bords de l'excroissance 25 et de la découpe 27 ont de préférence sensiblement le même centre de sorte qu'ils sont équidistants. On obtient ainsi un intervalle de coupure de largeur constante entre les lames de contact 20 et 22. En outre, le centre de l'excroissance 25 et de la découpe 27 est de préférence centré sur la largeur des lames de contact 20, 22. En d'autre termes, ces excroissance 25 et découpe 27 sont de préférence centrées sur un axe perpendiculaire au plan des lames 20 et 22 et situé dans le plan de symétrie de celles-ci. Selon la figure 4, I'excroissance 25 et la découpe 27 sont encadrées par des tronçons rectilignes 250 et 270 perpendiculaires à la direction de déplacement 17 et donc parallèles entre eux. Les deux tronçons 250 qui encadrent l'excroissance 25 de la lame 20 sont coplanaires. De façon similaire les deux troncons 270 qui encadrent la découpe 27 de la lame 22 sont coplanaires entre eux. Ainsi, les bords 24, 26 des lames 20, 22 présentent une symétrie par rapport à la direction de déplacement 17 de l'élément électriquement conducteur mobile 10. En outre la largeur L3 de l'élément 10 (soit la longueur des génératrices 131 et 141) par laquelle cet élément 10 repose sur les lames de contacts 20 et 22 est avantageusement supérieure ou égale à la longueur L4 de corde de la découpe 27. Plus précisément, on notera que selon l'invention, l'extrémité 200 de la lame de contact 20, soit le sommet 200 de l'excroissance 25, s'étend au moins sensiblement jusqu'au niveau (de préférence s'étend exactement jusqu'à ce que niveau, sans le dépasser) de l'extrémité en regard 220 de la seconde lame de contact 22, soit à hauteur des portions 270 du bord 26 qui encadrent la découpe 27. Ainsi il n'existe pas entre les deux lames 20, 22, un intervalle, dans la direction de déplacement 17, présentant une largeur (considérée transversalement à cette direction de déplacement 17) qui soit supérieure à la largeur (considérée également transversalement à la direction 17) de la zone de contact de l'élément électriquement conducteur 10.L'homme de l'art comprendra aisément que grâce à cette dispostion, au cours de son déplacement selon la direction 17, I'élément électriquement conducteur 10 repose en permanence sur l'une ou l'autre des deux lames de contact 20, 22. On évite ainsi tout mouvement descendant ou ascendant de l'élément électriquement conducteur 10, au cours de son déplacement dans la direction 17. On a représenté sur la figure 5, une variante de réalisation selon laquelle les tronçons 270 qui encadrent la découpe 27 ne sont plus alignés et perpendiculaires à la direction de déplacement 17, mais divergent par rapport à la lame 20 en regard, en rapprochement des flancs de la lame 22. On peut prévoir des dispositions similaires pour les tronçons 250 de la lame 20. La encore, de préférence le sommet 200 de l'excroissance 25 est situé dans un plan perpendiculaire à la direction de déplacement 17 qui est commun aux extrémités 220 de la seconde lame 22 constituées par les extrémités de la découpe 27. Si le sommet 200 s'étend en deçà des extrémités 220 il est nécessaire de prévoir une zone de contact oblongue sur l'élément 10 comme illustré sur la figure 2, ce qui impose d'allonger d'autant la course de cet élément 10. L'élément 10 peut reposer en permanence sur la lame 20 et être déplacé séquentiellement sur la lame 22. Dans ce cas l'instant de commutation est obtenu lorsque la génératrice 131 atteint et, respectivement quitte, les extrémités 220 de la lame 22. Pour obtenir une bonne précision dans le contactage, il est nécessaire que l'une de ces extrémités 220 soit placée en permanence en regard du trajet de l'élément 10 quel que soit le jeu de ce dernier perpendiculairement à sa direction de déplacemnent 17. Inversement l'élément 10 peut reposer en permanence sur la lame 22 et être déplacé séquentiellement sur la lame 20. Dans ce cas l'instant de commutation est obtenu lorsque la génératrice 141atteint et, respectivement quitte, l'extrémité 200 de la lame 20. Pour obtenir une bonne précision dans le contactage, il est alors nécessaire que le jeu de cet élément 10, perpendiculairement à sa direction de déplacement 17, soit inférieur à la demi largeur L3 de cet élément 10. La configuration des bords 24 et 26 des lames 20 et 22 peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Selon la figure 6, l'excroissance 25 et la découpe 27 de forme incurvée selon les figures 4 et 5, sont remplacées par des excroissances et découpes polygonales, plus précisément triangulaires selon la figure 6, toujours équidistantes et symétriques sur la largeur des lames de contact 20, 22 par rapport à la direction de déplacement 17. Selon la figure 6, ces excroissance 25 et découpe 27 sont encadrées par