Brevet FR2745945A1 — publié le 19970912

Etat de la technique. L'invention concerne un commutateur basculant à deux positions de commutation et une position de repos, compre- nant un boîtier et une touche basculant agissant sur les con- tacts électriques, cet organe étant logé basculant dans le boîtier autour d'un point formant palier et il est rappelé en position de repos par un élément élastique. On connaît un commutateur basculant de ce type (DE- 42 37 724 Cl) dans lequel chaque commutateur électrique se com- pose de deux plaques de contact reliées à un circuit électrique et d'un pont de contact qui s'appuie ou se dégage des deux pla- ques de contact. Les deux ponts de contact du commutateur sont prévus aux extrémités d'une bascule de contact reçue en son mi- lieu par un organe en matière plastique, hémisphérique, dans un palier du boîtier; il possède deux surfaces d'actionnement faisant un angle aigu par rapport à l'axe du corps de la touche basculante. Un organe de commutation tubulaire réalisé sur la touche basculante et qui est monté pivotant en son milieu, transversalement par rapport à l'axe de basculement aligné sur l'axe de l'organe de commutation, prend à son extrémité libre une pièce de pression chargée par ressort; cette pièce appuie au milieu, entre les deux surfaces d'actionnement en biais, contre leur extrémité inférieure et maintient par une liaison par la force la bascule de contact dans son palier du boîtier.25 Le basculement de la touche basculante dans l'une ou l'autre direction, bascule l'organe de commutation tubulaire dans l'une ou l'autre direction et la pièce de pression glisse sur l'une ou l'autre surface d'actionnement de la bascule de contact; cette dernière se met en biais et appuie l'un ou l'autre des30 ponts de contact sur la plaque de contact associée. Le circuit électrique correspondant se ferme. La touche basculante reste dans cette position jusqu'à ce qu'elle soit de nouveau rappelée à la main. Avantages de l'invention. La présente invention a pour but de simplifier ce commutateur basculant du point de vue de sa construction et de le rendre moins coûteux. A cet effet, l'invention concerne un commutateur basculant du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que - le boîtier comporte un palier et deux épaulements d'appui op- posés par rapport au palier, - l'organe basculant comporte un contreappui coopérant avec le palier en ayant du jeu et, - l'organe basculant est muni de butées pouvant venir s'appuyer contre les épaulements d'appui du boîtier. Le commutateur basculant selon l'invention offre l'avantage d'avoir une touche basculante qui est en une seule pièce et de supprimer la bascule de contact de construction très compliquée et augmentant considérablement le coût de fa- brication du commutateur basculant. La touche basculante comme partie de la bascule de commutation ou la touche basculante15 elle-même peuvent faire partie du dispositif de contact élec- trique s'ouvrant de nouveau à la fin à leur commande et permet- tant à la touche basculante de revenir en position de repos sous l'effet de l'élément élastique; cela permet d'utiliser de simples commutateurs à poussoir électriques du commerce, peu coûteux, tels qu'ils sont utilisés sous de multiples formes dans la construction automobile. De tels commutateurs à poussoir ont en général un mécanisme de type stylo rétractable, c'est-à-dire dont l'élément de commutation est rappelé dans sa position de repos25 par un ressort de rappel, à la fin de la course de commutation et de fermer le commutateur électrique à la fin d'une course de commutation en l'ouvrant de nouveau à la fin de la course de commutation suivante. Lorsqu'on utilise de tels commutateurs à poussoir dont les ressorts de rappel mettent la bascule de com- mutation en position de repos, ces commutateurs à poussoir rem- placent l'élément élastique. La réalisation constructive selon l'invention de la touche basculante avec des butées et entre celles-ci une butée centrale et des contrebutées sur le boî- tier, simplifie la fabrication du commutateur basculant sur le35 plan de la technique de la matière plastique mais également son montage; on réduit considérablement le