Brevet FR2280294A1 — publié le 19760220

La présente invention concerne les moyens de commutation et a notamment pour objet une matrice électrique tissée à deux coordonnées utilisée en électronique pour la commutation des signaux électriques. On contact une matrice électrique tissée réalisée par entrelacement des fils isolants et des conducteurs de courant des coordonnées X et Y, les conducteurs étant groupés au moins par deux conducteurs parallèles de la même coordonnée. Chaque groupe de conducteurs de courant est disposée de façon à traverser le champ isolant formé par entrelacement des fils isolants dans le sens de changement de signe en plongeant dans le champ isolant et en en ressortant. Aux endroits d'entrecroisement géométrique, les groupes de condcuteurs de courant de coordonnées différentes sont disposés sur les surfaces différentes du champ isolant, et seulement dans is endroits choisis au préalable, où est nécessaire un contact électrique entre les groupes correspondants de conducteurs de courant des coordonnées X et Y, sont réalisés des ensembles de contact sous la forme dVune grille formée par entrelacement des condncteurs de courant des groupes correspondants de coordonnées X et Y sortant sur une même surface du champ isolant. La matrice électrique tissée connue est destinée à la commutation des signaux électriques qui attaquent et ressortent à travers les sorties de contact, ces dernières étant disposées suivant la périphérie de la matrice et reliées aux groupes de conducteurs de courant des coordonnées X et Y. Cependant, il faut parfois disposer les éléments de montage non seulement àia périphérie de la matrice mais aussi sur sa surface et connecter les sorties de ces éléments aux sorties de contact de la matrice. La matrice électrique tissée connue n'a pas de sorties de contact sur sa surface, ce qui présente un inconvénient sérieux. De plus, un autre inconvénient de la matrice consiste en ce que 11 opération manuelle de séparation des conducteurs de courant et des fils isolants venant dans la même direction, exige beaucoup de travail, cette opération s'effectuant après la fabrication de la matrice sur le métier à tisser et étant suivie d'une autre opération également complexe, celle de 17enlèvement de ces fils isolants et de la formation des sorties de contact à partir des conducteurs de courant. A l'heure actuelle, le problème de l'élimination ou de la réduction , au choix, des inductions qui ont lieu dans les circuits électriques modernes utilisant les matrices tissées de type connu est devenu urgent. Dans la matrice électrique tissée connue, n'est pas prévue la possibilité d'éliminer les inductions des conducteurs de courant d'un groupe sur les conducteurs de l'autre groupe, ce qui peut être considéré comme un inconvénient de la matrice de ce type, qui limite son large emploi dans les circuits électroniques modernes. Un autre inconvénient de la matrice connue réside dans le fait qu'au cours de sa fabrication surviennent des difficultés technologiques, ces difficultés ayant trait aux différents régimes de réglage et aux paramètres des métiers à tisser exigés pour entrelacer les conducteurs de courant en métal et les fils isolants dont les paramètres mécaniques diffèrent. Ces régimes de réglage différents et ces paramètres ne sont pas compatibles sur un même métier à tisser, c'est pourquoi on choisit un régime de travail réel moyen, et des paramètres de réglage moyens du métier au cours de la fabrication des matrices connues, ce régime et ces paramètres étant loin d'être optimaux. Dans la matrice connue, n'est pas prévue la possibilité de mettre en contact les sorties des éléments de montage avec les organes de contact de la matrice au cas où la mise en contact et la jonction des éléments du montage disposés sur la surface de la matrice se fait à vague de soudure. T.e soudage à vague de soudure est impossible à appliquer parce que lamtrice connue ne prévoit pas le passage des sorties des éléments du montage à travers le champ isolant de la matrice. L'invention a pour objet d'éliminer les inconvénients mentionnés. Le but de l'invention est de créer une matrice électrique tissée dont la construction permettrait de connecter les éléments du montage non seulement suivant la périphérie de la matrice, mais aussi sur la surface de cette dernière, et