EP1533823A1 - Minirupteur - Google Patents

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EP1533823A1
EP1533823A1 EP04354029A EP04354029A EP1533823A1 EP 1533823 A1 EP1533823 A1 EP 1533823A1 EP 04354029 A EP04354029 A EP 04354029A EP 04354029 A EP04354029 A EP 04354029A EP 1533823 A1 EP1533823 A1 EP 1533823A1
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EP
European Patent Office
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pusher
microswitch
blade
conductive blade
compression spring
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EP04354029A
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EP1533823B1 (fr
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Stéphane Schneider Electric Industries Collot
Bernard Schneider Electric Industries Truchet
Christian Schneider Electric Industries Roux
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Crouzet Automatismes SAS
Original Assignee
Crouzet Automatismes SAS
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
    • H01H13/36—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using flexing of blade springs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H11/0006—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches for converting electric switches
    • H01H11/0012—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches for converting electric switches for converting normally open to normally closed switches and vice versa
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/12—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H13/20—Driving mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
    • H01H13/36—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using flexing of blade springs
    • H01H13/40—Blade spring with at least one snap-acting leg and at least one separate contact-carrying or contact-actuating leg

Definitions

  • the invention relates to a microswitch, ie a device of dimensions reduced functions providing a switching function of an electric current.
  • Microswitches are frequently used in many fields of activity using switching functions of an electric current, such as the automotive construction or household appliances. Depending on the function performed, it may be contactors which establish an electric current when actuated, from breakers that cut off an electrical current when they are operated or inverters that switch two electric currents according to whether they are in their state of rest or their actuated state.
  • the invention relates to microswitches comprising a snap action mechanism operated by a pusher.
  • a microswitch according to the state of the art is for example described in DE19834888, US5181603 or EP0789373.
  • the microswitch must satisfy the better often to the contrary in terms of cost, size, reliability and ease of implementation. In particular, it must be of reduced dimensions, and in the same time offer the pusher the greatest possible over-stroke to facilitate or to avoid the mechanical adjustments of the system in which it will be used; the over-race being the distance that the pusher can travel after the device has switched.
  • microswitches described in documents DE19834888 and US5181603 only offer a slight over-stroke of the pusher.
  • the pusher will exert on the mechanism of commutation a mechanical force more and more important, which reduces the mechanical reliability of the microswitch.
  • the microswitch device described in EP0789373 offers a significant over-stroke of the pusher but the switching mechanism undergoes stresses and deformations throughout this over-stroke which affects the mechanical reliability of the device by tiring the blade and reducing its endurance, more friction occurs at the contact, which accelerates the wear of surface treatments and decreases the longevity of the device.
  • mechanical forces exerted by the blade on the pusher induce friction important.
  • the invention therefore aims to remedy the disadvantages of microswitches according to the state of technique, allowing a great over-stroke of the pusher while ensuring a excellent electrical and mechanical reliability thanks to reduced fatigue elements.
  • the subject of the invention is an electric microswitch, comprising a housing including a lid portion and a base portion from which protrude several electrical terminals, an instantaneous switching mechanism placed in the housing and comprising a flexible conductive blade subjected to a prestressing longitudinally, and a pusher slidably mounted through the portion of the casing housing so as to actuate the instant mechanism, and comprising also a compression spring which opposes the sliding of the pusher, the blade flexible conductor being held under stress by the pusher and the spring of compression by means of a stop placed on the pusher in the rest position of microswitch, and the conductive blade being released from any constraint of the pusher and the compression spring in the actuated position of the microswitch.
  • the pusher passes through the flexible conductive blade
  • one end of the compression spring is housed in a obviously pusher
  • the flexible conductive blade is prestressed by mounting between two notches or between a notch and a holding bend.
  • FIGS. 1 to 4 A first embodiment of a microswitch according to the invention and represented on FIGS. 1 to 4.
  • the microswitch comprises a housing composed of a base part (10), from which a plurality of electrical terminals (11, 12, 13) and a forming a lid (20).
  • a snap mechanism is placed in the housing and provides the function of switching corresponding to a contactor, a breaker or an inverter according to the application.
