EP0670579B1 - Dispositif de commutation pour ouvrir et fermer une ligne électrique - Google Patents
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- H01H50/646—Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact intermediate part making a resilient or flexible connection intermediate part being a blade spring
Description
La présente invention concerne un dispositif de commutation
pour ouvrir et fermer une ligne électrique, notamment un commutateur à
hautes fréquences apte à fonctionner aussi bien avec des signaux
continus, basses, moyennes ou hautes fréquences.
On connaít déjà des dispositifs de commutation pour ouvrir
et fermer une ligne électrique dans lesquels une pièce de contact, en
forme de lame, est supportée par un organe de manoeuvre mobile en
translation entre une position dans laquelle ladite pièce de contact
s'applique sur deux bornes de contact en fermant la ligne électrique,
et une position dans laquelle elle est écartée desdites bornes de
contact en ouvrant la ligne électrique.
Lors de ses mouvements de translation, la pièce de contact
est guidée par des tiges le long desquelles elle glisse, afin
d'assurer une bonne application de ladite pièce de contact contre les
bornes de contact.
Un tel guidage présente toutefois l'inconvénient que les
frottements qui s'exercent entre la pièce de contact et ses tiges de
guidage produisent des poussières qui peuvent se déposer sur les
surfaces de contact électrique et peuvent, à la longue, dégrader la
fiabilité du dispositif de commutation.
Du document DE-A-2 417 280, on connaít un commutateur pour
touche de clavier de machine à écrire électrique, dans lequel l'organe
de manoeuvre portant la pièce de contact est guidé par deux lames
flexibles parallèles qui sont encastrées dans un support fixe.
Dans un tel commutateur, les frottements sont évités.
Il se pose toutefois le problème que le support des deux
lames flexibles doit être décallé par rapport à l'axe de déplacement
de l'organe de manoeuvre, du fait de la longueur des lames qui doit
être suffisante pour que ces dernières présentent l'élasticité requise.
Un autre problème inhérent à ce commutateur connu provient
du fait que les lames flexibles, qui forment un parallélogramme,
guident l'organe de manoeuvre, non pas selon une direction
rigoureusement axiale, mais dans un mouvement de translation
circulaire.
De ce fait, la mise en contact de la pièce de contact sur la
borne de contact s'accompagne d'un léger glissement qui peut dégrader
la qualité du contact électrique.
La présente invention vise notamment à résoudre ces
problèmes.
La présente invention a pour objet un dispositif de
commutation pour ouvrir et fermer une ligne électrique, comportant
deux bornes de contact, un organe de manoeuvre comportant une pièce de
contact, apte à être déplacé axialement entre une position de
fermeture dans laquelle la pièce de contact s'applique simultanément
sur les deux bornes de contact en les reliant électriquement et une
position d'ouverture dans laquelle la pièce de contact est écartée
des deux bornes de contact, et deux lames flexibles parallèles
solidaires dudit organe de manoeuvre, caractérisé par le fait que la
partie centrale de chaque lame flexible est solidaire de l'organe de
manoeuvre et que chacune des extrémités de chaque lame flexible est
logée dans un berceau d'un support.
Conformément à l'invention, l'organe de manoeuvre se situe
dans la partie centrale de chaque lame flexible, c'est-à-dire dans la
partie des lames flexibles où leur amplitude de déformation est
maximale selon l'axe de déplacement de l'organe de manoeuvre.
Grâce à l'invention, le commutateur peut présenter un
encombrement réduit du fait que le support des lames flexibles peut
être centré par rapport à l'organe de manoeuvre, par exemple en étant
placé au dessus des deux bornes de contact du commutateur.
Ainsi, on peut réaliser un commutateur dont l'encombrement
en surface est limité sensiblement à un rectangle dont la longueur
correspond sensiblement à l'écartement de ses deux bornes de contact
et dont la largeur correspond sensiblement à celle de la pièce de
contact qui relie les deux bornes de contact.
De cette manière, on peut positionner côte-à-côte plusieurs
commutateurs selon l'invention sur une même carte de circuit imprimé.
