WO1987007075A1 - Commutateur rotatif multipolaire, en particulier commutateur a cames sous forme de galettes empilees, et procede d'execution de ce dernier - Google Patents
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Definitions
- Multipolar rotary switch in particular switch with canes in the form of stacked wafers, and method of carrying out the latter.
- the invention relates to a multi-pole rotary switch, in particular a cam switch in the form of stacked wafers, the fixed contact and connection elements of which are housed in chambers comprised between end walls and intermediate walls in the form of parts.
- Rotary switches of the type mentioned are already frequently used as control devices incorporated alongside other control and signaling units in switchboards or control consoles, or similar installations.
- the stack of molded wafers is generally fixed only by one of the ends to a load-bearing element and must therefore have sufficient own robustness and rigidity in view of the stresses coming from the camshaft, to ensure flawless operation even after a long service life.
- the object of the present invention is therefore to avoid these screw connections with what this entails in terms of material and work costs, and to produce a rigid connection of the various molded parts making up the stator of the rotary switch for a lower cost. in labor and costs.
- this objective is achieved by the fact that the molded parts consist of a thermoplastic material, and that the tabs on the side walls of these molded parts, after insertion behind the projections of the adjoining molded parts, are welded in view a very rigid junction. Thanks to the adoption of the known method of tabs which snap behind projections provided on the neighboring molded parts, the invention offers the advantage of an easier preliminary assembly without tools, while simultaneously creating the necessary condition for the consecutive final assembly of the parts, by welding these tabs to the side walls of the adjoining molded parts, all these parts thus forming a rigid block in itself. It is true that dismantling the switch without destroying the molded parts is no longer possible. However, the cost saving thus achieved lowers the overall cost of the rotary switch to such an extent that, for the rare cases of modification or extension of the switching functions, previously achievable by reconstruction, outright exchange of the complete switch may to be taken into account.
- the claws are formed in the form of flat lugs carrying orifices at the ends for accommodating protrusions therewith sliding ramps.
- Such a design creates, as a result of the small thickness of the tabs, particularly favorable conditions for the prior mounting and the subsequent welding, which can be further improved, according to another characteristic of the invention, by the fact that the lateral surfaces of the molded parts present in the range covered by the legs, ribs oriented in the direction of sliding with intermediate grooves, which at the end of this sliding initially prevent complete embedding of the legs behind the projections and allow only this junction closes during welding after softening and fusion with the legs.
- each molded part has on one side two pairs of projections for the insertion of the legs of contiguous molded parts offset by 180 ° relative to the 'control shaft; it follows, from this embodiment that is obtained after the final assembly, smooth exterior surfaces on both sides of the stack.
- This is also favorable to the welding process, which in the embodiment according to the invention for the production of a multipolar rotary switch of the type indicated at the beginning, is preferably operated by ultrasound, since the surfaces external beams facilitate the installation of sonotrodes.
- Figure 2 - is the section of the cam switch in the area of a switching chamber, with the contact and connection elements
- Figure 3 - shows the perspective view of two molded plastic parts serving as walls between the chambers and support for the contact and connection elements, just before their assembly, and
- Figure 4 - is a partial section of a side wall of such a molded part along the line IV-IV of Figure 3.
- the cam switch illustrated in Figure 1 is a 12-pole model and includes for this purpose a block of modules 10 consisting of two end modules 12, 14, and five intermediate modules 16 of identical design.
- the end modules 12, 14, and the intermediate modules 16 are designed in the form of molded parts made of thermoplastic material and constitute end and intermediate walls for the chambers which they limit laterally (FIG. 2) and in which, as specified below, are housed the contact and connection elements as well as the cams 18 firmly fixed on a shaft of square section 20, carried by bearings in the two end modules 12, 14, and which can pivot together step by step in a known manner using a joystick 22.
- each of these chambers can be either opening or closing contacts, each contact consisting of two identical fixed elements 24 which are mechanically and electrically connected by conductive bars 26 to connection terminals 28, and to a movable contact bridge 30 carried by a pusher 32 whose inner end ending in point 34 is kept pressed against the cam disc 18 which has a profiled recess 38, and whose other end is under the influence of a helical compression spring 36.
- the connection terminals are provided with clamping screws 40.
- the intermediate modules 16 have a basic shape in principle square or rectangular and have a central opening 42 housing the square section shaft 20.
- the opening 42 is located essentially in a transverse partition 44 forming separation and to which is attached to one of the ends a front wall 48 having two pairs of legs 50 directed in opposite directions.
