Brevet FR2895142A1 — publié le 20070622

Dispositif de commutation electrique, en particulier pour vehicule automobile La presente invention concerne un dispositif de commutation electrique, plus specifiquement un micro-interrupteur, pour vehicule automobile. De tels micro-interrupteurs trouvent leurs applications pour la commande de divers organes electriques dans un vehicule automobile, par exemple des leve-vitres, des commandes de deplacement de retroviseurs electriques, ou encore la commande de deplacement / positionnement des sieges motorises. Ainsi, le document FR 2 735 610 au nom de la Demanderesse decrit en detail l'utilisation de tels micro-interrupteurs pour un dispositif de reglage de positionnement d'un siege motorise et presente les avantages, notamment en termes de modularite et de standardisation, lies a l'utilisation d'un tel micro-interrupteur. Ces interrupteurs comportent a 1'interieur un basculeur bistable de contactage electrique mu par un actionneur, par exemple un poussoir ou un organe formant piston, entre une position de repos dans laquelle 1'extremite libre du basculeur est en contact avec une premiere butee dite de repos, et une position active dans laquelle son extremite libre est en contact avec une seconde butee de contactage electrique pour fermer par exemple un circuit electrique pour le reglage d'un siege motorise. Dans ce type de micro-interrupteurs, le basculeur est monte de fawn bistable, c'est-a- dire qu'en appuyant sur 1'actionneur, on emmagasine d'abord une certaine quantite d'energie de deformation elastique jusqu'au moment on celleûci va provoquer un basculement brusque et rapide du basculeur vers la seconde butee active. On comprend aisement que ce basculement brusque et la venue rapide en butee du basculeur, necessaire au bon fonctionnement de l'interrupteur pour eviter des arcs electriques lors de l'ouverture du contact et pour diminuer tout danger lie a un tel arc, genere une certaine onde de choc et provoque toujours un certain bruit. En effet, ce bruit est influence par un certain nombre de parametres comme par exemple la vitesse de commutation, les masses en mouvement, ou encore des phenomenes vibratoires et de resonances des composants de l'interrupteur et de son boitier. SFR5055 Or, pour augmenter le confort acoustique et haptique de l'utilisateur d'un vehicule automobile a 1'interieur de 1'habitacle, on souhaite diminuer ce bruit de contactage tout en gardant une rapidite de basculement importante pour eviter des arcs electriques. Le but de 1'invention est donc de proposer un dispositif de commutation du type precite dont le bruit de contactage est reduit. A cet effet, 1'invention a pour objet un dispositif de commutation electrique, en particulier pour vehicule automobile, comprenant un basculeur bistable de contactage electrique deplacable sur une course predefinie entre une premiere et une seconde butee, au moins une des deux butees etant une butee de contactage electrique, caracterise en ce qu'il comprend en outre, pour au moins une extremite de fin de course, un ralentisseur du mouvement du basculeur en fin de course avant d'arriver en butee. Le dispositif de commutation selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caracteristiques suivantes : - it comprend pour chaque extremite de fin de course un ralentisseur associe du 15 mouvement du basculeur en fin de course, - chaque ralentisseur comprend un moyen elastique d'absorption partiel du mouvement du basculeur pour amortir le mouvement du basculeur avant 1'arrivee en fin de course contre la butee, -le moyen elastique est realise en un materiau presentant une variation d'elasticite 20 faible en fonction de la temperature dans la plage de temperature allant de -40 C a 120 C, ce materiau etant de preference en silicone, - chaque ralentisseur comprend une paire de levres se deformant elastiquement au contact avec le basculeur, - les ralentisseurs du mouvement du basculeur sont portes par un support unique, 25 - les ralentisseurs et le support unique sont realises d'une seule piece ayant une forme generate d'un etrier, - les extremites libres de 1'etrier, destinees a etre en appui sur 1'embase de l'interrupteur sont inclinees vers 1'interieur et, de preference, chanfreinees pour assurer un bon appui sur la base et