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FR2568421A1 - Dispositif destine au transfert de courant electrique entre un element fixe et un element mobile. - Google Patents

Dispositif destine au transfert de courant electrique entre un element fixe et un element mobile. Download PDF

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FR2568421A1
FR2568421A1 FR8511277A FR8511277A FR2568421A1 FR 2568421 A1 FR2568421 A1 FR 2568421A1 FR 8511277 A FR8511277 A FR 8511277A FR 8511277 A FR8511277 A FR 8511277A FR 2568421 A1 FR2568421 A1 FR 2568421A1
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FR
France
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contact
fixed
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plugs
support
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FR8511277A
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Inventor
Heinz J Kuhn
Karl F Butzbach
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Franz Kirsten Elektrotechnische Spezialfabrik
Original Assignee
Franz Kirsten Elektrotechnische Spezialfabrik
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/023—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems
    • B60R16/027—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for transmission of signals between vehicle parts or subsystems between relatively movable parts of the vehicle, e.g. between steering wheel and column
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R35/00—Flexible or turnable line connectors, i.e. the rotation angle being limited
    • H01R35/04—Turnable line connectors with limited rotation angle with frictional contact members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/22—Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2442—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted with a single cantilevered beam

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Steering Controls (AREA)

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE TRANSFERT DE COURANT ENTRE UN ELEMENT FIXE ET UN ELEMENT TOURNANT, LES DEUX ELEMENTS ETANT MONTES AVEC PLUSIEURS BILLES. CETTE INVENTION S'APPLIQUE TOUT PARTICULIEREMENT AUX VEHICULES AUTOMOBILES ENTRE LE TUBE DE PROTECTION FIXE SUR LE CHASSIS ET LA COLONNE DE DIRECTION MONTEE SUR LE CHASSIS ET EQUIPEE D'UN VOLANT. L'INVENTION EST CARACTERISEE EN CE QUE LE TRANSFERT DE COURANT EST REALISE GRACE A UN ENSEMBLE1 CONSTITUE D'UNE BAGUE TOURNANTE2 ET D'UN SUPPORT FIXE4, TANDIS QUE LE CONTACT ENTRE LA BAGUE TOURNANTE2 ET LE SUPPORT4 EST ASSURE PAR DES CONTACTS A RESSORT12 ET27 RELIES AUX PISTES DE CONTACTS CORRESPONDANTES17, 18, 30, 54, 55, 56, 57.

