Brevet FR2836593A1 — publié le 20030829

La présente invention concerne un commutateur électrique ainsi qu'un dispositif de commutation électrique comportant un certain nombre de tels commutateurs. Elle s'applique notamment et de manière non limitative à un tableau de bord d'un véhicule, tel qu'un camion, un autobus, un bateau, un engin de travaux publics ou agricoles, ou tout autre type de véhicule. A titre d'exemple, elle peut également s'appliquer à des boîtiers de commande de machines outils. Dans chacune de ces applications, les commutateurs électriques du dispositif de commutation sont assemblés à une plaque du tableau de bord du véhicule ou du boîtier de commande de la machine outil, chaque commutateur comprenant au moins un élément de commutation du genre micro-commutateur fixé par soudage à une carte à circuit imprimé solidaire de la plaque en arrière de celle-ci en y étant parallèle, l'élément de commutation assurant une fonction recherchée et déterminée par exemple d'interrupteur ou d'inverseur dans l'électronique implantée sur la carte à circuit imprimé. Le commutateur électrique comprend en outre un boîtier à bascule de commande de l'élément de commutation traversant la plaque du tableau de bord en étant solidaire, c'est-à-dire formant une seule pièce, avec l'élément de commutation, la bascule étant accessible de l'extérieur de façon qu'un opérateur puisse commander l'élément de commutation. Ce dispositif connu de commutation a pour inconvénient de figer définitivement la fonction de commutation électrique déterminée de chaque ensemble d'élément de commutation et de boîtier de commande et, par conséquent, de ne pas permettre une certaine souplesse de changement d'une telle fonction, sinon que d'être obligé de dessouder cet ensemble de la carte à circuit imprimé pour le remplacer par un autre ensemble différent, opération souvent délicate à mettre en oeuvre. Par exemple, dans le cas d'un tableau de bord d'un camion à plusieurs commutateurs électriques de commande de divers appareillages du camion, les fonctions électriques accomplies par certains de ces commutateurs doivent être changées de façon évolutive pour que le commutateur accomplisse non seulement la fonction électrique qui lui a été attribuée mais également une fonction électrique supplémentaire. Tel pourrait être le cas par exemple d'un commutateur électrique destiné à l'origine à commander les feux de code du camion et qui doit être également utilisé par la suite pour commander des feux antibrouillard non présents à l'origine. Dans ce cas, il est actuellement nécessaire de remplacer intégralement l'ensemble du commutateur après dessoudage de celui-ci par un autre commutateur destiné à accomplir cette nouvelle fonction supplémentaire en ressoudant ce dernier sur la carte à circuit imprimé et recâblant à nouveau celui-ci aux feux anti-brouillard. La présente invention a pour but d'éliminer l'inconvénient ci-dessus des dispositifs de commutation connus en proposant des commutateurs électriques interchangeables permettant de modifier à volonté la fonction de chacun de ces commutateurs sans opération délicate de dessoudage de celui-ci de la carte à circuit imprimé. A cet effet, le commutateur électrique de l'invention, du type comprenant au moins un élément de commutation destiné à être fixé par soudage sur une carte à circuit imprimé pour réaliser une fonction électrique déterminée, et un boîtier à bascule de commande de l'élément de commutation, est caractérisé en ce que le boîtier est amoviblement fixé relativement à l'élément de commutation et peut être remplacé par un autre boîtier à bascule de commande différent amoviblement fixé relativement à l'élément de commutation pour changer la fonction électrique de l'élément de commutation ou son mode d'actionnement. Avantageusement, le commutateur comprend un deuxième élément de commutation fixé par soudage à la carte à circuit imprimé pour réaliser une fonction électrique déterminée identique ou différente de celle du premier élément de commutation et le boîtier à bascule de commande du premier élément de commutation, fixé amoviblement relativement aux deux éléments de commutation, peut être remplacé par un autre boîtier à bascule de commande différent pour commander également le deuxième élément de commutation de façon à changer sa fonction électrique ou son mode d'actionnement par rapport au précédent boîtier de commande ou à lui faire accomplir sa fonction électrique inhibée dans le précédent boîtier de commande. Chaque boîtier à bascule de commande comprend deux pattes latérales élastiques de verrouillage pouvant s'engager élastiquement par encliquetage respectivement dans deux ouvertures de la carte à circuit imprimé pour fixer amoviblement le boîtier relativement à chaque élément de commutation qui est logé dans ce boîtier. Avantageusement, chaque