coût de sa fabrication. Les butées et les premières contrebutées associées fixent cha- que fois l'axe de basculement ou de pivotement de la touche basculante lorsque celle-ci est actionnée. Comme l'axe de bas- culement se déplace suivant le sens de basculement de cette touche, on dispose lors du basculement de la touche basculante, une course de basculement suffisante pour actionner le commuta-5 teur à poussoir. Cela garantit que l'élément de commutation du commutateur à poussoir effectue la course de commutation néces- saire à la fermeture ou à l'ouverture. La butée centrale exclut en même temps que l'enfoncement axial de la touche basculante peut actionner simultanément les deux commutateurs électriques à poussoir. A la fin de l'opération de commutation et lorsque la touche basculante est relâchée, elle est automatiquement rappelée dans sa première position de base définie sur le boî- tier par les premières contrebutées. Cela est indépendant de ce que les forces de ressort agissant sur les butées de la touche basculante soient égales ou différentes; les tolérances au ni- veau des forces du ressort ne jouent ici aucun rôle. La touche basculante est différente de celle des commutateurs basculant connus et qui reste toujours alignée parfaitement lorsqu'elle20 est en position non actionnée, et à l'exception de la courte durée de son actionnement, à aucun moment elle ne dépasse des surfaces voisines de son emplacement d'intégration ni est en retrait par rapport à ses surfaces. Elle respecte ainsi la li- gne esthétique du tableau de bord du véhicule avec les autres25 composants. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la touche basculante comporte un organe de commu- tation logé dans le boîtier et une surface d'actionnement ac- cessible de l'extérieur du boîtier. Les butées sont en saillie des côtés transversaux opposés de l'organe de commutation et s'appuient contre des premières contrebutées du boîtier, et dont les faces inférieures sont tournées vers les commutateurs à poussoir alors qu'au moins la butée centrale est exactement au milieu du grand côté de l'organe de commutation. Cette réa- lisation situe l'axe de basculement de la touche basculante qui alterne avec la direction de basculement, se trouve toujours à la plus grande distance possible du commutateur à poussoir, électrique que l'on veut actionner; ainsi, pour un jeu axial relativement petit entre la butée centrale et la seconde con- trebutée, on dispose pour actionner les commutateurs à pous- soir, une course de basculement suffisamment grande pour la touche basculante. Le montage central de la butée centrale et de la contrebutée fait que la course de basculement est de même longueur dans les deux directions de basculement. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les forces élastiques pour appliquer les butées contre les premières contrebutées du boîtier sont réalisées en ce que les éléments de commutation chargés par ressort des com- mutateurs à poussoir s'appuient directement ou indirectement avec précontrainte contre l'organe de commutation. On économise ainsi des ressorts séparés et le temps de montage nécessaire à de tels ressorts. Les forces des ressorts des commutateurs à poussoir du commerce sont suffisantes pour une petite course de coulissement de l'élément de commutation, lorsque le commuta- teur n'est pas encore actionné, pour garantir la mise en appui des butées extérieures contre les contrebutées associées. Les tolérances des ressorts des commutateurs à poussoir n'ont au- cune importance car, comme déjà indiqué, la position de repos de la touche basculante est fixée par la position des contrebu- tées liées elles-mêmes à l'outillage et même si les forces de rappel des ressorts sont différentes dans les commutateurs à poussoir, on arrive toujours en position de repos. