Brevet FR2888395A1 — publié le 20070112

"Commutateur électrique miniaturisé du type normalement fermé" DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un commutateur électrique. ETAT DE LA TECHNIQUE io L'invention concerne plus particulièrement un commutateur électrique, du type normalement fermé tel que décrit et représenté dans le document FRA1-2.841.037. Un tel commutateur est du type comportant: - un support inférieur formant porte-contacts en matériau is isolant qui délimite un logement dans lequel sont disposés au moins deux contacts électriques fixes; - un organe d'actionnement qui agit selon un axe vertical globalement perpendiculaire au fond du logement; - et une lame intermédiaire de contact globalement horizontale réalisée en matériau conducteur qui est interposée verticalement entre l'organe d'actionnement et le fond du logement, qui est déformable élastiquement sous l'action verticale de haut en bas de l'organe d'actionnement à partir d'un état stable de repos en vue de modifier la liaison électrique entre les deux contacts fixes, et qui comporte: * un bras transversal avant de contact mobile en forme de bande globalement horizontale qui, au repos, est en appui sur un contact fixe associé, et qui bascule autour d'un axe transversal horizontal pour interrompre la liaison électrique entre lesdits deux contacts fixes, * et deux branches parallèles et opposées, en forme de bandes d'orientation longitudinale dont les extrémités avant sont reliées au bras transversal avant de contact. Dans ce document, le commutateur est du type à effet tactile, ou non. Le changement brusque d'état d'un organe de déclenchement, intercalé verticalement entre le poussoir d'actionnement et la lame de contact procure à son utilisateur, qui agit directement ou indirectement sur le poussoir d'actionnement, avec ou sans une sensation tactile du changement d'état de l'organe de déclenchement, et donc du changement d'état du commutateur. RESUME DE L'INVENTION La présente invention a pour but de proposer un commutateur électrique du type mentionné précédemment qui soit du type normalement fermé (NF), c'est-à-dire dont l'actionnement ou déclenchement provoque une ouverture de la liaison électrique, mais sans effet tactile et qui est de dimensions réduites. Dans ce but, l'invention prose un commutateur électrique 20 du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que, chaque branche longitudinale est incurvée avec sa convexité orientée vers le haut, et en ce que le commutateur comporte une face horizontale inférieure plane d'actionnement de manière à permettre une déformation élastique globale, symétrique et simultanée, de la lame de contact. Ainsi, grâce aux enseignements de l'invention, il est possible de réaliser un commutateur électrique dont les dimensions sont particulièrement réduites et dont l'actionnement et le déclenchement sont particulièrement fiables et précis sans entraîner l'apparition de bruits nuisibles au moment du déclenche-ment ou changement d'état de la lame intermédiaire de contact, et sans provoquer de phénomène de rebonds intempestifs et parasites. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - l'organe d'actionnement comporte une face inférieure plane horizontale, qui agit directement ou indirectement sur les branches incurvées; - le commutateur comporte une plaque horizontale d'actionnement qui est interposée verticalement entre l'organe d'actionnement et la lame de contact et qui coopère avec les sommets des deux branches longitudinales incurvées; - les sommets des deux branches longitudinales incurvées io sont alignés transversalement; - ces sommets alignés sont décalés longitudinalement vers l'arrière par rapport à l'axe vertical d'actionnement; - chaque branche longitudinale est une bande rectiligne comportant un pli délimitant ledit sommet de la branche; - les extrémités longitudinales arrière des branches sont reliées par un bras transversal arrière qui est en appui sur une portion de surface adjacente du fond du logement; - le bord d'extrémité libre avant du bras transversal avant de contact est en appui sur le contact fixe associé lorsque la lame de contact est dans son état stable de repos; - le contact fixe associé au bras transversal avant de contact délimite une face supérieure de contact qui est coplanaire avec une portion de surface adjacente