permettre 1'absorption des tolerances, SFR5055 - la base de 1'etrier presente une forme convexe vers 1'interieur de 1'etrier pour permettre une deformation amelioree en souplesse des levres situees a proximite de la base, - au moins deux levres elastiques, de preference celles situees a proximite des extremites libres de 1'etrier, sont repliees sur elles-memes, - it comporte en plus des moyens de maintien de 1'etrier dans le boitier de 1'interrupteur et/ou sur 1'embase, de preference des nervures de maintien lateral de 1'etrier. D'autres avantages et caracteristiques apparaitront A. la lecture de la description de 1'invention, ainsi que des dessins annexes sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de commutation electrique to selon 1'invention sans boitier, - la figure 2 est une vue en perspective d'un ralentisseur du mouvement du basculeur selon 1'invention, - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de commutation electrique selon l'invention, et 15 - la figure 4 est une vue en coupe transversale au niveau du ralentisseur de mouvement selon l'invention d'un dispositif de commutation electrique selon l'invention. Le dispositif de commutation 1 selon 1'invention, egalement appele microinterrupteur, va maintenant etre decrit plus en detail au regard des figures annexees. Le cceur de ce micro-interrupteur 1 est forme par un basculeur 3 bistable de 20 contactage electrique en metal. Il se presente sous la forme generale d'un cadre rectangulaire avec une extremite libre 4 portant un contact superieur 5 et un contact inferieur 7 et une extremite suspendue 9 etablissant de plus un contact electrique avec le potentiel de commutation. L'extremite libre 4 du basculeur 3 est deplacable sur une course C predefinie entre 25 une premiere butee 11 et une seconde butee 13 de fawn bistable. A cet effet, le basculeur presente a son extremite libre une languette recourbee 15, realisee d'une seule piece avec le basculeur 3 et partant de 1'extremite libre 4 pour venir en appui contre une encoche 17 d'un premier bras elastique vertical 19. L'extremite suspendue 9 du basculeur 3 presente un decrochement 21 cooperant avec 30 une encoche 23 d'un second bras vertical 25. SFR5055 On comprend done que le basculeur est maintenu de fawn bistable par 1'intermediaire de la languette 15 entre les bras verticaux 19 et 25, la languette etant courbee de fawn a maintenir l'extremite libre 4 du basculeur contre la butee de repos 11. Les bras 19 et 25 sont portes et realises d'un seul tenant avec une piece metallique en forme de U dont la base 28 se prolonge vers le bas (visible sur les figures) par une premiere broche de connexion 29. La butee 11 porte un contact 31 suspendu vers le bas et destine a cooperer avec le contact superieur 5 et est reliee a un montant metallique 33 se prolongeant vers le bas par une seconde broche de connexion 35. La butee 13 porte un contact 37 destine A. cooperer avec le contact suspendu 7 du basculeur 3. Ce contact 37 est retie a un tablier metallique 39 se prolongeant vers le bas par une troisieme broche de connexion 41. Comme on le voit sur les figures, les broches 29, 35 et 41 traversent un socle ou embase 43 de forme generale rectangulaire en matiere plastique. Enfin, le micro-interrupteur est coiffe d'un capot ou boitier 45 qui se fixe sur 1'embase 43 par encliquetage comme cela est visible sur les figures. Un actionneur 47 forme d'une partie piston 49 avec des epaulements opposes 51 est guide dans une ouverture 53 du capot. Pour augmenter le confort acoustique du present micro-interrupteur, celui-ci comporte en outre, pour au moins une extremite de fin de course, mais de preference pour les deux extremites de fin de course, un ralentisseur 55 du mouvement du basculeur 3 en fin de course avant d'arriver en butee. Dans le cas present, on realise le ralentissement du basculeur 3 (voir en particulier la figure 2), par deux paires de levres elastiques 57 et 59 destinees a se deformer elastiquement au contact avec le basculeur 3, les levres 57 se deformant vers le haut lorsque le basculeur remonte pour venir en contact avec la premiere butee 11, tandis que les levres 59 se deforment vers le bas lorsque le basculeur descend pour venir en contact avec la seconde butee 13. SFR5055 On comprend done que chaque paire