assurerait le passage des sorties des éléments du montage à -travers le champ isolant de la matrice tout en simplifiant sa fabrication et en réduisant le nombre d'opérations manuelles. Le but visé est atteint du fait que la matrice électrique tissée réalisée par entrelacement des fils isolants et des conducteurs de courant des coordonnées X et Y réunis en groupe dont chacun comporte au moins deux conducteurs de courant parallèles appartenant à une même coordonnée, et avec cela, chaque groupe de conducteurs est disposé de façon qu'il traverse le champ isolant formé par des fils isolants dans le sens de changement de signe en plongeant dans le champ et en en ressortant, et les groupes dè conducteurs de courant appartenant aux coordonnées différentes se trouvent sur les surfaces différentes du champ isolant dans les endroits de leur entrecroisement géométrique, tandis que dans les endroits choisis au préalable où l'on doit avoir un contact électrique entre les groupes correspondants de conducteurs de courant des coordonnées X et Y, il y a des ensembles de contact réalisés sous la forme d'une grille formée par l'entrelacement des conducteurs de courant des groupes respectifs des coordonnées x t Y sortant sur une même surface du champ isolant, est caractérisée, selon l'invention, en ce qu'une partie des groupes de conducteurs de courant d'une coordonnée traverse le champ isolant dans le sens de changement de signe de façon quelle ressorte du champ afin d'y plonger tout de suite en évitant ainsi plusieurs groupes de conducteurs de courant de la seconde coordonnée et en formant une couche de conducteurs de courant parallèles se trouvant au-dessus du champ isolant qui est un entrelacement des fils isolants des coordonnées X et Y et desdits quelques groupes de conducteurs de courant de la seconde coordonnée. il est préférable de réaliser, dans la zone de l'ensemble de contact, au moins un condutteur de courant sous la forme d'une boucle dominant l'ensemble de contact. Il est avantageux de disposer, parallèlement aux groupes de conducteurs de courant à blinder; des conducteurs de courant isolés supplémentaires ayant le même dessin d'entrelacement que les groupes de conducteurs de courant à blinder. il est pratique d'utiliser, en tant que conducteurs de courant, des fils isolants imprégnés d'une composition conductrice de courant. En outre, il s'est avéré utile, au cours du tissage commun des fils isolants et des conducteurs de courant, de passer à travers les centres des ensembles de contact des fils isolants qui ne font pas partie du dessin commun d'entrelacement, en enlevant ensuite ces fils afin d'assurer des ouvertures pour le passage des sorties électriques des éléments du montage. La matrice électrique tissée fabriquée suivant ce procédé permet de disposer les éléments du montage non seulement selon la périphérie de la matrice mais aussi sur sa surface, et avec cela les sorties de contact réalisées sur cette surface donnent la possibilité d'y connecter des éléments du montage à disposition de leurs sorties tant en plan qu'aux faces frontales. En même temps, la technologie de fabrication des matrices se trouve améliorée, car il n'y a plus d'opérations manuelles d'enlèvement de chaque fil isolant parallèle aux donducteurs de courant. On est arrivé à réaliser le blindage des groupes nécessaires de conducteurs de courant par introduction, dans la structure de la matrice, des conducteurs de courants isolés supplémentaires et, en outre, on utilise les conducteurs de courant et les fils isolants à paramètres mécaniques identiques, ce qui a permis d'approcher les régimes de travail des métiers à tisser de ceux optimaux. L'invention ressortira mieux de la description qui va suivre, d'exemples concrets mais non limitatifs d'exécution de la matrice électrique tissée proposée illustrés par les dessins an nexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue d'en haut d'un fragment d'une matrice électrique tissée dans la zone de disposition de l'ensemble de contact, selon l'invention - la figure 2 représente une disposition conventionnelle d'une couche de conducteurs de courant par rapport au champ isolant, vue d'en haut, selon l'invention - la figure 3, idem, vue de côté - la figure 4 représente une disposition conventionnelle d'une couche de conducteurs de courant par rapport