Brevet FR2191244A1 — publié le 19740201

La présente invention concerne des éléments destinés à constituer des matrices de points ae croisement à sélection par coordonnées et à commande magnétique. Elle s'applique à la tom-tu- tation électrique et, plus particulièrement à titre d'exemple, aux matrices de réseaux de parole d'un système spatial de commutation téléphonique. On connaît déjà des matrices de points de croisement à sélection par coordonnées dont les points ae croisement sont des interrupteurs à tiges souples magnétiques, bien connus dans la technique. Jusqu'ici les matrices de ce type que l'on a utilisées comportaient un ensemble de bobines de commande par point de croisement, le nombre des bobines de commande pouvan dans certain cas être de quatre quand on désirait un maintIen magné- tique du point de croisement. C'est le cas notamment dans les matrices du système téléphonique américain ESSI. Dans le ce d'un maintien électrique du poins de croisement, on pourrait rédui-e le nombre des bobines à deux ta point de croisement. Toutefois la fabrication de ces bobines pose des problèmes et elles occupent dans les matrices unetlace importante. On contact également depuis longtemps les systèmes de commutation téléphonique crossbar à commande électro-mécanique qui n'utilisaient pour la fermeture des points de croisement qu'une bobine par barre horizontale et une bobine par barre verticale. Pour une matrice n x n, où n est le nombre de barres horizontales et verticales, le nombre de bobines est de 2 n tandis que dans le cas mentionné ci-dessus il était de n2 ensembles de bobines. Donc dès que n est supérieur à 2, la deuxième solution est plus intéressante. C'est pourquoi on a cherché à fabriquer des matrices à points de croisement à interrupteurs à tiges ne necessitan qu'une bobine par coordonnées horizontales ou verticale. Cn connaît ainsi une matrice décrite dans la demande de brevet français déposée le 30 octobre 1968, portant le N d'enregistrement 63 37266 et publiée sous le N 2 080 836, qui comporte des barres magnéti- horizontales associées chacune à une bobine et des barres magnétiques verticales associées chacune à une bobine, le flux magnétique créé par l'excitation d'une bobine horizontale et d'une bobine verticale étant guidé par les barres correspondantes pour fermer le ou les interrutteurs à tiges racés entre ces barres magnétisées. Toutefois cette matrice a encore une épaisseur importante car les interrupteurs s ont placés perpendiculairement entre les barres norizontales ou verticales. La présente invention permet d'apporter une très grande simplification à la réalisation des matrice de points de croisemer à commande électro-magnétiques, en même temps qu'un important taUn d'encombrement et de prix de revient, tout en conservant une commande par coordonnées ne nécessitant que le minimum de bobines. belon la présente invention, il est prévu un élément de matrice de points de croisement à sélection par coordonnées à commande magnétique tonstitué par un premier jeu de bandes minces en métal magnétique bon conducteur, fixées chacune parallèlement sur une promière plaque support isolante, portant chacune une cobine De commande et connectée chacune à une première série de conducteurs électriques, un deunième jcu de bandes perpendiculaire audit premier jeu et constitué de façon analogue sur une deuxiome blaque support isolante, chaque bande étant connectée à un condusteur d'une deuxième série de conducteurs électriques, les deux plaques supports écant appliquées l'une con rye l'autre par leurs faces portant lesdites bandes, une couche mince électriquement isolante étant interposée entre les bandes, les bandes du premier jeu étant, dans leurs zones de croisement avec les bandes du second jeu, découpées en formant au moins une languette souple libre par rapport à la première plaque support, la couche mince isolante comportan des ouvertures en face desdites languettes, et un circuit magnétique servant à refermer les flux magnétiques vers les bobines, l'alimentation d'une bobine du premier jeu et d'une bobine du second jeu de manière que leurs flux magnétiques s'ajoutent provoquant l'attraction de la languette placée à 1' intersection des bandes corresponuantes aux bobines excitées jusqu'au contact avec la surface de la bande qui lui fait face. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation tarticulier donné à titre d'exemple et représen é panles dessins annexés. La figure unique est relative à une matrice à points de croisement destinée à réaliser de façon sélective la connection de l'un des fils d'un premier groupe de deux avec l'un des fils d'un deuxième groupe également de deux. En se référant a la figure unique du premier groupe de cenducteurs électriques 1 et 2 doit pouvoir être connecté à l'un des fils 3 ou S du second grouse. Le conducteur 1 est électri- quement connecté à une bande métallique mince 6 en alliage magnétique. Cette bande 6 est fixée sur une plaque support isolante 7. A l'une de ses extrémités, la bande 6 comporte une partie de moindre largeur 8 engagée dans un bobinage. De la même façon, le conducteur électrique 2 est connecté à une bande 10 disposée parallèlement à la bande 6 sur la plaque 7 et associée à un bobinage 11 dans lequel pénétre son extrémité 12.Bien entendu, la plaque isolante 7 cohorte des ouvertures 13 pour le passage des bobines 9 et 11, et la par bic fermant ces ouvertures est amovible pour permettre la mise en place des ces mêmes bobinages 9 et 11 autour des extrémités 8 et 12 des bandes 6 et 10. La bande 6 comporte deux découpes en forme de languettes 15 et 16 restant chacune lie à la bande 6. La bande 6 est fixée à la plaque isolante 7, par exemple, par collage, mais les languettes 15 et 16 restent libres par rapport à la plaque; ces languettes 15 et 16 peuvent donc être soulevées en s'écartant de la plaque, l'élasticité de leurs liaisons avec la bande les ramenant au contact de la plaque en l'absence de toute action extérieure. De la même façon la bande 10 comporte des languettes découpées 17 et 18. La plaque isolante 7 supporte encore une bande 20 de même épaisseur que les bandes 6 et 10, également en alliage magnétique et disposée parallèlement aux bandes 6 et 10, au bord de la plaque 7. De façon tout à fait analogue, les conducteurs électriques 3 et 4 sont connectés respectivement à une bande 26 et 27 de même nature que les bandes 6 et 10. Ces bandes 26 et 27 sont également fixées sur une plaque isolante 28 et sont chacune associée respectivement aux bobinages 29 et 30 qui entourent leurs extrémités 31 et 32. De même, la plaque 28 supporte une bande 34, parallèle aux bandes 26 et 27 et disposées en pordure de la plaque 20. Par contre, les bandes 26 et 27 ne comportent cas de découpes en forme de languettes. La matrice est constituée par superposition e cou: qui ont été représentées séparées sur le dessin pour en faciliter la compréhension. Lorsque les deux paries sont superposées ies bandes métalliques se faisant face, la bande 34 viens en ainsi sur les extrémités 12 et 8 des bandes 10 et 6, ainsi que sur une extrémité de la bande 20. On a représenté en trait mixte la nosition réelle de la bande 34 lorsque les deux éléments de la matrice son superposés. 3e même, les bandes 26 et 27 viennent prandre appui comme représen é en trait mixte, sur les bandes 1, . - 20.On remarquera que les zones de croisement des bandes 26 et 2@ d'une part, et les bandes 6 et 10 corresnondent aux zones des bandes 6 et 10 comportant des découpes en languettes. Dans cette position de fonctionnement, les bandes sont en appui les unes sur les autres avec interposition d'une couche mince électriquement isolante dans les zones de croisement. Ces zones recouvertes d'isolant sont hachurées sur la figure. On notera qu'il n'- a nas d'isolant sur les languettes 15, 16, 17 et 18, si bien qu;au renos des languettes sont écartées des bandes 26 e 27 d'une distante égale à l'épaisseur de la couche isolante, mais que sous une action magnétique ces languettes peuvent se déformer pour ventr en contaet des bandes 26 et 27 en en réalisant un contact électrique. On voi également sur la figure que chaque plaque support isolante 7 ou 28 comporte une découpe permettant. le libre passage aes bobinages relatifs à l'autre plaque. ;u repos, en l'absence de toute action magnétique, les conduc- eut. 1, 2, 3 et 4 son; électriquement isolés entre-eux par les couches isolantes interposées entre les bandes. Si l'on excite le bobinage 9, on crée un flux magnétique dans la bande 6 et ce flux se ferme e massant par l'extrémité 8 de la bande 6, la tance 20, puis se divise entre les extrémités 31 et 32 des bandes 26 et 27, puis par la bande 6. Les couches électriquement isolartes interposées entre les bandes ne constituent en effet que de faibles entrefers et ne détruisent pas le eircduit magnétique.Ce flux magnésique conduit à