En outre, le fait que, conformément à l'invention, les deux
lames flexibles soient logées à leurs extrémités dans un berceau d'un
support, et non encastrées, permet de créer une liaison pivot entre
le support et les extrémités des lames. Cette liaison pivot confère
une flexibilité accrue aux lames, sans que ces dernières n'aient à
présenter une longueur importante.
Le problème du déplacement axial de l'organe de manoeuvre
est également résolu grâce à l'invention, la symétrie de l'agencement
des deux lames par rapport à l'organe de manoeuvre assurant un guidage
rigoureusement axial de ce dernier, sans mouvement de translation
circulaire.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'organe
de manoeuvre est déplacé au moyen d'un actionneur à déplacement axial
qui agit sur au moins une lame flexible de commande, sensiblement
perpendiculaire à l'axe de déplacement de l'organe de manoeuvre, et
apte à transmettre à ce dernier les mouvements de l'actionneur.
L'interposition d'une lame flexible de commande entre
l'actionneur et l'organe de manoeuvre présente l'avantage qu'une
éventuelle différence de débattement axial entre l'actionneur et
l'organe de manoeuvre peut être compensée par une déformation de la
lame flexible de commande.
En effet, si l'actionneur transmettait à l'organe de
manoeuvre un déplacement axial sur une course plus importante que la
longueur qui sépare sa position d'ouverture et sa position de
fermeture, il pourrait s'ensuivre une détérioration de l'organe de
manoeuvre ou de l'actionneur.
Inversement, si l'actionneur transmettait à l'organe de
manoeuvre un déplacement d'amplitude trop faible, il pourrait
s'ensuivre une mauvaise application de la pièce de contact sur les
bornes de contact et une fermeture imparfaite de la ligne électrique.
Grâce à la présence d'une lame flexible de commande entre
l'actionneur et l'organe de manoeuvre, on peut délibérément utiliser
un actionneur qui présente un débattement axial trop grand par rapport
à la longueur que doit parcourir l'organe de manoeuvre, de manière à
garantir que ledit organe de manoeuvre soit déplacé sur une longueur
suffisante pour assurer un bon contact électrique, tout en préservant
l'organe de manoeuvre et l'actionneur de tout risque de détérioration.
Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en
décrire maintenant un mode de réalisation donné à titre d'exemple non
limitatif en référence au dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 représente en perspective un dispositif de commutation selon un mode de réalisation de l'invention, en position ouverte.
- la figure 2 est une vue en coupe selon II-II de la figure 1,
- la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, en position fermée.
- la figure 4 représente en perspective un détail de la figure 1,
- la figure 5 est une vue en perspective et de dessous de la pièce de contact et du poussoir des deux dispositifs illustrés, et
- la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, après assemblage de la pièce de contact et du poussoir.
Le dispositif de commutation représenté sur le dessin
comporte un organe de manoeuvre 1 qui comprend une pièce de contact 2,
électriquement conductrice, et un poussoir 3, électriquement isolant.
Le poussoir 3 est sensiblement cylindrique, tandis que la
pièce de contact 2 se présente sous la forme d'une lame métallique
sensiblement rectangulaire.
La pièce de contact 2 est apte à venir s'appliquer
simultanément sur deux bornes de contact 4, 5 qui présentent des
surfaces de contact 4a, 5a, situées dans un même plan parallèle à
la pièce de contact 2.
Ainsi qu'on le voit clairement sur les vues en coupe des
figures 2 et 3, les bornes de contact 4 et 5 se situent chacune dans
un logement ménagé à cet effet dans un corps conducteur 6, à distance
de la paroi du logement, lesdites bornes étant isolées électriquement
dudit corps. Le corps conducteur 6 comporte une plaque de fermeture 7
électriquement conductrice dans laquelle est ménagé un orifice 7a
permettant le passage du poussoir 3.
La ligne électrique constituée par les deux bornes de
contact 4, 5 et la pièce de contact 2 est ainsi protégée vis-à-vis de
tout rayonnement électromagnétique extérieur au dispositif de
commutation.
Conformément à l'invention, l'organe de manoeuvre 1 est
solidaire de deux lames flexibles parallèles 8 et 9, dont la forme
générale de losange est visible sur la figure 1.
