Brevet FR3012911A1 — publié le 20150508

La présente invention concerne un commutateur électrique. Le domaine concerné ici est celui des accessoires pour installations électriques et applications domestiques ou industrielles. Les commutateurs électriques sont utilisés généralement à l'intérieur ou à l'extérieur de constructions, d'habitations ou de locaux industriels pour l'actionnement d'appareils électriques et des luminaires. Un commutateur électrique est composé d'une pluralité de pièces fixes et mobiles agencées pour permettre la coupure et le rétablissement d'un contact électrique. Un commutateur comporte généralement au moins un bloc de commutateur, un balancier, un contact mobile et un contact fixe. L'évolution du monde de l'industrie électrique a permis grâce à la démocratisation des matériaux polymères synthétiques et à leurs techniques de moulages associées de fabriquer des commutateurs électriques en matière synthétique intégrant des parties métalliques nécessaires aux contacts électriques. Grâce à ces optimisations, la taille des commutateurs électriques à été réduite et les coûts de production ont été diminués. Lors d'une pression sur le balancier par un utilisateur pour activer un luminaire par exemple, certaines pièces du commutateur électrique sont alors mises en mouvement afin d'établir le contact électrique nécessaire à cet effet. Lors de ce contact électrique, correspondant à un contact mécanique entre le contact mobile et le contact fixe, il se produit un bruit de commutation caractéristique connu de tous. Ce bruit de commutation de nature mécanique est, de par la proximité des différentes pièces, propagé dans tout le commutateur électrique. Des techniques et des règles de conception permettent de maîtriser ce bruit de commutation lors de la pression sur le balancier du commutateur électrique. Il est ainsi possible de réduire le bruit de commutation en évitant par exemple au maximum l'appui du contact fixe sur le bloc du commutateur électrique. En effet, lors du contact électrique la matière synthétique du bloc du commutateur a tendance à propager le bruit de commutation dans celui-ci. La présente invention a alors pour but de fournir un commutateur électrique ayant un bruit de commutation diminué par rapport aux commutateurs connus de l'art antérieur. Le dispositif proposé sera bien entendu de préférence conforme aux normes en vigueur et conservera les caractéristiques requises pour des applications domestiques ou industrielles. Avantageusement, il sera facile à mettre en oeuvre et aura un coût de fabrication compétitif. A cet effet, la présente invention propose un commutateur électrique comprenant un bloc de commutation électrique, un support de contact fixe, un contact fixe, un support de contact mobile et un contact mobile. Selon la présente invention, ce commutateur électrique comporte au moins un élément absorbant placé entre le premier support de contact fixe et le bloc de commutation électrique. Ainsi, le bruit de commutation est diminué par la présence de l'élément absorbant entre le support de contact fixe et le bloc de commutation électrique lors d'un actionnement du commutateur électrique par un utilisateur. Une forme avantageuse de réalisation de l'invention prévoit qu'au moins deux éléments absorbants sont placés entre le support de contact fixe et le bloc de commutation électrique. De la sorte, le bruit de commutation à travers le bloc de commutation électrique est fortement diminué, améliorant ainsi le confort acoustique pour l'utilisateur. En plus du positionnement des éléments absorbants, la nature du matériau constituant les éléments absorbants conditionne également les performances acoustiques d'un tel dispositif. A cet effet, les éléments absorbants sont préférentiellement constitués d'un matériau à base d'élastomère. De même, on prévoit avantageusement d'avoir un bloc de commutateur électrique réalisé en matière synthétique. Dans le but d'éviter au maximum les contacts entre le bloc de commutation électrique et le(s) support(s) de contact fixe, les éléments absorbants sont par exemple portés par un support et présentent avantageusement une surépaisseur par rapport à leur support. Avantageusement, il est d'autre part possible de concevoir différents types de commutateurs selon les besoins des utilisateurs. Ainsi le commutateur électrique peut être sous forme d'un interrupteur, d'un bouton-poussoir ou bien d'un va-et-vient. Des détails et avantages de la présente invention apparaitront mieux 3012 911 3 dans la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel : La Figure 1 est une vue en coupe transversale d'un commutateur électrique selon la présente invention, 5 La Figure 2 est une vue isométrique de détail selon une variante de réalisation de l'invention, La Figure 3 est une vue isométrique de détail de la Figure 1, La