Brevet FR2222803A1 — publié le 19741018

La présente invention concerne dSune manière générale un commutateur à semi-conducteurs et plus spécialement un commutateur glissant à semi-conducteurs,qui permet de réaliser des circuits de codage. Plusieurs noyaux magnétiques fermés, tous capables d'autre saturés ou non saturés magnétiquement,du fait de la présence ou de 11 absence d2un champ magnetique,permettent de mettre en oeuvre une colmlutation codée au moyen de conducteurs primaires ou de commande, et secondaires passant dans ces noyaux et par application aux conducteurs primaires d1un signal couplé par induction magnétique aux conducteurs secondaires quand le noyau ntest pas saturé.Par conséquent, la manoeuvre dut un organe de commande d'un commutateur pour rapprocher ou éloigner un aimant des noyaux permet de réalIser un couplage inductif dans des noyaux choisis pour effectuer une manoeuvre de commutation. L'invention a par conséquent pour objet un dispositif dans lequel un groupe de noyaux magnétiques fermés de ce type est monté de manière que certains de ces noyaux puissent être saturés dans un cas donné alors que certains autres ne sont pas saturés, afin de réaliser un commutateur glissant à semiconducteurs, dont le fonctionnement est efficace et sur et donc la construction relativement simple et peu eotteuse. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre dlexe.nples nullement limitatifs et st-r lesquels les mêmes références désignent des éléments ou composants semblables sur toutes les figures. Sur ces figures la figure 1 est une vue en perspective d1 un commutateur glissant à semi-conducteurs monté et réalisé selon l'invention; la figure 2 est une vue en bout représentant schématiquement la relation entre un groupe de noyaux magnétiques fermés, alignés longitudinalement et espacés, et un groupe de paires aimants espacées; la figure 3 est une élévation du commutateur suivant la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 représente schématiquement un autre type de commutateur selon l'invention; la figure 5 représente une seconde variante d'un commutateur selon l'invention;; la figure 6 est une vue en bout du commutateur de lá figure 5 et représente la ligne de coupe de la représentation de cette figure; la figure 7 est une vue en perspective éclatée à échelle agrandie d'un mode de réalisation intérieur qui peut Autre utilisé dans le cadre de l'invention; la figure 8 représente un second mode de réalisation intérieur qui peut être utilisé dans le cadre de l'invention; et la figure 9 représente un commutateur qui peut assumer la fonction de dispositif à touches comprenant un organe support magnétique amovible et un boiter à ouverture de forme choisie pour recevoir l'organe support magnétique amovible. La figure l représente un commutateur glissant 10 à semi-conducteurs selon l'inventioe. Le commutateur glissant 10 comprend un bottier ll à ouverture 12 ménagée dans èa paroi supérieure. Le bottier ll comprend de préférence un fond 13 qui est façonné de manière à loger et à maintenir plusieurs noyaux magnétiques fermés alignés et espacés qui doivent être sélectivement saturés et non satures pendant les opérations de commutation. Le boîtier ll comporte également une partie supérieu ré lu dans laquelle est ménagée une ouverture 12 et qui constitue une glissière pour le commutateur.La partie supérieure 14 comporte des oreilles 14a et 14b orientées en sens in9rerse et dans lesquelles sont ménagées des ouvertures 16 pour permettre de monter facilement l'ensemble du commutateur sur des panneaux ou analogues. Un organe coulissant 17 est monté à l'intérieur du boîtier ll et comporte un élément de manoeuvre, ou tige, 18 vertical passant par l'ouverture 12 pour faciliter les manoeuvres manuelles. Plusieurs conducteurs 19 sont orientés vers le bas du boîtier ll de l'interrupteur, certains de ces conducteurs correspondent à un circuit primaire passant par le commutateur et certains autres correspondent à des circuits se condaires passant par le commutateur.Les conducteurs primaires et secondaires passent dans les noyaux magnétiques fermés montés à l'intérieur du bottier, et spnt associés soit isolément, soit en un ou plusieurs groupes, à ces noyaux La disposition particulIère des noyaux m2gnétnques fermés et des aimants permanents associées peut varier d'un commutateur à autre et ces composants peuvent entre agences de manière à remplir une fonction parmi plusieurs fonctions différentes. Les réalisations représentées ne concernent que quelques-uns des types de commutateurs qui sont considérés actuellement comme particulièrement intéressants, Cependant, on peut concevoir d'autres fermes de réalisation. Un de ces types de commutateurs est illustré sur les figures 2 et 3 qui représentent plusieurs noyaux magnétiques fermés 20, mutuellement alignés et dont les axes de leurs ouvertures coSncident sensiblement.Aucun modèle particulier de support de noyau n'est représenté sur les figures 2 et 3,mais il est évident qu'on peut