une astraction des languettes 15 et 16 vers la bande 27, dans le sens sendant à diminuer l'entrefer. Copendant les caractéristiques du bobina ce et les valeurs de la réluctance du circuit et de l'élasticité des languettes sont rénermirées de telle sorte que le flux magnétique engendré par le bobinage 9 soit insuffisant pour créer une force d'attraction capable a'amener l'une des languettes 15 ou 16 au contact de la bande 27. De même si l'on exsite seulement le bobinage 30, on crée un Lux ma mé@isue dars la bande 27 et ce flux se ferme en passant par l'extrémi té 3 de la bande 27, la bande 20, puis se divise entre les extrémités des 12 des bandes 6 et 10, puis par la bande 27.Lei erecore les taractéristiques du circuit sont telles que les forses maquétiques sont insuffisantes pour antirer complèsement les languettes. Par contre l'excitation simultanée des deux bovines 9 et 30, avec un sens convenable de courant crée des polarisés magnétiques suffisantes à hauteur de la languette 16 pour provoquer son aLtraction complète l'amenant au contact de la bande 27; ceci a pour nouvel effet de diminuer la réluctance du circuit magnétique passant par la languette 16, et le déséquilibre ainsi introdnuit concentre les flux magnétiques darus 'e circuit ferté, e assentue le collage de la languette 16 en diminuant encore les possibilités de fermeture des autres languettes. On a ainsi, par la lanmuette 16, créé un contact électrique entre le conducteur 1 et le conduc4.De même l'excitation simultanée des bobinages 11 et 3G établirait, par la languette 18, une connexion électrique entre le conducteur 2 et le conducteur 4 La description qui vient d'entre donnée d'une matrice parti- culièrement simple à deux fois deux contactes suffit pour faire apparaîere les avantages de cette disposition, ces avantages se retrouvant intégralement pour des matrices à un plus grand nombre de contacts ou à plusieurs étages analogues. Pour la réalisation d'une matrice plus complexe, on pourrait également disposer les bandes parallèles de contact fixées sur une même plaque support avec une disposition tête-beche, les bobines de commande étant alors disposées alternativement d'un c8té et de l'autre de la plaque support. Cette disposition permet encore d'augmenter la compacité de l'appareillage. On peut encore concevoir des plaques support doubles, c'est-à-dire portant des bandes de contact sur chacune des deux faces. Dans ce cas, on pourrait concevoir par exemple qu'un même bobinage serve à magnétiser deux bandes de contact situées de part et d'autre de la plaque. Le principal intérêt des matrices ainsi réalisées selon 1' invention réside dans la miniaturisation très poussée de la matrice par l'emploi de plaques isolantes et de circuits magnétiques extra plats, les circuits magnétiques servant également de circuits électriques. Ceci entraîne une fabrication simple se prêtant à des techniques de production de très grandes séries à bas prix tout en conservant une grande souplesse dans le définition des matrices. On pourra encore noter une amélioration importante des circuits magnétiques, d'oA une forte réduction des puissances de commande nécessaires et une simplification de la protection magnétiqie par blindage. Enfin, la diminution de nombre et de la masse des tomposants permet d'obtenir une fiabilité assrue du dispositif. Pour a séalisation pratique de tels éléments de matrices pourra utiliser avec profit les techniques de photogravures. La découpe des languettes dans les mandes de contact pourra se faire seion une technique classique avec successivemen-t enduction par une substance photo sensible, pose d'un masque à parties opaques correspondant aux parties à découper, puis isolation rendant in aclubles les parties où la substance a été insolée, puis dissolution de la substance restante et attaque à l'acide des perdes de la bande ainsi remise à nu.On pourra utiliser une technique similaire tour déposer sur les bandes de contact et les bandes de fermeture la aune électriquement isolante; pour les bandes de contast à languette cette opération ne se fera qu'apres découpe et après enlèvement de la première substance photo sensille ayant servi au découpage. On dépose alors une nouvelle couche de substan e photo sensible, choisie de telle sorte qu'elle constitue un isolant électrique, on l'insole à travers un masque, puis on dissout la substance qui subside seulement aux endroits où l'on veut maintenir un isolerlen . De même pour le collage des bandes sur le support on pour- utiliser de préférence des supports transparents et une substance photo sensible entre les bandes et le support. L'insolation par l'arrière permet une polymérisation de la substance sous .' 