au champ isolant, une partie dudit champ, qui se trouve sous ladite couche de conducteurs de courant, étant découpée, selon l'invention (vue de côté) - la figure 5 représente deux rangs de sorties de contact de la matrice, formées par coupure en deux de la couche de conducteurs de courant, selon l'invention (vue de coté) - la figure 6 montre la disposition d'un élément du montage relié aux sorties de contact de la matrice, selon l'invention (vue de côté) - la figure 7 représente une matrice à sorties de contact périphériques, selon l'invention (vue d'en haut) - la figure 8 représente un ensemble de contact de la matrice avec deux boucles, selon l'invention (vue d'en haut) - la figure 9, idem, vue de côté ;; - la figure 10 représente une vue d'en haut d'un fragment de la matrice dans la zone d'un ensemble de contact avec conducteurs de courant isolés supplémentaires introduits dans l'entre- lacement de la matrice, selon l'invention - la figure 11 représente une vue d'en haut d'un fragment de la matrice dans la zone d'un ensemble de contact avec fils isolants supplémentaires introduits dans l'entrelacement de la matrice seulement dans la zone de l'ensemble de contact, selon l'invention - la figure 12 représente une vue d'en haut d'un fragment de la matrice avec ouverture dans la zone de 11 ensemble de contact, selon l'invention - la figure 13 représente une vue de côté d'un élément de montage connecté à la matrice qui ne possède pas d'ouvertures pour le passage des sorties de l'élément de montage, selon l'invention ; et - la figure 14 représente une vue de côté de l'élément du montage dont les sorties sont amenées pour être reliées aux sorties de contact de la matrice à travers les ouvertures pratiquées dans la matrice, selon l'invention. Un exemple concret d'exécution d'une matrice électrique tissée, objet de l'invention, va maintenant étre examiné. La figure 1 montre un fragment de la matrice dans la zone de disposition de l'ensemble de contact 1. La matrice électrique tissée est réalisée, comme on peut le voir sur le dessin, par un entrelacement de fils isolants 2 et de conducteurs de courant 3 appartenant aux coordonnées X et Y de la matrice. Les conducteurs de courant 3 de chaque coordonnée sont assemblés en groupes 4 et 5 dont chacun comporte au moins deux conducteurs de courant 3 parallèles d'une même coordonnée, alors que le nombre de conducteurs de courant 3 en un groupe 4 ou 5 peut être quelconque. En des endroits de la matrice choisis au préalable et où un ccntact électrique est nécessaire entre les groupes respectifs 4 et 5 de conducteurs de courant 3 des coordonnées X et Y, les ensembles de contact 1 sont réalisés sous la forme d'une grille formée par entrelacement des conducteurs de courant 3 des groupes respectifs 4 et 5 des coordonnées X et Y qui sont amenés sur une même surface du champ isolant. Dans d'autres endroits d'entrecroisement géométrique, les conducteurs de courant 3 des différents groupes 4 et 5 se trouvent sur des surfaces différentes du champ isolant formé par l'entrelacement des fils isolants 2. Une partie des groupes 4 de conducteurs de courant 3 de la coordonnée Y ressort du champ formé par l'entrelacement des fils isolants 2 et y plonge de nouveau en évitant plusieurs groupes 5 de conducteurs de courant 3 de la coordonnée X. Sur la figure 2 on peut voir une telle disposition des conducteurs de courant 3 de la coordonnée Y par rapport au champ isolant 6, représentée d'une façon conventionnelle. Ainsi est formée une couche des conducteurs de courant 3 parallèles (figure 3) se trouvant au-dessus de la zone 7 du champ isolant 6 formé par l'entrelacement des fils isolants 2 (figure 1) et des groupes 5 de conducteurs de courant 3 de la coordonnée X. Cette zone 7 (figure 3) peut être découpée, si besoin est, de façon à former une ouverture 8 (figure 4) à travers laquelle peut passer un connecteur ou un élément du montage. Outre cela, la couche de conducteurs de courant 3 ainsi formée, qui n'est pas entrelacée avec les conducteurs de courant de l'autre coordonnée, peut être coupée en deux afin de réaliser, à partir des conducteurs de courant 3, deux rangs de sortie de contact, comme cela est montré sur la figure 5. La figure 6 représente une partie de la matrice fixée à un élément 9 de rigidité et munie de deux rangs de sorties de contact