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'organe de commutation comporte deux bras de com- mutation en saillie dont les extrémités libres comportent une pièce de pression, arrondie appliquée chaque fois contre la face frontale de l'élément de commutation d'un commutateur à poussoir. Cela réduit au minimum la hauteur constructive (hauteur axiale) de l'organe de commutation, indépendamment de la hauteur axiale du boîtier; cela réduit la quantité de ma- tière utilisée et le poids. Les forces de frottement entre les pièces de pression et les organes de commutation des commuta- teurs à poussoir sont réduites au minimum ce qui donne un com- mutateur basculant fonctionnant en douceur et de façon agréable. La force de manoeuvre qu'il faut exercer sur le com- mutateur basculant est seulement prédéterminée par les commuta- teurs à poussoir. Dessins. La présente invention sera décrite ci-après de ma- nière plus détaillée à l'aide de deux exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un commutateur bas- culant en position de repos selon un premier exemple de réa- lisation, - la figure 2 montre la même vue que la figure 1 du commutateur dans sa position d'actionnement momentanée, - la figure 3 est une coupe longitudinale du commutateur bascu- lant en position d'actionnement correspondant au second exem- ple de réalisation. Description des exemples de réalisation. Le commutateur basculant représenté en coupe longi- tudinale aux figures 1 et 2, applicable de préférence à la construction automobile, comprend deux commutateurs électriques en forme de commutateur à poussoir 11, 12 pour commuter alter- nativement deux circuits électriques distincts. Les commuta- teurs à poussoir 11, 12 sont des commutateurs du commerce dont la construction et le fonctionnement sont connus. En principe, il comporte un élément de commutation 13 ayant un pont de con- tact non représenté, pour relier deux plaques de contact bran- chées sur un circuit électrique ainsi qu'un mécanisme dit de " stylo rétractable ", par lequel l'élément de commutation est rappelé par un ressort de rappel, après avoir effectué une course de commutation, dans sa position de base. Chaque course de commutation de l'élément de commutation soit, ferme le cir- cuit du commutateur en reliant les deux plaques de contact par le pont de contact, soit ouvre le circuit de commutation en soulevant les ponts de contact des deux plaques de contact. Les commutateurs à poussoir 11, 12 sont fixés sur une plaque de fond 15, fermant un boîtier 14 et cela pour que la course des éléments de commutation 13 se fasse parallèlement à l'axe 20 du boîtier. Le boîtier 14 tient une touche basculante 16 com- portant un organe de commutation 17 ainsi qu'un couvercle 18 enclipsé sur l'organe de commutation 17 et venant en saillie par rapport au boîtier 14; le couvercle 18 est muni d'une sur- face de manoeuvre 19. La touche basculante 16 est logée dans une ouverture de boîtier 20 en regard de la plaque de fond 15 à l'intérieur d'une plaque frontale 141 faisant corps avec le boîtier 14; l'axe 21 de l'organe de commutation 17 est aligné sur l'axe 22 du boîtier. L'organe de commutation 17 comporte deux butées ex- térieures 23, 24 en saillie, sur ses côtés transversaux 171, 172, écartés l'un de l'autre ainsi qu'au moins une butée cen- trale 25 prévue au milieu et qui vient sur un grand côté 173 de l'organe de commutation 17, perpendiculairement aux côtés transversaux 171, 172. Les contrebutées 26, 27, 28 sont asso- ciées aux butées extérieures 23, 24 et à la butée centrale 25 sur le boîtier 14. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figu- res 1 et 2 du commutateur basculant, les butées extérieures 23, 24 sont des becs 30, 31 dirigés radialement, faisant corps à l'organe de commutation 17; ces becs s'appuient par leurs fa- ces inférieures 301, 302 en saillie, perpendiculairement à l'organe de commutation 17 contre des épaulements radiaux 32, 33 réalisés sur le boîtier 14 et formant les premiers contre- appuis 26, 27 des butées extérieures 23, 24. Les épaulements radiaux 32, 33 sont prévus directement sur l'ouverture de bol- tier 20 et sont formés de préférence par le côté inférieur de la plaque frontale 141 en saillie en forme de nervure du boî- tier 14. A l'état monté, les deux butées extérieures 23, 24 sont appliquées par les forces de ressort agissant dans la di- rection axiale du boîtier 14 et de l'organe de commutation 17 contre les premières contrebutées 26, 27. Dans le cas le plus simple, ces forces de ressorts schématisées à la figure 1 par