- the front walls 46, 48 are connected on either side of the opening 42 by longitudinal walls 54 having recesses 52, the outer surface of which forms housings 56 receiving the connection terminals 28 by virtue of the ribbed webs 58.
- the end modules 12, 14, are provided identical, on the side facing the intermediate modules, to the molded parts 16 and each carry in a similar manner on the wall corresponding to the inclinal wall 48, only two legs 50.
- the end modules 12, 14 and the intermediate modules 16 stacked between them are each offset augularly by 180 ° relative to the square section shaft 20 during assembly, so that two tabs 50 of the same orientation of each of the molded parts 12, 14, 16, protrude from the front wall 46 of the contiguous molded part. It is obvious that the two legs 50 remaining available on each molded part extend in the same way on the front walls of the molded part contiguous on the other side.
- the front walls 46 are provided, in the zones 60 covered by the legs 50, with a recess in which there are two pairs of projections 62 with sliding edges in the form of a ramp 64, on which the legs 50 of the intermediate molded parts 16 or end modules 12, 14, slide during assembly to finally fit behind the projections 62 through the holes 66 in the tabs 50.
- the material of the ribs 68 flows into the grooves 70 under the pressure of the legs 50, the latter then being able to fully relax and thus form a practically flat surface on the two sides of the stack of modules, hence an assembly forming a rigid block which has, even in the case of a fairly large length, the robustness and stability required in the face of the constraints originating from the control of the switching contacts, throughout the lifetime of the switch.
- the intermediate modules 16 have on two sides, and the end modules 12, 14, on one side each, pins 72 and orifices 74 arranged asymmetrically with respect to a median plane located between the walls 48 or 46 carrying the tabs 50 or the projections 62 respectively, so that they can only be inserted into one another after a 180 ° offset with respect to the square control shaft 20, of the neighboring molded parts .
- pins 72 and orifices 74 arranged asymmetrically with respect to a median plane located between the walls 48 or 46 carrying the tabs 50 or the projections 62 respectively, so that they can only be inserted into one another after a 180 ° offset with respect to the square control shaft 20, of the neighboring molded parts .
- the end module 14 is divided into two parts 14a and 14b by a joint line, forming between them in a known manner a chamber (not shown) intended to accommodate a notch mechanism for the control shaft, allowing indexing of the switch in well-defined positions,
- the joining of the parts 14a, 14b, is in principle carried out in the same way as for the modules 12,14, with the intermediate modules 16, being specified however that instead of the legs 50 arranged side by side, there are provided through legs 75 with three passages corresponding to the orifices 66, the median passage having no particular function.
Landscapes
- Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
- Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
Abstract
Un commutateur rotatif multipolaire, en particulier un commutateur à cames, est formé par un empilage de galettes dans lequel les éléments de contact et de raccordement sont logés dans des chambres comprises entre des parois d'extrémités et des parois intermédiaires. Les parois d'extrémités et intermédiaires sont prévues sous forme de pièces moulées (16) en matière thermoplastique, qui s'assemblent mécaniquement les unes avec les autres et sont rigidement fixées entre elles. Sur les pièces moulées (16) se présentent des pattes (50) qui, lors de l'assemblage côte à côte, débordent latéralement sur les pièces moulées contiguës et s'insèrent derrière les saillies (62) qui y sont prévues. Après l'encastrement, les pattes (50) sont soudées aux parois latérales des pièces moulées (16) en vue de la réalisation d'un assemblage bien rigide.
Description
Commutateur rotatif multipolaire, en particulier commutateur à canes sous forme de galettes empilées, et procédé d'exécution de ce dernier.
L'invention concerne un commutateur rotatif multipolaire, en particulier un commutateur à cames sous forme de galettes empilées, dont les éléments de contact fixes et de raccordement sont logés dans des chambres comprises entre des parois d'extrémités et des parois intermédiaires sous forme de pièces moulées en matière plastique, juxtaposées et reliées rigidement les unes avec les autres afin de constituer un bloc porteur compact traversé longitudinalement au centre par l'arbre de commande, les pièces moulées présentant en vue de leur jonction lors du montage des griffes qui en cours d'assemblage détordent latéralement sur les pièces moulées avoisinantes et s'insèrent derrière des saillies correspondantes, et l'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel commutateur.
