Brevet FR2226744A1 — publié le 19741115

La présente invention concerne un dispositif de commutation comportant une caractéristique de mémoire, à commande magnétique, et utilisant des contacts hermétiquement scellés. On connaît des dispositifs de commutation de ce type, qui ont fait 11 objet du brevet allemand nO 1 154 870 et de deux articles publiés par le "Bell System Technical Journal" de Janvier 1960 et Janvier 1964, qui fonctionnent suivant le principe des "ferreeds", mot composé de deux syllabes venant des termes anglais "ferrite" et "reed contact et signifiant que ces dispositifs consistent essentiellement en une combinaison adequate dtaimants réversibles et de lames de contact ; ces dispositifs de commutation sont munis d'armatures servant à établir les contacts et constituées par un matériau magnétique doux. On a aussi utilisé plus récemment un matériau magnétique dur, c'est-à-dire à aimantation réversible ou bistable, pour constituer lesdites armatures de contact. Jusqu'à présent, le procédé de fabrication de ces modèles connus d'éléments de contact a empoché leur miniaturisation. L'objet de l'invention est donc de proposer une gamme plus importante d'applications pratiques du principe des lames de contact en ferrite à des dispositifs miniaturisés, et de produire un dispositif de commutation correspondant hermétiquement scellé, à commande magnétique, et comportant une caractéristique de mémoire. L'invention prévoit donc pour cela une enveloppe de gaz inerte de protection à l'intérieur de laquelle on scelle, par la plus petite partie de sa longueur, au moins une tige de contact constituée d'un matériau rigide à magnétisation réversible, et que l'on entoure directement dtau moins un enroulement d'aimantation situé à 11 extérieur de ladite enveloppe. De nombreuses variantes de l'invention sont décrites ci-après. L'invention présente les avantages suivants : d'armatures de contact constituées d'un matériau magnétique doux ou dlun matériau à magnétisation réversible, ou de pièces formant contact libre, ou placées en équilibre, permet de miniaturiser ces dispositifs et d'obtenir une meilleure aimantation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent : - les figures 7, 2 et 3, des vues de coté et en coupe de trois dispositifs de commutation comportant des lames de contact élastiques - les figures 4, 5 et 6, des vues de cRté et en coupe de trois autres dispositifs de commutation comportant des armatures formant contact - les figures 7 et 8, des vues de cssté et en coupe de deux autres dispositifs de commutation comportant une pièce libre formant contact, affectant la forme d'une bille - la figure 9, une vue de coté et en coupe d'un dispositif de commutation comportant une pièce d'élément de contact, montée sur un ressort porteur scellé dans ltenveloppe. On va maintenant procéder à une description détaillée de l'invention en se reportant tout d'abord à la figure 1 qui représente l'enveloppe 1 d'un relais à lames, affectant la forme d'une ampoule en verre, et remplie dtun gaz inerte. Une tige de contact 2 rigide, en matériau à magnétisation réversible est scellée en bout sur l'extrémité antérieure de l'enveloppe 10 par la plus petite partie de sa longueur.On applique directement à la plus grande partie de la longueur de la tige de contact 2, qui est à 11 extérieur de l'enveloppe 1, un enroulement d'aimantation 3. La partie formant contact de la tige de contact 2, placée à l'intérieur de l'enveloppe 1, est associée à une lame élastique de contact 4 qui, par la plus grande partie de sa longueur, est scellée en bout sur ltautre extrémité de l'enveloppe 1, opposée à celle qui comporte le scellement de la tige de contact 2.Dans ltexemple drexécution représenté, la lame élastique de contact 4 est également en matériau à magnétisation réversible et est commandée par un enroulement d'aimantation supporté par, ou entourant ltenveloppe 1 La lame de contact 4 peut cependant consister en un matériau magnétique doux. Dans ce cas, l'enroulement d'aimantation 5 ntest pas nécessaire. La figure 2 représente deux tiges de contact rigides 7 et 8 en matériau à magnétisation réversible, qui sont scellées en bout, par leur plus petite longueur, sur la face antérieure d'une enveloppe 6 remplie de gaz inerte, et affectant la forme d'une ampoule protectrice en verre. La plus grande partie de la longueur des tiges de contact 7 et 8, qui est à l'extérieur de l'enveloppe 6, porte un enroulement d'aimantation respectivement 9 et 10.Les extrémités formant contact des tiges de contact 7 et 8 sont pliées l'une en direction de l'autre à l'intérieur de ltenveloppe 6 et sont associées à une lame élastique de