Brevet FR2002056A1 — publié le 19691003

L'invention est relative au secteur de la commutation électrique et concerne plus particulièrement un dispositif utilisé dans des commutateurs électriques, en particulier des commutateurs haute fréquence, ce dispositif comportant un rotor pou-5 vant tourner dans un stator et être avancé pas à pas jusque dans l'une d'un certain nombre de positions angulaires déterminées d'avance définies par un dispositif mécanique d'arrêt, la commande ayant lieu par un mécanisme pas à pas, comportant par exemple un aimant qui, après chaque pas, reprend sa position 10 de repos. Avec des commutateurs ainsi conçus, on est confronté avec la difficulté que la masse du rotor devant être avancé pas à pas est relativement élevée, et doit en outre être déplacée à des intervalles qui se suivent rapidement. Lorsque par exemple il s'agit de commutateurs haute fréquence, il est en outre né-15 cessaire que la position angulaire occupée par le rotor après la commande pas à pas, coïncide exactement avec la position angulaire déterminée d'avance. Pour pouvoir être déplacé à des intervalles se suivant rapidement, il est nécessaire que le rotor soit arrêté efficacement lorsqu'il occupe sa position 20 finale et que des vibrations éventuelles soient éliminées rapidement. Le but de l'invention est de résoudre ces problèmes pour permettre la commutation rapide du rotor sans risque d'entraver la mise exacte en place de ce dernier et sans nécessité 25 d'augmenter pour cela les dimensions du dispositif d'arrêt ou du mécanisme agissant pas à pas. Conformément à l'invention, ce double but est atteint du fait qu'entre le rotor et le stator est disposé un dispositif de butée et d'amortissement agissant sur le rotor et commandé 30 par le mécanisme agissant pas à pas, ledit dispositif comportant au moins une butée rotative reliée au rotor et une butée sta-tionnaire reliée au stator, butées qui, à la fin de chaque pas, sont associées pour mettre rapidement à l'arrêt le rotor du fait qu'elles absorbent les forces d'inertie et amortissent les 35 vibrations éventuelles, et qui sont dissociées l'une de l'autre par le mécanisme pas à pas lorsque ce dernier reprend sa position de repos, de façon à permettre l'ajustement du rotor par le dispositif d'arrêt.A l'arrêt, le rotor sera de ce fait entièrement libéré du dispositif de butée et d'amortissement lorsque 40 le mécanisme pas à pas est à l'arrêt, étant donné que le dispo 69 03707 2 2002056 sitif intervient pour mettre à l'arrêt et pour amortir le rotor pendant la commutation lorsque le mécanisme pas à pas a quitté sa position de repos et n'a pas encore repris celle-ci. Sur les dessins annexés : 5 La figure 1 est une coupe longitudinale suivant le plan I - I de la figure 2 et montre un commutateur haute fréquence équipé d'un dispositif de butée et d'amortissement conforme à l'invention. Les figures 2, 4 et 5 sont des coupes transver-10 sales suivant les plans respectifs II-II, III-III, IV-IV et V-V de la figure 1. La figure 6 est le schéma de connexion électrique de l'aimant pas à pas dont est équipé le commutateur. La figure 7 est une vue en plan d'un ressort d'amor-15 tissement dont est équipé le dispositif. Sur les figures, le commutateur est en principe constitué par un rotor cylindrique (1) pouvant tourner dans un stator (4) grâce à des roulements à billes (2), (3). Dans chacune des parois (5) à (8) du stator (4), on a pratiqué un 20 canal-guide d'ondes (9) à (12); ces derniers peuvent être reliés à des guides d'ondes extérieurs de section rectangulaire. Deux canaux (13)* (14) s'étendent dans le rotor, sont adaptés aux canaux-guides d'ondes du stator et sont pratiqués de façon à former avec ces canaux (9) à (12) un guide d'ondes continu 25 entre les sorties de guide d'ondes de deux parois latérales adjacentes. Sur la figure 2, les canaux (9) et (10) d'une part, et les canaux (11) et (12) d'autre part, sont interconnectés à travers le rotor. Par contre, lorsque le rotor occupe sa deuxième position de fonctionnement obtenue lorsque ce rotor 30 est tourné de 90° à partir de sa première position de fonctionnement, les canaux (9) et (12) d'une part, et les canaux (10) et (11) d'autre part, sont interconnectés à travers le rotor. Les positions de fonctionnement occupées par le ro-35 t-or sont déterminées par un dispositif mécanique d'arrêt formé par une rainure carrée,de guidage (15) pratiquée dans le fond du boîtier et par un bras de guidage (16), coopérant avec cette rainure et pouvant tourner dans le rotor. Le bras (16) est soumis à une pré-contrainte fournie par un ressort hélicoïdal (17) 40 enroulé à l'encontre du mouvement des aiguilles d'une montre, 69 03707 3 2002056 et sa partie inférieure est munie d'un rouleau de guidage (18 ; pouvant se déplacer dans la rainure (15). Le bras précontraint (16) fait tourner le rotor jusqu'à ce que le rouleau (18) bute contre deux parois adjacentes de la rainure carrée et main-5 tiendra ensuite le rotor dans cette position. Le rotor ayant été tourné plus de 45° à partir de la position représentée, le rouleau se mettra dans l'angle suivant de la rainure de guidage. Le dispositif d'arrêt positionnera le rotor de façon reproductible et sans jeu dans les positions déterminées d'avance 10 définies par la rainure de guidage. Le pas de commande du rotor est de 90° dans une même direction qui dans le présent exemple, est le sens suivi par les aiguilles d'une montre. La commande est effectuée à l'aide d'un aimant pas à pas (19) actionné manuellement à l'aide d'un commutateur manuel et déclenché auto-15 rnatiquement d'une manière décrite plus en détail par la suite. L'aimant pas à pas est muni d'un ressort de rappel, de sorte que l'aimant reprend automatiquement sa position de départ après avoir exercé son action. L'aimant pas à pas (19) est connecté au rotor (1) 20 de la manière suivante. L'extrémité (20) de l'aimant (19) est fixée à un disque (21 ) comportant deux broches axiales (22)-- (23) diamétrale-rsent opposées, qui s'engagent dans des évidements d'un disque de commande (24) qui suit le mouvement de va-et-vient de ladite 25 extrémité (20). A l'aide d'un ressort (25) agissant entre le disque (21' et le disque de couplage (24), ce dernier est maintenu contre un deuxième disque de couplage (26), solidaire du rotor (1). Une face du disque (24) présente des protubérances (27), associées à des évidements (28) de la face coopérante du 30 disque (26). Ces protubérances et ces évidements sont constitués de façon que les disques (24) et (26) soient reliés lorsqu'ils tournent dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre, et libérés l'un de l'autre en cas de rotation dans le sens opposé. Le disque (26) et, par conséquence, le rotor, 35 tournent donc toujours dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre et ne suivront pas le mouvement de retour de l'aimant pas à pas, en principe une roue à cliquet. Conformément à l'invention, on a disposé un dispositif de butée et d'amortissement agissant sur le rotor, ce 69 03707 4 2002056 dispositif étant constitué par un ressort flexible (30) (voir les figures 3 et 7) agencé entre deux insertions élastiques amortissantes (31)* (32) et coopérant avec des dents (33)* (34), (35) et (36) prévues sur le disque de couplage, solidaire du 5 rotor. Aux endroits où le ressort (30) entre en contact avec les insertions amortissantes (31), (32), il existe des pièces terminales (37)* (3'S) réalisées par exemple sous forme de tête de rivet et destinées à ce que la force exercée soit mieux répartie sur la surface de contact. Comme le montre la figure 7* 10 le ressort (30) présente un renfoncement (39) dans lequel peuvent s'engager les dents (33), (34), (35) et 