Figure 4 est une vue en coupe transversale de détail selon une variante de réalisation de la présente invention, 10 La Figure 5 est une vue en coupe transversale de détail d'une autre variante de réalisation de la présente invention, et La Figure 6 est une autre vue de détail en coupe transversale présentant une dernière variante de réalisation de la présente invention. La Figure 1 illustre très schématiquement un commutateur électrique 1 15 de type va-et-vient selon la présente invention. Le commutateur électrique 1 comprend un bloc de commutateur électrique 2, un premier support de contact fixe 4, un second support de contact fixe 6, un premier contact fixe 8, un second contact fixe 10, un support de contacts mobiles 12, un premier contact mobile 14, un second contact mobile 16 et un balancier 18. 20 Le bloc de commutation électrique 2 est caractérisé par une face avant nommée F1 et une face arrière F2 opposée à la face avant F1 (Figure 1). Il est de forme parallélépipédique allongée et est composé d'une seule pièce en matière synthétique. Il peut être réalisé par moulage pour répondre aux objectifs de qualité ainsi que de coût de fabrication. 25 Le bloc de commutation électrique 2 peut être installé dans une boite d'appareillage électrique déjà encastrée dans une cloison sèche afin de le rendre solidaire avec ladite cloison sèche à travers la boite d'appareillage (non représentée sur les Figures). Des raccordements électriques entre le bloc de commutation électrique 2 et un objet à commander (non représentés sur les 30 Figures) s'effectuent préférentiellement par la face arrière F2 du bloc de commutation électrique 2. Pour ce faire, un premier fil vient ainsi s'insérer dans un premier logement spécifique 20 et un second fil vient s'insérer dans un second logement spécifique 22. Il est à noter que d'autres logements (non représenté sur les Figures) peuvent exister en fonction du type de commutateur électrique 1 utilisé. Le premier logement spécifique 20 et le second logement spécifique 22 sont sensiblement inclinés par rapport à la face arrière F2 du bloc de commutateur électrique 2. Le bloc de commutation électrique 2 comporte également une rainure 26 (Figure 1). Les dimensions de ladite rainure 26 sont adaptées pour recevoir une première languette 24. L'assemblage entre la rainure 26 et la première languette 24 sera décrit plus en détail dans la suite de la description. Le support de contact fixe 4 (Figure 1) est de nature et de forme adaptée pour permettre la continuité électrique entre le contact fixe 8 et le premier logement 20 du commutateur électrique 1 lors par exemple d'une pression sur le balancier 18 par l'utilisateur. Pour ce faire, le support de contact fixe 4 est en un matériau conducteur électriquement par exemple en laiton. Le support de contact fixe 4 comporte deux parties. Une première partie 41 de forme parallélépipédique est adaptée pour recevoir à travers le premier logement spécifique 20 le premier fil provenant du luminaire par exemple. Une seconde partie 42 en forme de languette est reliée à la première partie 41 du support de contact fixe 4 et forme un angle aigu avec un des cotés de la première partie 41. Le support de contact fixe 4 peut être réalisé par emboutissage et par pliage. Le support de contact fixe 4 peut être rendu solidaire au bloc de commutateur électrique 2 lors de la fabrication de ce dernier par un procédé de moulage par exemple. Cependant, dans un autre exemple d'assemblage du commutateur électrique 1, le support de contact fixe 4 peut être clipsé dans un emplacement prévu à cet effet dans le bloc de commutateur électrique 2. Dans la forme de réalisation représentée, les caractéristiques du support de contact fixe 6 sont identiques par symétrie aux caractéristiques du support de contact fixe 4. Le premier contact fixe 8, le second contact fixe 10, le premier contact mobile 14 et le second contact mobile 16 sont réalisés à l'aide de grains d'argent comme présenté sur la Figure 1. Par exemple, le grain d'argent du premier contact fixe 8 est soudé ou serti sur le support de contact fixe 4 et plus spécialement sur la seconde partie 42 du support de contact fixe 4. De même, le grain d'argent du premier contact mobile 14 est fixé au support de contact mobile 12 en utilisant également une technique de sertissage ou de soudure. L'utilisation de grains d'argent permet ainsi de respecter les contraintes normatives en termes de chute de tension, d'échauffement et de fiabilité pour de tels contacts. Le support de contacts mobiles 12 est placé au dessus du contact fixe 8 et du contact fixe 10. Le support de contacts mobiles 12 est préférentiellement symétrique selon un axe A-A'. Dans un souci de maîtrise des coûts de fabrication d'une telle pièce, le support de contacts mobiles 12 est composé de deux parties : une partie inférieure 