Chaque lame flexible est retenue à chacune de ses extrémités
8a, 9a dans un berceau d'un support 10.
Le support 10 comporte quatre bras parallèles 10a dont
chacun comporte un berceau 10b apte à recevoir l'extrémité 8a,
9a d'une lame flexible 8, 9, ladite extrémité étant simplement posée
dans le berceau où elle est immobilisée du fait que ses dimensions
sont très légèrement inférieures à celles du berceau.
Toutefois, chaque extrémité 8a, 9a est libre de sortir
du berceau 10b dans lequel elle est logée.
On voit clairement, sur les vues en coupe des figures 2 et
3, que les deux lames flexibles 8, 9 constituent, de part et d'autre
du poussoir 3, les deux côtés opposés d'un parallélogramme dont le
poussoir 3 constitue un troisième côté.
On comprend qu'en étant ainsi supporté par les lames 8 et 9,
le poussoir 3 ne peut se déplacer que selon un mouvement de
translation axiale au cours duquel les lames flexibles 8, 9
fléchissent en demeurant parallèles entre elles.
Il apparaít en outre clairement, notamment sur les figures 2
et 3, que l'encombrement du commutateur se limite sensiblement à
l'écartement des deux bornes de contact, le support 10 étant centré
par rapport au poussoir 3.
La figure 2 représente le dispositif de commutation dans la
position ouverte de l'organe de manoeuvre, la pièce de contact 2 étant
écartée des bornes de contact 4 et 5.
Dans la position du dispositif de commutation représentée
sur la figure 3, le poussoir 3 se trouve dans la position de fermeture
de l'organe de manoeuvre, la pièce de contact 2 venant s'appliquer
contre les deux bornes de contact 4 et 5.
Dans ce mode de réalisation, les lames flexibles 8, 9
présentent une cambrure naturelle qui correspond à celle représentée
sur la figure 2.
De cette manière, les lames flexibles 8, 9 exercent en
permanence sur le poussoir 3 une force dirigée selon son axe de
déplacement dans le sens indiqué par la flèche 11 sur la figure 2.
Le poussoir 3 répercute cette force à la pièce de contact 2
qui se trouve ainsi convenablement appliquée contre la plaque de
fermeture 7.
Ainsi, on évite que la pièce de contact 2 ne réalise un
couplage entre les bornes de contact 4 et 5 en position ouverte de
l'organe de manoeuvre.
La figure 4 représente un exemple de structure permettant de
solidariser les lames flexibles 8, 9 au poussoir 3.
Il s'agit d'une entretoise cylindrique 12, qui est destinée
à venir se placer entre les lames 8 et 9, et d'une douille cylindrique
ouverte 13.
L'ouverture de la douille 13 doit être suffisamment grande
pour permettre l'engagement de celle-ci, par un mouvement de
translation radiale, sur la partie supérieure du poussoir 3.
Une nervure interne 14 de la douille 13 est susceptible, par
rotation de la douille 13, de venir coopérer avec une rainure 15
prévue sur le poussoir 3.
Du fait que les lames cambrées 8, 9 repoussent le poussoir
3 en permanence selon la flèche 11, il n'est pas utile de prévoir une
butée entre la partie inférieure du poussoir 3 et la lame 9, la pièce
de contact 2 remplissant cette fonction de butée en s'appliquant
contre la plaque de fermeture 7.
Dans cette partie du poussoir 3 située au voisinage de la
plaque de fermeture 7, une membrane annulaire souple 16 réalise une
étanchéité entre le poussoir 3 et la plaque de fermeture 7.
Ainsi, non seulement le dispositif de commutation ne
comporte aucune pièce qui serait susceptible de produire des
poussières par frottement contre une autre pièce, mais en outre, la
membrane 16 procure une protection des parties de contact du
dispositif contre d'éventuelles poussières qui pourraient provenir de
l'extérieur et pénétrer dans le boítier 6 par l'orifice 7a.
Un actionneur 17, par exemple électromagnétique, est
susceptible de se déplacer selon un axe parallèle à celui du
poussoir 3.
