Brevet FR2132874A1 — publié le 19721124

i 2132874 La présente invention est relative d'une façon générale à des commutateurs électriques et, plus particulièrement, à un bras de battant perfectionné pour un commutateur coaxial à microonde ou à fréquence radiophonique. 5 Des commutateurs coaxiaux à fréquence radiophonique sont utilisés comme commutateurs émission-réception afin de commuter une antenne unique entre un émetteur et un récepteur et pour d'autres utilisations de transfert de signaux à fréquence radiophonique. Alors que les fréquences concernées sont devenues toujours 10 plus élevées, il a été de plus en plus difficile de maintenir un équilibrage d'impédance optimum vis-à-vis du canal actif., en parvenant ainsi à un faible taux d'ondes stationnaires ainsi qu'à une tension à fréquence radiophonique et à des capacités de manipulation de puissance à fréquence radiophonique convenables tout en 15 maintenant toujours un bon isolement pour le canal non utilisé. Bien que ce problème puisse dans une certaine mesure être surmonté grâce à l'utilisation de dispositifs électroniques tels que des diodes semiconductrices, des tubes électroniques ionisables et divers dispositifs de rupture en tant qu'éléments de commutation, 20 des commutateurs mécaniques sont toujours préférables dans de nombreux cas. Un exemple d'un commutateur coaxial à fréquence radiophonique de la technique antérieure a été décrit dans- un brevet aux Etats-Unis d'Amérique n° 3.414.849,, accordé le 3 décembre 1968. 25 Dans le brevet précité, l'armature d'un solénoïde s'applique contre un bras oscillant rappelé par ressort et le déplace. Des moyens sont prévus pour assurer un montage pivotant du bras oscillant., de telle sorte que sa face inférieure s'applique sur une paire de goupilles décalées latéralement, qui sont également montées sur 30 ressort. Les goupilles portent des plaques ou des lames qui sont agencées de manière à rencontrer des moyens de borne montés dans la base de support du dispositif. Bien que la structure des commutateurs de la technique antérieure soit efficace, on se rendra aisément compte que le bras oscillant représente une masse impor-35 tante, de telle sorte que le solénoïde doit exercer une force plus importante qu'il n'est nécessaire pour faire pivoter le bras oscillant. Ceci a pour résultat la nécessité d'adopter un solénoïde plus grand et plus onéreux. Le solénoïde lui-même est plus grand, 72 12803 2 2132874 plus lourd et plus onéreux qu'une bobine, principalement à cause de l'existence de l'armature. Une conception qui ne requiert pas l'utilisation d'un solénoïde serait donc préférable. Dans les commutateurs de la technique antérieure, le bras oscillant pivote 5 également à une de ses extrémités. Ceci a pour résultat que la force appliquée à l'une des goupilles est supérieure à celle appliquée à l'autre et présente d'autres problèmes mécaniques. Avec un bras oscillant massif en une pièce, il est également difficile ou impossible d'effectuer de petits ajustages pour compenser les to-' 10 lérances de fabrication et d'assemblage. La présente invention apporte une amélioration aux commutateurs & la technique antérieure définis brièvement ci-avant. L'amélioration réside principalement dans la construction du bras de battant, conjointement avec son châssis de support et a pour 15 résultat l'élimination du bras oscillant ainsi que du ressort destiné à rappeler ce dernier. Suivant la présente invention, une branche d'un châssis de support en forme de L est montée à une extrémité du solénoïde. Le bras de battant est monté à pivotement sur l'autre branche du châssis de support et il est doté de deux 20 doigts allongés, disposés au centre et agencés en tandem, qui sont disposés de manière à s'appliquer contre des goupilles qui portent les lames de contact du commutateur. L'extrémité opposée du bras de battant perfectionné est opposée de façon étroitement espacée par rapport à une bobine de manière à être déplacée angulairement 2 5 lorsque cette dernière est mise sous tension. Les deux doigts du bras de battant perfectionné qui sont déplacés par l'armature du solénoïde peuvent être ajustés de manière à assurer la compensation de tolérancœ de fabrication et d'assemblage, par une simple flexion, suivant les nécessités après l'assemblage. 