qui sont formées par les conducteurs de courant 3 coupés en deux. Ces sorties permettent de réaliser une connexion mécanique des sorties 10 de l'élément du montage 11, suivie de leur soudage par une Drasure 12. L'élément du montage Il est fixé au champ isolant 6 de la matrice de la même façon que les éléments du montage sont fixés à un circuit imprimé, c'est-à-dire l'élément il est collé au champ 6. La formation d'une pareille couche de conducteurs de courant 3 (figure 3) est aussi utile lorsqu'on forme les sorties périphériques de la matrice. On crée près du bord de la matrice une couche de conducteurs de courant 3 qui sont entrelacés, tout au bord, avec le champ isolant 6. La zone 7 est découpée, mais on préserve une bande 13 (figure 7) formée par l'entrelacement des fils isolants et des conducteurs de courant 3, cette bande servant de stabilisateur technologique provisoire, qui peut être coupé ultérieurement. Dans ce cas, on supprime une opération compliquée de séparation des conducteurs de courant 3 et des fils isolants voisins, parce que ces derniers forment une couche isolante à part, qu'on élimine, si besoin est, en la découpant. La figure 8 représente un ensemble de contact 1 réalisé sous la forme d'une grille de conducteurs de courant 3 entrelacés. Dans la zone de cet ensemble de contact 1, au moins un des conducteurs de courant 3 formant l'ensemble 1 est réalisé sous la forme d'une boucle 14. Dans un exemple concret d'exécution, deux conducteurs de courant 3 ne sont pas complètement entrelacés, mais dominent l'en- semble de contact 1 (figure 9) de façon à former des boucles 14. Ces boucles 14 peuvent être ultérieurement utilisées en tant que sorties de contact de la matrice servant à la connexion des sorties des éléments du montage. Pooediminuer les inductions sur les lignes de courant voisines ainsi que pour le blindage des conducteurs de courant 3 euxmêmes, la matrice comporte des conducteurs de courant isolés supplémentaires 15 (figure 10) disposés parallèlement aux conducteurs de courant 3 (ou aux groupes de conducteurs de courant 3) qui exigent un blindage. Ces conducteurs de courant supplémentaires 15 passent parallèlement aux conducteurs de courant 3 au lieu des fils isolants 3 et reproduisent le dessin de l'entrelacement desdits conducteurs de courant 3 à blinder. Les cnducteurs de courant supplémentaire 15 sont mis à la terre, ce qui assure le blindage tant des conducteurs de courant 3 qui produisent les inductions que des conducteurs de courant 3 qui se trouvent soumis à l'action des fortes inductions. Afin d'assurer les régimes optimaux de fabrication de la matrice électrique tissée sur les métiers à tisser, les conducteurs de courant 3 et 15 sont réalisés à partir de fils conducteurs de courant connus, dont la composition contient des matières imprégnantes conductrices de courant. Les paramètres mécaniques de tels fils conducteurs de courant sont voisins des paramètres des fils isolants 2, ce qui assure les régimes optimaux de fabrication de la matrice tissée. Pour former les ouvertures dans les endroits choisis au préalable, en partant des conditions d'arrangement du bloc et de câblage, il est nécessaire de prévoir, en cours de fabrication de la matrice sur le métier à tisser, des fils isolants supplémentaires 16 (figure 11) passant tant en trame qu'en chaine. Ces fils isolants 16 ne font pas partie de l'entrelacement commun des fils isolants 2 et des conducteurs de courant 3 et se trouvent entrelacés aux conducteurs de courant 3 seulement dans la zone de l'ensemble de contact 1, comme le montre la figure 11. Ensuite, ces fils supplémentaires 16 sont éliminés de l'en- trelacement et aux endroits de leur emplacement se forment des ouvertures 17 (figure 12) pour le passage des sorties des éléments du montage. Sur la figure 13 est montré un élément du montage 18 placé sur une matrice n'ayant pas d'ouvertures. Dans ce cas, les sorties 19 de l'élément de montage 18 sont reliées aux donducteurs de courant 3 sur la surface de la matrice où est disposé l'élément de montage 18 lui-même. En cas de présence d'ouvertures 17 (figure 14) pour le passage des sorties 19 de l'élément de montage 18, les sorties 19 sont reliées aux conducteurs de courant 3 se trouvant sur la surface opposée de la matrice. Ainsi, tous les éléments du montage sont placés sur une