du fond du logement qui délimite une arête transversale horizontale sur laquelle le bras transversal avant de contact prend appui pour basculer lors de son déplacement en éloignement du contact fixe associé ; - les deux contacts fixes sont décalés verticalement l'un par rapport à l'autre, et en ce que ledit contact fixe associé au bras transversal avant de contact est le contact supérieur; -la lame de contact comporte une branche centrale de contact qui s'étend longitudinalement vers l'arrière à partir du bras transversal avant de contact, et verticalement vers le bas avec son tronçon d'extrémité libre arrière en appui et en contact électrique permanent avec le contact fixe central inférieur. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle, on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée qui illustre les principaux composants d'un exemple de réalisation d'un io commutateur électrique selon l'invention; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle de détail, en section longitudinale par un plan vertical médian du commutateur représenté à la figure 1 et sur laquelle l'ensemble des composants sont représentés assemblés avec le commutateur au ls repos; - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 sur laquelle l'ensemble des composants sont représentés à l'issue de l'actionnement du commutateur pour interrompre la liaison électrique entre les deux contacts fixes. DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES Dans la description qui va suivre, faite à titre non limitatif, des composants identiques, analogues ou similaires seront 25 désignés par les mêmes chiffres de référence. Dans la description et les revendications, on adoptera, à titre non limitatif, les orientations verticale, longitudinale et transversale selon l'orientation du trièdre L, V, T indiqué sur les figures, ainsi que les orientations avant et arrière selon l'orientation gauche-droite en référence aux figures. On a représenté aux figures, un commutateur électrique 10 à effet tactile qui comporte ici, de bas en haut, un boîtier inférieur 12 formant portecontacts fixes réalisé par moulage en matériau isolant, une lame intermédiaire de contact 14 en matériau conducteur, une plaque horizontale d'actionnement 16, un organe d'actionnement 18 à action verticale, et une cage supérieure 20 de fermeture du commutateur qui maintient notamment l'ensemble des composants en position assemblée comme illustré à la figure 2. Le boîtier 12, de conception générale connue, est de forme générale parallélépipédique rectangle et il est ouvert dans sa face supérieure 22 en délimitant un logement intérieur 24. Le logement 24 comporte un fond inférieur horizontal étagé io à deux niveaux, c'est-à-dire qu'il comporte une première portion centrale la plus basse 26, horizontale et de contour rectangulaire, et une deuxième portion de niveau supérieur décalé vers le haut constitué de deux portions arrière 28A et avant 28B, chacune de contour rectangulaire, et qui sont agencées symétriquement de is part et d'autre de la portion centrale 26 et qui sont coplanaires. A l'exception des contacts fixes, qui seront décrits par la suite, le porte-contacts inférieur 12 (comme l'organe d'actionnement 18 et la cage 20) présente une symétrie générale de conception par rapport à des plans verticaux longitudinal et transversal médians non indiqués sur les figures. Les deux contacts fixes comportent un premier contact fixe central et inférieur 30 agencé dans la portion 26 du fond du logement 24 qui est un élément découpé comportant une patte de raccordement électrique arrière 32A qui fait saillie longitudinalement à l'extérieur du corps isolant du boîtier ou porte-contacts inférieur 12. Le second contact fixe avant 30B est agencé, à droite en considérant les figures 1 à 3, dans la portion supérieure de fond 28B de manière que sa face supérieure libre de contact 34B soit affleurante et coplanaire à la portion adjacente 28B du fond du logement. Le contact fixe 30B comporte lui aussi une patte latérale avant de raccordement 32B qui fait saillie longitudinalement vers la droite à partir du corps en matériau isolant du porte-contacts inférieur 12 qui est surmoulé autour des contacts fixes selon une technique connue. Comme on peut le voir aux figures, chaque portion supérieure 28A, 28B du fond du logement 24 est délimitée