boîtier comprend en outre, intégré dans celui-ci, au moins un guide optique, tel qu'une fibre optique, permettant de rétrodiffuser de la lumière à la bascule de commande provenant d'une source de lumière, telle qu'une diode électroluminescente, fixée par soudage à la carte à circuit imprimé. Chaque bascule de commande est réalisée en une matière plastique et comprend au moins un symbole visible de l'extérieur, tel qu'un pictogramme, réalisé par la technique dite in-mold (surmoulage sur film). L'invention propose également un dispositif de commutation électrique à plusieurs commutateurs électriques assemblés notamment sur une plaque d'un tableau de bord de véhicule, tel qu'un camion, un bateau, un engin de travaux publics, un chariot élévateur, ou analogue, chaque commutateur comprenant au moins un élément de commutation fixé par soudage à une carte à circuit imprimé solidaire de la plaque en arrière de celle-ci en y étant sensiblement parallèle, et un boîtier à bascule de commande de l'élément de commutation traversant la plaque de tableau de bord avec la bascule accessible de l'extérieur, et qui est caractérisé en ce que chaque boîtier est amoviblement fixé de façon interchangeable à la carte à circuit imprimé en renfermant dans celui-ci l'élément de commutation et peut être remplacé par un autre boîtier de commande différent permettant de commander différemment l'élément de commutation. Le dispositif comprend avantageusement deux éléments de commutation pouvant être associés à chaque boîtier à bascule de commande et dont au moins l'un des éléments de commutation ou les deux éléments de commutation peuvent être commandés suivant le type de boîtier de commande choisi pour réaliser un mode particulier de commutation ou une fonction électrique déterminée de l'élément de commutation commandé. Chaque boîtier comprend un plastron permettant de recouvrir l'ouverture de la plaque à travers laquelle est assemblé le boîtier et pouvant être réglé et fixé à une position relativement au boîtier, le plastron étant amoviblement fixé au boîtier par deux doigts latéraux du boîtier s'engageant élastiquement respectivement sur des crans latéraux du plastron. Chaque boîtier de commande est fixé amoviblement à la carte à circuit imprimé par deux pattes latérales élastiques de verrouillage solidaires du boîtier et pouvant s'engager par encliquetage respectivement dans deux ouvertures de la carte à circuit imprimé. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement de la description explicative qui va suivre faite en référence faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - La figure 1 est une vue de dessus d'une plaque de tableau de bord d'un véhicule comprenant plusieurs commutateurs électriques conformes à l'invention ; - La figure 2 est une vue de côté suivant la flèche II de la figure 1 ; - La figure 3 est une vue de côté suivant la flèche III de la figure 2 ; - La figure 4 est une vue en perspective agrandie d'un commutateur des figures 1 à 3 en position montée sur une carte à circuit imprimé ; - La figure 5 est une vue en perspective en coupe avec arrachement partiel du commutateur électrique de la figure 4 ; La figure 6 est une vue en perspective avec arrachement du commutateur électrique de la figure 4 en position démontée de la carte à circuit imprimé ; - La figure 7 est une vue en perspective de dessous d'une partie du commutateur électrique de la figure 4 ; et La figure 8 est une vue en perspective avec arrachement d'une partie du commutateur électrique de la figure 4. Le dispositif de commutation électrique de l'invention va être décrit dans l'application à un tableau de bord d'un véhicule, tel qu'un camion, un autobus, un bateau, un engin de travaux publics ou agricoles, un chariot élévateur, ou analogue, mais il est bien entendu qu'il peut également s'appliquer à d'autres types de support tels que des plaques de circuits électroniques d'interface de commande de tout type d'appareil, d'équipement ou de machine, tel que par exemple une machine outil. En se reportant aux figures, le dispositif de commutation électrique comprend plusieurs commutateurs électriques 1, par exemple au nombre de trois, qui sont chacun de préférence du type à bascule de commande 2 manoeuvrable manuellement, et assemblés à une plaque 3 d'un tableau de bord du véhicule de façon que les symboles 2a, tels que des pictogrammes, de chaque bascule de commande 2 soient visibles de l'extérieur. Chaque commutateur électrique 1 comprend un boîtier 4 dans lequel est montée pivotante la bascule de commande 2, traversant une ouverture de passage rectangulaire 5 de la plaque de tableau de bord 3 et comportant un plastron 6 de réception de la bascule de commande 2 à collerette supérieure 7 venant en appui sur la face externe de la plaque 3 pour recouvrir l'ouverture de passage 5 du boîtier 4 du