121 et une partie supérieure 122 comme présenté sur la Figure 1. La partie inférieure 121 est constituée d'un matériau électriquement conducteur tel du laiton. L'utilisation du laiton, dont la résistivité est relativement faible, permet une maîtrise de l'échauffement grâce à une diminution des pertes et par là même une augmentation de la durée de vie du commutateur électrique 1. La partie inférieure 121 est dans un exemple de réalisation de forme approximativement plane avec une légère déformation vers le haut selon un axe Y (Figure 1). La partie inférieure 121 est préférentiellement symétrique selon l'axe A-A'. Son épaisseur et sa longueur sont adaptées pour permettre la mise en contact d'une part du contact fixe 8 avec le contact mobile 14 et d'autre part du contact fixe 10 avec le contact mobile 16 lors d'une pression du balancier 18 par l'utilisateur dans le cas d'un commutateur électrique 1 de type va-et-vient comme présenté sur la Figure 1. La partie inférieure 121 comprend un orifice 123 placé au niveau de l'axe de symétrie A-A' de dimensions adaptées pour recevoir la première languette 24 qui est positionnée d'un coté dans la rainure 26 du bloc de commutateur électrique 2 et de l'autre coté dans l'orifice 123 de la partie inférieure 121 permettant ainsi un mouvement de balancier perpendiculaire au plan de la Figure lors de l'activation du commutateur électrique 1 (Figure 1). La partie supérieure 122 est symétrique selon l'axe A-A' et possède un enfoncement 124 situé sur ledit axe de symétrie et apte à accueillir une seconde languette 181 du balancier 18. La partie supérieure 122 est fixée à la partie inférieure 121 par sertissage par exemple. Le balancier 18 est préférentiellement en matière synthétique et est lié au bloc de commutateur électrique 2 du commutateur électrique 1 par un axe de rotation (non représenté sur les Figures). Lors d'une pression sur le balancier 18 par l'utilisateur, le balancier 18 effectue un mouvement de bascule entre une première position et une seconde position autour de son axe de rotation. Ce mouvement du balancier 18 entraîne avec lui le support de contacts mobiles 12. Comme expliqué précédement la première languette 24 est adaptée pour permettre le mouvement de balancier du support de contacts mobiles 12 selon un axe de rotation Z. Comme illustré sur la figure 2, le support de contacts mobiles 12 est porté par un ensemble comprenant la première languette 24, un bornier 240 avec une cage 242 et un logement 244. Le bornier 240 est destiné à réaliser la continuité électrique entre un fil introduit dans le logement 244 et la première languette 24. L'ensemble est un ensemble métallique, par exemple en laiton. La forme géométrique de la cage 242 est préférentiellement semblable à celles des premières parties 42 et 62 des supports de contacts fixes 4 et 6. Le bornier 240 peut être réalisé par découpe et pliage d'une tôle. La première languette 24 comme présentée sur la Figure 2 est de forme adaptée pour être insérée dans la rainure 26. Comme expliqué précédement, lors d'une pression sur le balancier 18 par l'utilisateur, le balancier 18 effectue un mouvement de bascule d'une première position à une seconde position. Le mouvement de bascule du balancier 18 est transmis au support de contacts mobiles 12 via la seconde languette 181 ce qui provoque la mise en contact ou la rupture de contact électrique entre par exemple le contact mobile 14 et le contact fixe 8. Un bruit de commutation apparait lors du passage de la première position à la seconde position et inversement. Ce bruit de commutation de nature mécanique est principalement lié au choc mécanique des grains d'argent à l'intérieur du commutateur électrique 1 en fin de passage d'une position de commutation à une autre. Pour atténuer ce bruit de commutation, il est proposé selon la présente invention de disposer au moins un élément absorbant 28 entre le bloc de commutateur électrique 2 et le support de contact fixe 4. Un autre élément absorbant 30 est placé entre le bloc de commutation électrique 2 et le support de contact fixe 6. Dans la suite de la description seul l'élément absorbant 28 sera décrit, l'élément absorbant 30 étant similaire et disposé symétriquement dans le bloc de commutateur électrique 2. L'élément absorbant 28 (Figure 3) comporte une première partie 281 permettant l'assemblage de l'élément absorbant 28 au bloc de commutateur électrique 2 (Figure 3) et une seconde partie 282 permettant d'absorber grâce à sa proximité avec la seconde partie 42 du support de contact fixe 4 le bruit de commutation lors de l'actionnement du commutateur électrique 1 par l'utilisateur. Afin de fixer l'élément absorbant 28 au bloc de commutateur électrique 2, ce dernier comprend un premier support de fixation 32 placé dans l'angle aigu formé par la première partie 41 et la seconde partie 