Perfectionnements aux commutateurs électriques comportant des plots de contact frottants

Abstract

 La présente invention concerne un commutateur électrique du type comportant un porte-contact (10) mobile par rapport à une plaque (50) portant un jeu de lamelles électriquement conductrices (51-56) pour déplacer au moins un plot de contact (18, 20) sur les lamelles et relier sélectivement des paires de celles-ci au cours de son déplacement. Selon l'invention il est prévu entre les paires de lamelles associées, et au niveau des plages où le plot de contact est séparé d'au moins une lamelle, des structures (52) en forme de rampe solidaires de la plaque support, adaptées pour agir sur le plot de contact (20) afin de contrôler la séparation du plot de contact (20) et de l'une des lamelles (51-56), tout en sollicitant le plot de contact en appui contre l'autre lamelle, reliée à la borne d'alimentation positive.

Description

[0001] La présente invention concerne le domaine des commutateurs électriques, en particulier des commutateurs électriques pour véhicules automobiles.

[0002] La présente invention concerne plus précisément les commutateurs électriques comportant un porte-contact mobile par rapport à une plaque portant un jeu de lamelles électriquement conductrices pour déplacer au moins un plot de contact sur les lamelles et relier sélectivement des paires de celles-ci au cours de son déplacement.

[0003] De tels commutateurs électriques sont généralement dénommés "commutateurs à contact frottant".

[0004] Un commutateur de ce type est par exemple décrit et représenté dans la demande de brevet FR-A-2 395 587.

[0005] De nombreux commutateurs de ce type ont déjà été commercialisés, notamment dans le cadre des applications aux véhicules automobiles.

[0006] Ces commutateurs ont déjà rendu de grands services.

[0007] Néanmoins, la Demanderesse a constaté que certains de ces commutateurs à contact frottant présentent parfois une détérioration rapide des lamelles précitées.

[0008] La présente invention a pour but de proposer un nouveau commutateur à contact frottant qui élimine les inconvénients précités, tout en étant de conception simple et économique.

[0009] Pour cela, la présente invention propose un commutateur électrique du type connu en soi indiqué précédemment comportant un porte-contact mobile par rapport à une plaque portant un jeu de lamelles électriquement conductrices pour déplacer au moins un plot de contact sur les lamelles et relier sélectivement des paires de celles-ci au cours de son déplacement, caractérisé par le fait qu'il comprend entre les paires de lamelles associées et au niveau des plages où le plot de contact est séparé d'au moins une lamelle, des structures en forme de rampes, solidaires de la plaque support, adaptées pour agir sur le plot de contact afin de contrôler la séparation du plot de contact et de l'une des lamelles, tout en sollicitant le plot de contact en appui contre l'autre lamelle reliée à la borne d'alimentation positive.

[0010] Les documents GB-A-1 155 373, US-A-3 119 906, DE-A-2 017 348 et DE-A-3 12494 concernent des dispositifs de commutation dans lesquels il est prévu des structures contrôlant la séparation d'un curseur et de contacts électriques. Cependant, ces documents ne suggèrent pas d'adapter ces structures afin de solliciter le curseur contre un contact relié à une borne d'alimentation positive.

[0011] Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, les structures en forme de rampes, solidaires de la plaque support, prévues entre les paires de lamelles associées, agissent sur le plot de contact sur une zone de surface de celui-ci différente de la zone de contact électrique définie entre le plot et les lamelles.

[0012] Comme on le comprendra mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre, cette disposition évite de polluer la zone de contact électrique sur le plot de contact, par dépôt sur celui-ci de matériaux prélevés sur les structures en forme de rampe, lorsque le plot de contact est chaud.

[0013] D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : .

- la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'un commutateur conforme à la présente invention,

- la figure 2 illustre selon une vue en plan un mode de réalisation du jeu de lamelles et des structures en forme de rampe conformes à la présente invention,

- la figure 3 illustre une vue en coupe de ce jeu de lamelles et des structures en forme de rampe selon un plan de coupe référencé III-III sur la figure 2, et

- la figure 4 représente une vue similaire à la figure 3 mais à échelle agrandie.

[0014] On a représente sur la figure 1, un porte-contact 10 mobile en regard d'une plaque 50 portant un jeu de lamelles électriquement conductrices 51, 53, 55, 56, 57.

[0015] Selon la représentation de la figure 1, le porte-contact 10 est mobile à pivotement par rapport à la plaque 50 autour d'un axe 12 s'étendant perpendiculairement à ladite plaque 50.

[0016] En variante, le porte-contact 10 pourrait être mobile à translation par rapport à la plaque 50, parallèlement à celle-ci.