commutateur. Le commutateur comprend en outre au moins un élément de commutation 8 du genre microcommutateur fixé par soudage sur une plaque ou carte à circuit imprimé 9 pour réaliser une fonction électrique déterminée, telle que celle d'un interrupteur, d'un inverseur, en association avec les différents composants électroniques (non représentés) fixés sur cette carte pour accomplir des fonctions de contrôle et/ou de commande spécifiques. Chaque élément de commutation 8 est constitué d'un petit boîtier ou socle 10 soudé sur la carte 9 et d'un organe de commutation en forme de petit bouton poussoir 11 logé dans le socle 10 et déplaçable dans celui-ci sous la commande de la bascule 2 pour réaliser le contact électrique souhaité sur le circuit imprimé de la carte 9. La carte 9 est fixée parallèlement à la plaque de tableau de bord 3 en arrière de celle-ci par tout moyen approprié, tel que des ensembles à vis et entretoises schématisés en 12 (figures 2 et 3). Selon l'invention, le boîtier 4 de chaque commutateur 1 est amoviblement fixé à la carte à circuit imprimé 9 de façon à loger dans celui-ci l'élément de commutation 8 pour permettre son actionnement. A cet effet, le boîtier 4 comprend deux pattes latérales élastiques de verrouillage 13 intégralement moulées avec le boîtier 4 et pouvant s'engager élastiquement par encliquetage respectivement dans deux ouvertures de la carte 9 réalisées sous forme d'encoches rectangulaires découpées dans chaque côté de la carte 9 en étant alignées l'une par rapport à l'autre. Chaque patte de verrouillage 13 a son extrémité 13a en forme de crochet venant en appui sur la face correspondante de la carte 9 opposée à celle comportant l'élément de commutation 8 pour verrouiller le boîtier 4 à la carte 9, le boîtier 4 ayant sa partie inférieure ouverte permettant le passage de l'élément de commutation 8 et venant en appui par son bord inférieur sur la carte 9. Les boîtiers 4 des différents commutateurs électriques 1 sont interchangeables, ce qui permet déjà à un utilisateur de choisir parmi les différents commutateurs électriques disponibles celui qui correspondra à la fonction électrique recherchée de l'élément de commutation 8 et à son mode d'actionnement par la bascule correspondante 2, par exemple un mode d'actionnement permanent auquel la bascule 2 occupe une position fixe correspondante ou un mode d'actionnement par impulsion auquel la bascule 2 revient à sa position d'origine après basculement de celle-ci. Bien entendu, chaque boîtier 4 de commutateur comprend dans celui-ci les différents organes mécaniques permettant de définir le mode d'actionnement de l'élément de commutation associé 8 dans sa fonction recherchée. Ces organes sont connus en soi et peuvent être constitués comme représentés aux figures par un levier 15 monté pivotant dans le plastron 6 autour d'un axe transversal sous l'action de la bascule 2 dans un sens permettant d'actionner l'élément de commutation correspondant 8, et deux pièces parallèles identiques 16 fixées dans le boîtier 4 en dessous du levier 15 et comportant chacune au moins une rampe 16a dont la forme définit le mode d'actionnement de l'élément de commutation 8 associé à sa fonction électrique par déplacement sur celle-ci d'un bras 17 faisant partie intégrante du levier 15 pour lui permettre de suivre la forme de la rampe 16a. Chaque bras 17 a son extrémité libre inférieure comportant un organe 17a assurant son déplacement sur la rampe 16a et pouvant être constitué par une bille ou un frottoir retenu dans cette extrémité à l'encontre de la force de rappel d'un ressort. Le levier 15 a ses deux bras 15a chacun en forme de fourche permettant d'entraîner verticalement un piston P d'actionnement de l'organe de commutation 11 de l'élément 8, le piston P étant monté entre les deux branches du bras de levier associé 15a. Chaque commutateur électrique a ainsi sa propre configuration interne associée à la fonction électrique de l'élément de commutation 8. De préférence, deux éléments de commutation 8 sont soudés sur la carte à circuit imprimé 9 en étant logés dans le boîtier correspondant 4 configuré pour actionner de façon appropriée l'un ou l'autre des organes 11 des deux éléments de commutation 8 par basculement de la bascule 2. Ainsi, par exemple, le basculement dans un sens déterminé de la bascule 2 d'un commutateur permet d'actionner l'élément de commutation associé 8 fonctionnant en interrupteur, tandis que le basculement de la bascule 2 dans l'autre sens permet d'actionner l'autre élément de commutation 8 fonctionnant en inverseur. On pourrait également envisager que le basculement dans un sens de la bascule soit du type à impulsion pour commander l'élément de commutation associé 8 qui fournira alors un signal impulsionel à un circuit électrique de la carte 9. Si, par la suite, l'utilisateur devait changer la