les flèches 34, 35 sont appli- quées par les commutateurs à poussoir 11, 12 dont les organes de commutation 13 chargés par ressort pressent avec précon- trainte contre la face inférieure de l'organe de commutation 17. La course de coulissement des organes de commutation 13, nécessaire pour appliquer cette force sur l'organe de commuta- tion 17 est inférieure à la course de commutation de l'organe de commutation 13 respectif pour fermer ou ouvrir le circuit de commutation. Dans l'exemple de réalisation du commutateur bascu- lant selon la figure 1, l'organe de commutation 17 n'est pas appliqué directement contre les éléments de commutation 13 des commutateurs à poussoir 11, 12 mais par l'intermédiaire de deux bras de commutation 36, 37 venant en saillie de l'organe de commutation 17 et s'appuyant par un organe de pression, arrondi 38 prévu à l'extrémité libre contre la face frontale des orga- nes de commutation 13 des commutateurs à poussoir 11, 12. Dans ces conditions, comme représenté à la figure 2, on bascule la touche basculante 16 au doigt en agissant sur la surface de manoeuvre 19, comme cela est indiqué par la flè- che 39 à la figure 2, en agissant dans une direction qui fait basculer l'organe de commutation 17 en enfonçant d'un côté dans le boîtier 14, la butée extérieure 23 de l'organe de commuta- tion 17 et la première contrebutée 26 correspondante définis- sant avec la force de ressort 34, un axe de basculement ou de20 pivotement pour l'organe de commutation 17. L'organe de commutation 17 qui bascule à l'intérieur du boîtier autour de l'axe de basculement, pousse par son bras de commutation 37, l'élément de commutation 13 du commutateur à poussoir 12 de la course nécessaire à la manoeu- vre de commutation et ferme par exemple le commutateur à pous- soir 12. Lorsque la touche basculante 16 est de nouveau libérée, la force 39 exercée par le doigt selon la figure 2 disparaît et l'élément de commutation 13 chargé par un ressort pousse par le bras de commutation 37, l'organe de commutation 17 avec sa butée extérieure 24 de nouveau vers la contrebutée 27; la touche basculante 16 est alors de nouveau parfaitement droite, le commutateur à poussoir 12 étant fermé. Pour ouvrir le commutateur à poussoir 12, il faut répéter l'opération dé- crite ci-dessus et enfoncer de nouveau le côté gauche de la touche basculante 16 selon la figure 2. Pour actionner le commutateur à poussoir 11 il faut appliquer la force du doigt 39 sur le côté droit de la touche basculante 16 selon la figure 2. Dans ce cas, la butée exté- rieure 24 s'appuie avec l'organe de commutation 17 et la pre- mière contrebutée 27 correspondante contre le boîtier 14 et la force de ressort 35 du commutateur à poussoir 12 fixe l'axe de basculement ou de pivotement pour le mouvement de pivotement tourné vers l'intérieur de l'organe de commutation 17. Le mou- vement de basculement de l'organe de commutation 17 déplace le bras de commutation 36 avec son organe de pression 38 en direc- tion de la plaque de fond 15 du boîtier 14 et coulissant en même temps, de son côté l'organe de commutation 13 du commuta- teur à poussoir 11, de la course de commutation nécessaire pour actionner le commutateur à poussoir 11. Lorsque la touche bas- culante 16 est relâchée, elle est rappelée par le commutateur à poussoir 11. La butée centrale 25 de l'organe de commutation 17 et la seconde contrebutée 28 coopérant avec celle-ci sur le boîtier 14, et qui, vue à partir de la butée centrale 25 se trouve plus près derrière les commutateurs à poussoir 11, 12, sont alignées dans la direction de l'axe du boîtier pour ne pas gêner le mouvement de basculement décrit de l'organe de commu- tation 17 lorsqu'on actionne la touche basculante 16 dans les deux directions, c'est-à-dire qu'ils arrivent en contact seule- ment à la fin de la course de commutation complète des organes de commutation 13 du commutateur à poussoir 11, 12. La butée centrale 25 prévue sur l'organe de commu- tation 17 et la seconde contrebutée 28 prévue sur le boîtier 14 sont nécessaires pour éviter que les deux commutateurs à pous- soir 11, 12 soient actionnés simultanément par l'enfoncement axial de l'organe de commutation 17 dans