[0017] Le cas échéant, les commutateurs électriques conformes à la présente invention peuvent encore comprendre un porte-contact fixe et une plaque 50 portant les lamelles électriquement conductrices mobile en regard de celui-ci.

[0018] Le porte-contact 10 possède deux alésages borgnes 14, 16, qui débouchent sur sa face dirigée vers la plaque 50. Les axes des alésages borgnes 14, 16 sont généralement perpendiculaires à la plaque 50. Les alésages 14, 16 logent des plots de contact 18, 20. Des ressorts 22, 24 intercalés entre le fond des alésages 14, 16 et les plots de contact 18, 20 sollicitent ces derniers contre les lamelles électriquement conductrices 51 à 57 portées par la plaque 50.

[0019] De préférence, un plot d'indexage (non représenté sur les figures pour simplifier l'illustration) est logé dans un alésage borgne 26 ménagé dans le porte-contact 10 parallèlement à la plaque 50 et débouchant sur l'extrémité libre de celui-ci.

[0020] Comme indiqué précédemment, selon une caractéristique essentielle de la présente invention, il est prévu sur la plaque support 50 des structures 52 en forme de rampe adaptées pour agir sur les plots de contact 18, 20 afin de contrôler la séparation des plots de contact 18, 20 et du jeu de lamelles associées.

[0021] Sur la figure 2 on a représenté seulement 2 lamelles 51, 53, à des fins de simplification. Ces deux lamelles électriquement conductrices 51, 53 sont en forme de couronnes concentriques, centrées sur l'axe 12 de pivotement du porte-contact.

[0022] Sur des plages angulaires α de son déplacement en rotation autour de l'axe 12, un plot de contact porté par le porte-contact 10 relie les lamelles 51 et 53 pour former un contact fermé.

[0023] Par contre, au niveau de plages angulaires β de son déplacement en rotation autour de l'axe 12, le même plot de contact est séparé de la lamelle 51 pour former un contact ouvert.

[0024] Selon l'illustration donnée sur les figures, la distance 1 séparant les bords circulaires adjacents 58, 59 des lamelles 51 et 53 reste constante quelle que soit la plage angulaire α ou β considérée.

[0025] Cette distance 1 est de plus inférieure au diamètre du grain de contact 28 généralement sphérique ou tronconique porté par le plot 18 ou 20 de telle sorte que le grain de contact 28 puisse relier les lamelles 51 et 53.

[0026] On notera que de préférence les lamelles 51 et 53 sont biseautées en 72, 74 au niveau de leurs bords adjacents 58, 59 pour faciliter le contact entre le grain 28 et les lamelles 51, 53.

[0027] Par ailleurs, pour éviter que le grain 28 ne repose contre la plaque 50 et soit ainsi séparé des lamelles 51, 53, au niveau des plages angulaires α, la plaque 50 est de préférence munie d'une rainure annulaire 76 centrée sur l'axe 12 et placée entre les lamelles 51 et 53.

[0028] Au niveau des plages angulaires β la plaque 50 porte entre les lamelles 51 53 une structure en saillie 52 adaptée pour solliciter le plot de contact 20 en appui permanent contre la lamelle 53 reliée à la borne d'alimentation positive.

[0029] Cette structure 52 est formée d'une nervure en saillie sur la plaque 50 en forme d'un secteur de couronne d'ouverture angulairef3. La surface supérieure de la nervure 52 sur laquelle repose le plot 20 est formée d'une surface tronconique 78 de révolutoin autour de l'axe 12 et convergeant vers la plaque 50 en rapprochement de la lamelle 53 reliée à la borne d'alimentation positive Au niveau de sa plage angulaire α, de déplacement le plot de contact 20 relie les lamelles 51 et 53.

[0030] Par contre, comme illustré sur la figure 3, lorsque le plot de contact 20 atteint sa plage angulaire β de déplacement, il repose contre la surface tronconique 78 de la nervure 52 et est ainsi sollicité en éloignement de la lamelle 51, en appui constant contre la lamelle 53 reliée à la borne d'alimentation positive. Selon l'illustration des dessins annexés, le plot de contact 28 est éloigné de la plaque de contact 50 lorsqu'il atteint une structure 52.

[0031] La disposition illustrée sur les figures 2 et 3 convient tout particulièrement pour la commutation de courants forts.

[0032] Grâce au contact permanent déterminé entre le grain de contact 28 et la lamelle 53, on évite que des cations métalliques prélevés sur la lamelle 53 ne se déplacent vers le grain de contact 20. Ainsi, on évite toute détérioration des lamelles de contact portées par la plaque 50.

[0033] Par contre, un léger affaiblissement du grain de contact 28 par déplacement de cations métalliques vers la lame 51 peut être toléré sans inconvénient.