Description

L'invention conserr,e un dispor tif destiné au transFert de cou- rat électrique entre un élément fixe et un élément mobile, les deux éléments étant montés en coopération au moyen de billes, plus précisément entre le tube de protection fixé sur le chas- sis d'un véhicule et la colonne de direction correspondante munie de son voltant.
Cette invention permet, par exemple, dans la construction automobile de surmonter le problème d'interruption de courant dans le système de signaux à alimentation suivant une rotation.
Le document DE - OS 31 50 427 décrit déjà des systèmes de contacts destinés au transfert de courant entre le volant et la colonne de direction des véhicules automobiles, suivant lesquels le courant est amené d'une bague supérieure du palier à roulement par les éléments de roulement vers une bague inférieure ou vice versa, tandis que la bague supérieure est poussée par un ressort de pression.
Ce type de disposition présente les inconvénients suivants : le montage est relativement difficile entant donné qu'il faut lors du montage du palier à roulement, d'une part, surmonter la fprce du ressort et d'autre part, forcer pour élargir une gaine d'isolation élastique.
De plus, la fixation de cet ensemble relativement instable, est effectuée à l'aide d'ergots de maintien élastiques et modelables.
La mise en forme de ces ergots de maintien nécessite un effort important.
De plus, un autre inconvénient réside dans le fait qu'un seul circuit peut être fermé ou ouvert.
Les progrès récents dns le domaine de la construction autobile concernant le confprt de la conduite visent à fournir au conducteur une grande quantité d' informations sur l'état de fonctionnement de son véhicule, les indications de données n'étant plus comme auparavant dans la plupart des cas fournies par des instruments de mesure analogiques, mais par des instruments électriques à affichage digital.
L'utilisation d'un calculateur de bord permet de relier entre elles des informations de sorte que par exemple à côté de l'indication du contenu du réservoir et de la vitesse, il est possible d'iodique la consommation de carburant à la vitesse donnée, -l'affichage de ces informations pouvant être obtenu en- appuyant sur une ou plusieurs touches.
Dans ce cas, il est généralement nécessaire de regarder le clavier, lequel est normalement monté sur le tableau de bord, de chercher la touche correspondante, de lâcher le volant et d'actionner la touche choisie.
Le conducteur est alors distrait dans sa conduite, ce qui est dangereux. a
Le but de l'invention est de créer une installation du type décrit précédemment sur laquelle plusieurs circuits pourraient être fermés ou ouverts simultanément ou successivement.
Ce but peut être atteint grâce à l'invention en raison du fait que le transfert de courant s'effectue par un seul élément, constitué d'une bague tournante et d'un support fixe sur lequel le contact électrique entre la bague tournante et le support est établi au moyen d'éléments élastiques reliés aux pistes d'alimen tation et de contect correspondantes à l'aide de prises -ou fiches
Les avantages visés par l'invention résident dans le fait que, d'une part, un nombre relativement important- de circuits peut être monté et d'autre part, que le clavier nécessaire à - la commutation des circuits et/ou les interrupteurs sont susceptibles d'être situés direetement sur le volant, de sorte que pour commuter les circuits, il suffit au conducteur d'étendre le doigt.
De plus cet ensemble présente l'avantage d'être relativement petit et facilement montable.
En outre, la position de la bague tournante et l'établissement du contact sont indépendants de la position de la colonne de direction et du volant.
S.elon l'invention, la disposition d'une carte de circuits imprimés dans un logement de la bague tournante permet, d'une part, une fixation aisée de la dite carte de -circuits imprimés et d'autre part, permet des connexions sur le volant.
De plus, cette disposition permet un transfert de courant simple et sûr grâce aux pistes de contact électrique réalisées sur la carte de circuits imprimés.
De par leur élasticité, les connexion-s montées sur le support au contact des lignes conductrices garantissent un contact sûr.
Des entretoises moulées sur le support assurent une isolation fiable entre les ressorts de connexionélectrique.
La position de la bague rotative sur le support garantit, en outre, grâce à l'utilisation de billes pour la rotation, un fonctionnement sans fr-iction et un faible niveau de bruit.
De plus, ces billes présentent l'avantage de servir des support de la cotonne de direction dans le tube de protection.
La fixation des prises ou fichus à monter sur le supò s'effec- tue rapidement et ssns p ru n ème.
La fixation des lames de cont-act dans un élément tubulaire réduit la quantité de matériau et l'utilisation de pri-ses-bb de pistes de contact formées par estampage garantit un faible coût de fabrication de l'installation.
Cette modification de la disposition des groupes de connexion augmente le nombre de circuits pouvant être reliées
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparait- ront à la lecture de la description ci-après de Formes de réalisation de l'invention illustrées par les dessins joints dans les quels - la figure 1 représente l'ensemble décrit par l'invention, vue
de côté, - la figure 2 représente l'ensemble décrit par l'invention, vue