le boîtier 14 par une force de coulissement agissant le long des axes 21, 22 de l'organe de commutation 17 et du boîtier 14. La distance axiale entre la butée centrale 25 et la seconde contrebutée 28 pour la touche basculante 16 se trouvant en position de base, (figure 1 référence a) est choisie pour être inférieure à la course de coulissement de l'organe de commutation 13 dans les commuta- teurs à poussoir 11, 12, pour effectuer une manoeuvre de commu- tation. Dans le cas du commutateur à bascule selon l'exemple de réalisation, la butée centrale 25 est formée par un téton 40 en saillie transversalement de l'organe de commutation 14 de la touche de balai 16, en une seule pièce et la seconde contrebu- tée 28 est réalisée par une fourche 41 en une seule pièce dans la plaque frontale 141; cette fourche reçoit le téton 40 en coulissement avec du jeu. De manière préférentielle, on prévoit à chaque fois un téton 40 et une fourche 41 sur les côtés lon- gitudinaux 173 opposés de l'organe de commutation 17; les axes des tourillons et des fourches sont situés dans un plan passant par l'axe de l'organe de commutation 21 et l'axe de boîtier 22. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réali- sation décrit ci-dessus. Ainsi, les forces de ressort 34, 35 doivent pour appliquer les butées extérieures 23, 24 de l'organe de commutation 17 contre la contrebutée 26, 27 du boî- tier 14, appliquer non seulement l'organe de commutation 13 chargé par ressort pour les commutateurs à poussoir 11, 12, mais on peut également réaliser avec des ressorts propres, s'appuyant contre l'organe de commutation 17 à proximité des butées extérieures 23, 24 et le boîtier 14. La figure 3 montre un autre exemple de réalisation de l'invention dans lequel les mêmes pièces portent les mêmes références. Selon la figure 2, le commutateur basculant est confirmé dans son activité. L'organe de commutation 17 de la touche basculante porte une tige de contact 42 alignée sur l'axe 21 de l'organe de commutation et reliée à une alimentation électrique non re- présentée. L'extrémité opposée à l'organe de commutation 17 de la tige de contact 42 est munie de deux surfaces de contact 43, 44 opposées dans la direction de basculement. Ces surfaces de contact 43,44 sont en regard de surfaces de contact 45, 46 que l'une ou l'autre des surfaces de contact 43, 44 peut relier électriquement suivant l'actionnement de touches. Le contact entre les surfaces 43 et 45 représentées à la figure 3 reste conservé aussi longtemps que le doigt appuie dans la direction de la flèche 39. Lorsqu'on libère la touche basculante 16, un ressort spiral 47 rappelle la touche basculante 16 en position de repos et met la tige de contact dans sa position intermé- diaire sans contact. Les surfaces de contact 45, 46 sont re- liées à des actionneurs non représentés comme par exemple des moteurs miniatures. A la place des surfaces de contact 43, 44, , 46, la tige de contact 42 peut également être munie d'un dispositif de microcommutateur. Le ressort spiral 47 peut être remplacé par d'autres éléments élastiques qui peuvent également être prévus au niveau de la butée centrale 25. 1l R E V E N D I C A T IONS 1 ) Commutateur basculant à deux positions de commutation et une position de repos, comprenant un boîtier et une touche bas- culant agissant sur les contacts électriques, cet organe étant logé basculant dans le boîtier autour d'un point formant palier et il est rappelé en position de repos par un élément élasti- que, caractérisé en ce que - le boîtier (14) comporte un palier (25) et deux épaulements d'appui (26, 27) opposés par rapport au palier, l'organe basculant (16, 17) comporte un contre-appui (28) coopérant avec le palier (25) en ayant du jeu et, - l'organe basculant (16, 17) est muni de butées (23, 24) pou- vant venir s'appuyer contre les épaulements d'appui (26, 27) du boîtier (14). 2 ) Commutateur basculant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe basculant est une touche basculante (16) qui actionne un commutateur électrique (11, 12) respectif suivant qu'elle est basculée dans l'une ou l'autre direction. 