configuration d'actionnement des éléments de commutation 8, par exemple en supprimant la fonction inverseur de l'un de ces deux éléments tout en gardant la fonction interrupteur de l'autre élément, il lui suffit de retirer le boîtier 4 du commutateur comportant les organes internes d'actionnement des éléments de commutation respectivement en interrupteur et inverseur et de le remplacer par un autre boîtier 4 de commutateur intérieurement agencé de façon que la bascule 2 ne bascule pas dans le sens d'actionnement de l'élément de commutation 8 dont on souhaite arrêter la fonction, et ce sans dessouder cet élément de la carte à circuit imprimé 9. L'interchangeabilité des différents commutateurs permet également de rajouter une fonction électrique prévue en option. Par exemple, le commutateur d'origine associé à deux éléments de commutation 8 peut être du type permettant d'actionner seulement l'un de ces deux éléments et si une nouvelle fonction électrique devait être exigée ultérieurement en utilisant l'autre élément de commutation 8, il suffit de remplacer le boîtier 4 du commutateur d'origine par un autre boîtier 4 de commutateur différent permettant de commander également le deuxième élément de commutation 8. Dans le cas par exemple d'un camion, le rajout d'une nouvelle fonction de commande électrique par simple changement de boîtier de commutateur pourrait consister à commander des feux antibrouillard de ce véhicule n'en comportant pas à l'origine. Les changements de fonction électrique des différents éléments de commutation par interchangeabilité des boîtiers de commutateur à commandes internes différentes peuvent être facilités par des circuits de multiplexage permettant d'éviter le rajout et/ou la suppression de fils électriques faisant partie du câblage présent entre la carte à circuit imprimé du tableau de bord et les différents appareillages à commander et/ou à contrôler du véhicule. L'ensemble constitué par le boîtier 4 et le plastron 6 de chaque commutateur électrique est réalisé en une matière plastique de même que la bascule 2 dont les symboles ou pictogrammes 2a représentant une fonction déterminée sont réalisés par la technique dite in-mold autorisant toute possibilité de couleur et/ou de forme de symboles et pictogrammes et surtout permettant un marquage inaltérable de ces symboles ou pictogrammes dans le temps. Avantageusement, chaque commutateur électrique peut comporter dans son boîtier 4 un ou plusieurs guides optiques de lumière 18, tels que des fibres optiques, permettant de rétrodiffuser de la lumière à la bascule de commande 2 provenant d'une source de lumière (non représentée), telle qu'une diode électroluminescente, fixée par soudage à la carte à circuit imprimé et venant en regard du guide optique correspondant 18 lorsque le boîtier 4 est fixé à la carte à circuit imprimé 9. L'allumage des sources de lumière peut être géré par l'électronique de commande présente sur le circuit imprimé de la carte 9 pour assurer des niveaux d'éclairage de jour et/ou de nuit des bascules 2 et/ou la validation des fonctions associées aux éléments de commutation 8. La conception de chaque commutateur électrique peut être telle que le plastron 6 soit une pièce moulée indépendante montée dans le boîtier 4 après fixation de ce dernier à la carte à circuit imprimé 9. Cette configuration peut être intéressante pour permettre le montage du plastron par l'avant de la plaque 3 du tableau de bord et, avantageusement, le plastron 6 comporte, réalisée sur une partie de ses deux parois latérales, une série de crans 19 s'étendant longitudinalement sur lesquels peut s'encliqueter élastiquement un doigt latéral 20 à extrémité recourbée venant de moulage avec le boîtier 4 et permettant de verrouiller le plastron 6 à une position relative dans le boîtier 4 pour rattraper les différences de cote éventuelles pouvant exister entre la carte à circuit imprimé 9 et la plaque de tableau de bord 3. Un tel assemblage du plastron 6 au boîtier 4 permet à ce dernier d'être monté par l'arrière de la plaque 3 lorsqu'il a été préalablement verrouillé à la carte à circuit imprimé 9 ou par l'avant de la plaque 3 lorsque le boîtier 4 doit être verrouillé à la carte 9 après que cette dernière a été fixée en arrière de la plaque 3. Chaque boîtier 4 comporte deux pions 21 de positionnement du boîtier 4 sur la carte 9 et donc par rapport aux éléments de commutation associés 8. Les deux pions 21 font saillie du bord inférieur de la partie inférieure de section rectangulaire du boîtier 4 en étant diagonalement opposés et s'engageant respectivement dans deux perçages conjugués de la carte 9. Les différents modules de commutateurs électriques pouvant être implantés indifféremment sur la carte à circuit imprimé 9 permettent de modifier à volonté la ou les fonctions électriques accomplies par les éléments de