de dessus, - la figure 3 représente une autre forme de ré-alisation de l'en-
semble décrit par l'invention, vue de côté, les moyens de
réception étant représentés avec des contacteurs, - la figure 4 est une vue de l'ensemble illustré à la figure 3
vue de dessus sur laquelle deux groupes de paires de connexions
sont mobiles les uns par rapport aux autres, - la figure 5a est une vue d'un demi-ensemble représenté à la
figure 1 en coupe perpendiculaire, - la figure 5b est une vue partielle en coupe en plan horizontal
des supports de l'ensemble représenté à la figure 5a, - la figure 6a est une vue de côté d'une lame élastique de con
tact fixé sur une fiche, - la figure 6b est une vue de côté d'une fiche de contact, - la figure 6c est une vue de dessus d'une fiche de contact, - la figure 6d est une vue de côté d'une autre forme de réali
sation d'une prise ou fiche à l'état monté, - la figure 7a est une vue d'un demi-ensemble représenté aux
figures 3 et 4 en coupe perpendiculaire, - la figure 7b est une vue partielle en coupe en plan horizontal
des demi-ensembles représentés à la figure 7a, - la figure 7c est une vue partielle en coupe d'une connexion le
long de la ligne I-I de la figure 7a.
L'ensemble représenté à la figure 1 est constitué essentiellement d'une bague tournante 2 entrainée par une broche 33 à partir du volant d'un véhicule et d'un support 4 fixé sur le tube de protection.
La partie supérieure de la bague tournante 2 est équipée de quatre prises 5, lesquelles sont reliées aux contacteurs situés sur le volant. (Par prises, on entend tout moyen de connexion électrique tels que des broches enfichables ou autres).
La partie inférieure de l'ensemble 1 est équipée de quatre prises 6 situées sur le côté, lesquelles sont reliées à un calculateur de bord.
La figure 2 représente la broche d'entraînement 33 cylindrique, munie d'un perçage 8, les prises 5 destinées aux contacteurs du volant et la bague rotative circulaire.
Les figures 3 et 4 représentent une autre forme de réalisation de l'ensemble l décrit dans l'invention, pour laquelle des récepteurs supplémentaires 99 destinés aux interrupteurs, par exemple pour les clignotants, ont été prévus et sont montés sur le support 4.
Le côté externe de la bague tournante 2 est équipé d'un ergot interrupteur 2f qui fonctionne en coopération avec un ergot de déclenchement 97 de la commande de clignotant 98.
En figure 4 est représentée-la broche d'entratnement 33 et huit fiches de contact 25, 25a sur la bague' tournante.
Les figures 5a et 5b représentent des vues en coupe de la forme de réalisation des figures 1 et 2.
Le support 4 circulaire rotatif comporte une portion cylindrique 3a à laquelle est reliée une portion 3b en forme de cone.
A la portion 3b succède une portion cylindrique 3c comportant à des emplacements précis une paroi d'épaisseur supérieure.
Sur chacune de ces portions de paroi renforcée est réalisé un logement sphérique 50 sur le côté interne, chacun d'eux recevant une bille 11.
Dans les formes de réalisation représantées, six billes Il ont été prévues, lesquelles sont situées dans les logements 59 à un écartement les unes- des autres de 60 .
Sur la portion cylindrique 3c est réalisé un c-ollet 4d, dont- le diamètre extérieur correspond au diamètre extérieur de la bague tournante 2.
Le collet 4d ou épaulement porte plusieurs entretoises 4e dépas- sant vers le haut.
Au moins une entretoise 4e est située entre deux ressorts de contact 12 fixés sur une cornière 13.
En figure 5b est représenté un total de cinq entretoises 4e, qui séparent les uns des autres quatre ressorts de contact 12.
La distance entre deux entretoises sur un même rayon correspond au moins à la largeur d'une prise 6.
Comme représenté à la figure 5a, les entretoises 4e s'étendent jusqu'aux extrémités des ressorts de contact.
Toutefois, un espace suffisant est laissé entre la- carte à circuits imprimés et les entretoises.
La bague tournante 2 et le support 4 sont en matériau non conducteur, par exemple en matériau synthétique.
Comme indiqué sur les figures Sa. et 6b, chaque ressort de contact 12 est fixé, par exemple par .soudage sur une cornière 13 -conductrice.
Chaque cornière 13 est équipée d'un téton de liaison 14 introduit et fixé dans une ouverture 15 formée dans l'épaulement 4d.
La portion 6 de la cornière 13 servant de contact-de raccordement est introduit dans un logement recta-ngulaire de l'épaulement 4d.
I1 est possible de prévoir un guide entre les entreto-ises 4e.
Les cornières 13 sont disposées sur 1-a p' r tour du collet 4d et elles sort sépares les unes des autres pîr les entretoises 4e.
Les ressorts de contact sont courbés en arc de cercle suivant les voies des circuits correspondantes, comme représenté à la figure 6c.
La figure 6a est une vue de côté du ressort de contact 12 et de la cornière 13 montrant que le ressort de contact 12 est ascendant suivant un angle déterminée et qu'à son extrémité, il est courbé vers le bas en arc de cercle.
La figure 6b est une vue de côté de la figure 6a et représente la disposition des différents ressorts de contact 12 sur la surface d'appui de la cornière 13.
La figure 6c représente, en traits et pointillés, les arcs de cercle des différents ressorts de contact 12.
Les ressorts de contact 12 exercent une pression comme représenté à la figure 5a sur les pistes de contact 18 d'une carte de circuits imprimés 19.