3 ) Commutateur basculant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les commutateurs sont des commutateurs à poussoir (11, 12) de l'organe de commutation (13) chargé par ressort, ont une course de commutation parallèle à l'axe du boîtier, et s'appuient à distance l'un de l'autre contre la touche basculante (16). 4 ) Commutateur basculant selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que pour fixer de manière alternée dans l'espace un axe de bascule- ment, la touche basculante comporte deux butées (23, 24) écar- tées l'une de l'autre et s'appuyant sous l'effet de l'élément élastique contre les épaulements d'appui en forme de contrebu- tées (26, 27). ) Commutateur basculant selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que pour limiter la course axiale lors du basculement, la touche basculante comporte au moins une butée (25) coopérant avec une seconde contrebutée (28) prévue dans le boîtier (14). 6 ) Commutateur basculant selon le revendication 5, caractérisé en ce que la butée est une butée centrale (25) et fait partie du point de palier. 7 ) Commutateur basculant selon la revendication 6, caractérisé en ce que la seconde contrebutée (28) est située sur le boîtier (14) du côté de la butée centrale (25), du côté tourné vers les commu- tateurs à poussoir (11, 12), et est alignée axialement de cette butée (25) d'une distance (a) inférieure à la course de commu- tation des éléments de commutation (13) des commutateurs à poussoir (11, 12), cette distance étant suffisamment grande pour que le mouvement de basculement de la touche basculante (16) ne soit pas gêné pour actionner l'un ou l'autre des commu- tateurs à poussoir (11, 12). 8 ) Commutateur basculant selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la touche basculante (16) comporte un organe de commutation (17) logé dans le boîtier (14) et une surface d'actionnement (19) accessible de l'extérieur du boîtier (14) et les butées (23, 24) sont prévues en saillie vers l'extérieur sur les côtés transversaux (171, 172) opposés de l'organe de commutation (17) et s'appuient contre les faces inférieures tournées vers les commutateurs à poussoir (11, 12) et appartenant aux premières contrebutées (26, 27) et au moins la butée centrale (25) se trouve sur un grand côté (173) de l'organe de commutation (17) transversal par rapport aux côtés transversaux (171, 172). 9 ) Commutateur basculant selon la revendication 8, caractérisé en ce que la force de ressort (34, 35) appliquant les butées (23, 24) de l'organe de commutation (17) de la touche basculante (16) con- tre les premières contrebutées (26, 27) du boîtier (14) est gé- nérée directement par les éléments de commutation (13) chargés par ressort des commutateurs à poussoir (11, 12) s'appuyant di- rectement ou indirectement avec la précontrainte des ressorts contre l'organe de commutation (17). 10 ) Commutateur basculant selon la revendication 8, 9, caractérisé par deux bras de commutation (36, 37) en saillie de l'organe de commutation (17) et appuyés par leur organe de pression (38) de préférence arrondi, prévu à l'une de leur extrémité libre con- tre la face frontale des éléments de commutation (13) des com- mutateurs à poussoir (11, 12). 11 ) Commutateur basculant selon l'une quelconque des revendi- cations 8 à 10, caractérisé en ce que les butées (23, 24) sont des becs radiaux (30, 31) réalisés en une seule pièce avec l'organe de commuta- tion (17) et dont la face inférieure des becs, (30, 31), en saillie, perpendiculairement par rapport à l'organe de commuta- tion (17), s'appuie contre des épaulements radiaux (32, 33) réalisés en une seule pièce avec le boîtier (14). 12 ) Commutateur basculant selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu' au moins une butée centrale (25) est réalisée sur l'organe de commutation (17) comme téton (40) en saillie transversalement de l'organe de commutation (17), et faisant corps avec celui-ci et la seconde contrebutée (28) du boîtier (14) est en forme de fourche (41) recevant le téton (40) avec du jeu. j 5 13 ) Commutateur basculant selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que la surface de manoeuvre (19) de la touche basculante (16) est réalisée par un capuchon (18) enclipsé sur l'organe de commuta- tion (17).