30 Par conséquent, un but de l'invention est d'offrir un commutateur électrique perfectionné et, en particulier, un commutateur coaxial à fréquence radiophonique perfectionné. Un autre but de l'invention est d'offrir une construction perfectionnée pour le bras de battant utilisé dans un commu-' 35 tateur coaxial à fréquence radiophonique. Encore un autre but est d'offrir une construction de commutateur coaxial à fréquence radiophonique permettant l'utilisation d'une bobine à la place d'un solénoïde. 72 12803 3 2132874 Une caractéristique de l'invention est que le bras oscillant et ses moyens de rappel à ressort, tels qu'ils ont été utilisés dans la technique antérieure, sont éliminés. Un avantage de l'invention est l'ajustage relativement 5 simple du bras de battant par rapport aux goupilles qui supportent les lames de contact du commutateur. D'autres détails et particularités de l'invention res-sortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : 10 La figure 1 est une vue en élévation latérale partielle, en partie en coupe, illustrant les éléments constitutifs formant l'objet de la présente invention. La figure 2 est une vue en perspective "explosée" du bras de battant perfectionné suivant l'invention, conjointement 15 avec le châssis - monté sur une bobine qui supporte le bras de battant. La figure 3 est une vue en plan du châssis de support et du bras de battant illustrés à la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe transversale suivant la 20 ligne 4-4 de la figure 3. La figure 5 est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne 5-5 de la figure 3, avec le bras de battant illustré en traits mixtes dans une autre position. En se référant à la figure 1, on a représenté un commuta-25 teur coaxial unipolaire à deux directions 10 constituant l'objet de la présente invention. Le commutateur lO comprend une base de support 12 et trois connecteurs coaxiaux 14, 16 et 18, qui sont fixés à la base 12, par exemple par une liaison filetée. Les bornes centrales 20, 22 et 24 des connecteurs 14, 16 et 18, respectivement, 30 traversent des ouvertures 26, 28 et 30, respectivement. Une cavité allongée 32 est pratiquée dans la surface supérieure de la base de support 12, avec l'extrémité libre de chacune des bornes 20, 22 et 24 située dans la cavité 32. Les dimensions de la cavité ou chambre 32 sont telles qu'elle forme . un guide d'onde utilisé 35 en dessous de la fréquence critique avec un mode de guida d'onde principal dans la gamme de fréquences de fonctionnement du commutateur 10. Une plaque de couverture 34 qui est convenablement fixée 72 12803 4 2132874 à la surface supérieure de la base de support 12, est. dotée d'un évidement ou logement allongé 36 qui se trouve en opposition par rapport à la cavité 32. Une paire de trous contre-aLésés 38 est pratiquée en tandem suivant l'axe longitudinal de la plaque de couver-5 ture 34. Des goupilles 40a et 40b s'étendent à coulissement à travers les trous cortre-alésés 38, avec les têtes de ces goupilles situées au-dessus de la plaque de couverture 34. Des ressorts de compression 42a et 42b sont situés dans les trous contre-alésés 38 autour des tiges des goupilles 40a et 40b et en dessous de leurs 10 têtes, de manière à rappeler normalement les goupilles 40a et 40b dans la direction vers le haut. L'extrémité interne des goupilles 40a et 40b ou les extrémités opposées à leurs têtes comportent des lames de contact de commutateur 44a et 44b, respectivement, qui leur sont fixées d'une manière appropriée quelconque. Une lame de 15 contact de commutateur 44a chevauche les bornes 20 et 22, tandis que la lame de commutateur adjacente 44b chevauche les bornes 22 et 24. Le connecteur 16 est un connecteur commun qui est connecté, alternativement, à l'un ou l'autre des connecteurs 14 et 18, par le commutateur 10. 