de levres forme un moyen elastique d'absorption partiel du mouvement du basculeur pour amortir le mouvement du basculeur avant 1'arrivee en fin de course contre la butee. Il faut insister sur le fait que la force elastique du basculeur 3 pour contraindre son extremite libre 4 dans rune ou 1'autre des positions bistables doit titre superieure A. la force elastique de ralentissement des levres 57 et 59, de maniere qu'un ralentissement est opere, mais que la force elastique des levres est incapable de soulever le basculeur 3 de sa position de fin de course. En effet, une force de redressement trop importante des paires de levres 57 ou 59 10 pourrait conduire a des phenomenes vibratoires, voire a une ouverture ou un rebond de contact du contact electrique, ce qui n'est evidemment pas souhaite. Ces paires de levres elastiques 57 et 59 sont supportees et realisees d'une seule piece avec un support unique 61 de forme generale en etrier, et, comme on peut le voir sur les figures, ce ralentisseur 55 se monte en cavalier sur le basculeur 3 et les paires de levres 15 evoluent a 1'interieur de 1'etrier defini par ses deux branches 63 et 65 et sa base 67. Pour assurer un bon appui sur 1'embase 43 de l'interrupteur et pour permettre 1'absorption des tolerances, les extremites libres 69 et 71 de 1'etrier 61 destinees a are en appui sur l'embase 43 sont inclinees vers 1'interieur et, de preference, chanfreinees. Par ailleurs, it s'est avere avantageux de prevoir une forme convexe vers 1'interieur 20 de la base 67 de 1'etrier pour permettre une deformation amelioree en souplesse de la paire de levres 57 situees a proximite de la base 67. En outre, les deux levres elastiques 59 situees a proximite des extremites libres 69 et 71 de 1'etrier 61, sont de preference repliees sur elles-memes. En effet, chacune des levres inferieures 59 presente une premiere portion d'attache 25 73 a 1'etrier 61 dirigee legerement vers le bas (visible sur les figures) en direction des extremites libres, puis se prolonge par une portion de raccordement 75 sensiblement parallele aux branches 63 et 65 pour se terminer par la portion d'appui 77 recevant la face inferieure du basculeur 3 lorsque ce dernier vient en contact avec la seconde butee 13. En effet, lorsque le basculeur 3 se baisse, les levres inferieures se replient sur ellesmemes et on constate une sorte d'effet de compression de la levre. SFR5055 Cette forme de levre se revele astucieuse pour le montage de 1'etrier 61, mais aussi pour pouvoir adapter les positions de repos des levres 57 et 59 par rapport a la course C du basculeur 3. On constate en outre que les surfaces des portions d'appui des levres 57 et 59 5 definissent un espace ayant une forme generate de pastille. Le ralentisseur est de preference une seule piece 55 realisee par moulage ou extrusion par exemple en un materiau presentant une variation d'elasticite faible en fonction de la temperature dans la plage de temperature allant de -40 C a 120 C, ce materiau etant de preference en silicone. De preference, la durete du materiau / silicone est comprise entre 70 10 et 100 shoreA. Sans que cela soit represents sur les figures, on peut prevoir en plus des moyens de maintien de 1'etrier dans le boitier de l'interrupteur ou sur 1'embase, de preference des nervures de maintien lateral de 1'etrier. Le micro-interrupteur selon l'invention fonctionne de la maniere suivante : 15 En position de repos telle que representee sur les figures, 1'extremite libre 4 du basculeur 3 est en contact avec la butee 11. On comprend donc que le circuit electrique entre la broche 29 et la broche 35 (la broche est soit a fair, soit a la masse) est ferme et que la broche 41 possede soit un potentiel flottant, soit est reliee a la masse. En appuyant sur le piston 49, les epaulements 51 de celuiûci vont tendre a abaisser la 20 partie du basculeur 3 se trouvant entre les bras elastiques 19 et 25. Dans un premier temps, ceci aura pour effet d'augmenter la courbure de la languette 15 qui se deforme elastiquement. Pendant ce premier temps, l'extremite libre 4 du basculeur reste en contact avec la butee de repos 11. Puis, lorsque la deformation depasse une certaine valeur, 1'extremite libre 4 bascule 25 brusquement vers le bas pour venir en contact avec la butee active 13. Grace a