  • This switching mechanism conventionally comprises a blade flexible conductor (40) having a tongue (45) subjected to prestressing substantially longitudinal. Depending on the position of the minirutor, the blade makes it possible to establish a electrical connection between a terminal (13) and one of the two other terminals (11) and (12).
  • the flexible conductive blade (40) comprises a tongue (45) and two branches (46, 47) separated by a recess.
  • the free end of the tongue (45) is inserted in a first notch (15) on the part of the base housing (10) and the two branches (46, 47) are inserted into a second notch (61) lying on a insert (60), so as to subject the tongue (45) to mechanical prestressing substantially longitudinal which tends to maintain the movable end of the conductive blade flexible (40) pressed against the contact (70) closest to the base (10).
  • a pusher (30) is slidably mounted in the housing portion cover (20) so as to actuate the switching mechanism.
  • a spring of compression (50) is placed between the base housing (10) and the pusher (30) so that it opposes the sliding of the pusher (30) over the entire race, and that it exercises a return force when the pusher (30) is in the rest position.
  • the pusher (30) is provided with at least one stop (35) which presses on a branch (46) of the flexible conductive blade (40) of to exert a force on the blade (40), but only on a part of the race of the pusher (30).
  • the compression spring (50) exerts on the pusher (30), and thus on its abutment (35), a superior force to the effect of prestressing so that it maintains the end movable flexible conductive blade (40) pressed against the contact (71) farthest from the part of the base housing (10).
  • the pusher (30) When actuating the microswitch, the pusher (30) will gradually opposing the action of the compression spring (50) on the limb (46,47) of the blade (40) as it is depressed until the flexible conductive blade (40) suddenly switches to the switched position under the effect of prestressing, as shown in Figure 3.
  • the stroke of the pusher (30) can then be extended to a extreme position shown in Figure 4, compressing the spring (50) without the blade conductive (40) no longer undergoes any force from the pusher (30).
  • the flexible blade (40) undergoes very little fatigue because its movement is very low, and it suffers only limited forces, which ensures a very great mechanical endurance and excellent reliability of the snap mechanism which ensures the function of switching.
  • the low clearance also limits the friction between the or the fixed contacts (70, 71) connected to the terminals (11, 12) of the microswitch and the contact or contacts which are placed at the movable end of the flexible blade (40), thus ensuring high reliability thanks to the reduction of contact wear, in particular surfaces.
  • the forces exerted by the pusher (30) on the blade (40) are parallel to the axis of the pusher (30) and do not induce friction during its sliding.
  • the pusher (30) of the microswitch has a large over-stroke by simply compressing the spring (50), which guarantees a great mechanical endurance and excellent reliability of the device, without having the disadvantages of microswitches according to the prior art.
  • the pusher (30) passes through the recess separating the two branches (46, 47) of the flexible conductive blade (40) to balance the mechanical forces, simplify the construction of the device and reduce its size.
  • one end of the compression spring (50) is placed in a recess provided in the pusher (30) as shown in Figure 2.
  • the spring (50) enters the recess as it is compressed by the pusher (30).
  • a seal (80) can be used as shown in Figure 2 to to seal the device around the pusher (30).
  • a seal or other devices sealant not shown can then also be placed between the housing part forming a base (10) and the portion of the cover housing (20).
  • Figures 5, 6 and 7, 8 respectively correspond to Figures 1 and 2, for two embodiments illustrating alternative solutions for pre-constraining the blade flexible conductor (40).
  • the branches (46, 47) of the flexible blade (40) terminate with a holding fold (48) which comes to rest on an outgrowth of the housing part forming base.
  • the branches (46, 47) of the flexible blade (40) join and come to rely on one or more amounts (90) which are either placed on an insert either from the housing forming base (10) or from the terminal (13).