Des commutateurs rotatifs du type mentionné sont déjà utilisés fréquemment en tant qu'appareils de commande incorporés à cβté d'autres unités de commande et de signalisation dans les tableaux ou pupitres de contrôle, ou installations analogues. Dans ce cas, l'empilage des galettes moulées n'est fixé en règle générale que par une des extrémités à un élément porteur et doit par conséquent posséder une robustesse et une rigidité propres suffisantes en égard aux contraintes provenant de l'arbre à cames, afin de garantir un fonctionnement impeccable même après une longue durée de service.
Dans les commutateurs rotatifs à galettes connus jusqu'à présent, cette robustesse et rigidité sont obtenues grâce à une liaison très raide des éléments moulés exécutés autrefois en porcelaine et plus récemment en matière plastique, à l'aide de tiges filetées traversant tout l'empilage en tant que tirants. Une telle liaison mécanique est cependant coûteuse en matériel et en main-d'oeuvre, et exige par la suite une garantie de vissage correct, ce qui outre des soins appropriés suppose également un contrôle ultérieur.
L'objet de la présente invention est par conséquent d'éviter ces assemblages par vissage avec ce que cela comporte en frais de matériel et de travail, et de réaliser une liaison rigide des différentes pièces moulées composant le stator du commutateur rotatif pour un coût moindre en main-d'oeuvre et frais.
Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que les pièces moulées consistent en une matière thermoplastique, et que les pattes sur les parois latérales de ces pièces moulées, après insertion derrière les saillies des pièces moulées contiguës, sont soudées en vue d'une jonction très rigide.
Grâce à l'adoption du procédé connu de pattes qui s'encliquètent derrière des saillies prévues sur les pièces moulées avoisinantes, l'invention offre l'avantage d'un montage préliminaire plus facile et sans outils, tout en créant simultanément la condition nécessaire pour l'assemblage définitif consécutif des pièces, par soudage de ces pattes aux parois latérales des pièces moulées contiguës, toutes ces pièces formant ainxi un bloc rigide en soi. Il est vrai qu'un démontage du commutateur sans destruction des pièces moulées n'est plus possible. Toutefois l'économie de frais ainsi réalisée abaisse le coût global du commutateur rotatif dans une mesure telle, que pour les rares cas de modification ou extension des fonctions de commutation, réalisables auparavant par une reconstruction, un échange pur et simple du commutateur complet peut-être pris en compte.
Selon une première caractéristique d'exécution avantageuse de l'invention, les griffes sont constituées sous forme de pattes plates portant des orifices aux extrémités pour y loger des saillies dotées de rampes de glissement. Une telle conception crée par suite de la faible épaisseur des pattes, des conditions particulièrement favorables pour le montage préalable et le soudage ultérieur, ce qui peut encore être amélioré, selon une autre caractéristique de l'invention, par le fait que les surfaces latérales des pièces moulées présentent dans la plage recouverte par les pattes, des nervures orientées dans le sens du glissement avec des rainures intermédiaires, qui à la fin de ce glissement empêchent dans un premier temps l'encastrement complet des pattes derrière les saillies et permettent seulement cette jonction ferme lors du soudage après ramolissement et fusion avec les pattes. Dans le mode d'exécution proposé des griffes sous forme de pattes plates, il est particulièrement avantageux que chaque pièce moulée présente d'un côté deux paires de saillies pour l'insertion des pattes des pièces moulées contiguës décalées de 180° par rapport à l'arbre de commande; il résulte, de ce mode d'exécution qu'on obtient après le montage final, des surfaces extérieures lisses des deux côtés de l'empilage. Cela est également favorable au processus de soudage, qui dans le mode d'exécution conforme à l'invention en vue de la réalisation d'un commutateur rotatif multipolaire du type indiqué au début, est de préférence opéré par ultrasons, étant donné que les surfaces lisses extérieures facilitent la pose des sonotrodes. L'invention sera expliquée plus en détails dans ce qui suit avec les dessins annexés, dans lesquels :
Figure 1 - représente la vue en perspective d'un commutateur à cames réalisé sous forme de galettes empilées,
Figure 2 - est la coupe du commutateur à cames dans la zone d'une chambre de coupure, avec les éléments de contact et de raccordement, Figure 3 - représente la vue en perspective de deux pièces moulées en matière plastique servant de parois entre les chambres et de support aux éléments de contact et de raccordement, juste avant leur assemblage, et
Figure 4 - est la coupe partielle d'une paroi latérale d'une telle pièce moulée suivant la ligne IV-IV de la figure 3. Le commutateur à cames illustré dans la figure 1 est un modèle à 12 pôles et comprend dans ce but un bloc de modules 10 consistant en deux modules d'extrémité 12, 14, et en cinq modules intermédiaires 16 de conception identique. Les modules d'extrémité 12, 14, et les modules intermédiaires 16 sont conçus sous forme de pièces moulées en matière thermoplastique et constituent des parois d'extrémité et intermédiaires pour les chambres qu'elles limitent latéralement (figure 2) et dans lesquelles, comme spécifié plus loin, sont logés les éléments de contact et de raccordement ainsi que les cames 18 calés fermement sur un arbre de section carrée 20, porté par des paliers dans les deux modules d'extrémité 12, 14, et pouvant pivoter ensemble pas à pas de façon connue à l'aide d'une manette 22.