36), toutefois, sans que le ressort (30) puisse être arqué vers l'extérieur, comme il sera expliqué par la suite. Sous la même condition, les dents (33) à (36) buteront contre le renfoncement (40) 15 dans certaines positions du rotor qui coïncident pratiquement avec les positions angulaires définies par le dispositif d'arrêt. Lorsque le rotor est à l'arrêt - ce qui est montré sur les figures - le ressort (30) est arqué vers l'extérieur, de sorte qu'il est dissocié des dents du disque (26)- Ceci 20 est obtenu du fait que la broche (23) reliée au disque (21), bute à nouveau contre la partie supérieure du ressort et incurve la partie centrale de ressort où est situé le renfoncement (40). Lorsque l'aimant pas à pas est excité, le disque (21), muni de sa broche (23), tourne dans le sens du mouvement 25 des aiguilles de la montre, la broche (23) quittant le ressort de sorte que ce dernier, par son élasticité, reprend sa position active. L'aimant (19) est alimenté en courant à travers un disque de contact (41 ) (voir les figures 1 et 5)* solidaire 30 du rotor (1). Comme le montre la figure 5* ce disque (41) comporte deux contacts semicirculaires plans (42, 43) coopérant avec des ressorts de contact (44), (45), (46), montés dans le stator. Relativement aux contacts (42), (43), les ressorts de contact (44), (45) et (46) sont placés de façon que pour chaque pre-35 mière position du rotor, le ressort de contact (44) soit relié au ressort de contact (46), et pour chaque deuxième position du rotor, avec le ressort de contact (45). Dans la position illustrée sur la figure, le ressort (44) est relié au ressort (46) par l'intermédiaire du contact plan (43). Dans la position 40 suivante, obtenue lorsque le rotor et le disque (41 ) tournent de 69 Q3707 5 2002056 90°, le ressort (44) sera relié au ressort (45) par ^intermédiaire du même contact (43). Dans la position stationnaire suivante du rotor, le ressort (44) sera à nouveau en contact avec le ressort (46) par l'intermédiaire du contact ( 42) qui 5 occupe maintenant la même position que le contact (43) sur la figure, etc. Comme le montre la figure 6, le ressort de contact (44) est relié à une borne de l'enroulement (191) l'aimant pas à pas (19)* alors que les ressorts de contact (45), (46) 10 sont reliés aux contacts fixes d'un commutateur repos-travail (47) commandé manuellement. Le contact mobile du commutateur (47) est relié à un pôle d'une source de tension, l'autre borne de l'enroulement précité (19') étant reliée à l'autre pôle de ladite source. 15 Les contacts plans (42), (43) et les ressorts de contact (44), (45) et (46) forment un commutateur qui interrompt automatiquement le courant alimentant l'aimant pas à pas (19) et qui est amorcé lorsqu'on dessert le commutateur (47). Sur la figure 5, on voit également deux ressorts de contact (48), 20 (49) qui coopèrent avec quatre contacts (50) à (53). Relativement à ces derniers, les ressorts (48), (49) occupent des positions telles qu'une liaison électrique soit établie entre les ressorts uniquement si le rotor est arrêté en position correcte. Toutefois, lorsque pour l'une ou l'autre raison le rotor est 25 arrêté entre les quatre positions immobiles possibles, il n'y a pas de liaison électrique entre les ressorts (48), (49). Ces derniers peuvent être reliés par exemple à une lampe témoin ou similaire, indiquant que le rotor occupe sa position correcte. Le fonctionnement est expliqué ci-après. 