des tronçons rectilignes 250, 270 parallèles entre eux et perpendiculaires à la direction de déplacement 17, de façon comparable à la figure 4. On peut cependant prévoir des tronçons 250, 270 inclinés par rapport à cette direction 17 de façon comparable à la figure 5. Les figures 7 et 8 montrent d'autres variantes selon lesquelles les bords 24, 26 des lames de contact 20, 22 tout en étant toujours inclinés (non perpendiculairement, par rapport à la direction de déplacement 17 de l'élément électriquement conducteur 10), ne sont plus symétriques sur la largeur des lames de contact 20, 22. Plus précisément, selon la figure 7, cette inclinaison est généralement incurvée, tandis que selon la figure 8, cette inclinaison est généralement rectiligne. La encore les extrémités 200 et 220 respectives des deux lames 20 et 22 sont de préférence situées dans un plan commun orthogonal à la direction de déplacement 17 et situées en permanence en regard du trajet de l'élément 10, pour garantir une bonne précision dans le contactage, même si l'élément mobile 10 possède un jeu transversal. En outre, les parties inclinées des bords 24, 26 peuvent couvrir une partie seulement de la largeur de ceux-ci comme représenté sur les figures 4 à 8, ou en variante la totalité de la largeur de ces bords en regard 24, 26 des lames 20, 22. La présente invention exploite de préférence des lamelles de connexion 10 classiques du type représenté sur la figure 1, à savoir des lamelles de connexion 10 formées essentiellement d'une âme 12 prolongée par deux ailes latérales 15, 16, l'âme 12 étant munie de deux protubérances ou bossages convexes 13, 14, sur sa surface extérieure, et au voisinage de ses extrémités, soit près des ailes 15, 16, les bossages ou protubérances 13, 14 étant formés de préférence de cylindres centrés sur des axes 130, 140 orthogonaux à la direction 17 de déplacement de la lamelle 10. Ainsi la lamelle 10 repose sur les lames de contact 20, 22 par l'intermédiaire d'une génératrice rectiligne 131, 141 orthogonale à la direction de déplacement 17, respectivement au niveau de chaque bossage 13, 14. La présente invention offre de nombreux avantages par rapport aux commutateurs électriques antérieurs connus. En particulier, la présente invention permet d'éviter tout mouvement descendant et/ou ascendant des éléments de connexion 10 par rapport aux lames de contact 20, 22 comme on l'a indiqué précédemment, donc tout choc lors de la commutation et permet donc de limiter le bruit de fonctionnement. La présente invention permet également de s'affranchir de tout évidement 32 au niveau de l'espace 21 entre les lames de contact 20, 22. La présente invention permet également d'éviter d'augmenter les courses nécessaires de l'élément de contact 10, par rapport aux dispositions connues du type illustré sur la figure 1, tout en conservant le même intervalle L2 entre les lames de contact 20, 22. La présente invention permet enfin d'obtenir une grande précision de contactage y compris si l'élément de commutation mobile 10 possède un jeu transversal. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1. Commutateur électrique, notamment pour véhicules automobiles, du type connu comprenant au moins deux lames de contact (20, 22) en matériau électriquement conducteur, et un élément électriquement conducteur (10) guidé à déplacement par rapport aux lames de contact (20, 22) pour modifier l'état de liaison entre celles-ci, caractérisé par le fait que l'une au moins des deux lames (20, 22) possède un bord (24, 26), en regard de la seconde lame, au moins partiellement incliné (25, 27) non perpendiculairement, par rapport au trajet de déplacement (17) de l'élément électriquement conducteur (10). 2. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les bords (24, 26) respectivement en regard des lames de contact (20, 22) présentent des conformations similaires (25, 27). 3. Commutateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les bords (24, 26) respectivement en regard des lames de contact (20, 22) sont équidistants sur la largeur des lames de contact (20, 22). 4. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les bords (24, 26) des lames sont adaptés de sorte qu'il n'existe pas, vu en plan, d'espace entre les lames de contact (20, 22), en regard du trajet de déplacement de l'élément (10), qui soit de dimension et configuration supérieures à la zone de contact de cet élément (10), sur les lames (20, 22). 5. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément (10) repose sur les lames de contact (20 et 22) par l'intermédiaire de génératrices (131, 141) perpendiculaires à la direction de déplacement (17), et il n'existe pas entre les lames (20 et 22), d'espace, en regard du trajet de déplacement de l'élément (10), qui possède une dimension perpendiculaire à la direction de déplacement (17), qui soit supérieure à la largeur L3 de ces génératrices (131, 141). 6. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la partie (25, 27) des bords en regard (24, 26) des lames de contact (20, 22) inclinée par rapport à la direction de déplacement (17) de l'élément électriquement conducteur (10) est incurvée. 7. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la partie (25, 27) des bords en regard (24, 26) des lames de contact (20, 22) inclinée par rapport à la direction de déplacement (17) de l'élément électriquement conducteur (10) est en forme de secteur généralement cylindrique. 8. Commutateur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les secteurs cylindriques, respectivement convexe et concave, des bords en regard (24, 26) des deux lames de contact (20, 22) ont sensiblement le même centre, situé à mi-largeur des lames de contact (20, 22). 9. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la partie (25, 27) des bords en regard (24, 26) des lames de contact (20, 22) inclinée par rapport à la direction de déplacement (17) de l'élément électriquement conducteur (10) est rectiligne. 10. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la partie (25, 27) des bords en regard (24, 26) des lames de contact (20, 22) inclinée par rapport à la direction de déplacement (17) de l'élément électriquement conducteur (10) est formée de plusieurs tronçons rectilignes. 11. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les bords en regard (24, 26) des deux lames de contact (20, 22) présentent une symétrie par rapport au trajet de déplacement (17) de l'élément électriquement conducteur (10). 12. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que les bords en regard (24, 26) des deux lames de contact (20, 22) présentent respectivement une excroissance en saillie (25) et une découpe en creux (27) encadrées par des tronçons (250, 270) d'encadrement. 13. Commutateur selon la revendication 12, caractérisé par le fait que les tronçons d'encadrement (250, 270) sont perpendiculaires entre eux et perpendiculaires à la direction de déplacement (17). 14. Commutateur selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé par le fait que des tronçons d'encadrement (270) divergent par rapport à la lame (20) placée en regard, en rapprochement des flancs de la lame (22) qui les porte. 15. Commutateur selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé par le fait que la largeur (L3) de l'élément (10) est au moins égale à la longueur de la corde de la découpe (27). 16. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que la fin de l'une des lames (20) s'étend au moins sensiblement jusqu'au niveau de l'extrémité de l'autre lame (22) en regard, de sorte qu'il n'existe pas d'intervalle entre les deux lames (20, 22) selon le trajet de déplacement (17) de l'élément électriquement conducteur (10), qui présente une largeur, considérée transversalement à cette direction (17), qui soit supérieure à la largeur correspondante de l'élément électriquement conducteur (10). 17. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que les extrémités (200, 220) des deux lames (20, 22) sont situées dans un même plan perpendiculaire à la direction de déplacement de l'élément (10). 18. Commutateur selon la revendication 17, caractérisé par le fait que ces extrémités (200, 220) des lames (20, 22) sont situées en permanence en regard du trajet de déplacement de l'élément (10) quel que soit le jeu transversal de celui-ci. 19. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé par le fait que la partie inclinée (25, 27) des lames de contact (20, 22) s'étend sur une partie seulement de la largeur des bords en regard (24, 26) de ces lames de contact. 20. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé par le fait que les bords (24, 26) en regard des lames de contact (20, 22) sont inclinés par rapport à la direction (17) de déplacement de l'élément électriquement conducteur (10) sur la totalité de leur largeur. 21. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisé par le fait que l'élément électriquement conducteur (10) est formé d'une lamelle en forme générale de U. 22. Commutateur selon la revendication 21, caractérisé par le fait que la lamelle (10) comprend une âme (12) munie de deux bossages cylindriques (13, 14) centrés sur des axes (130, 140) perpendiculaires à la direction de déplacement (17). 23. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé par le fait que les lames de contact (20, 22) sont portées par un support (30) en matériau électriquement isolant, de préférence en matière plastique, homogène, dépourvu d'évidement au niveau de l'espace séparant les lames de contact (20, 22).