Les pistes de contact 18 sont reliées aux pistes de contact 17 situées sur le côté de la carte à circuits imprimés orienté vers le volant.
La carte à circuits imprimés 19 en forme d'anneau est maintenue par des dispositifs de fixation 21 dans le logement de la bague tournante 2 constituée par une paroi externe cylindrique 2a, par une paroi interne cylindrique 2b et d'une rondelle 2c reliant les dites parois.
La partie inférieure de la rondelle 2c est munie de gorges 2d et d'ouvertures de passage 7 pour les fiches 5.
Les connexions utilisées ont la forme de cornières dont la partie la plus courte est brasée sur la piste de contact 18 correspondante puis montée dans le logement 2d, tandis que la partie la plus longue de la cornière vient au-dessus de la rondelle 2c.
Entre les différentes fiches 5 est montée une entretoise 2e .qui assure une isolation électrique entre elles.
Les dimensions des logements 2d sont adaptées aux dimensions des fiches 5.
La mise en place de la bague tournante s'effectue à l'aide des billes 11 montées dans les logements 50, lesquelles s'insèrent dans une rainure 40 périphérique située sur le cOté externe de la paroi interne 2d de manière à assurer un espace entre le support et la bague tournante.
La figure 6d représente une autre forme de réalisation de la prise 6.
Le ressort de contact 12 présente comme dans la forme de réalisa- tion précédente, une partie ascendante prolongée par une courbe descendante.
De plus, ce ressort de contact est prolongé par une partie à angle droit destinée à la fixation sur la cornière.
Ce ressort de contact 12 est maintenu dans un tube 23 depuis un orifice de passage 60 ménagé à travers le collet 4d et relié au dit collet, le tube pouvant être par exemple un rivet creux.
I1 est possible d'introduire une douille dans le passage 60 et d'insérer dans cette douille le ressort de contact 12.
Une fixation supplémentaire du ressort de contact sur le support 4 peut être réalisée à 11 aide d'un enclenchement ou par brasa ge.
Le tube sert également de fiche.
Les figures 7a, 7b et 7c représentent une autre forme de réalisation de 11 ensemble 1.
A la place de la carte à circuits imprimés 19 munie des pistes de contact 17 et 18, cette forme de réalisation prévoit la formation de pistes de contact 30 par découpage fixées dans les logements 10 de la bague tournante et séparées entre elles par des entretoises de la bague.
De plus, les fiches 25, 26 sont formées par estampage et les pistes de contact 54, 55, 56 sous forme de grille estampée.
Cette forme de réalisation prévoit un total de huit paires de connexions, quatre paires de connexions étant situées sur un plan d'intersection et séparées des autres paires de connexions d'un certain angle défini dans cette forme de réalisation à 300.
Les paires de connexions espacées d'un angle de 300 sont situées sur un plan coaxial entre les quatres premières paires de conne xions.
La figure 7a représente quatre paires de connexions reliées entre elles et situées sur un plan d'intersection.
La vue de cOté d'une fiche 25 fixée dans les entretoises 2e de la rondelle 2c est représentée à la figure 7c.
La fiche 25, qui a la même forme que la fiche 66, est constituée d'une pièce en forme de T 64 et d'un ressort de contact en forme de W 27 fixé transversalement à la partie 64 et conducteur d'électricité.
La fiche 25 est située au-dessus du ressort de contact en forme de W 27 et est reliée aux pistes de contact 54, 55 et 56 fixées sur le collet 4d, les ressorts de contact touchant les pistes de contact correspondantes en deux points, de manière à garantir un bon contact.
Les pistes de contact 54 et 56 sont des éléments circulaires estampés sur laquelle est ménagée la fiche 26.
Toutes les pistes de contact 30, 54, 55 et 56 comportent des languettes de liaison 45 qui s'insèrent dans les gorges 90, prévues entre les entretoises et qui relient les voies de contact à la manière d'une grille.
Après Le montage de la grille estampee, les languettes de liaison 45 sont séparées pour interrompre le passage du courant des pistes de contact.
Le collet 4d comprend des orifices de passage 28, dans lesquels se branchent les fiches 26.
Sur les pistes de contact 56, 57 situées entre les pistes de contact 54 et 55, les fiches 26 sont soudées et sont également introduites dans les orifices de passage 28.
Les prises ou fiches 26 sont formées en une seule pièce avec les pistes de contact.
Sur les paires de fiches représentées à la figure 7e, disposées suivant le deuxième groupe de paires de prises, le transfert de courant s' effectue de la manière suivante : les fiches 66 sont introduites entre les entretoises 4e de telle sorte que les ressorts de contact en forme de W 27 soient en contact avec la piste d'alimentation correspondante 30 en deux points.
tes pistes de contact 30 sont reliées par les fiches 25e.
Les fiche, 23 a peuvent être réalisées sous forme de cornière d'angle, la plus petite partie de la cornière étant soudée sur les pistes de cor tact 30 et maintenue dans une gorge 95 de la banque rotative dont elle dépasse par les orifices de passage 7a.
Le montage de la bague rotative sur le support s'effectue au moyen de billes disposées suivant la première forme de réalisation qui a été décrite plus haut.
I1 va de soi que la présente invention peut recevoir des aménagements et des variantes dans le domaine des équivalents techniques.