longitudinalement vers l'intérieur par une arrête horizontale et transversale 36A, 36B. La lame intermédiaire de contact 14, en forme générale de plaque rectangulaire évidée ou de cadre globalement rectangulaire, est de conception telle qu'elle est toujours en io contact électrique avec le contact fixe central 30, quel que soit l'état du commutateur 10. La lame intermédiaire 14 en forme de cadre est constituée pour l'essentiel par deux bras transversaux et opposés arrière 38A et avant 38B de contact mobile qui se présentent sous la is forme de deux bandes rectangulaires planes qui s'étendent parallèlement l'une à l'autre et horizontalement, selon la direction transversale et qui sont reliées entre elles par deux branches parallèles et opposées 40, en forme de bandes d'orientation longitudinale globalement horizontales, de manière à permettre une déformation élastique globale, symétrique et simultanée, de la lame intermédiaire de contact 14 comme cela sera expliqué par la suite. La lame 14 est réalisée en matériau conducteur et elle comporte aussi une branche centrale de contact 42 qui s'étend longitudinalement vers l'intérieur depuis le bord latéral intérieur 44B du bras transversal avant 38B et qui se prolonge vers le centre, et verticalement vers le bas, de façon que son tronçon d'extrémité libre en forme de pastille 46 soit en appui et en contact électrique permanent avec le contact fixe central 30. La lame intermédiaire de contact s'étend sensiblement dans un plan horizontal avec la branche centrale 42 qui s'étend elle verticalement vers le bas en dessous du plan moyen de la lame 14. Lorsque la lame 14 est dans son état stable de repos, c'est-à-dire non déformée élastiquement, illustrée aux figures 1 et 2, le bras latéral de droite 38B est en appui horizontal, au moins par son bord 39B d'extrémité longitudinale avant de contact avec la face supérieure conductrice 34B du contact fixe latéral de droite 30B. Le bras transversal avant 38B constitue ainsi le bras transversal avant de contact de la lame intermédiaire de contact 14 et les deux contacts fixes 30 et 30B sont alors reliés io électriquement par la lame de contact 14, c'est-à-dire que le commutateur 10 est du type normalement fermé (NF). Lorsque l'on agit sur la lame de contact 14 pour la déformer en vue de provoquer un changement d'état du commutateur 10, et comme on peut le voir illustré de manière schématique, à la figure 4, la branche centrale 42, 46 reste en contact avec le contact fixe central 30, tandis que le tronçon ou bras latéral 38B, sous l'effet de la déformation de la lame de contact 14, change de position de manière à interrompre son contact électrique avec le contact fixe latéral 30B. A cet effet, il se produit globalement un basculement du bras 38B autour d'un axe transversal horizontal parallèle à l'arrête 36B qui constitue ainsi un axe de pivotement ou de basculement horizontal pour le bras 38B qui n'est plus en contact, en aucune manière, avec la face supérieure 34B du contact latéral fixe 30B, voir à la figure 3. Ainsi, la liaison électrique entre les deux contacts fixes 30 et 30B qui était assurée par la lame 14, est interrompue, c'est-à-dire que le commutateur, dans son état actionné, se trouve dans un état électrique ouvert. L'organe supérieur d'actionnement ou actionneur 18 est un élément déformable dont la partie centrale 54 en forme de poussoir, accessible depuis l'extérieur au-dessus de la face supérieure 56 de la cage 20 en faisant saillie à travers un trou central 58 de cette dernière, se prolonge vers le bas par une extrémité inférieure 60 d'actionnement dont la face inférieure horizontale 62 qui coopère en permanence avec la portion en vis-à-vis de la partie centrale de la face supérieure 48 la plaque horizontale d'actionnement 16. La plaque 16 est une plaque métallique, qui dans son état de repos non déformée élastiquement est plane et horizontale, est interposée verticalement entre la face inférieure horizontale 62 du poussoir d'actionnement 54 et les branches longitudinales 40 qui relient les bras transversaux arrière 38A et 38B. io Chaque branche 40 est incurvée avec sa convexité orientée vers le haut et est conformée à la faveur d'un pli intermédiaire 64. Les deux plis 64 sont alignés transversalement et sont décalés longitudinalement vers l'arrière par rapport à l'axe central is vertical