  • Figures 5 to 8 also illustrate the fact that the invention applies regardless of the shape of the elements connected to the terminals (11, 12) and carrying the fixed contacts (70, 71) when present.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)
  • Switches With Compound Operations (AREA)
  • Slide Switches (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)

Abstract

L'invention concerne un minirupteur électrique, comprenant un boîtier incluant une partie de boîtier faisant base (10) à partir de laquelle font saillie plusieurs bornes électriques (11, 12, 13) et une partie de boîtier faisant couvercle (20), un mécanisme de commutation instantanée placé dans le boîtier et comprenant une lame conductrice souple (40) soumise à une précontrainte sensiblement longitudinale, et un poussoir (30) monté de façon coulissante à travers la partie du boîtier faisant couvercle (20) de façon à actionner le mécanisme instantané. Selon l'invention le minirupteur comprend également un ressort de compression (50) s'opposant au coulissement du poussoir (30) de telle sorte qu'en position de repos du minirupteur la lame conductrice souple (40) est maintenue sous contrainte par le poussoir (30) et le ressort (50), au moyen d'une (35) placée sur le poussoir (30), et qu'en position commutée du minirupteur la lame conductrice (40) ne subit aucune contrainte du poussoir (30) et du ressort de compression (50). <IMAGE>

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
L'invention est relative à un minirupteur, c'est à dire un dispositif de dimensions réduites assurant une fonction de commutation d'un courant électrique.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Les minirupteurs sont fréquemment utilisés dans de nombreux domaines d'activité ayant recours à des fonctions de commutation d'un courant électrique, comme la construction automobile ou l'électroménager. Selon la fonction remplie, il peut s'agir de dispositifs contacteurs qui établissent un courant électrique lorsqu'ils sont actionnés, de dispositifs rupteurs qui coupent un courant électrique lorsqu'ils sont actionnés ou bien d'inverseurs qui commutent deux courants électriques selon qu'ils sont dans leur état de repos ou leur état actionné.
L'invention concerne les minirupteurs comprenant un mécanisme à rupture brusque actionné par un poussoir. Un tel minirupteur selon l'état de la technique est par exemple décrit dans les documents DE19834888, US5181603 ou EP0789373.
Indépendamment de la fonction qu'il remplit, le minirupteur doit satisfaire au mieux à des contraintes souvent contraires en matière de coût, de dimensions, de fiabilité et de facilité de mise en oeuvre. En particulier, il doit être de dimensions réduites, et dans le même temps offrir au poussoir la plus grande sur-course possible afin de faciliter ou d'éviter les réglages mécaniques du système dans lequel il sera utilisé ; la sur-course étant la distance que peut parcourir le poussoir après que le dispositif ait commuté.
Ainsi, les minirupteurs décrits dans les documents DE19834888 et US5181603 n'offrent qu'une faible sur-course du poussoir. De plus, lors de la sur-course, le poussoir va exercer sur le mécanisme de commutation une force mécanique de plus en plus importante, ce qui réduit d'autant la fiabilité mécanique du minirupteur. Le dispositif minirupteur décrit dans le document EP0789373 offre une sur-course importante du poussoir mais le mécanisme de commutation subit des contraintes et des déformations tout au long de cette sur-course ce qui nuit à la fiabilité mécanique du dispositif en fatiguant la lame et en réduisant son endurance, de plus des frottements se produisent au niveau du contact, ce qui accélère l'usure des traitements de surface et diminue la longévité du dispositif. Enfin, les forces mécaniques exercées par la lame sur le poussoir induisent des frottements importants.
EXPOSE DE L'INVENTION
L'invention vise donc à remédier aux inconvénients des minirupteurs selon l'état de la technique, en permettant une grande sur-course du poussoir tout en assurant une excellente fiabilité électrique et mécanique grâce à une réduction de la fatigue des éléments.
A cet effet, l'invention a pour objet un minirupteur électrique, comprenant un boítier incluant une partie faisant couvercle et une partie faisant base à partir de laquelle font saillie plusieurs bornes électriques, un mécanisme de commutation instantanée placé dans le boítier et comprenant une lame conductrice souple soumise à une précontrainte sensiblement longitudinale, et un poussoir monté de façon coulissante à travers la partie du boítier faisant couvercle de façon à actionner le mécanisme instantané, et comprenant également un ressort de compression qui s'oppose au coulissement du poussoir, la lame conductrice souple étant maintenue sous contrainte par le poussoir et le ressort de compression au moyen d'une butée placée sur le poussoir en position de repos du minirupteur, et la lame conductrice étant libérée de toute contrainte du poussoir et du ressort de compression en position actionnée du minirupteur.