commutation 8 sans aucune opération délicate de dessoudage de ces éléments. Cette conception permet non seulement une souplesse sur la modification des fonctions électriques accomplies par les commutateurs électriques, mais également une parfaite adaptabilité au multiplexage. REVENDICATIONS 1. Commutateur électrique modulaire comprenant au moins un élément de commutation (8) destiné à être fixé par soudage sur une carte à circuit imprimé (9) pour réaliser une fonction électrique déterminée et un boîtier (4) à bascule de commande (2) de l'élément de commutation (8), caractérisé en ce que le boîtier (4) est amoviblement fixé relativement à l'élément de commutation (8) et peut être remplacé par un autre boîtier à bascule de commande différent (4) amoviblement fixé relativement à l'élément de commutation (8) pour changer la fonction électrique de l'élément de commutation ou son mode d'actionnement. 2. Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième élément de commutation (8) fixé par soudage à la carte à circuit imprimé (9) pour réaliser une fonction électrique déterminée identique ou différente de celle du premier élément de commutation et en ce que le boîtier (4) à bascule de commande (2) du premier élément de commutation, fixé amoviblement relativement aux deux éléments de commutation (8), peut être remplacé par un autre boîtier à bascule de commande différent (4) pour commander également le deuxième élément de commutation (8) de façon à changer sa fonction électrique ou son mode d'actionnement par rapport au précédent boîtier de commande (4) ou à lui faire accomplir sa fonction électrique inhibée dans le précédent boîtier de commande (4). 3. Commutateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque boîtier à bascule de commande (4) comprend deux pattes latérales élastiques de verrouillage (13) pouvant s'engager élastiquement par encliquetage respectivement dans deux ouvertures (5) de la carte à circuit imprimé (9) pour fixer amoviblement le boîtier (4) relativement à chaque élément de commutation (8) qui est logé dans ce boîtier. 4. Commutateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque boîtier (4) comprend, intégré dans celui-ci, au moins un guide optique (18), tel que qu'une fibre optique, permettant de rétrodiffuser de la lumière à la bascule de commande provenant d'une source de lumière, telle qu'une diode électroluminescente, fixée par soudage à la carte à circuit imprimé (9). 5. Commutateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque bascule de commande (2) est réalisée en une matière plastique et comprend au moins un symbole (2a) visible de l'extérieur, tel qu'un pictogramme, réalisé par la technique dite inmold. 6. Dispositif de commutation électrique à plusieurs commutateurs électriques (1) assemblés notamment sur une plaque (3) d'un tableau de bord de véhicule, tel qu'un camion, un bateau, un engin de travaux publics, un chariot élévateur, ou analogue, chaque commutateur (1) comprenant au moins un élément de commutation (8) fixé par soudage à une carte à circuit imprimé (9) solidaire de la plaque (3) en arrière de celle-ci en y étant sensiblement parallèle et un boîtier (4) à bascule de commande (2) de l'élément de commutation (8) traversant la plaque de tableau de bord (3) avec la bascule (2) accessible de l'extérieur, caractérisé en ce que chaque boîtier (4) est amoviblement fixé de façon interchangeable à la carte à circuit imprimé (9) en renfermant dans celui-ci l'élément de commutation (8) et peut être remplacé par un autre boîtier de commande différent (4) permettant de commander différemment l'élément de commutation (8). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments de commutation (8) pouvant être associés à chaque boîtier à bascule de commande (4) et dont au moins l'un des éléments de commutation ou les deux éléments de commutation peuvent être commandés suivant le type de boîtier de commande choisi (4) pour réaliser un mode particulier de commutation ou une fonction électrique déterminée de l'élément de commutation commandé (8). 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque boîtier (4) comprend un plastron (6) permettant de recouvrir l'ouverture (5) de la plaque (3) à travers laquelle est assemblé le boîtier (4) et pouvant être réglé et fixé à une position relativement au boîtier (4), amoviblement fixé à la carte à circuit imprimé (9) par deux doigts latéraux (20) du boîtier (4) s'engageant élastiquement respectivement sur des crans latéraux (19) du plastron (6). 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que chaque boîtier de commande (4) est amoviblement fixé à la carte à circuit imprimé (9) par deux pattes latérales élastiques de verrouillage (13) solidaires du boîtier (4) et pouvant s'engager par encliquetage respectivement dans deux ouvertures (14) de la carte à circuit imprimé (9).