Brevet FR2522195A1 — publié le 19830826

La présente invention est relative à un relais in- verseur hyperfréquence du type comportant trois contacts coaxiaux fixes dont un contact central, deux lames de contact rigides susceptibles de venir en appui chacune en alternance sur le contact central et l'un des deux autres contacts coaxiaux, l'autre lame venant alors en appui contre un plan de masse, chacune desdites lames de contact étant solidaire d'un poussoir isolant et chacun des poussoirs étant repoussé en translation par une lame-ressort solidaire d'une palette magnétique à deux branches susceptible de basculer autour d'un axe central, notam- ment sous l'action d'un moteur électromagnétique. Le moteur électromagnétique, par exemple de type monostable, comprend avantageusement une bobine d'induction dont le noyau magnétique est disposé à l'aplomb de l'axe de pivotement de la palette, et une colonne en matériau magnétique dont une extrémité se trouve en regard d'une des branches de la palette et dont l'autre extrémité est reliée par une plaque magnétique au noyau de la bobine Avantageusement le moteur peut comprendre un aimant permanent solidaire d'une masse polaire disposée en regard de l'autre branche de la palette, une plaque magnétique de liaison assurant un passage de flux magnétique de l'aimant dans le noyau de la bobine et dans la colonne en regard de la première branche de la palette, le flux créé par l'aimant dans le noyau de la bobine étant de sens opposé au flux créé dans le noyau par l'excitation électrique de la bobine d'induction. Pour assurer un bon fonctionnement de tels relais inverseurs, il est nécessaire d'obtenir la qualité la meilleure possible de transmission de l'entrée vers la voie commutée et une très haute isolation de l'entrée vers la voie non commutée. On prévoit habituellement à cet effet des ressorts de rappel contre la force desquels les poussoirs sont repoussés par la palette et qui servent à plaquer les lames de contact soli- daires des poussoirs contre le plan de masse. Les relais inverseurs coaxiaux hyperfréquence du type mentionné présentent l'inconvénient de nécessiter une énergie importante pour assurer une pression suffisante d'appui de la lame de contact associée à la voie commutée avec lé contact central et le contact de la voie commutée, afin d'obtenir une bonne transmission, et une pression suffisante d'appui de la lame de contact associée à la voie non commutée avec le plan de masse -2afin d'assurer une bonne isolation Cette dernière pression d'appui dépend en effet de la force de rappel des ressorts sur lesquels s'appuient les poussoirs, force de rappel que doit au contraire vaincre le poussoir lors de son déplacement sous l'effet de l'actionnement du moteur de relais. La présente invention se propose de réaliser un relais inverseur coaxial hyperfréquence de conception simple sur le plan mécanique, évitant l'utilisation de ressorts de rappel et ne nécessitant qu'une consommation faible d'énergie pour assurer le passage d'une position de commutation à l'autre. Le relais selon l'invention se caractérise par le fait que la lameressort est fixée dans sa partie centrale à une saillie disposée à l'aplomb du contact coaxial central, ladite lame-ressort comportant de part et d'autre de sa partie centrale, des moyens pour la fixation desdits poussoirs, et que la palette comporte des moyens pour, lors de son basculement, exercer un appui sur ladite lame-ressort au voisinage des extrémités de celle-ci. Dans un mode particulier de réalisation la palette comporte à ses extrémités des prolongements en forme de tiges comportant chacune un moyen d'appui sur la lame-ressort, par exemple une perle de verre. Dans un mode particulier de réalisation, chacun des poussoirs comporte pour sa fixation sur la lame-ressort une gorge de retenue, ladite lameressort comportant pour la mise en place et la fixation de chacun des poussoirs un orifice de diamètre correspondant à celui du poussoir prolongé par une fente longi- tudinale Avantageusement, la gorge dans chaque poussoir présente en sens longitudinal, dans la position de retenue sur la lame- ressort, une partie centrale de section rétrécie s'élargissant en direction des extrémités, permettant ainsi un certain débattement élastique de la lame ressort par rapport aux poussoirs, lors de l'appui de la palette sur la lame-ressort. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la lame-ressort comporte un orifice central pour son engagement sur une saillie faisant partie d'une platine isolante, de préférence en matière plastique moulée d'un seul tenant, disposée sur le plan de masse et comportant des orifices pour le passage des poussoirs, et des moyens de support de l'axe de pivotement de la palette La platine comporte également les orifices nécessaires -3- pour le passage des vis d'assemblage du relais. De façon avantageuse la platine comporte en outre sur sa face opposée à celle suportant ladite saillie, des pions isolants, de préférence moulés d'un seul tenant, traversant le plan de masse et servant au guidage vertical des lames rigides de contact fixées avantageusement chacune à l'extrémité de chaque poussoir opposée à celle par laquelle celui-ci est fixé sur la lame-ressort de poussée. Grâce à l'invention, le plan de masse, distinct de la platine isolante, peut être facilement réalisé par découpage d'une plaque métallique mince. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation donné à titre nullement limitatif en se référant au dessin annexé dans lequel: la figure l représente en coupe un relais inverseur coaxial hyperfréquence selon l'invention utilisant un moteur électromagnétique monostable, la figure 2 représente la lame-ressort de poussée utilisée dans le relais de la figure 1, la figure 3 est une vue en élévation d'un poussoir du relais selon l'invention, la figure 4 est une vue en élévation partiellement en coupe du poussoir de la figure 3, selon la flèche IV de la figure 3, la figure 5 est une vue en coupe selon V-V de la figure 3, la figure 6 est une vue en coupe selon VI-VI de la figure 1, la figure 7 est une vue en coupe selon VII-VII de la figure 1, la figure 8 est une vue en coupe de la platine utilisée dans le relais de la figure 1 selon VIII-VIII de la figure 9, la figure 9 est une vue en plan de cette platine, la figure 10 est une vue en plan d'une lame rigide de contact utilisée dans le relais de la figure 1. Le relais coaxial selon l'invention comprend de façon conventionnelle, un bloc de base 1, sur lequel sont montés trois contacts coaxiaux, à savoir un contact central commun,2, et deux -4- contacts latéraux 3 et 4. A l'intérieur d'un boitier 5, est monté un moteur électromagnétique comprenant un noyau 6 en matériau magnétique, de préférence en fer pur, sur lequel est monté une bobine d'induc- tion 7 reliée à une source de courant électrique et créant, lorsqu'elle est excitée, un flux magnétique dans le noyau. Le moteur du relais comporte en outre une colonne, en matériau magnétique, de préférence en fer pur, 8, et une masse polaire, également en fer pur, 9, supportant un aimant permanent 10, le circuit du moteur de relais étant complété par une plaque magnétique, également en fer pur, 11, réalisant une liaison de flux magnétique entre l'aimant 10, le noyau 6 de la bobine et la colonne magnétique 8. Le flux engendré par l'aimant permanent 10 dans le noyau de la bobine-est orienté dans le sens opposé au flux magnétique créé dans le noyau lorsque la bobine d'induction est excitée. La structure et le fonctionnement d'un tel moteur de relais sont classiques et ne seront pas décrits plus en détail ici. Le relais selon la présente invention comporte un équipage mobile sous l'action du moteur électromagnétique, cet équipage mobile comportant une palette en matériau magnétique, de préférence en fer pur, comportant deux branches 12 et 13, la palette comportant un axe médian 14 à l'aplomb du noyau 6 de la bobine. L'axe 14 est tourillonné sur des paliers d'extrémité , formés dans une platine en matière plastique moulée d'un seul tenant, désignée globalement par 16, que l'on voit le mieux aux figures 8 et 9 et que l'on décrira plus en détail dans la suite. Aux extrémités des branches 12 et 13 de la palette sont fixés des prolongements en forme de tiges 17 à l'extrémité de chacun desquels est fixée une perle de verre ou analogue 18. Le relais selon l'invention comporte en outre une lame- ressort d'un seul tenant 19, dont on voit le mieux la structure sur la figure 2, cette lame-ressort comportant un orifice central par lequel elle est montée sur une saillie de forme corres- pondante 21 de la platine 16. La lame-ressort 19 présente de part et d'autre de l'orifice central 20, des orifices de section circulaire 21 -5- prolongés chacun par une fente longitudinale 22, ces orifices prolongés par des fentes servant de moyens de fixation, sur la lame-ressort 19, de poussoirs isolants 23 dont on voit le mieux la structure sur les figures 3 à 5. Pour son montage sur la lame-ressort, chaque poussoir 23 comporte à sa partie supérieure une gorge de retenue 24. Pour la mise en place d'un poussoir sur la lame-res- sort, on introduit le poussoir au travers de l'orifice circulaire 21 puis on l'oriente de façon à le faire coulisser dans la fente longitudinale 22. Comme on le voit sur la figure 4, la gorge 24 du poussoir 23 comprend un rétrécissement central 25 s'élargissant en 26 en direction de la périphérie du poussoir de façon à permettre un certain débattement angulaire de la lame-ressort 19 dans les gorges 24, comme on peut s'en rendre compte à l'examen de la figure 1. A sa partie inférieure chaque poussoir 23 comporte une gorge 27 pour l'engagement et la retenue d'une lame rigide 28 (figure 10), comprenant à cet effet deux encoches latérales centrales 28 a, chacune des lames 28 étant susceptibles d'assurer le contact avec le contact coaxial central 2 et l'un des contacts coaxiaux latéraux 3 et respectivement 4. Dans la figure 1, on voit la lame de contact 28 de droite, assurant la liaison entre les contacts coaxiaux 2 et 4, la lame 28 de gauche étant alors en appui contre un plan de masse 29 réalisé par exemple à partir d'une plaque découpée, et disposé entre la base de la platine 16 et le bloc de base 1. La platine 16 que l'on voit le mieux sur les figures 8 et 9 comporte, outre les éléments mentionnés ci-dessus, des pions isolants en saillie vers le bas, 30, destinés au guidage vertical des lames de contact 28 