Selon un mode de réalisation particulièrement simple, que le poussoir traverse la lame conductrice souple
Avantageusement, une extrémité du ressort de compression se loge dans un évidemment du poussoir
Optionnellement, la lame conductrice souple est précontrainte par montage entre deux encoches ou entre une encoche et un pliage de maintien.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur lesquels :
  • la figure 1 représente une vue en élévation d'un premier minirupteur selon l'invention sans la partie de boítier formant couvercle ;
  • la figure 2 représente une coupe partielle du minirupteur de la Figure 1 ;
  • les figures 3 et 4 représentent des coupes partielles du minirupteur de la Figure 1 en position actionnée ;
  • les figures 5 et 6 représentent un second minirupteur selon l'invention.
  • les figures 7 et 8 représentent un troisième minirupteur selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION
Un premier mode de réalisation d'un minirupteur selon l'invention et représenté sur les figure 1 à 4. Le minirupteur comprend un boítier composé d'une partie faisant base (10), à partir de laquelle font saillie plusieurs bornes électriques (11, 12, 13) et d'une partie formant couvercle (20).
Un mécanisme de rupture brusque est placé dans le boítier et assure la fonction de commutation correspondant à un contacteur, à un rupteur ou à un inverseur selon l'application. Ce mécanisme de commutation comprend de façon classique une lame conductrice souple (40) comportant une langue (45) soumise à une précontrainte sensiblement longitudinale. Selon la position du miniruteur, la lame permet d'établir une liaison électrique entre une borne (13) et l'une des deux autres bornes (11) et (12). Dans cet exemple de réalisation, la lame conductrice souple (40) comprend une langue (45) et deux branches (46, 47) séparées par un évidement. L'extrémité libre de la langue (45) est insérée dans une première encoche (15) se trouvant sur la partie du boítier faisant base (10) et les deux branches (46, 47) sont insérées dans une seconde encoche (61) se trouvant sur une pièce rapportée (60), de façon à soumettre la langue (45) à une précontrainte mécanique sensiblement longitudinale qui tend à maintenir l'extrémité mobile de la lame conductrice souple (40) plaquée contre le contact (70) le plus proche de la base (10).
Un poussoir (30) est monté de façon coulissante dans la partie du boítier faisant couvercle (20), de façon à actionner le mécanisme de commutation. Un ressort de compression (50) est placé entre le boítier faisant base (10) et le poussoir (30) de telle sorte qu'il s'oppose au coulissement du poussoir (30) sur toute la course, et qu'il exerce une force de rappel lorsque le poussoir (30) est en position de repos.
Comme représenté sur les Figures 3 et 4, le poussoir (30) est muni d'au moins une butée (35) qui vient appuyer sur une branche (46) de la lame conductrice souple (40) de façon à exercer une force sur la lame (40), mais uniquement sur une partie de la course du poussoir (30). Ainsi, dans la position de repos du minirupteur qui correspond à la Figure 2, le ressort de compression (50) exerce sur le poussoir (30), et donc sur sa butée (35), une force supérieure à l'effet de la précontrainte de telle sorte qu'il maintient l'extrémité mobile de la lame conductrice souple (40) plaquée contre le contact (71) le plus éloigné de la partie du boítier formant base (10).
Lors de l'actionnement du minirupteur, le poussoir (30) va progressivement s'opposer à l'action du ressort de compression (50) sur la branche (46,47) de la lame (40) au fur et à mesure qu'il sera enfoncé, jusqu'à ce que la lame conductrice souple (40) bascule brusquement en position commutée sous l'effet de la précontrainte, comme représenté à la Figure 3. La course du poussoir (30) peut alors être prolongée jusqu'à une position extrême représentée à la Figure 4, en comprimant le ressort (50), sans que la lame conductrice (40) ne subisse plus aucune force de la part du poussoir (30).
La lame souple (40) subit très peu de fatigue car son débattement est très faible, et elle ne subit que des forces limitées, ce qui assure une très grande endurance mécanique et une excellente fiabilité du mécanisme de rupture brusque qui assure la fonction de commutation. En outre, le faible débattement limite également les frottements entre le ou les contacts fixes (70, 71) reliés aux bornes (11, 12) du minirupteur et le ou les contacts qui sont placés à l'extrémité mobile de la lame souple (40), en assurant ainsi une grand fiabilité électrique grâce à la réduction de l'usure des contacts, en particulier des traitements de surfaces. Enfin, les forces exercées par le poussoir (30) sur la lame (40) sont parallèles à l'axe du poussoir (30) et n'induisent pas de frottements lors de son coulissement.