Comme le montre plus nettement la figure 2, dans chacune de ces chambres sont prévus deux contacts pouvant être au choix des contacts à ouverture ou à fermeture, chaque contact consistant en deux éléments fixes identiques 24 qui sont reliés mécaniquement et électriquement par des barrettes conductrices 26 à des bornes de raccordement 28, et en un pont de contact mobile 30 porté par un poussoir 32 dont l'extrémité intérieure se terminant en pointe 34 est maintenue appliquée contre le disque à came 18 qui présente un creux profilé 38, et dont l'autre extrémité est sous l'influence d'un ressort hélicoidal de compression 36. Les bornes de raccordement sont munies de vis de serrage 40. Ainsi que la figure 3 le précise, les modules intermédiaires 16 ont une forme de base en principe carrée ou rectangulaire et présentent une ouverture centrale 42 logeant l'arbre de section carrée 20. L'ouverture 42 est située pour l'essentiel dans une cloison transversale 44 formant séparation et à laquelle est rattachée à une des extrémités une paroi frontale 48 possédant deux paires de pattes 50 dirigées en sens opposé. Les parois frontales 46, 48, sont reliées de part et d'autre de l'ouverture 42 par des parois longitudinales 54 présentant des évidements 52, dont la surface extérieure forme des logements 56 recevant les bornes de raccordement 28 grâce aux âmes nervurées 58.
Les modules d'extrémité 12, 14, sont prévus identiques, du côté orienté vers les modules intermédiaires, aux pièces moulées 16 et portent chacun de façon analogue sur la paroi correspondant à la paroi frantale 48, deux pattes 50 seulement. Les modules d'extrémité 12, 14 et les modules intermédiaires 16 empilés entre eux sont chaque fois décalés augulairement de 180° par rapport à l'arbre de section carrée 20 lors de l'assemblage, de sorte que deux pattes 50 de même orientation de chacune des pièces moulées 12, 14, 16, débordent sur la paroi frontale 46 de la pièce moulée contiguë. Il est évident que les deux pattes 50 restant disponibles sur chaque pièce moulée débordent de la même manière sur les parois frontales de la pièce moulée contiguë de l'autre côté.
Les parois frontales 46 sont prévues, dans les zones 60 recouvertes par les pattes 50, avec un renfoncement dans lequel se trouvent deux paires de saillies 62 à arêtes de glissement en forme de rampe 64, sur lesquelles les pattes 50 des pièces moulées intermédiaires 16 ou des modules d'extrémités 12, 14, glissent lors de l'assemblage pour s'insérer finalement derrière les saillies 62 par les orifices 66 des pattes 50.
Comme cela est particulièrement visible dans la figure 4, il existe des deux côtés d'une paire de saillies 62, dans la direction du glissement, des nervures 68 et des rainures intermédiaires 70 contre lesquelles les pattes 50 s'appuient derrière les saillies 62 par force élastique, après insertion des pattes 50. De cette façon, un verrouillage intégral est impossible dans un premier temps. Lorsque les modules 12, 14, 16, ont été assemblés mécaniquement avec les pattes insérées imparfaitement derrière les saillies 62 comme expliqué plus haut, un générateur d'ultra-sons (non figuré) est appliqué pas ses sonotrodes aux pattes 50 et de ce fait, la matière thermoplastique des pièces moulées s'échauffe dans la zone des nervures 68 et des rainures 70 ainsi que des pattes 50 qui s'y appuient, d'où fusion de la matière et soudage. Au cours de ce processus, la matière des nervures 68 s'écoule dans les rainures 70 sous la pression des pattes 50, ces dernières pouvant alors se détendre complètement et former ainsi une surface pratiquement plane sur les deux côtés de l'empilage de modules, d'où un assemblage formant un bloc rigide qui présente,même en cas de longueur assez importante, la robustesse et stabilité exigibles face aux contraintes provenant de la commande des contacts de commutation, durant toute la durée de vie du commutateur.