[0034] Sur la figure 4 on a référencé schématiquement sous la référence 30 et sous forme d'une bande hachurée croisée la zone de contact définie entre le grain de contact 28 et les lamelles électriquement conductrices 51, 53. On notera que de façon avantageuse, les structures 52 en forme de rampe solidaires de la plaque support 50 agissent sur le grain de contact 28 sur une zone de surface 32 du grain différente de la zone 30 de contact électrique définie entre le grain et les lamelles.

[0035] Ainsi, on évite toute pollution du grain de contact 28 par dépôt sur celui-ci de matière provenant des structures en forme de rampe 52 lorsque le grain de contact 28 est porté à température élevée après avoir assuré le transfert de courant sous intensité élevée entre les lamelles 51 et 53. Cette disposition est particulièrement avantageuse lorsque les structures formant rampe 52 sont formées en matière plastique, d'une pièce avec la plaque support 50 électriquement isolante.

[0036] Les dispositions illustrées sur les figures annexées sont adaptées à un porte-contact 10 porté à pivotement autour d'un axe 12 par rapport à la plaque support 50.

[0037] La présente invention trouve également application dans le cas d'un déplacement relatif en translation entre le porte-contact 10 et la plaque support 50. Dans un tel cas, les lamelles 51, 53 portées par la plaque 50 doivent être formées de bandes rectilignes parallèles à la direction de translation relative. De même, les structures 52 en forme de rampe sont formées de barrettes rectilignes disposées entre les bandes électriquement conductrices 51 et 53.

[0038] Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit.

[0039] De préférence, comme cela est illustré sur la figure 1, sur leurs bords libres, au niveau des transitions entre les plage α et les structures 52 en forme de rampe sont biseautées en rapprochement de la plaque support 50 pour faciliter le franchissement desdites structures 52 par les plots de contact.

[0040] Par ailleurs, la lamelle 51 peut être munie, au niveau des plages angulaires β, de découpes 60, telles qu'à ce niveau, les bords adjacents 63, 64 des lamelles soient séparés d'une distance supérieure au diamètre du grain de contact 28, ou en tout cas supérieur à la distance 1 précitée.

Revendications

1. Commutateur électrique du type comportant un porte-contact (10) mobile par rapport à une plaque (50) portant un jeu de lamelles électriquement conductrices (51, 53-56) pour déplacer au moins un plot de contact (18, 20) sur les lamelles et relier sélectivement des paires de celles-ci au cours de son déplacement, caractérisé par le fait qu'il comprend entre les paires de lamelles associées, et au niveau de plages (p) où le plot de contact (20) est séparé d'au moins une lamelle, des structures (52) en forme de rampe solidaires de la plaque support (50), adaptées pour agir sur le plot de contact (20) afin de contrôler la séparation du plot de contact (20) et de l'une des lamelles (51), tout en sollicitant le plot de contact (20) en appui contre l'autre lamelle (53), reliée à la borne d'alimentation positive.

2. Commutateur électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les structures en forme de rampe (52) solidaires de la plaque support (50) entre les paires de lamelles associées (51, 53) agissent sur le plot de contact (20) sur une zone de surface (32) de celui-ci, différente de la zone (30) de contact électrique définie entre le plot (50) et les lamelles (51, 53).

3. Commutateur électrique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les structures (52) en forme de rampe sont réalisées en matière plastique d'une pièce avec la plaque support (50).

4. Commutateur électrique selon l'une des revendications à 3, caractérisé par le fait que le porte-contact (10) et la plaque support (50) sont susceptibles de pivotement relatif et par le fait que les structures en forme de rampe (52) sont formées de secteur de couronne présentant une surface d'appui tronconique (78) convergeant en direction de la lamelle (53) reliée à la borne d'alimentation positive, vers la plaque support (50).

5. Commutateur électrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le porte-contact (10) et la plaque support (50) sont susceptibles de translation relative et par le fait que les structures en forme de rampe (52) sont formées de barrettes rectilignes possédant une surface d'appui (78) plane et convergeant vers la lamelle (53) reliée à la borne d'alimentation positive en direction de la plaque support.

6. Commutateur électrique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les structures (52) en forme de. rampe sont adaptées pour éloigner le plot de contact par rapport à la plaque support (50) lorsque le plot de contact passe d'une plage (α) d'appui contre les lamelles électriquement conductrices (51, 53) à une plage (fb) de séparation par rapport à l'une des lamelles (51, 53).

7. Commutateur électrique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'une au moins des lamelles électriquement conductrices (51, 53) possède des découpes (60) au niveau des plages (β) où le plot de contact (20) est séparé de cette lamelle (51, 53).

Dessins