'effet de la lumière et le collage de la bande sur In supnot. L'interposition de masques au droit des languettes rermes de ne pas coller les languettes sur le support. Cette technique de réalisation, rendue possible par la forme même des matrices objet de l'invention, en ascroit l'intérêt industriel par la possibilité de fabrication en grande série et à bas prix de revient. A titre d'exemple, l'élément te matrice qui a été décrit plus haut comporte des bandes en alliage magnétique de faible rémanence (champ coercitif de 0,1 à 0,2 Öersted) et de bonne perméa- bilité magnétique (20 000 à 50 000). Les bandes ont une épaisseur de 0,1 mm. La couche isolante est appliquée sur chaque bande avec une épaisseur de 0,25 mm ce qui maintient les bandes se faisant face écartées de 0,5 mm, cette distance étant également la courserde l'extrémité des lanruestes entre leur position de repos et leur position de rollade. REVENDICATIONS 1) Elément de matrice de points de croisement à sélection pai coordonnées à commande magnétique caractérisé en ce qu'il comporte un premier jeu de bandes minces en métal magnétique et bon conduc- teur de l'électricité, fixées chacune parallèlement sur une première plaque support isolante et connectée chacune à une première série de conducteurs électriques, un deuxième jeu de bandes perpendiculaires audit premier jeu et constitué de facon analogue sur une deuxième plaque support isolante, chaque oande du second jeu étant connectée à un conducteur d'une deuxième série de conducteurs électriques, les deux plaques supports étant applituées l'une contre l'autre par leurs Daces portant lesaites bandes avec une couche mince électriquement isolante interposée antre les bandes, les bandes du premier eu étant, dans leurs zones de croisement avec les bandes du second jeu, découpées en formant au moins une languette souple et libre par rapport à la première plaque support, la souche mince isolante comportant une ouverture en face de chaque languette, et un circuit magnétique servant à refermer les flux magnétiques, l'application de flux magnétiques de sens convenable à une bande du premier jeu et à une bande du second jeu provoquant l'attraction de la languette placée à l'intersection de ces bandes jusqu'au contas avec la surface de la bande oui lui fait face. 2) Elément de matrice suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaaue bande sert de noyau magnétique à une bobine électro-magnétique qui, excitée applique un flux de sens convenable a ladite bande. 3) Elément de matrice suivant la revendication 1, caractérisé en ce que deux bandes adjacentes servent de noyau commun à une bobine électro-magnétique qui excitée, applique un flux de sens convenable auxdites bandes adjacerves. 4) Elément de matrice suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que sur au moins une plaque, les bandes se contact sont disposées alternativement tête-bêche, les bobines étant alternativement situées d'un côté et de l'autre de la plaque. 5) Elément de matrice suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première plaque support comporte sur sa face libre un troisième jeu de bandes, constitué de façon analogue audit premier jeu et symétrique de ce dernier par rapport au plan de ladite première plaque et en ce cue ledit dément de matrice comporte une troisieme plaque portant un quatrième jeu sons de façon analogue audit second jeu et symètrique de ce dernier par rapport au plan de ladite première plaque, les bandes symétriques des premier et droisieme jeux portant des bobines communes et des sandes symétriques desdits second et quatrième jeux portant des bobines communes. 6) Elément de matrice suivant l'une des revendcations 1 à 5, carastérisé en ce que chaque plaque support comporte une bande de retour de flux, mince en matériau magnétique et disposée parallèlement au jeu de bandes de ladite plaque et de façon à venir en appui sur les extrémités des bandes du jeu de la plaque opposée, l'ensensemble des bandes de retour de flux formant ledit circuit magnétique servant à refermer les flux magnétiques. 7) @atrice utilisant les éléments selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un empilage d'éléments.