utiliser un des modèles représentés sur les figures 7 et 8. Un conducteur primaire 21 passant par les noyaux alignés 20 applique un signal de commande commun à tous les noyaux. Desconducteurs secondaires indépendants 22 passent par tous les noyaux et constituent des organes de transfert des signaux du conducteur de commande au conducteur secondaire quand le noyau magnétique fermé associé est magné tiquement non saturé. Un support 23 d'aimant glissant, et son organe glissant 23a vertical associé, comportent des branches descendantes espacées 23b et 23c auxquelles -sont fixés deux par deux des aimants 24 espacés les uns des autres. Dans cet agencementaun sur deux des noyaux magnétiques fermés et espacés est saturé tandis que les noyaux magnétiques fermés intermédiaires sont non saturés. Lorsquton manoeuvre le comrnutateur, représenté à deux positions sur la figure, on peut accomplir des fonctions de commutation alternantes. La figure 4 représente schématiquement un enuyeluble 26 de commutateur. Cet ensemble comporte plusieurs noyaux magnétiques 27 fermés, espacés les uns des autres dont la totalité est traversée par un conducteur primaire commun 28 et dont/ est traversé par un conducteur secondaire 29 indépendant.Deux aimants espacés 31 sont montés sur un support 30 de manière à saturer complètement un des noyaux 27 tout en saturant partiellement les deux noyaux les plus voisins et en ne saturant pas du tout le dernier noyau. Cette réalisation est une variante du commutateur des figures 2 et 3. Les figures 5 et 6 représentent une autre variante 33 de commutateur glissant, réalisé selon la présente invention. Plusieurs noyaux magnétiques 34 fermés, espacés les uns des autres, sont traversés par un conducteur primaire commun 36 et chaque noyau est traversé séparément par un conducteur secondaire indépendant 37. Dans le cas présent, un support coulissant 38 forme l'assise de deux aimants permanents 39 espacés l'un de l'autre et placés juste au-déssous de la partie principale du support, de manière à être très rapprochée de la partie supérieure des noyaux magnétiques 34 à circuit fermé. Dans le cas présent, comme dans le cas des figures 2 et 3, les noyaux magnétiques fermés saturés alternent avec les noyaux magnétiques fermés non saturés. ta figure 7 représente en perspective éclatée un commutateur glissant selon l'invention, ainsi qu'un modèle de support d'aimant et un boîtier pour noyaux magnétiques fermés. La forme de réalisation représentée sur la figure 7 est à peu près celle de la figure 1, dans laquelle le boîtier 1 1 comporte un élément 14 supérieur de commutation à parois latérales 40 et 41 orientées vers le bas et placées sur les cotés opposés du support d'aimant 17 pour limiter les déplacements linéaires de celui-ci entre deux ou plusieurs positions. Dans ce cas,une paire d'aimants permanents 42 et 43 espacés axialement ltun de l'autre est montée sensiblement de la manière représentée sur les figures 5 et 6.Plusieurs noyaux magnétiques fermés espacés dans le sens de l'axe sont introduits dans des encoches 46 ménagées dans la partie inférieure 13. Les conducteurs 19 primaires et secondaires traversant les noyaux magnétiques fermés s'avancent vers le bas à partir du corps du commutateur et leur longueur peut etre choisie de manière à pouvoir les introduire dans des ouvertures ménagées avec un espacement correspondant dans une plaquette de circuits imprimés. Dans ce cas, le commutateur glissant peut eAtre intercalé dans un circuit par des techniques de soudage classiques pour circuits imprimés. La figure 8 représente une autre variante de commutateur 50. Dans cette variante, la partie supérieure 51 comporte une ouverture 52 travers ce par la tige coulissante verticale 53 d'un support d'aimant 54. Des ouvertures d'assemblage 56 sont ménagées dans les oreilles 51a et 51b orientées dans des directions opposées. La partie inférieure 57 comporte un îlot 58 orienté dans le sens de sa longueur et plusieurs noyaux magnétiques 59 à circuit fermé espacés les uns des autres sont introduits dans des ouvertures ménagées dans les côtés de cet flot. Les conducteurs primaires et secondaires 60 s'avancent vers le bas à partir de l'ensemble du commutateur pour pouvoir être introduits dans des plaquettes de circuit imprimé ou analogue.Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 8, le support d' aimant 54 loge plusieurs aimants permanents 62 groupés deux par deux et espacés les uns des autres, de manière à placer une paire d'aimants de chaque conté de noyaux ma gnétiques 59 fermés choisis. Cette disposition est très semblable à celle représentée sur les figures 2 et 3. La figure 9 représente une autre variante 70 de la présente invention. La partie supérieure du boîtier 71 de ce OOrH mutateur comporte des oreilles de fixation 71a et 71b diamétralement opposées et qui sont orientées perpendiculairement à ltaxe longitudinaldesnoyaux magnétiques placés dans le boîtier. Un organe 72 placé à la partie inférieure et destiné à loger les noyaux est très semblable à celui représenté sur la figure 7 et loge plusieurs noyaux 73 magnétiques fermés espacés les uns des autres . Des conducteurs primaires et secondaires traversent ces noyaux et sont placés de manière à s'avancer vers le bas, comme l'indiquent les numéros de référence 74, pour fa cille leur introduction dans des ouvertures espacées de manitre correspondante,r;éllagc'es dans des plaquettes de circuit imprimé ou analogue. Dans le cas présent, le support d'aimant 75 est également fixé à un organe longitudinal 77 dans le prolongement duquel est fixé un bouton 78.L'organe longitudinal 77 permet de déplacer le support d'aimant 76 et ses aimants associés 79 entre deux ou plusieurs positions distinctes espacées les unes des autres à l'intérieur du boîtier de commutateur de manière à aligner l'aimant 79 avec des noyaux magné tiques fermés choisis. Ceci permet de saturer ou non, à volonté, les noyaux pour créer un couplage inductif entre les conducteus primaires et secondaires de la nanicre prescrite. Fait très avantageux, dans la réalisation représentée sur la figure 9, le support d'aimant 76 et sa pièce longitudinale 77 peuvent être retirés complètement de l'intérieur du boîtier 71, Si bien que ltensemble des pièces 76 77, 78 et 79 forme une touche 80. Cette touche 80 peut être utilisée pour agir sur des circuits codés de manière à déverrouiller électroniquemellt des circuits particuliers,qui, à leur tour, peuvent actionner des portes ou analogues. Dans ce cas, une ouverture ayant la forme indiquée par les traits en pointillé peut être ménagée dans une paroi d'about du boîtier 71, pour permettre d'introduire et de retirer la pièce allongée 77 et le support d'aimant 76 placé en dessous. Il va de soi que la présente invention nta été décrite qu'à titre indicatif, mais nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. RE\tTDiCATioets 1 - Commutateur glissant à sen:i-conducteurs, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs ensembles à noyau magnétique fermé, alignés longitudinalement et espacés les uns des autres capables autre saturés et non saturés magnétiquement du fait de la présence et de l'absence, respectivement, d'un champ magnétique, des conducteurs primaires, ou de commande ,passant par tous lesdits ensembles à noyau magnétique fermé, lesdits conducteurs primaires étant raccordés à un ensemble générateur de signaux, des conducteurs secondaires passant par tous lesdits ensembles à noyau. magnétique fermé , lesdits conducteurs secondaires étant raccordés à un ensemble de circuits ré ces teurs de signaux, un support d'aimant mobile longitudinalement étant mobile parallèlement à l'axe dudit groupe d'ensembles à noyau magnétique fermé, espacés les uns des autres et alignés longitudinalement et plusieurs aimants espacés les uns des autres étant fixés audit support d'aimant mobile lorgitudinale- ment, lesdits aimants étant espacés les uns des autres de manière à provoquer une saturation sélective d'un premier groupe desdits ensembles à noyau magnétique fermé et à supprimer la saturation d'un second groupe desdits ensembles à noyau magnétique fermé quand il est dans une position déterminée, et à supprimer la saturation dudit premier groupe des dits ensembles à noyau magnétique fermé et provoquer la saturation dudit second groupe des dits ensembles à noyau magnétique fermé dans une autre position. 2 - Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits ensembles à noyau magnétique fermé sont uniformément espacés le long de leur axe longitudinal. 3 - Commutateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits ensembles à noyau magnétique fermé sont du type toroïdal, l'axe passant par le milieu de chaque noyau to roidal coSncidant avec l'axe d'un autre noyau queleonque, de manière à former l'axe longitudinal des ensembles. 4 - Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil comprend un boîtier destina à supporter de manière invariable ledit groupe d'ensembles à noyau magnétique fermé alignés longitudinalement et espacés les uns des autres, lesdits supports d'aimant mobiles longitudinalement étant montés de manière à pouvoir se déplacer à l'intérieur dudit boîtier et comportant des organes de manoeuvre traversant ledit boîtier. 5 - Commutateur selon la revendication l, caractérisé en ce qutil comprend un boîtier destiné à supporter de manière invariable ledit groupe d'ensembles à noyau magnétique fermé espacés les uns des autres et alignés longitudinalement, une ouverture de forme déterminée étant ménagée à une extrémité dudit boîtier et agencée de manière à créer un trajet sensiblement parallèle à l axe passant par lesdits ensembles à noyau, lesdits supports d'aimants mohiles longitudinalement formant une touche amovible facile à introduire dans ladite ouverture de forme déterminée,. et à retirer de celle-ci > pour saturer sélectivement un premier groupe desdits ensembles à noyau magnétique fermé et supprimer la saturation d'un second groupe desdits ensembles à noyau magnétique fermé.