même surface de la matrice et toutes les connexions de contact se trouvent sur la surface opposée, ce qui permetde réaliser le soudage sur cette surface, dans la zone 20, par une méthode d'avantgarde, c'est-à-dire par vague de soudure. La matrice électrique tissée; objet de l'invention, Deut être réalisée sur les métiers à tisser connus avec l'utilisation de dispositifs connus afin d'obtenir toutes les modifications dans le dessin de 11 entrelacement des conducteurs de courant 3 et des fils 2 (figure 1). il est à noter que la variante du dessin de l'entrelacement représentée sur la figure 1 n'est pas la seule possible. L'entrelacement peut être réalisé suivant tout dessin qui satisfait aux exigences de disposition des conducteurs de courant 3 appartenant aux différentes coordonnées -X et Y de la matrice sur les surfaces différentes du champ isolant aux points de leur entrecroisement géométrique. La réalisation des opérations telles que : exécution des ensembles de contact 1, réalisation de la couche des conducteurs de courant 3 (figure 3) au-dessus de la zone 7 du champ isolant 6, exécution des boucles 14 (figure 8) aux endroits des ensembles de contact 1 programmés au préalable, introduction des conducteurs de courant isolés supplémentaires 15 (figure 10), ainsi qu'introduction des fils isolants supplémentaires 16 dans la zone de lten- semble de contact 1 voulu, se font en utilisant des méthodes connues et largement employées dans le tissage, ces méthodes consistant à réaliser telle ou telle opération durant un temps programmé au préalable et en un endroit choisi d'avance de l'entrelace- ment de la matrice. La matrice électrique tissée, objet de l'invention, peut être largement utilisée dans l'équipement électronique moderne et, en particulier, dans les dispositifs de commutation des signaux électriques. L'avantage essentiel qui assure l'utilisation de la matrice dans plusieurs montages consiste en ce que la connexion des éléments du montage peut être faite mon seulement aux sorties périphériques mais aussi aux sorties réalisées sur la surface de la matrice. Cela revêt une grande importance dans 1 'électronique parce qutil devient possible de remplacer des plaques à circuit imprimé à plusieurs couches par une matrice électrique tissée moins chère et beaucoup plus fiable, sans modifier notablement l'organisation des blocs; par exemple, au lieu d'une plaque à circuit imprimé à plusieurs couches on dispose une matrice conforme à l'invention, fixée à un élément de rigidité qui occupe la même surface. Cet avantage est obtenu du fait qu'au moins un conducteur de courant disposé dans la zone de l'ensemble de contact électrique 1 (figure 8) de la matrice domine l'ensemble de contact 1 et a la forme d'une boucle 14 (figure 9) de dimension requise. Cette boucle 14 est une sortie de contact à laquelle on peut connecter les sorties de contact des éléments du montage à disposition des sorties tant en plan qu'aux faces frontales. Le même avantage est obtenu du fait qu'on forme sur la surface de la matrice une couche de conducteurs de courant 3 (figure 3) disponibles qui ressortent de l'entrelacement du champ isolant 6 de la matrice afin d'y revenir à une certaine distance. En exécutant ltopération de coupage de ces conducteurs de courant 3 disponibles, on obtient les sorties de contact de la matrice (figure 5), auxquelles on peut connecter les sorties des éléments du montage. Ces deux genres de sorties diffèrent par ce qui suit si les boucles 14 (figure 8) dans les zones des ensembles de contact 1 ne donnent la possibilité de connecter les sorties des éléments du montage qu'aux ensembles de contact 1, les sorties formées par des conducteurs de courant disponibles coupés permettent. de connecter les sorties des éléments du montage aux sorties de la matrice dans la zone qui n'a pas d'ensemble de contact 1. Outre cela, se trouve réduite la complexité de fabrication de cette matrice parce qu'on élimine l'opération manuelle de dégagement des conducteurs de courant du rang commun des fils isolants et des conducteurs de courant disposés suivant la périphérie de la matrice. Cela s'obtient par changement de la structure du tissu dans les zones périphériques où l'on doit réaliser les sorties de contact de la matrice. Dans ces zones, les conducteurs de courant 3 de la chaîne ou de la trame