Brevet FR2867605A1 — publié le 20050916

La présente invention concerne un dispositif de commutation électrique à combinaisons à actionnement magnétique. Les commutateurs électriques à combinaisons à actionnement par aimants permanents sont principalement employés dans le domaine du verrouillage et de l'alarme. Ils sont composés d'une clé amovible comportant un ou plusieurs aimants et d'un commutateur fixe dans lequel se situent des Interrupteurs ou Inverseurs à Lames Souples (ILS) sensibles aux champs magnétiques générés par les aimants situés sur la clé. Ces derniers sont situés à l'arrière d'une platine support composée d'un matériau amagnétique sur lequel est positionné la clé. L'intérêt de ces commutateurs magnétiques réside dans l'absence d'éléments mobiles sur la platine support, celle-ci pouvant également dans certains cas se confondre avec son propre support, par exemple une porte en acier inoxydable amagnétique. Le bon code permettant d'actionner un équipement électrique (servomoteur, électro-aimant, circuit électrique, piston électrique, circuits d'alarmes et autres) est réalisé habituellement selon un mode binaire. La commutation est effective dès lors que l'opérateur a positionné la bonne clé comprenant les aimants au bon endroit, les aimants mobiles s'il y en a, doivent être éventuellement placés dans le bon ordre et éventuellement au bon moment. Ce mode binaire, oui/non (mettre ou ne pas mettre un aimant en face d'un ILS) nécessite l'emploi d'un nombre élevé d'ILS, ce qui se traduit par un coût important du dispositif et par un encombrement de la platine support du commutateur, parfois incompatible avec la place dont on dispose. De plus, le bon positionnement de la clé magnétique nécessite un repère précis sur la platine support, ce qui permet de renseigner une personne non autorisée sur l'endroit du commutateur, et éventuellement sa forme, son encombrement, la position des ILS. Le code peut alors être plus facilement cassé qu'un modèle dont la platine peut se confondre avec l'élément où se situe le commutateur, un commutateur disposant de repères peut également être plus facilement vandalisé qu'un modèle totalement invisible. Enfin, les commutateurs traditionnels à actionnement magnétiques n'ont qu'un seul mode d'alimentation électrique, généralement un courant basse tension fourni par le secteur par l'intermédiaire d'une alimentation composée d'un transformateur, d'un redresseur, couplé éventuellement à une batterie de secours. Le dispositif selon l'invention permet d'augmenter de manière conséquente le nombre de combinaisons par rapport aux systèmes binaires puisqu'une condition supplémentaire au mode binaire oui/non est réclamée, le dispositif selon l'invention rends également inutiles le repérage précis du commutateur, de ses ILS tout en diversifiant les modes d'alimentations électriques du commutateur. Selon une première caractéristique, les Interrupteurs ou Inverseurs à Lames Souples utilisés pour la réalisation des combinaisons, ne sont pas positionnés à une distance unique de la face de la platine support, mais selon deux plans. Ainsi, la force magnétique doit être plus importante pour actionner un ILS situé en retrait qu'un ILS proche de la platine. Le ou les bons ILS permettant de réaliser tout ou partie du bon code se situe indifféremment sur le premier ou le second plan. Le ou les mauvais ILS se situent également sur le premier ou le second plan. Ainsi, un mauvais ILS, dont la commutation conduit à l'invalidation du bon code ou de la bonne combinaison, pourra se situer par exemple à l'arrière d'un bon ILS. Il faudra alors que la force magnétique soit bien adaptée pour que seul le bon ILS soit actionné. D'autres bons ILS devront se situer sur le second plan pour qu'il soit systématiquement nécessaire d'employer deux forces magnétiques distinctes et ce, afin d'accroître le nombre de combinaisons. Ces forces magnétiques peuvent être réalisées indifféremment par deux aimants de force magnétique différente ou par un seul aimant qu'il faudra plus ou moins rapprocher de la platine support. De cette manière, et à titre d'exemple, un commutateur à combinaison binaire dont la platine support dispose de quatre emplacements pour ILS disposera, avec un mode de codage avec trois conditions conformes à l'invention, de 3 x 3 x 3 x 3 = 81 combinaisons, alors qu'elles n'auraient été que de 2 x 2 x 2 x 2 = 16 combinaisons avec des systèmes à ILS sur un seul plan. Ce procédé permet de réduire l'encombrement du commutateur et de sa platine support tout en réduisant le nombre de composants, donc le prix du dispositif. D'autre part, selon deux autres caractéristiques de l'invention, le mode particulier de positionnement de la clé, permet de supprimer tout ou partie des repères de positionnement ce qui accroît encore le nombre de combinaisons possible tout en rendant le système très efficace contre les risques de vandalisme. En effet la platine du commutateur peut se confondre avec l'élément support dès lors que ce dernier est réalisé en matériaux amagnétiques. Ainsi, à titre d'exemple, on peut envisager l'installation d'un commutateur d'ouverture à l'intérieur d'un profil de porte ou de fenêtre avec une absence partielle ou totale de repères visuels pour savoir où est le commutateur et où la clé doit être positionné. En effet, le dispositif de positionnement de la clé est réalisé, conformément à l'invention selon 2 procédés. Le premier consiste à utiliser la capacité des aimants à s'attirer ou se repousser en fonction de leurs polarités, en plaçant une ou plusieurs paires d'aimants sur la clé et le commutateur. La polarité des aimants et leurs positionnements étant judicieusement choisis pour que la clé soit positionnée dans le bon sens et au bon endroit. Eventuellement, la ou les paires d'aimants pourront être remplacés par une ou plusieurs pastilles en fer magnétique couplés