contact 11 en matériau à magnétisation réversible qui, dans la plus grande partie de sa longueur, est scellée en bout sur 12 extrémité antérieure de 11 enveloppe 6, qui est opposée à l'extrémité qui comporte les tiges de contact 7 et 8. La lame élastique de contact 17 est soumise à une inversion de polarité par un enroulement d'aimantation 12, qui entoure l'enveloppe 6. Dans l'exemple de réalisation du dispositif de commutation représenté par la figure 3, I'enveloppe du tube à lames de contact 13, remplie de gaz inerte, consiste également en une ampoule de verre comportant en une de ses extrémités deux tiges rigides de contact 14 et 15, opposées et scellées perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'enveloppe. Les tiges de contact 74 et 15, en matériau à magnétisation réversible, sont scellées dans ltenveloppe 13 par la plus petite partie de leur longueur.Dans I'entrefer ménagé entre les extrémités des tiges de contact 14 et 15, on introduit la terminaison libre d'une lame élastique de contact 18 en matériau à magnétisation réversible qui, sur la plus grande partie de sa longueur, est scellée en bout dans l'extrémité antérieure de ltenveloppe 13, opposée à celle qui comporte le scellement des tiges de contact 14 et 15. On applique directement à la plus grande partie de chacune des tiges 14 et 15, qui sont à l'extérieur de l'enveloppe 13, un enroulement d'aimantation, respectivement 16 et 17, tandis que la lame élastique de contact 18 est soumise à une inversion de polarité par un enroulement d'aimantation 19, qui entoure 1 t enveloppe 13. Dans l'exemple de réalisation du dispositif de commutation représenté par la figure 4, l'enveloppe du tube à lames 20, remplie de gaz inerte, consiste encore en une ampoule protectrice de verre comportant à chacune de ses deux extrémités deux tiges rigides de contact, respectivement 21, 22 et 23, 24, en matériau à magnétisation réversible, scellées par la plus petite partie de leur longueur. On applique directement, à partir de la partie la plus longue des tiges de contact 21, 22, 23 et 24, qui est à l'extérieur de ltenveloppe 20, un enroulement d'aimantation 25, 26, 27 ou 28. Les extrémités de contact des tiges 21 et 22, ou 23 et 24 sont pliées l'une en direction de l'autre, à l'intérieur de lrenveloppe 20, et sont associées à une armature à deux ailes formant contact 29, en matériau magnétique doux, disposée dans l'axe longitudinal de l'enveloppe et maintenue en équilibre, par un ressort 30 inclus dans l'enveloppe et doté d'une tension préalable, entre les extrémités de contact des tiges 21, 22, 23, 24. Dans l'exemple de réalisation du dispositif de commutation représenté par la figure 5, deux tiges de contact rigides et parallèles 32, 33, ou 34, 35, en matériau à magnétisation réversible, sont scellées par la plus petite partie de leur longueur dans les deux parties centrales opposées d'une enveloppe de relais à lames 31 remplie dSun gaz inerte de protection. Les extrémités de contact desdites tiges sont disposées à l'intérieur de l'enveloppe 31 et associées à une armature à deux ailes formant contact 36, en matériau magnétique doux, disposée verticalement par rapport aux tiges de contact et maintenue en équilibre sur un ressort 37 dont les extrémités sont scellées aux mimes parois de l'enveloppe que les différentes tiges de contact, soit 32, 33, ou 34, 35.La plus grande partie de la longueur des tiges rigides de contact 32, 33, 34, 35 sont à I',xeérieur de l'enveloppe ; ces tiges comportent un enroulement d'aimantation 38, 39, 40 ou 41. L'exemple de réalisation du dispositif de commutation représenté par la figure 6 correspond dans les grandes lignes au dispositif de commutation de la figure 5. Cependant, l'armature à deux ailes formant contact 42 est maintenue en équilibre par un ressort vertical 43 fixé dans l'enveloppe 44. Les autres éléments de ce dispositif de commutation sont analogues à ceux du dispositif représenté par la figure 5. LXexemple de réalisation du dispositif de commutation représenté par la figure 7 comprend une pièce de contact 44', affectant la forme d'une bille et faite en matériau magnétique doux.Cette bille de contact 44 t est associée aux extrémités formant contact de quatre tiges rigides de contact 45; 46, 47 et 48 en matériau à magnétisation réversible qui sont scellées, par la plus petite partie de leur longueur, et en venant de quatre directions différentes, dans l'enveloppe 49 remplie de gaz inerte. Dans le dispositif représenté, les quatre tiges de contact 45, 46, 47, 48 sont toutes dans le meme plan et disposées réciproquement à un angle de 900. Les tiges de contact 45, 46, 47 et 48 sont soumises à