Brevet FR3086795A1 — publié le 20200403

. INTERRUPTEUR COMPRENANT UN ACTIONNEUR DEFORMABLE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un interrupteur comprenant un actionneur déformable, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel interrupteur. ETAT DE LA TECHNIQUE Les interrupteurs pour machine industrielle sont largement répandus dans l'industrie. Ils sont reliés au système de contrôle de la machine, et permettent à un opérateur d'interagir avec le système de contrôle, notamment pour arrêter le fonctionnement de la machine dans le cas d'un interrupteur d'arrêt d'urgence par exemple. Il existe différents mécanismes d'actionnement d'un interrupteur (actionneur à bascule, actionneur à molette, membrane déformable, etc.). Un type particulier d'interrupteur comprend un corps d'interrupteur, appelé « canon », surmonté d'un actionneur configuré pour se déformer lorsqu'il est sollicité par un opérateur. Lorsque l'opérateur appuie sur l'actionneur de l'interrupteur, l'actionneur se déforme en s'enfonçant dans le canon. Une instruction correspondant à la fonction de l'interrupteur est envoyée au système de contrôle qui commande alors les différents organes effecteurs de la machine en fonction de l'instruction reçue. L'actionneur comprend généralement un motif, tel qu'un mot, une partie de mot ou un symbole permettant d'identifier sa fonction, tel que le mot « STOP » dans le cas d'un interrupteur d'arrêt d'urgence par exemple. Ce motif peut être réalisé sur la face exposée de l'actionneur, c'est-à-dire la face sur laquelle vient appuyer l'opérateur. Par exemple, le motif peut être tampographié ou sérigraphié. De manière alternative, l'actionneur est recouvert d'une couche de peinture puis la peinture est retirée localement par gravure laser pour former le motif. Un tel actionneur doit répondre à un certain nombre de spécifications techniques, telles que la tenue à la rayure, la résistance à l'abrasion, la résistance à une attaque chimique, afin de garantir le maintien de son intégrité au long de son utilisation. Or, selon les cahiers des charges imposés, certaines de ces spécifications sont difficiles à respecter, induisant un risque d'endommagement ou d'effacement progressif du motif, ce qui entraîne une diminution de sa lisibilité. 2 BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer un interrupteur permettant de surmonter les inconvénients décrits précédemment. A cette fin, l'invention concerne un interrupteur comprenant un canon et un 5 actionneur solidaire du canon, l'actionneur étant adapté pour se déformer sous une action d'un utilisateur. L'interrupteur est principalement caractérisé en ce que l'actionneur comprend un corps d'actionneur et un film transparent ou translucide qui recouvre le corps d'actionneur, ledit film ayant une face interne en contact avec le corps d'actionneur, et une face externe opposée à la face interne, ledit film étant déformable avec le corps 10 d'actionneur, et en ce que le film comprend un motif visuel sur sa face interne et visible à travers sa face externe. Le motif est réalisé sur la face interne du film. Il est visible par l'opérateur à travers la matière transparente ou translucide du film. Le film peut être « transparent » en ce qu'il laisse passer la lumière et permet à l'opérateur de distinguer les éléments situés de 15 l'autre côté du film par rapport à lui, ou bien « translucide » en ce qu'il laisse passer la lumière sans toutefois permettre à l'opérateur de distinguer les éléments situés de l'autre côté du film par rapport à lui. Le motif sur la face interne du film est visible par l'utilisateur qui regarde le film depuis sa face exposée, et ce que le film soit transparent ou qu'il soit translucide. 20 La réalisation du motif sur la face interne du film permet d'éviter tout contact entre l'opérateur et le motif. L'intégrité physique du motif est ainsi préservée lors de l'utilisation de l'interrupteur, et ce pendant toute la durée de vie du film. Selon d'autres aspects, l'interrupteur présente les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon leurs combinaisons techniquement possibles : 25 - le corps d'actionneur est surmoulé entre le canon et le film. Le surmoulage est relativement simple à mettre en oeuvre à l'échelle industrielle, et le corps d'actionneur obtenu épouse la forme du film sus-jacent, ce qui permet au corps d'actionneur et au film de se déformer de manière solidaire lors que l'opérateur appuie sur l'actionneur ; 30 - le motif visuel est un motif sérigraphié sur la face interne du film. La sérigraphie présente l'avantage d'être à la