Par conséquent, le poussoir (30) du minirupteur dispose d'une grande sur-course par simple compression du ressort (50), ce qui garantit une grande endurance mécanique et une excellente fiabilité du dispositif, sans avoir les inconvénients des minirupteurs selon l'art antérieur.
Préférentiellement, le poussoir (30) traverse l'évidement séparant les deux branches (46, 47) de la lame conductrice souple (40), afin d'équilibrer les forces mécaniques, de simplifier la construction du dispositif et d'en réduire l'encombrement.
De façon préférentielle, une extrémité du ressort de compression (50) est placée dans un évidement prévu dans le poussoir (30) comme représenté à la Figure 2. Le ressort (50) rentre dans l'évidement au fur et à mesure qu'il est comprimé par le poussoir (30). De cette manière, il est possible d'obtenir une course maximale pour le poussoir (30) par rapport aux dimensions du minirupteur.
Optionnellement, par exemple si cela est imposé par l'environnement dans lequel le minirupteur sera utilisé, un joint (80) peut être utilisé comme représenté sur la Figure 2 afin d'assurer l'étanchéité du dispositif autour du poussoir (30). Un joint ou autres dispositifs d'étanchéité non représenté peut alors également être placé entre la partie du boítier formant base (10) et la partie du boítier formant couvercle (20).
Les Figures 5, 6 et 7, 8 correspondent respectivement aux Figures 1 et 2, pour deux modes de réalisation illustrant des solutions alternatives pour pré-contraindre la lame conductrice souple (40). Dans le mode de réalisation représenté sur les Figures 5 et 6, les branches (46, 47) de la lame souple (40) se terminent par un pliage de maintien (48) qui vient s'appuyer sur une excroissance de la partie de boítier formant base. Dans le mode de réalisation représenté sur les Figures 7 et 8, les branches (46, 47) de la lame souple (40) se rejoignent et viennent prendre appui sur un ou plusieurs montants (90) qui sont soit placés sur une pièce rapportée soit issus du boítier formant base (10) ou encore issus de la borne (13).
Les Figures 5 à 8 permettent également d'illustrer le fait que l'invention s'applique quelle que soit la forme des éléments reliés aux bornes (11, 12) et portant les contacts fixes (70, 71) lorsqu'ils sont présents.

Claims (6)

  1. Minirupteur électrique, comprenant
    un boítier incluant une partie de boítier faisant couvercle (20) et une partie de boítier faisant base (10) à partir de laquelle font saillie plusieurs bornes électriques (11, 12, 13),
    un mécanisme de rupture brusque placé dans le boítier et comprenant une lame conductrice souple (40) comportant une langue (45) soumise à une précontrainte sensiblement longitudinale, et
    un poussoir (30) monté de façon coulissante à travers la partie du boítier faisant couvercle (20) de façon à actionner le mécanisme de rupture brusque,
    caractérisé en ce qu'il comprend également un ressort de compression(50) s'opposant au coulissement du poussoir (30), la lame conductrice souple (40) étant maintenue sous contrainte par le poussoir (30) et le ressort de compression (50) au moyen d'une butée (35) placée sur le poussoir (30) en position de repos du minirupteur, et la lame conductrice (40) étant libérée de toute contrainte du poussoir (30) et du ressort de compression (50) lorsque le minirupteur est en position actionnée.
  2. Minirupteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des extrémités de la lame souple (40) est fixe et l'autre extrémité est mobile et munie d'au moins un contact.
  3. Minirupteur électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le poussoir (30) traverse la lame conductrice souple (40).
  4. Minirupteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une extrémité du ressort de compression (50) se loge dans un évidement du poussoir (30).
  5. Minirupteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la lame conductrice souple (40) est précontrainte entre deux encoches (15, 61).
  6. Minirupteur électrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la lame conductrice souple est précontrainte entre une encoche (15) et un pliage de maintien (48).
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BR (1) BRPI0405079B1 (fr)
DE (1) DE602004029858D1 (fr)
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