une inversion de polarité par l'action d'enroulements d'aimantation 50, 51, 52, 53 entourant directement la partie la plus longue de chacune des tiges de contact 45 > 46, 47, 48, c'est-à-dire la partie qui est située à l'extérieur de l'enveloppe 49. Dans l'exemple de réalisation du dispositif de commutation représenté par la figure 8, deux rangées décalées de tiges rigides de contact 55 en matériau à magnétisation réversible, sont scellées par la plus petite partie de leur longueur dans une enveloppe 54 remplie de gaz inerte. La partie la plus longue de chacune des tiges 55, qui est située à l'extérieur de l'enveloppe 54, est soumise à des inversions de polarité, par ltaction dSun enroulement d'aimantation qui n'est pas représenté. Les extrémités des tiges de contact 55, situées à l'intérieur de l'enveloppe 54, sont associées à une pièce libre servant à établir le contact 56 affectant la forme d'une bille et faite en matériau magnétique doux, qui connecte deux tiges de contact 55 d'une rangée à une tige de contact 55 de l'autre rangée. L'exemple de réalisation du dispositif de commutation de la figure 9 comporte également une enveloppe 57, remplie de gaz inerte, et affectant la forme d'une ampoule protectrice en verre. Une tige rigide de contact 58, en matériau à magnétisation réversible, est scellée dans l'extrémité antérieure de l'enveloppe 57 par la plus petite partie de sa longueur. Un enroulement d'aimantation 59 entoure directement la partie la plus longue de-la tige de contact 58 qui est située à 11 extérieur de l'enveloppe 57. Un ressort conducteur et porteur 60, doublé d'une lame rigide de contact 61 en matériau magnétique doux, est scellé sur la mssme extrémité de 11 enveloppe 57, près de la tige rigide de contact 58, et à l'intérieur de l'enveloppe 57. L'extrémité libre de la lame de contact 61 est associée à l'extrémité de la tige de contact 58 par sa partie contenue dans 11 enveloppe 57.Cependant, la lame 61 peut également consister en un matériau à magnétisation réversible. Dans ce cas, elle peut etre soumise à des inversions de polarité, par l'action d'un enroulement dlaimantation qui sera alors placé autour de ltenveloppe 57. Selon le mode de fonctionnement des différents dispositifs de commutation précédemment décrits, la totalité ou une partie des chemins de flux est, soit totalement, soit partiellement réversible, et à magnétisme plus ou moins permanent. Un contact électrique entre des piles magnétiques contraires s'opère à l'intérieur de tous ces dispositifs de commutation, tandis que ledit contact électrique est interrompu chaque fois que les parties servant à établir le contact des tiges, pièces ou lames de contact sont alimentées par des piles de meme nom. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu:à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent etre envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commutation comportant une caractéristique de mémoire, à commande magnétique, et utilisant des contacts hermétiquement scellés, caractérisé par le fait que l'enveloppe remplie de gaz inerte comporte au moins une tige de contact en matériau rigide à magnétisation réversible, scellés par la plus petite partie de sa longueur, et à laquelle on applique directement au moins un enroulement d'aimantation. 2. Dispositif de commutation conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que les tiges de contact wi atriau à magnétisation réversible sont associées à une pièze de contact, consistant en un matériau magnétique doux, et maiate en équilibre. 3. Dispositif de commutation conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que les tiges de contact an aXérit e magnétisation réversible sont associées à une pince de contact, en forme de lame, élastique, consistant en un matériau a magnétisation réversible. 4. Dispositif de commutation conforme aux revendications 2 et 3, caractérisé par le fait qu'une pièce élastique de contact (lame) est scellée dans l'enveloppe par la plus grande partie de sa longueur. 5. Dispositif de commutation conforme aux revendications 2 et 3, caractérisé par le fait qu'une pièce rigide de contact est maintenue en équilibre par un ressort, dont les extrtés sont scellées dans l'enveloppe. 6. Dispositif de commutation conforme à la revendication 1 caractérisé par le fait que les tiges de contact en matériau a magnétisation réversible sont associées à une pièce libre en matériau magnétique doux servant à établir le contact 7. Dispositif de commutation conforme à la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite pièce libre en matériau magnéto que doux servant à établir le contact affecte la forme d'une bille.