fois rapide à mettre en oeuvre et de représenter un coût financier relativement faible comparé à d'autres techniques, telles que l'impression par jet d'encre, la vaporisation, ou encore le tamponnage ; - le corps d'actionneur est fabriqué dans un matériau élastomère thermoplastique 35 injectable, tel que par exemple un polyuréthane thermoplastique (TPU), ou un copolymère styrène-éthylène-butylène-styrène (SEBS). Ces élastomères possèdent des propriétés élastiques particulièrement adaptées à leur utilisation 3 dans un actionneur d'interrupteur, en plus d'être injectables ce qui rend possible la fabrication du corps d'actionneur par injection-moulage ; - le film est fabriqué dans un matériau polymère thermoplastique, tel que par exemple un polyuréthane (PU). Ces polymères thermoplastiques confèrent au 5 film une bonne tenue mécanique afin de protéger le corps d'actionneur de l'environnement extérieur, tout en préservant la souplesse du film. L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'un interrupteur tel que décrit précédemment, principalement caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 10 - la fourniture d'un film déformable transparent ou translucide, et d'un canon d'interrupteur, - le positionnement du film et du canon en regard l'un de l'autre dans un moule comprenant une empreinte de moulage du corps d'actionneur, - le surmoulage du corps d'actionneur sur le canon et le film par injection d'un 15 matériau polymère constitutif dudit corps d'actionneur dans le moule, afin de former l'actionneur. Le procédé de l'invention permet ainsi de former l'actionneur dans un moule, selon la technologie connue « in mold », mais diffère des procédés connus se basant sur cette technologie en ce que le corps d'actionneur est moulé sur une surface souple, qui est 20 celle du film. On obtient alors une bonne adhérence du film sur le corps d'actionneur. Selon d'autres aspects, le procédé présente les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon leurs combinaisons techniquement possibles : - le film est mis en forme préalablement au surmoulage du corps d'actionneur, de manière à ce que la forme dudit film corresponde à la forme de l'actionneur. 25 Ainsi, le corps d'actionneur prend directement la forme du film lors du surmoulage ; - le film est mis en forme par thermoformage ; - le procédé comprend en outre, préalablement à la mise en forme du film, la réalisation d'un motif visuel sur la face interne du film ; 30 - le motif visuel est réalisé par sérigraphie ; - le motif visuel est réalisé par gravure ; - le matériau polymère est injecté entre le canon et le film selon une direction latérale par rapport au canon ; - le matériau polymère constitutif du corps d'actionneur comprend un élastomère 35 thermoplastique injectable, tel que par exemple un polyuréthane thermoplastique (TPU), ou un copolymère styrène-éthylène-butylène-styrène (SEBS) ; - le matériau polymère constitutif du film comprend un polymère thermoplastique, tel que par exemple un polyuréthane (PU). 4 DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, en référence aux 5 figures annexées suivantes : - les figures 1A et 1B représentent des vues en coupe d'un interrupteur selon un mode de réalisation de l'invention, qui illustrent la déformation de l'actionneur lors d'une pression exercée par un opérateur sur ce dernier ; - la figure 2 représente une vue en plan d'un film en polymère thermoplastique dans 10 lequel est réalisé un motif ; - la figure 3 représente une vue en perspective d'un film mis en forme dans un outil de manière à former le profil de l'actionneur ; - les figures 4A, 4B, et 4C représentent des vues schématiques qui illustrent le surmoulage du corps d'actionneur sur le film et le canon de l'interrupteur ; 15 - la figure 5 représente une vue en coupe de côté de l'interrupteur pendant le détourage du film ; - la figure 6 représente en coupe d'un interrupteur obtenu après surmoulage du corps d'actionneur et détourage du film. 20 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Un mode de réalisation de l'interrupteur selon l'invention est représenté sur les figures 1A et 1B. En référence aux figures lA et 1B, l'interrupteur 100 comprend un canon 1 ainsi qu'un actionneur 2 déformable solidaire du canon. L'actionneur 2 comprend un corps 25 d'actionneur 20 monté sur le canon, ainsi qu'un film 21 qui recouvre le corps d'actionneur. Le canon 1 est un élément classique d'un interrupteur. Il constitue le corps de l'interrupteur, et sert de support à l'actionneur. Le canon 1 se présente sous la forme d'un corps cylindrique creux dont