cette disposition, ce micro-interrupteur est capable de fonctionner avec des pics de courant d'environ 30A et d'environ 17A en continu. Juste avant d'entrer en contact avec la butee 13, le basculeur 3 entre en contact avec les levres inferieures 59 qui vont ralentir son mouvement sans pour autant empecher la 30 venue en contact avec le contact electrique 37. SFR5055 On a constate avantageusement que non seulement 1'impact sur le contact 37 est reduit, mais aussi que le ralentisseur contribue a amortir des vibrations de surface du boitier 45 genere par l'impact du basculeur 3 sur une des butees 11 ou 13, en particulier par les branches 63 et 65 de 1'etrier 61, en contact avec la paroi du boitier. De facon independante des levres 57 et 59, on peut deja obtenir une reduction de bruit tout simplement par un materiau amortisseur en contact avec la paroi du boitier, ce qui empeche que le boitier 45 agisse comme une caisse de resonance. Bien entendu, de nombreuses variantes sont possibles sans sortir du cadre de la 10 presente invention. Ainsi, on peut prevoir deux ralentisseurs separes dont par exemple l'un est porte par le capot et 1'autre par 1'embase de 1'interrupteur. De meme, on pourrait envisager que le ralentisseur lui-meme soit porte par le basculeur lui-meme pour entrer juste en contact avec 1'embase ou le capot avant d'entrer en 15 contact avec la butee correspondante. SFR5055 REVENDICATIONS 1. Dispositif de commutation electrique, en particulier pour vehicule automobile, comprenant un basculeur bistable (3) de contactage electrique deplacable sur une course (C) predefinie entre une premiere (11) et une seconde butee (13), au moins une des deux butees etant une butee de contactage electrique (37), caracterise en ce qu'il comprend en outre, pour au moins une extremite de fin de course, un ralentisseur (55) du mouvement du basculeur (3) en fin de course avant d'arriver en butee (13). 2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il comprend pour chaque extremite de fin de course un ralentisseur (57, 59) associe du mouvement du basculeur (3) en fin de course. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que chaque ralentisseur (57, 59) comprend un moyen elastique d'absorption partiel du mouvement du basculeur (3) pour amortir le mouvement du basculeur avant 1'arrivee en fin de course contre la butee. 4. Dispositif selon la revendication 3, caracterise en ce que le moyen elastique est realise en un materiau presentant une variation d'elasticite faible en fonction de la temperature dans la plage de temperature allant de -40 C a 120 C, ce materiau etant de preference en silicone. 5. Dispositif selon rune quelconque des revendications 1 a 4, caracterise en ce que chaque ralentisseur (55) comprend une paire de levres (57 ; 59) se deformant elastiquement au contact avec le basculeur (3). 6. Dispositif selon rune quelconque des revendications 1 a 5, caracterise en ce que les ralentisseurs (57, 59) du mouvement du basculeur (3) sont portes par un support unique (61). 7. Dispositif selon la revendication 6, caracterise en que les ralentisseurs (57, 59) et le support unique (61) sont realises d'une seule piece ayant une forme generate d' etrier. 8. Dispositif selon la revendication 7, caracterise en ce que les extrernites libres (69, 71) de 1'etrier, destinees a are en appui sur 1'embase (43) de l'intemipteur sont SFR5055inclinees vers 1'interieur et, de preference, chanfreinees pour assurer un bon appui sur 1'embase (43) et permettre ]'absorption des tolerances. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caracterise en ce que la base (67) de 1'etrier presente une forme convexe vers l'interieur de 1'etrier (61) pour permettre une deformation amelioree en souplesse des levres (57) situees a proximite de la base (67). 10. Dispositif selon ]'une quelconque des revendications 1 a 8, caracterise en ce qu'au moins deux levres elastiques (59), de preference celles situees a proximite des extremites libres (69, 71) de 1'etrier, sont repliees sur elles-memes. 11. Dispositif selon ]'une quelconque des revendications 7 a 10, caracterise en ce 10 qu'il comporte en plus des moyens de maintien de 1'etrier Bans le boitier de l'interrupteur et/ou sur l'embase, de preference des nervures de maintien lateral de 1'etrier. SFR5055