42 du support de contact fixe 4. Ce premier support de fixation 32 est de dimensions et de formes adaptées pour permettre le logement de la première partie 281 de l'élément absorbant 28. Le support de fixation 32 est en un matériau de même nature que le bloc de commutateur électrique 2 et ne forme avantageusement qu'un seul élément avec lui. Différents modes d'assemblage peuvent être utilisés pour fixer l'élément absorbant 28 au support de fixation 32 du bloc de commutateur électrique 2. Par exemple, un procédé d'assemblage mécanique de type queue d'aronde peut être utilisé. Ce procédé permet l'assemblage des deux pièces, c'est-à-dire du support de fixation 32 du bloc de commutateur électrique 2 et de la première partie 281 de l'élément absorbant 28. On peut également envisager de venir former l'élément absorbant 28 par surmoulage du support de fixation 32. La seconde partie 282 de l'élément absorbant 28 est située de par la fixation de l'élément absorbant 28 sur le premier support de fixation 32 sous la seconde partie 42 du support de contact fixe 4 (Figure 3). La seconde partie 282 doit être placée préférentiellement au plus proche de la zone de fixation du contact fixe 8 sur la seconde partie 42 afin d'atténuer au maximum le bruit de commutation. La seconde partie 282 de l'élément absorbant 28 est préférentiellement de forme cylindrique avec un diamètre inférieur ou égal à la largeur de la seconde partie 42 du support de contact fixe 4 qui est en forme de languette. La mise en contact direct entre les deux éléments permet ainsi de maîtriser la propagation du bruit de commutation lors de l'activation du commutateur électrique 1. L'épaisseur de la seconde partie 282 de l'élément absorbant 28 est adaptée pour atténuer suffisamment le bruit de commutation. Un matériau de type élastomère compatible avec le cahier des charges du commutateur électrique 1 peut être utilisé pour fabriquer l'élément absorbant 28. Cependant, d'autres matériaux avec une qualité d'isolation acoustique connu de l'homme de l'art, compatible avec le commutateur électrique 1 et respectant les normes en vigueur peuvent être utilisés. Un autre exemple de réalisation selon l'invention est proposé sur la Figure 4. Dans cet exemple, un élément absorbant 29 est disposé entre le bloc de commutateur électrique 2 et le support de contact fixe 4. Un autre élément absorbant 31 est placé entre le bloc de commutation électrique 2 et le support de contact fixe 6 (Figure 4). L'élément absorbant 29 comporte une première partie 291 permettant l'assemblage de l'élément absorbant 29 au support de fixation (32) du bloc de commutation électrique 2 (Figure 4) et une seconde partie 292 permettant d'absorber grâce à sa proximité avec la seconde partie 42 du support de contact fixe 4 le bruit de commutation lors de l'actionnement du commutateur électrique 1 par l'utilisateur. La première partie 291 de l'élément absorbant 29 est de forme adaptée pour permettre la fixation de l'élément absorbant 29 au bloc de commutation électrique 2 à l'aide du premier support de fixation 32. La première partie 291 présente une forme parallélépipédique avec un rétrécissement en son centre lui permet d'être réalisée par exemple par un procédé de type injection ou surmoulage. Ces techniques pour fixer l'élément absorbant 29 au bloc de commutation électrique 2 permettent avantageusement de diminuer les coûts d'assemblage d'un tel commutateur et également améliore la fiabilité et l'efficacité d'un tel dispositif. 3012 911 9 Les caractéristiques de positionnement de la partie inférieure 291 de l'élément absorbant 29 sur le premier support de fixation 32 sont identiques à celles du mode de réalisation précédent correspondant à l'élément absorbant 28. 5 La partie supérieure 292 de l'élément absorbant 29 présente une forme avec les mêmes caractéristiques que celles énoncées pour la partie supérieure 282 de l'élément absorbant 28. La matière qui constitue l'élément absorbant 29 est de type élastomère. Il est à noter que l'élément absorbant 31 est similaire à l'élément absorbant 29 et est disposé symétriquement à celui-ci dans le bloc de 10 commutateur électrique 2. Dans un autre exemple de réalisation (Figure 5), il est proposé de disposer un élément absorbant 34 et un autre élément absorbant 36 à chacune des extrémités libres du support de contact fixe 4 et du support de contact fixe 6. L'élément absorbant 34 est ainsi placé entre le support de contact fixe 4 et le 15 bloc de commutation électrique 2 au plus près du contact fixe 8. De même, l'élément absorbant 36 est placé entre le support de contact fixe 6 et le bloc de commutation électrique 2 au plus près du contact fixe 10. Avantageusement, ce mode de réalisation de l'invention permet d'atténuer le bruit de commutation lors de l'activation du commutateur électrique 1 grâce à une diminution