20 La plaque de couverture 34 est également formée avec des blocs de support en une pièce 46 et 48 sur lesquels est montée une branche d'un châssis de support en forme de L 50. Une bobine 52 est fixée à l'autre branche du châssis de support en forme ci L 50 au moyen d'une vis 56. La bobine 52 est constituée par un corps 25 58 autour duquel est bobinée une bobine de fil isolé désignée dans son ensemble par la référence 60. A des fins définies ci-après, une lame de ressort 62 est retenue entre une aile d'extrémité du corps de bobine 58 et la branche du châssis de support en forme de L 50 que traverse la vis 30 56. On peut se référer à présent aux figures 2, 3, 4 et 5 pour une description plus détaillée du châssis de support en forme de L 50 et du bras de battant qui y est monté à pivotement. Le châssis de support en forme de L 50 comprend une première branche 35 64 avec un trou contre-alisé 66 que traverse la vis 56. La seconde branche 68 du châssis de support 50 comprend plusieurs trous 30 qui reçoivent des vis (non représentées) grâce auxquelles le châssis de support 50 est monté sur les blocs de support 46 et 48. L'extrémi 72 12803 5 2132874 té libre de la branche 68 est dotée d'une paire de pattes opposées s'étendant latéralement 72, qui sont recourbées vers le bas jusqu'à la position illustrée en traits mixtes à la figure 2 et en traite pleins aux figures 3, 4 et 5, au cours du processus d'assem-5 blage. Des trous 74 sont pratiqués au cours de l'opération d'estampage dans chacune des pattes 72. Un bras de battant désigné dans son ensemble par la référence 76 est monté sur le châssis en forme de L en utilisant les pattes recourbées vers le bas 72. L'organe de battant 7 6 comprend 10 une plaque 78 qui se trouve normalement en opposition espacée par rapport à la bobine 50. Une branche 80 s'étend vers l'extérieur à partir de la plaque 78 et se termine par un arbre transversal 82. Lors de l'assemblage, les pattes 72 sont recourbées vers le bas, de telle sor-15 te que les extrémités externes de l'arbre 82 y sont tourillonnées en utilisant les trous 74 dans ce but. Un premier doigt 84 s'étend vers l'extérieur à partir de la plaque 78 et un second doigt 86 s'étend vers l'extérieur à partir de l'arbre transversal 82, en association jumelée co linéaire avec le doigt 84. Comme représenté 20 à la figure 1, le premier doigt 84 est situé sur le sommet de la goupille 42, tandis que le second doigt 86 est situé sur le sommet de la goupille 40a. L'extrémité libre de la lame de ressort 62 s'appuie vers le bas sur la surface supérieure du premier doigt 84, afin de rappeler le bras de battant 76 dans la position illustrée 25 à la figure 1. Il est évident que le ressort pourrait également s'appliquer sur le bras 80 en plus du doigt 84 ou au lieu de celui-ci, qu'un ressort hélicoïdal pourrait remplacer.la lame de ressort 62 ou que d'autres moyens de rappel appropriés pourraient être prévus pour le bras de battant. 30 Lorsque la bobine 52 est mise sous tension, le bras de battant 7 6 est tiré dans la direction de la bobine et surmonte ainsi la force de la lame de ressort 62. Le bras de battant 7 6 pivote dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre autour de l'arbre 82. Le doigt 86 abaisse alors la goupille 40a en 35 agissant à 1'encontre de la force du ressort 42a et en amenant ainsi cette lame de contact de commutateur 44a en contact électrique avec les bornes 20 et 22 des connecteurs 14 et 16, respectivement. Lorsque le bras de battant 76 pivote dans le sens opposé à celui 72 12803 6 2132874 des aiguilles d'une montre, comme il vient d'être décrit, il s'écartera de la goupille 40b, de telle sorte que le ressort 42b repoussera cette dernière vers le haut, en déplaçant ainsi la lame de contact de commutateur 44b à partir des bornes 22 et 24 des connec-5 teurs 16 et 18, respectivement. Lorsque la bobine 52 cesse d'être sous tension, la lame de ressort 62 repoussera le bras de battant 7 6 dans le sens des aiguilles d'une montre et le ramènera ainsi à la position illustrée à la figure 1. Bien qu'on ait considéré le commutateur lo comme un com-10 mutateur coaxial et les entrées comme des connecteurs coaxiaux, dans la description qui précède, les entrées pourraient en fait se présenter sous la forme de conducteurs et câbles coaxiaux, de câbles plats parallèles, de conducteurs plats, de microruban , de guide d'onde ou de toute autre ligne de transmission acceptable pour 15 une énergie