d'actionnement a du poussoir d'actionnement 54. Dans l'état de repos du commutateur, les sommets 64 sont sensiblement à la même hauteur et sont décalés verticalement vers le haut par rapport à la ligne horizontale passant par les bords d'extrémités longitudinales 39A et 39B. Le contour ou pourtour de la plaque d'actionnement 16 et de la lame de contact 14 sont sensiblement identiques. Dans l'état monté et assemblé des composants, l'empilage axial 18, 16 et 14 est légèrement précontraint élastiquement de manière à maintenir sans jeu l'ensemble des composants. La plaque 16 et la lame 14 sont logés et maintenus latéralement avec un faible jeu transversal et longitudinal, à l'intérieur du logement 24 entre les faces latérales verticales transversales 23 et longitudinales 25 qui délimitent le logement 24. Lorsque l'on agit verticalement vers le bas sur le poussoir 54, son extrémité inférieure 60 agit sur la partie centrale de la plaque d'actionnement 16 qui se déforme élastiquement et agit sur les plis 64 des branches 40. La conformation de la lame intermédiaire de contact avec ses branches pliées 40 et sa coopération avec la plaque intermédiaire d'actionnement 16 imposent à la lame de contact 14 de changer d'état et de se déformer pour adopter le profil illustré à la figure 3. La lame de 14 se comporte ainsi comme un élément de contact mobile qui change d'état en se "retournant". La lame intermédiaire de contact 14 demeure dans son état déformé, représenté schématiquement à la figure 4, tant que l'on io ne relâche pas l'action sur le poussoir 54 de l'actionneur 18. La plaque d'actionnement 16 étant interposée verticalement entre la lame de contact 14 et l'actionneur 18, elle peut être métallique et donc conducteur de l'électricité dans la mesure où, dans son état stable de repos qui correspond aussi à is l'état stable de repos de la lame 14, l'ensemble 14-16 constitue un ensemble conducteur de l'électricité et dans la mesure où, dans son état déformé, il est indifférent que sa partie centrale conductrice vienne au contact électrique du tronçon d'extrémité 46 de la branche 42 de la lame intermédiaire de contact 14 dans la mesure où l'ouverture de la liaison électrique s'effectue au niveau du bras latéral 38B et du contact latéral fixe 30B. On décrira maintenant le deuxième mode de réalisation illustré aux figures 5 et 6, plus particulièrement en comparaison avec le premier mode de réalisation décrit aux figures 1 à 3. A titre de variante non représentée, il est possible de prévoir deux contacts fixes supérieurs agencés symétriquement et latéralement avec leurs faces supérieures conductrices coplanaires avec les portions adjacentes des parties latérales 28A et 28B du fond du logement. Au repos, les deux bords transversaux d'extrémité 39A et 39B de la lame intermédiaire de contact 14 sont alors chacun en contact avec un contact fixe supérieur, la lame de contact 14 étant symétriquement en appui vertical de contact, notamment par ses bords inférieurs transversaux 39A et 39B sur les portions l0 dégagées en vis-à-vis de face supérieure des contacts latéraux fixes. Lorsque l'on agit sur la partie centrale de la plaque 16 au moyen du poussoir 54-60, on provoque le changement d'état de la lame de contact 14 ce qui provoque donc le basculement ou pivotement simultané des deux bras de contact mobiles 38A et 38B qui basculent de manière à interrompre quasi simultanément le contact électrique entre chaque bras mobile de contact 38A, 38B avec son contact latéral fixe supérieur associé. io La conception selon l'invention permet aussi d'utiliser les mêmes composants pour réaliser soit un commutateur du type à effet tactile tel que représenté dans le document FR-A1-2.841.037 soit un commutateur selon l'invention, en remplaçant l'organe de déclenchement par la plaque d'actionnement 16 et en utilisant une is lame de contact à branches 40 pliées. La présence de la plaque d'actionnement n'est pas obligatoire dans le cadre de la présente invention. Selon une variante non représentée, elle peut être omise et dans ce cas c'est la face inférieure plane 62 de l'organe d'actionnement 54 qui est dimensionnée et positionnée de manière à pouvoir agir directement sur les branches incurvées. REVENDICATIONS 1. Commutateur électrique (10) du type comportant: - un support inférieur (12) formant porte-contacts (30, 30B) en