Une lame de commande 18, solidaire à l'une de ses extrémités
d'un support 19 schématiquement représenté, traverse l'extrémité 17a
de l'actionneur 17.
L'autre extrémité de la lame de commande 18 se situe au
voisinage de l'extrémité libre du poussoir 3.
On comprend que la lame de commande 18 est susceptible de
transmettre au poussoir 3 les mouvements de translation de
l'actionneur 17 qui sont dirigés selon la flèche 20 indiquée sur la
figure 3, pour amener l'organe de manoeuvre 1 dans sa position de
fermeture.
Inversement, lorsque l'actionneur 17 se déplace selon la
flèche 21 indiquée sur la figure 2, la lame de commande 18 libère le
poussoir 3 et s'en écarte légèrement pour permettre aux lames
flexibles précambrées 8, 9 de ramener l'organe de manoeuvre 1 dans
sa position d'ouverture.
Comme déjà expliqué plus haut, la présence de la lame de
commande 18 permet d'utiliser un actionneur 17 dont le débattement
axial est légèrement trop grand par rapport à celui de l'organe de
manoeuvre 1, ce qui permet de garantir un contact optimal entre les
bornes de contact 4, 5 et la pièce de contact 2.
Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, on peut
noter que l'utilisation de lames flexibles permet d'orienter
convenablement la pièce de contact 2 par rapport aux bornes de contact
4 et 5.
En effet, comme illustré aux figures 5 et 6, qui
représentent le poussoir 3 et la pièce de contact 2 vus de dessous par
rapport aux figures précédentes, une fente rectangulaire 22 est
découpée dans la partie centrale de la pièce de contact 2 tandis qu'un
tenon 23 de forme correspondante est prévu à l'extrémité du poussoir 3.
Après engagement du tenon 23 dans la fente 22, on écrase le
tenon 23, par exemple à l'aide d'un outil vibrant à haute fréquence,
pour solidariser la pièce de contact 2 et le poussoir 3, comme
illustré à la figure 7.
On prévoit également une liaison antirotation entre le
poussoir 3 et les lames flexibles, comme visible sur la figure 1, en
donnant au poussoir une section de forme sensiblement rectangulaire au
moins dans sa partie de liaison avec les lames flexibles qui sont
munies d'orifices 24 de forme correspondante.
Claims (6)
- Dispositif de commutation pour ouvrir et fermer une ligne électrique, comportant deux bornes de contact, un organe de manoeuvre comportant une pièce de contact, apte à être déplacé axialement entre une position de fermeture dans laquelle la pièce de contact s'applique simultanément sur les deux bornes de contact en les reliant électriquement et une position d'ouverture dans laquelle la pièce de contact est écartée des deux bornes de contact, et deux lames flexibles parallèles solidaires dudit organe de manoeuvre (1), caractérisé par le fait que la partie centrale de chaque lame flexible (8,9) est solidaire de l'organe de manoeuvre (1) et que chacune des extrémités (8a,9a) de chaque lame flexible (8,9) est logée dans un berceau (10a) d'un support (10).
- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un actionneur (17) à déplacement axial agissant sur au moins une lame flexible de commande (18), sensiblement perpendiculaire à l'axe de déplacement de l'organe de manoeuvre (1) et apte à transmettre à ce dernier les mouvements de l'actionneur (17).
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comporte une plaque de fermeture (7) électriquement conductrice et que l'organe de manoeuvre (1) comporte un poussoir (3) électriquement isolant, la pièce de contact (2) de l'organe de manoeuvre (1), ainsi que les deux bornes de contact (4,5), se situant d'un côté de ladite plaque de fermeture (7), tandis que la majeure partie du poussoir (3), ainsi que les deux lames flexibles (8,9 et le support (10) se situent de l'autre côté de la plaque de fermeture (7).
- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la plaque de fermeture (7) comporte un orifice (7a) permettant le passage et le déplacement axial sans frottement du poussoir (3).
- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen d'étanchéité (16) entre le poussoir (3) et la plaque de fermeture (7).
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait qu'en position d'ouverture de l'organe de manoeuvre (1), la pièce de contact (2) s'appuie sur la plaque de fermeture (7).
Applications Claiming Priority (2)
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