Claims (1)

    REVENDICTIONS R1/ Dispositif destiné au transfert de courant entre un élément fixe et un élément tournant, les deux éléments étant montés avec plusieurs billes, éventuellement en forcement entre le tube de protection fixe du châssis et la colonne de direc tion montée sur ce châssis et équipée du volant, caractéri sé en ce que le transfert de courant est réalisé par un ensemble (1) constitué d'une bague rotative (2) et d'un sup port fixe (4) et que le contact entre la bague tournante (2) et le support (4) est établi au moyen de ressorts (12, 27) reliés aux pistes de contact correspondantes (17, 18, 30, 54, 55, 56, 57) au moyen de prises ou fiches (5, 6, 25, 25a, 26,
  1. 66).
    R2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la
    bague rotative (2) est un élément à symétrie de révolution
    constitué d'une paroi externe cylindrique (2e), d'une paroi
    interne cylindrique (2b) et d'une rondelle (2c) reliant entre
    elles les deux parois, que la partie supérieure de la rondel
    le (2c) comporte une broche d'entrainement (33) et que dans
    la rondelle (2c) ont été prévus des orifices de passage (7)
    pour les prises (5 et 25) et que le bas de la partie externe
    de la paroi interne (2b) comporte une rainure périphérique
    (40) à section circulaire.
    R3/ Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce
    que la bague rotative (2) comporte un logement cylindrique à
    section rectangulaire, que la partie inférieure de la rondel
    le (2c) est munie de logements rectangulaires (2d) destinés
    aux fiches (5) et que la paroi (2a) et la paroi (2b compor
    tent des dispositifs de fixation (21) destinés à une carte de
    circuits imprimés (19).
    R4/ Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce
    que la bague rotative (2) comporte sur le pourtour inférieur
    de Ia rondelle (2c) des logements (10) à section rectangulai
    re séparés les uns des autres par des entretoises (2e) et que
    dans les entretoises sont prévues des orifices de passage (7
    et 7e) pour les fiches (25 et 25a).
    R5/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé
    dentes, caractérisé en ce que le support (4) est un élément à
    symétrie de révolution comprenant un collet (4d) muni d'ent
    retoises (4e) et de fiches (6, 26, 66) et d'une portion
    cylindrique (3), laquelle portion cylindrique (3) comprend à
    intervalles réguliers une paroi d'épaisseur supérieure munie
    d'un logement sphérique (50), que chaque logement (50) reçoit
    une bille (11) et que la partie proéminente de chaque bille
    (11) s'insère dans une rainure périphérique (40) de la bague
    rotative (2).
    R6/ Dispositif selon les revendications 1 à 3 et selon la reven
    dication 5, caractérisé en ce que les fiches (6) sont enfic
    hées dans les logements (16) du collet (4d) et qu'une barret
    te de liaison (14) montée sur la fiche (6) est insérée et
    fixée dans un orifice de passage (15) du collet (4d).
    R7/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que
    les fiches (26) disposées su le hord externe en le bocj
    interne sont adaptes aux pistes de contact circulaires (54
    et 55) et que ces fiches (26) constituent des cornières de
    raccordement conductrices d'électricité fixées suer les pistes
    de contact circulaires (56, 57).
    R8/ Dispositif selon les revendications 1 à 3 et les revendica
    tions 5 et 6, caractérisé en ce que les fiches (5) enfichées
    dans les orifices de passage (7) sont maintenues en position
    par le logement rectangulaire (2d) et par une carte de cir
    cuits imprimés (19) dont les pistes (17) conductrices sont en
    contact avec les fiches.
    R9/ Dispositif selon les revendications 1 et 2, 4 et 5 et la
    revendication 7, caractérisé en ce que les fiches (25) sont
    fixées dans des orifices de passage (7) prévues à cet effet,
    que chaque contacteur à ressort (27) touche en deux points
    les pistes de contact (54, 55, 56, 57), que les fiches (66)
    sont fixées dans des orifices de passage (90) des entretoises
    (4e) et que les contacts à ressort,(27) sont en contact avec
    les pistes de contact circulaires périphériques (30, 54, 55,
    56, 57).
    R10/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes canac-
    térisé en ce qu'un dispositif (99) support de contacter
    (98) est monté sur le support (4) et qu'un ergot de contact
    (2f) est situé sur la partie externe de la bague tournante
    (2), le dit ergot coopérant avec une came de déclenchement
    (97) et la commande.
FR8511277A 1984-07-26 1985-07-22 Dispositif destine au transfert de courant electrique entre un element fixe et un element mobile. Withdrawn FR2568421A1 (fr)

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