de la 20 propagation du bruit de commutation à travers le bloc de commutation électrique 2 et par là même à travers le commutateur électrique 1. L'élément absorbant 34 est préférentiellement de forme adaptée à la largeur de la seconde partie 42 du support de contact fixe 4. De plus, l'élément absorbant 34 a une épaisseur suffisante pour éviter lors de l'actionnement du 25 commutateur électrique 1 que la seconde partie 42 ne touche le support de fixation 32. L'élément absorbant 34 peut être collé au bloc de commutateur électrique 2, ou bien il peut être clipsé ou bien surmoulé à celui-ci par exemple. D'autres types de fixation connus de l'homme de l'art et compatibles avec le procédé de fabrication du commutateur électrique 1, par exemple un 30 surmoulage, peuvent également être utilisés. L'élément absorbant 34 et l'élément absorbant 36 sont par exemple réalisés dans un élastomère. Il est à noter que l'élément absorbant 36 est similaire à l'élément 3012 911 10 absorbant 34 et disposé de manière symétrique à celui-ci. Dans un autre exemple de réalisation (Figure 6), il est utilisé en combinaison les deux modes de réalisation précédement décrits. L'élément absorbant 29, l'élément absorbant 31, l'élément absorbant 34 et l'élément 5 absorbant 36 sont ainsi utilisés en combinaison afin d'optimiser l'isolation acoustique du commutateur électrique 1. Ainsi, l'isolation acoustique devient très performante et le bruit de commutation est très atténué. En effet, grâce au positionnement par exemple de l'élément absorbant 29 et de l'élément absorbant 34 placés de part et d'autre du contact fixe 8 sous la seconde partie 10 42 du support de contact fixe 4 : le bruit de commutation est très fortement atténué car il ne peut être transmis au bloc de commutation électrique 2. Les dimensions ainsi que la nature du matériau utilisé pour l'élément absorbant 29, l'élément absorbant 31, l'élément absorbant 34 et l'élément absorbant 36 sont identiques aux modes de réalisation précédement décrits et 15 ne seront pas repris ici. La présente invention permet ainsi la réalisation d'un commutateur électrique 1 avec un bruit de commutation sensiblement atténué par rapport aux commutateurs connus de l'art antérieur grâce à la présence des éléments absorbants 29, 31, 34 et 36. En outre, les procédés de fabrication ainsi que 20 d'assemblage proposés ici sont compatibles avec la plupart des procédés de réalisation de commutateurs électriques. De plus, lesdits modes de réalisation de l'invention permettent d'obtenir un commutateur électrique 1 avec un bruit de commutation très faible sans augmenter de manière significative le coût de production d'un tel produit. 25 L'invention a été décrite dans un exemple de commutateur électrique de type va-et-vient. Cependant l'invention n'est pas exclusivement restreinte à ce type de commutateur électrique, d'autres types de commutateurs électriques comme par exemple des commutateurs électriques de type interrupteur unipolaire, bipolaire, double commutateurs électriques de type va- 30 et-vient, ou des commutateurs électrique de type bouton-poussoir peuvent être concernés par l'invention. La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs et aux formes représentées sur le dessin et aux autres variantes évoquées mais elle concerne toute forme de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATIONS1. Commutateur électrique (1) comprenant un bloc de commutation électrique (2), un support de contact fixe (4, 6), un contact fixe (8, 10), un support de contact mobile (12) et un contact mobile (14, 16), caractérisé en ce qu'au moins un élément absorbant (28, 30 ; 29, 31 ; 34, 36) est placé entre le support de contact fixe (4, 6) et le bloc de commutation électrique (2). 2. Commutateur électrique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins deux éléments absorbants (28, 30 ; 29, 31 ; 34, 36) sont placés entre le support de contact fixe (4, 6) et le bloc de commutation électrique (2). 3. Commutateur électrique (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le bloc de commutation électrique (2) est en matière synthétique. 4. Commutateur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments absorbants (28, 30 ; 29, 31 ; 34, 36) sont constitués dans un matériau à base d'élastomère. 5. Commutateur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments absorbants (28, 30 ; 29, 31 ; 34, 36) sont portés par un support (2, 32) et présentent une surépaisseur par rapport à leur support. 6. Commutateur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le commutateur électrique (1) est un interrupteur. 7. Commutateur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le commutateur électrique (1) est un bouton poussoir. 8. Commutateur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le commutateur électrique (1) est un interrupteur va-et-vient.