30 A partir de la position initiale stationnaire repré sentée sur les figures 5 et 6, l'aimant pas à pas (19) est alimenté en courant par l'intermédiaire des ressorts de contact (44), (46) et le contact semicirculaire (43) après activation du commutateur (47). L'aimant pas à pas fonctionne et fait 35 tourner le rotor (1) dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre par l'intermédiaire des disques de couplage (24), (26). Durant la première partir du mouvement, le disque (21) avec des broches (22), (23)> et les disques (24), (26) participent au mouvement. Après une faible rotation, la broche (23) 40 quittera le ressort (30), de sorte que celui-ci retourne à sa 69 03707 6 2002056 position imposée par sa propre élasticité. Le rotor ayant tourné d'environ 70°, le ressort (46) quittera le contact (43), et la connexion entre les ressorts (44) et (46) est interrompue. L'enroulement de l'aimant pas à pas ne reçoit pas de courant. 5 Le rotor qui a maintenant atteint une grande vitesse de rotation, continue celle-ci par sa propre inertie. Quand le rotor a tourné de 90°, la dent (33) (figure 3) butera à nouveau contre le renfoncement (40) du ressort (30). La force résultant de cette rencontre est transmise à l'insertion amortis-10 santé (31) qui, avec l'insertion (32), absorbe la puissance d'inertie et effectue un amortissement rapide et efficace du rotor.Entre temps, l'aimant pas à pas a commencé son mouvement de retour, assuré par un ressort de rappel non représenté. Le disque (21) avec sa broche (23) participe audit mouvement de 15 retour. Lorsque l'aimant pas à pas est à l'arrêt, la broche (23) rencontre à nouveau le ressort (30) et éloigne celui-ei de la dent (33) du disque (26). Le rotor est alors complètement libéré du dispositif d'amortissement et est activé seulement par le bras précontraint (16) qui, coopérant avec la rainure de gui-20 dage (15).» ajuste le rotor exactement dans la position angulaire déterminée d'avance. Le processus est répété lorsqu'ensuite le commutateur (47) est à nouveau actionné. 69 03707 7 2Q02C56 REVENDICATIONS 1.- Dispositif utilisé dans des commutateurs électriques, en particulier des commutateurs haute fréquence, ce dispositif comportant un rotor pouvant tourner dans un stator 5 et être avancé pas à pas jusque dans l'une d'un certain nombre de positions angulaires déterminées d'avance définies par un dispositif mécanique d'arrêt, la commande ayant lieu par un mécanisme pas à pas, comportant par exemple un aimant, qui après chaque pas reprend sa position de repos, caractérisé en 10 ce qu'entre le rotor et le stator est disposé un dispositif de butée et d'amortissement agissant sur le rotor et commandé par le mécanisme agissant pas à pas, ledit dispositif comportant au moins une butée rotative reliée au rotor et une butée stationnaire reliée au stator, butées qui, à la fin de chaque pas, 15 sont associées pour mettre rapidement à l'arrêt le rotor du fait qu'elles absorbent les forces d'inertie et amortissent les vibrations éventuelles, et qui sont dissociées l'une de l'autre par le mécanisme pas à pas lorsque ce dernier reprend sa position de repos, de façon à permettre l'ajustement du rotor par 20 le dispositif d'arrêt. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la butée stationnaire du dispositif de butée et d'amortissement est reliée au stator par l'intermédiaire d'insertions amortissantes en matériau élastique. 25 3.- Dispositif suivant la revendication 1 ou 2,- carac térisé en ce que la butée stationnaire du dispositif de butée et d'amortissement est un ressort flexible dont les deux extrémités sont reliées au stator, ce ressort présentant en renfoncement contre lequel, lorsque la position déterminée 30 d'avance est atteinte, butent des dents prévues à la butée rotative reliée au rotor, alors que le mécanisme pas à pas actionne ledit ressort de façon que lorsque ce mécanisme est à l'arrêt, ce ressort soit maintenu arqué vers l'extérieur dans une position dans laquelle le renfoncement de ressort est 35 dissocié de la butée rotative, le ressort étant par contre relâché lorsque le rotor est commandé pas à pas et retournant ainsi dans une position dans laquelle, par sa propre élasticité, il vient en contact avec ladite butée rotative reliée au rotor.