en micro-onde. L'expression "coaxial" doit donc être considérée comme un terme générique pour le type de commutateur impliqué. Le configuration de bras de battant perfectionné suivant l'invention pourrait également trouver une application dans des commutateurs électriques utilisés pour des applications en courant 20 continu et certaines applications en courant alternatif. On se rendra compte qu'on dispose suivant l'invention d'un agencement de battant perfectionné pour un commutateur coaxial à fréquence radiophonique ou un autre commuta,teur électrique. Le bras oscillant et le ressort de compression utilisés dans la tech-2 5 nique antérieure sont remplacés par un châssis de support et un bras de battant plus simples, plus légers et moins onéreux, qui peuvent être fabriqués grâce à une opération d'estampage et assemblés grâce à une simple opération de courbure. Le solénoïde a été remplacé par une bobine. En faisant pivoter le bras d'actionnement 30 entre les deux doigts, des forces équilibrées sur les goupilles et un mouvement mécanique généralement supérieur sont obtenus. Des ajustages mineurs destinés à compenser les tolérances de fabrication et d'assemblage peuvent être effectués indépendamment pour Ies deux doigts du bras de battant, simplement en les courbant après assera-35 blage, suivant les nécessités. Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y âtre apportées sans sortir du cadre du présent brevet. 72 12803 7 2132874 REVENDICATIONS 1. Commutateur électrique'comportant une bobine et deux goupilles de commande de contact, qui sont toutes deux normalement rappelées vers une première position, l'une de ces goupilles étant 5 déplacée vers une seconde position lorsque la bobine est mise sous tension et l'autre goupille étant déplacée vers la seconde position lorsque la bobine cesse d'être sous tension, caractérisé en ce qu'il comprend un bras de battant avec une première branche possédant deux doigts en porte-à-faux indépendants situés en tandem 10 de façon co linéaire avec les goupilles, chacun d' eux étant destiné à s'appliquer contre une goupille correspondante afin de l'amener à sa seconde position, et un arbre de pivot situé entre les doigts et pratiquement perpendiculairement à ceux-ci, et une seconde branche pratiquement perpendiculaire à la première, cette seconde 15 branche étant située de manière à subir l'action de la bobine lorsque celle-ci est mise sous tension, afin de faire tourner le bras autour du pivot. 2. Commutateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une lame de ressort destinée à rappeler le 20 bras de façon à déplacer l'autre goupille vers la seconde position lorsque la bobine n'est pas sous tension. 3. Commutateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un châssis fixé à une extrémité au commutateur et comportant des moyens à l'autre extrémité pour supporter 25 à pivotement l'arbre de pivot du bras de battant. 4. Commutateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de support pivotants sont constitués par une paire de pattes espacées latéralement avec des ouvertures alignées coaxialement dans celles-ci, les extrémités de l'arbre pivot étant 30 tourillonnées dans les ouvertures alignées des pattes. 5. Commutateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les doigts sont destinés à être courbés indépendamment afin d'ajuster avec finesse la seconde position de la goupille correspondante . 35 6. Commutateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un commutateur coaxial comportant une base, trois bornes montées en tandem dans la base, des moyens de lame de contact conducteurs situés en opposition par rapport à chaque paire 72 12803 8 2132874 de bornes adjacentes, chacun de ces moyens de lame pouvant être déplacé entre une première position interconnectant les bornes et une seconde position espacée de ces bornes, des moyens de goupille distincts étant montés à coulissement dans la base afin de suppor-5 ter chacun des moyens de lame de contact au cours de son déplacement, le mouvement de ces goupilles agissant de manière à commander le déplacement des moyens de lame de contact entre les première et seconde positions des moyens de lame.