matériau isolant (13) qui délimite un logement (24) dans lequel sont disposés au moins deux contacts électriques fixes (30, 30B) ; - un organe d'actionnement (54) qui agit selon un axe vertical (A) globalement perpendiculaire au fond (28A, 28B) du logement (24) ; - et une lame intermédiaire de contact (14) globalement io horizontale réalisée en matériau conducteur qui est interposée verticalement entre l'organe d'actionnement (54) et le fond du logement (24), qui est déformable élastiquement sous l'action verticale de haut en bas de l'organe d'actionnement (54) à partir d'un état stable de repos en vue de modifier la liaison électrique is entre les deux contacts fixes (30-30B), et qui comporte: * un bras transversal avant de contact mobile (38B) en forme de bande globalement horizontale qui, au repos, est en appui sur un contact fixe associé (30B), et qui bascule autour d'un axe transversal horizontal pour interrompre la liaison électrique entre lesdits deux contacts fixes(30, 30B), * et deux branches parallèles et opposées (40), en forme de bandes d'orientation longitudinale dont les extrémités avant sont reliées au bras transversal avant de contact (38B), caractérisé en ce que, chaque branche longitudinale (40) est incurvée avec sa convexité orientée vers le haut, et en ce que le commutateur comporte une face horizontale inférieure plane d'actionnement de manière à permettre une déformation élastique globale, symétrique et simultanée, de la lame de contact (14). 2. Commutateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement (54) comporte une face inférieure plane horizontale (62). 3. Commutateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque horizontale d'actionnement (16) qui est interposée verticalement entre l'organe d'actionnement (54) et la lame de contact et qui coopère avec les sommets (64) des deux branches longitudinales incurvées (40). 4. Commutateur selon la revendication 3 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que la face inférieure plane horizontale (62) de l'organe d'actionnement (54) est en appui sur une portion en vis-à-vis de la face supérieure (48) de la plaque d'actionnement (16). io 5. Commutateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les sommets (64) des deux branches longitudinales incurvées (40) sont alignés transversalement. 6. Commutateur selon la revendication précédente, is caractérisé en ce que lesdits sommets alignés (64) sont décalés longitudinalement vers l'arrière par rapport à l'axe vertical d'actionnement (A). 7. Commutateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque branche longitudinale (40) est une bande rectiligne comportant un pli délimitant ledit sommet (64) de la branche (40). 8. Commutateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités longitudinales arrière des branches (40) sont reliées par un bras transversal arrière (38A) qui est en appui sur une portion de surface adjacente (28A) du fond du logement (24). 9. Commutateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que bord d'extrémité libre avant (39B) du bras transversal avant de contact (38B) est en appui sur le contact fixe associé (30B) lorsque la lame de contact (14) est dans son état stable de repos. 10. Commutateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contact fixe (30B) associé au bras transversal avant de contact (38B) délimite une face supérieure de contact (34B) qui est coplanaire avec une portion de surface adjacente (28B) du fond du logement (24) qui délimite une arête transversale horizontale (36B) sur laquelle le bras transversal avant de contact prend appui pour basculer lors de son déplacement en éloignement du contact fixe associé (30B). 11. Commutateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux contacts fixes (30, 30B) sont décalés verticalement l'un par rapport à l'autre, et en ce que ledit contact fixe associé au bras transversal avant de contact (38B) est le contact supérieur (30B). 12. Commutateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la lame de contact (14) comporte une branche centrale de contact (42) qui s'étend longitudinalement is vers l'arrière à partir du bras transversal avant de contact (38B), et verticalement vers le bas avec son tronçon d'extrémité libre arrière en appui et en contact électrique permanent avec le contact fixe central inférieur (30).