Les modules intermédiaires 16 possèdent des deux côtés, et les modules d'extrémité 12, 14, d'un seul côté chacun, des tétons 72 et des orifices 74 disposés de façon dissymétrique par rapport à un plan médian situé entre les parois 48 ou 46 portant les pattes 50 ou respectivement les saillies 62, de telle façon qu'ils ne puissent s'insérer l'un dans l'autre qu'après un décalage de 180º par rapport à l'arbre de commande carré 20, des pièces moulées voisines. Ainsi, une disposition correcte des pièces moulées entre elles est facilitée lors du montage et une erreur d'assemblage se trouve éliminée.
Comme le montre la figure 1, le module d'extrémité 14 est divisé en deux parties 14a et 14b par une ligne de joint, en formant entre elles de façon connue une chambre (non figurée) destinée à loger un mécanisme à crans pour l'arbre de commande, permettant l'indexation du commutateur dans des positions bien déterminées, La jonction des parties 14a, 14b, s'effectue en principe de la même manière que pour les modules 12,14, avec les modules intermédiaires 16, étant précisé toutefois qu'à la place des pattes 50 disposées côte à côte, il est prévu des pattes traversantes 75 avec trois passages correspondant aux orifices 66, le passage médian n'ayant aucune fonction particulière.
Claims
1. Commutateur rotatif multipolaire, en particulier commutateur à cames sous forme de galettes empilées, dont les éléments de contact et de raccordement sont logés dans des chambres comprises entre des parois d'extrémité et des parois intermédiaires sous forme de pièces moulées en matière plastique juxtaposées et reliées rigidement les unes avec les autres afin de constituer un bloc porteur compact, traversé en son centre par l'arbre de commande, les pièces moulées présentant en vue de leur accouplement lors du montage, des griffes qui lors de la jonction débordent latéralement sur les pièces moulées avoisinantes et s'insèrent derrière des saillies correspondantes, caractérisé en ce que les pièces moulées (12, 14, 16) consistent en une matière thermoplastique et que les griffes (50) sur les surfaces latérales des pièces moulées ainsi emboîtées sont-soudées après leur insertion derrière les saillies (62), en vue de réaliser l'assemblage rigide.
2. Commutateur rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les griffes se présentent sous forme de pattes plates (50) prévues avec des orifices (66) aux extrémités, pour y loger les saillies (62) dotées de rampes de glissement (64).
3. Commutateur rotatif selon la revendication 2, caractérisé en ce que sur les parois latérales des pièces moulées (12, 14, 16) les plages (60) recouvertes par les pattes (50) portent des rainures (70) et des nervures (68) orientées dans le sens du glissement, et qui à la fin de ce glissement empêchent dans un premier temps l'encastrement complet des pattes (50) derrière les saillies (62) et permettant seulement cette jonction au cours de l'opération de soudage après ramollissement et fusion avec les pattes (50).
4. Commutateur rotatif selon les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que chacune des pièces moulées (16) formant les séparations présente d'un côté deux paires de pattes (50) de sens opposé, et de l'autre côté deux paires de saillies (62) pour insertion dans les pattes (50) appartenant aux pièces moulées (12, 14, 16) contiguës, décalées de 180° par rapport à l'arbre de commande du comm-tateur.
5. Commutateur rotatif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pièces moulées (12, 14, 16) possèdent sur leurs extrémités frontales des tétons (72) et des orifices (74) disposés dissymétriquement par rapport à un plan médian situé entre les parois portant les pattes (50) ou respect. Les saillies (62), de telle manière qu'ils ne puissent s'insérer l'un dans l'autre qu'après un décalage angulaire de 180°, par rapport à l'arbre de commande, des pièces moulées (12, 14, 16) voisines.
6. Commutateur rotatif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un des modules d'extrémités est formé de deux parties permettant Le logement autonome d'un mécanisme à crans destiné à positionner angulairement l'arbre de commande, caractérisé en ce que la jonction entre les deux parties (14a, 14b) du module d'extrémité divisé (14) est conçue de la même manière qu'entre les modules d'extrémités (12, 14) et les modules intermédiaires (16), ou entre les modules intermédiaires (16) entre eux.
7. Procédé de fabrication d'un commutateur rotatif selon l'une des revendication 1 à 5, caractérisé en ce que le soudage des griffes ou respectivement des pattes prévues sur les côtés des pièces moulées s'effectue au moyen d'ultrasons.
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