le volume interne 11 est délimité par une paroi latérale 10. Le volume interne 11 renferme des 30 éléments mécaniques et électroniques, non représentés, permettant à l'interrupteur de communiquer avec le système de contrôle d'une machine industrielle, de sorte que l'opérateur peut interagir avec le système de contrôle par pression ou relâchement de l'interrupteur. La base du canon est adaptée pour être reliée physiquement à la machine. Le 35 sommet du canon est avantageusement muni d'une bordure périphérique 12 permettant d'améliorer l'adhérence du corps d'actionneur 20 sur le canon 1. Le corps d'actionneur 20 est agencé entre et au contact du canon 1 et du film 21. De préférence, le corps d'actionneur est surmoulé entre le canon et le film. 5 Le corps d'actionneur 20 est creux et définit un volume interne 201 qui communique avec le volume interne 11 du canon. Il comprend une partie centrale 202 et une partie périphérique 203 agencée sur la périphérie du sommet du canon, en particulier sur la bordure 12 du canon. 5 Le corps d'actionneur 20 est souple et configuré pour se déformer de manière élastique par une pression exercée par l'opérateur, illustrée par la flèche F sur la figure 1B. En particulier, au moins la partie centrale 202 du corps d'actionneur est déformable, étant entendu que la pression de l'opérateur est exercée sur ladite partie centrale, lors de l'actionnement de l'interrupteur. 10 A cette fin, le corps d'actionneur 20 est de préférence fabriqué dans un matériau élastomère thermoplastique, et plus préférablement dans un matériau élastomère thermoplastique choisi parmi un polyuréthane thermoplastique (TPU), ou un copolymère styrène-éthylène-butylène-styrène (SEBS) Ces élastomères thermoplastiques ont l'avantage d'être souples et injectables, ce qui les rend particulièrement adapté à la 15 fabrication de l'interrupteur par injection-moulage du corps d'actionneur. Le corps d'actionneur 20 est de préférence bombé et courbé vers l'extérieur. Ceci permet de faciliter la déformation du corps d'actionneur, dont la courbure de la face externe s'inverse vers l'intérieur de l'interrupteur en direction du canon, tel que l'illustrent les figures lA et 1B. 20 Le film 21 est transparent ou translucide. Il est agencé sur et au contact du corps d'actionneur 20 de manière à ce que la face interne 210 du film recouvre la face externe du corps d'actionneur. La face externe 211 du film est exposée et configurée pour entrer en contact avec la main de l'utilisateur. Le film 21 comprend une partie centrale 212 qui recouvre la partie centrale 202 du corps d'actionneur, et une partie périphérique 213 qui 25 recouvre la partie périphérique 203 du corps d'actionneur. Ainsi, le film 21 épouse la forme du corps d'actionneur 20. En particulier, lorsque le corps d'actionneur est bombé, le film est également bombé. Le film 21 est souple et configuré pour se déformer avec le corps d'actionneur 20 par une pression exercée par l'opérateur, tout en protégeant le corps d'actionneur de 30 l'environnement extérieur, c'est-à-dire notamment des chocs, de l'abrasion, ou encore des produits chimiques. En particulier, au moins la partie centrale 212 du film est déformable, étant entendu que la pression de l'opérateur est exercée sur ladite partie centrale, lors de l'actionnement de l'interrupteur. A cette fin, le film 21 est de préférence fabriqué dans un matériau polymère 35 thermoplastique, qui est plus rigide que le matériau élastomère thermoplastique du corps d'actionneur, et plus préférablement dans un matériau polymère thermoplastique choisi parmi le polycarbonate (PC), l'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), un polyéthylène (PE) et un polyuréthane (PU). Ces polymères thermoplastiques confèrent au film une bonne 6 tenue mécanique afin de protéger le corps d'actionneur de l'environnement extérieur, tout en préservant la souplesse du film. Le film 21 est un film fin, dont l'épaisseur est de préférence comprise entre 150 pm et 300 pm, et de manière davantage préférée entre 200 pm et 250 pm. 5 Le film 21 comprend un motif visuel 214 sur sa surface interne 210. Ce motif est visible par l'opérateur, qui se trouve face à la face externe 211 du film, et voit le motif à travers ladite face externe, grâce à la nature transparente ou translucide du film. On précise que bien qu'un film translucide ne permette pas à l'opérateur de voir ce qui se trouve derrière le film, c'est-à-dire au-delà de la face interne du film, un tel film permet à 10 l'opérateur de voir le motif réalisé sur la face interne du film. Le motif 214 peut être par exemple