forment une seconde couche au-dessus de la couche du tissu isolant ne comportant que les fils isolants 2 de la chaîne et de la trame, c'est-à-dire que les conducteurs de courant d'une coordonnée ressortent du tissu isolant afin d'y revenir 2 une certaine distance égale à la longueur supposée des sorties de contact. Ladite zone du tissu isolant, disposée au-dessus des conducteurs de courant, peut être soit e-~c-upée ou laisse en tant que support isolant. Cet avantage est très important parce qu'il élimine complètement l'opération manuelle de dégagement et de découpage de chaque fil isolant 2 parallèle aux conducteurs de courant 3. Grâce à l'introduction, dans la structure de la matrice, des conducteurs de courant isolés 15 (figure 10) passant parallèlement aux conducteurs de courant 3, on assure le blindage de ces derniers contre les inductions, ce qui élargit sensiblement le domaine d'utilisation des matrices de ce type dans les dispositifs modernes de commutation. En plus, la complexité du travail lors de la fabrication de la matrice électrique tissée, objet de l'invention, est notablement réduite et les régimes de fabrication de la matrice sur les métiers à tisser sont rapprochés des régimes optimaux. Cet avantage est obtenu par suite du remplacement des conducteurs de courant 3 métalliques par des fils conducteurs de courant obtenus par introduction dans leur support isolant de ma tièdes de remplissage ou de revetements conducteurs de courant, ces fils ayant des paramètres mécaniques voisins des paramètres des fils isolants 2. Et enfin, un avantage notable de la matrice réside dans la possibilité du passage des sorties des éléments du montage à travers les ouvertures 17 (figure 12) de la matrice, ce qui assure le soudage des sorties des éléments du montage aux sorties de contact de la matrice à l'aide d'un procédé industriel d'avant-garde, celui du soudage à vague de soudure. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisatioirdécrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont réalisées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS I - Matrice électrique tissée réalisée par entrelacement de fils isolants et de conducteurs de courant de coordonnées X et Y, ces derniers étant réunis en groupes dont chacun comporte au moins deux conducteurs de courant parallèles de la même coordonnée traversant le champ isolant formée par l'entrelacement des fils isolants dans le sens de changement de signe, tandis que dans les endroits d'entrecroisement géométrique les conducteurs de courant des différentes coordonnées sont disposés sur des surfaces différentes du champ isolant, et qu'aux endroits prescrits de l'entrecroisement sont réalisés des ensembles de contact sous la forme d'une grille formée par l'entrelacement des conducteurs de courant des groupes respectifs des coordonnées X et Y amenés sur une même surface du champ isolant, caractérisée en ce qu'au moins dans une zone de la matrice est réalisée une couche de conducteurs de courant parallèles disponibles de plusieurs groupes d'une coordonnée, cette couche se disposant au-dessus de la couche formée par l'entrelacement des fils isolants et de plusieurs groupes de conducteurs de courant de l'autre coordonnée. 2 - Matrice électrique tissée selon la revendication 1, caractérisée en ce que, dans la zone de l'ensemble de contact, au moins l'un des conducteurs de courant formant l'ensemble est réalisé sous la forme d'une boucle s'élevant au-dessus de l'ensemble de contact. 3 - Matrice électrique tissée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des conducteurs de courant isolés supplémentaires disposés parallèlement à ceux des groupes de conducteurs de courant qui doivent être blindés, et reproduisant le dessin d'entrelacement desdits groupes de conducteurs de courant. 4 - Matrice électrique tissée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'en tant que conducteurs de courant on uti lise is fils isolants imprégnés d'une composition conductrice de courant. 5 - Matrice électrique tissée selon la revendication 1,ca ractérisée en ce qu'aux centres des ensembles de contact sont pratiquées des ouvertures pour laisser passer les sorties des éléments du montage, ces ouvertures étant réalisées après l'éli- mination des fils isolants supplémentaires tissés au centres des ensembles de contact.