comme on le voit le mieux sur les figures 6 et 7 Les pions 30 sont de préférence moulés d'un seul tenant avec la platine 16. La platine 16 comporte en outre des orifices 31 pour le passage des poussoirs, 23, ainsi que des orifices 32 pour le passage de vis d'assemblage 33. De la même manière, la plaque 29 constituant le plan de masse présente les orifices nécessaires au passage des vis d'assemblage, des poussoirs et des pions de guidage. Lorsque l'on désire créer la liaison de commutation -6- entre les contacts coaxiaux 2 et 4, on provoque le pivotement de la palette jusqu'à la position représentée dans la figure 1, jusqu'à ce que sa branche 12 vienne en butée contre la masse polaire 9. Dans l'exemple représenté, ce mouvement de pivotement est assuré par le moteur électromagnétique D'autres moyens peuvent être également prévus. Dès le début du mouvement la perle 18 située dans le prolongement de la branche 13 de la palette vient exercer une pression au voisinage de l'extrémité correspondante de la lame- ressort 19 qui dans son mouvement de pivotement entraîne en translation les poussoirs isolants 23 et les lames de contact rigides 28. Lorsque la lame de droite sur la figure 1 vient reposer contre les contacts 2 et 4, la lame opposée est entraînée vers le haut jusqu'à venir en contact avec le plan de masse 29. La course supplémentaire de la palette avant d'arriver en butée par sa branche 12 contre la masse polaire 9 a pour effet de cambrer la lameressort 19 créant les pressions de contact nécessaires des lames rigides 28 contre les contacts coaxiaux et respectivement le plan de masse. Le réglage des pressions de contact et la compensation des tolérances mécaniques de montage peuvent être obtenus par cambrage des tiges 17 supportant les perles de verre 18. Les dimensions mécaniques sont déterminées pour que de l'entrée du relais vers la voie non commutée, dans l'exemple représenté le contact coaxial 3, l'on réalise un guide d'ondes fonctionnant, pour la fréquence d'utilisation du relais inver- seur, en dessous de sa fréquence de coupure. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un, mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1 Relais inverseur hyperfréquence comportant trois contacts coaxiaux, dont un contact central, deux lames de contact rigides susceptibles de venir en appui chacune en alternance sur le contact central et l'un des deux autres contacts coaxiaux, l'autre lame venant alors en appui contre un plan de masse, chacune desdites lames de contact étant solidaire d'un poussoir isolant, et chacun des poussoirs étant repoussé en translation par une lame-ressort solidaire d'une palette magnétique à deux branches susceptible de basculer autour d'un axe central, notam- ment sous l'action d'un moteur électromagnétique, caractérisé par le fait que la lame-ressort ( 19) est fixée dans sa partie cen- trale à une saillie ( 2 f) disposée à l'aplomb du contact coaxial central ( 2), ladite lame-ressort ( 19) comportant de part et d'autre de sa partie centrale des moyens ( 21,22) pour la fixation desdits poussoirs ( 23), et que la palette ( 12,13) comporte des moyens ( 17,18) pour, lors de son basculement, exercer un appui sur ladite lame-ressort au voisinage des extrémités de celle-ci. 2 Relais selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la palette comporte à ses extrémités des prolongements ( 17) en forme de tiges comportant chacune un moyen d'appui ( 18) sur la lame-ressort ( 19). 3 Relais selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit moyen d'appui est une perle de verre ( 18). 4 Relais selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chacun des poussoirs ( 23) comporte pour sa fixation sur la lame-ressort une gorge de retenue, ( 24) ladite lame-ressort comportant pour la mise en place et la fixation de chacun des poussoirs un orifice ( 21) de diamètre correspondant à celui du poussoir prolongé par une fente longitudinale ( 22). Relais selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la gorge ( 24) de chaque poussoir présente, en sens longitudinal, dans la position de retenue sur la lame-ressort, une partie centrale ( 25) de section rétrécie s'élargissant en direction des extrémités ( 26). 6 Relais selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la lame-ressort comporte un orifice central ( 20) pour son engagement sur une saillie ( 21 ') faisant partie d'une platine isolante ( 16), de préférence en matière plastique moulée d'un seul tenant, disposée sur le plan de masse ( 29), ladite platine comportant des orifices ( 31) pour le passage des poussoirs ( 23) et des moyens de support ( 15) de l'axe de pivotement de la palette. 7 Relais selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite platine comporte en outre sur sa face opposée à celle supportant ladite saillie, des pions isolants ( 30), de préférence moulés d'un seul tenant, traversant le plan de masse et servant au guidage vertical des lames rigides de contact. 8 Relais selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chacune des lames rigides de contact ( 28) est fixée sur le poussoir isolant ( 23) correspondant au voisinage de l'extrémité de celui-ci opposée à celle par laquelle il est monté sur ladite lame-ressort.