un mot, une partie de mot, un symbole, un dessin, ou tout autre élément visuel permettant usuellement à l'opérateur de connaitre la fonction de l'interrupteur sans avoir à appuyer dessus. Dans le cas d'un interrupteur d'arrêt d'urgence, le motif peut par exemple consister en le mot « STOP », indiquant 15 clairement à l'opérateur que l'actionnement de l'interrupteur provoque l'arrêt de la machine. Le motif 214 est préférablement réalisé par sérigraphie, qui est une technique rapide à mettre en oeuvre et qui présente un coût financier relativement faible. Le motif peut être réalisé par toute autre technique appropriée, telles que par exemple l'impression par jet 20 d'encre, la vaporisation, le tamponnage, la gravure telle que la gravure laser ou chimique. La réalisation du motif 214 sur la face interne 211 du film permet d'isoler physiquement ledit motif de l'opérateur. En effet, lorsque l'opérateur appuie sur l'interrupteur, sa main contacte la face externe du film, ce qui préserve l'intégrité du motif de la face interne. Le motif est également protégé de l'environnement extérieur. En 25 particulier, le film assure l'étanchéité de l'interrupteur de sorte que de l'eau ou tout autre liquide tel qu'un produit ou une composition chimique ne peut traverser le film et n'atteint donc pas le motif, ni le corps d'actionneur, ni le volume interne du canon. En référence à la figure 1B, lorsque l'opérateur exerce une pression sur l'actionneur 2, sa main vient au contact de la surface externe 211 du film. Le film 21 et le corps 30 d'actionneur 20 se déforment de manière solidaire dans le sens de la force, illustré par la flèche F, vers l'intérieur de l'interrupteur en direction du canon 1. Les parties centrales 202, 212 du corps d'actionneur et du film présentent une courbure orientée vers l'intérieur de l'interrupteur en direction du canon, et le volume interne 201 du corps d'actionneur se réduit. 35 Lorsque l'opérateur relâche la pression, le corps d'actionneur 20 retourne dans sa position initiale illustrée sur la figure 1A du fait de son élasticité. Le retour du corps d'actionneur en position initiale entraine le retour solidaire du film 21 en position initiale. 7 L'interrupteur peut alors être actionné une nouvelle fois de la même manière que ce qui vient d'être décrit. Un mode de réalisation du procédé de fabrication de l'interrupteur 100 va maintenant être décrit en référence aux figures 2 à 6. 5 Une première étape du procédé consiste à fournir le film 21 et le canon 1. Selon un mode de réalisation, on réalise un motif sur l'une des faces du film qui constituera la face interne du film au sein de l'interrupteur. La figure 2 illustre un film en polymère thermoplastique dans lequel a été sérigraphié un symbole de trompette 214 sur la face interne. 10 Le film est ensuite mis en forme, de manière à ce que la forme du film corresponde à la forme de l'actionneur. Pour obtenir l'actionneur de la figure 1A, il s'agit de former un film creux et bombé. Le film peut être mis en forme par thermoformage dans un outil adapté à cet effet, comme l'illustre la figure 3. Sur le film 21 illustré, le symbole « AUX » a été sérigraphié sur 15 une face du film avant sa mise en forme. Le moule étant ouvert, le film 21 est ensuite positionné dans une première partie 31 du moule, comme l'illustre la figure 4A. Le canon 1 est inséré sur une seconde partie 32 du moule comprenant un canal d'injection 33, 34, comme l'illustre la figure 4B, de sorte que le canal d'injection débouche dans le volume interne 11 du canon, au voisinage de la 20 face interne 210 du film. Une fois positionnés dans le moule, après fermeture dudit moule, le film 21 et le canon 1 sont situés en regard l'un de l'autre, et définissent avec le moule une empreinte de moulage 30 du corps d'actionneur 20, comme l'illustre la figure 4C. Le matériau polymère est ensuite injecté depuis le canal d'injection dans l'empreinte 25 de moulage afin de surmouler le corps d'actionneur sur le canon et le film. Selon un mode de réalisation préféré, on procède à une injection latérale du polymère, de sorte que le polymère circule dans une première portion 34 du canal d'injection orthogonale ou oblique par rapport à l'axe de l'interrupteur, avant de circuler dans une seconde portion 33 du canal d'injection parallèle à l'axe de l'interrupteur. Le 30 positionnement de la première portion 34 le long de l'axe de l'interrupteur est ajusté de manière à réduire la longueur d'injection dans le moule, c'est-à-dire à minimiser le chemin de circulation du polymère avant d'atteindre l'empreinte 30 de moulage. Ceci permet de réduire le cisaillement du polymère contre les parois du canal d'injection et améliore l'homogénéité et la rapidité de remplissage de l'empreinte de moulage. 35 Selon une variante de ce mode de réalisation, on procède à une injection latérale du polymère directement au voisinage du film. Autrement dit, la première portion 34 du canal d'injection est située directement au voisinage du film. Ce faisant, la longueur d'injection 8 dans le moule est minimale, et le cisaillement est alors fortement réduit puisque présent uniquement au voisinage de l'empreinte de moulage. Une étape de détourage, illustrée sur la figure 5, permet de découper la périphérie du film non surmoulée sur le corps d'actionneur et d'obtenir en fin de procédé 5 l'interrupteur REVENDICATIONS1. Interrupteur (100) comprenant un canon (1) et un actionneur (2) solidaire du canon, l'actionneur étant adapté pour se déformer sous une action d'un utilisateur, caractérisé en ce que l'actionneur (2) comprend un corps d'actionneur (20) et un film (21) transparent ou translucide qui recouvre le corps d'actionneur, ledit film ayant une face interne (210) en contact avec le corps d'actionneur, et une face externe (211) opposée à la face interne, ledit film (21) étant déformable avec le corps d'actionneur (20), et en ce que le film (21) comprend un motif visuel (214) sur sa face interne (210) et visible à travers sa face externe (211). 2. Interrupteur (100) selon la revendication 1, dans lequel le corps d'actionneur (20) est surmoulé entre le canon (1) et le film (21). 3. Interrupteur (100) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le motif visuel (214) est un motif sérigraphié sur la face interne (210) du film. 4. Interrupteur (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le corps d'actionneur (20) est fabriqué dans un matériau élastomère thermoplastique injectable. 5. Interrupteur (100) selon la revendication 4, dans lequel le matériau élastomère thermoplastique injectable du corps d'actionneur (20) est choisi parmi : un polyuréthane thermoplastique (TPU), un copolymère styrène-éthylène-butylène-styrène 25 (SEBS). 6. Interrupteur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le film (21) est fabriqué dans un matériau polymère thermoplastique. 30 7. Interrupteur (100) selon la revendication 6, dans lequel le matériau polymère thermoplastique du film (21) comprend un polyuréthane (PU). 8. Procédé de fabrication d'un interrupteur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 35 la fourniture d'un film (21) déformable transparent ou translucide, et d'un canon (1) d'interrupteur, le positionnement du film (21) et du canon (1) en regard l'un de l'autre dans un moule (3) comprenant une empreinte (30) de moulage du corps d'actionneur (20), 10 le surmoulage du corps d'actionneur (20) sur le canon (1) et le film (21) par injection d'un matériau polymère constitutif dudit corps d'actionneur dans le moule, afin de former l'actionneur (2). 5 9. Procédé de fabrication selon la revendication 8, dans lequel le film (21) est mis en forme préalablement au surmoulage du corps d'actionneur (20), de manière à ce que la forme dudit film corresponde à la forme de l'actionneur. 10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, dans lequel le film (21) est 10 mis en forme par thermoformage. 11. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 9 ou 10, comprenant en outre, préalablement à la mise en forme du film (21), la réalisation d'un motif visuel (214) sur la face interne (210) du film. 15 12. Procédé de fabrication selon la revendication 11, dans lequel le motif visuel (214) est réalisé par sérigraphie. 13. Procédé de fabrication selon la revendication 11, dans lequel le motif visuel 20 est réalisé par gravure. 14. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, dans lequel le matériau polymère est injecté entre le canon (1) et le film (21) selon une direction latérale par rapport au canon. 15. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, dans lequel le matériau polymère constitutif du corps d'actionneur (20) comprend un élastomère thermoplastique injectable. 16. Procédé de fabrication selon la revendication 15, dans lequel l'élastomère thermoplastique injectable est choisi parmi : un polyuréthane thermoplastique (TPU), un copolymère styrène-éthylène-butylène-styrène (SEBS). 17. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau polymère constitutif du film (21) comprend un polymère thermoplastique. 11 18. Procédé de fabrication selon la revendication 17, dans lequel le polymère thermoplastique comprend un polyuréthane (PU).