à des aimants afin de réduire sensiblement le coût. Le second procédé consiste à placer un circuit électrique sur la clé, ou sur le commutateur. Ce circuit comprends principalement un ou plusieurs ILS, un dispositif avertisseur visuel ou sonore ou vibrant, le tout alimenté par une source d'énergie électrique. La mise en route du dispositif, indiquant que la clé est bien positionnée sur le support est 5 réalisée dès lors que le, ou les ILS sont actionnés par le, ou les aimants situés selon une position conforme au bon positionnement de la clé. Ce circuit pouvant être indifféremment situé sur la clé ou dans le commutateur, dans ce dernier cas le dispositif avertisseur sera réalisé avec un moyen sonore, pour que le commutateur reste invisible. Enfin, selon deux autres caractéristiques de l'invention, la source d'énergie électrique nécessaire aux systèmes de combinaisons employés par la clé fait appel à des modes d'alimentions non conventionnels pour alimenter en énergie le circuit réalisant les combinaisons de ces commutateurs à actionnements magnétiques ce qui permet d'accroître leurs utilisations dans des lieux éloignés du réseau. La première solution consiste à placer deux piles, dans la partie recevant le commutateur, la permutation de l'une ou l'autre de ces piles étant réalisée par l'utilisateur à partir d'un aimant situé sur la clé, ce dernier actionnant un ILS dédié pour cette opération. La seconde solution consiste à alimenter le circuit à partir d'une pile située dans la clé, une fiche d'alimentation est alors nécessaire pour que les pôles situés sur la clé puissent être reliés aux pôles situés sur la platine du commutateur. La présence de cette fiche donne un renseignement du lieu du commutateur mais non le positionnement de la clé autour de cette fiche. Pour un placement précis de la clé, l'on pourra installer une des deux solutions citées précédemment. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution, donnés à titre d'exemples non limitatifs, du dispositif de commutation électrique à combinaisons à actionnement magnétique, conforme à l'invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles: - La figure 1 représente en coupe un circuit à ILS montés en série avec des entrefers selon deux plans, le positionnement de la clé étant réalisé par un circuit électrique avertisseur 30 présent sur la clé, selon l'invention. - La figure 2 représente en coupe un circuit à ILS montés en série et en parallèle, avec des entrefers selon deux plans, selon l'invention. - La figure 3 représente en coupe un circuit à ILS relié à un circuit électronique du type de ceux employés pour les claviers à touches codés. Des ILS positionnés selon deux plans ont deux fonctions indépendantes, la première concerne la mise sous tension du circuit de codage, la seconde concerne la réalisation de la combinaison, le mode de positionnement de la clé étant réalisé par des couples d'aimants, selon l'invention. En référence aux figures 1, 2 et 3, le dispositif de commutation à combinaisons à actionnement magnétique comporte une clé amovible (1) sur laquelle se situent un ou plusieurs aimants (2). La clé (1) est positionné sur la platine support (3), qui, sur les figures est présentée légèrement en retrait par rapport à la clé afm d'améliorer la compréhension. De même, les aimants sont positionnés de telle sorte sur les figures 1, 2 et 3 pour que soient réalisées les bonnes combinaisons. Ces aimants comme d'autres éléments décrits plus loin, auront parfois une ou plusieurs lettres suivant leurs numérotation, afin de distinguer certaines de leurs caractéristiques. La platine support (3), fait partie du commutateur (4) dans lequel sont positionnés des Interrupteurs et/ou des Inverseurs à Lame Souple (ILS) (5) , capables de changer d'état lorsqu'ils sont sous l'effet d'un champ magnétique généré par un aimant dont l'organisation forme un circuit à combinaison (6) ou un code. Les ILS (5) seront suivi de la lettre a ou b selon qu'ils sont de type normalement ouvert ou normalement fermé. les ILS (5) se trouvant sur 2 plans distincts (7) et (8), de manière à ce que deux ILS puissent éventuellement se trouver l'un derrière l'autre et sur les 2 plans (7) et (8), afm que le ou les aimants permanents (2) situés sur la clé (1) puissent avoir selon le cas la puissance magnétique nécessaire pour actionner ou non les ILS (5) se trouvant sur le plan le plus éloigné (8) ou actionner seulement les ILS situés sur le plan (7) le plus rapproché afin d'établir la bonne combinaison. En référence à la figure 1, des ILS de type Normalement Ouverts (5a), c'est à dire qu'en l'absence d'aimant ils ne sont pas conducteurs, sont montés en série avec des ILS de type Normalement Fermés (5b). Ces ILS (5a) et (5b) forment une combinaison (6) modifiable en changeant leurs agencements. Ces ILS (5) sont positionnés à l'arrière de la platine support (3) selon un plan rapproché (7) et un plan éloigné (8) afm que les aimants (2) aient une position ou une puissance bien distincte pour qu'un aimant présentant la force magnétique la plus faible (2a ou 2ç) en raison de sa puissance ou de son positionnement puisse faire changer d'état les ILS situés sur le seul plan (7). L'aimant (2b) ou 2 aimants (2a) accouplés permet l'actionnement des ILS situés sur le plan (8). Le circuit (6), alimenté par un des deux pôles d'un circuit électrique (9) est fermé lorsque le nombre et la force des aimants (2) sont conformes à la combinaison. Les aimants (2) peuvent être situés sans un logement (10) plus important que leurs propres tailles, ce qui permet d'effacer la combinaison lorsque la clé (1) est retournée. D'autre part, la combinaison de la clé peut être modifiée en intercalant une pastille (11) dans le logement (10) afm d'augmenter l'entrefer. De cette manière un seul et même aimant peut actionner ou non les ILS situés sur le plan (8) en raison de la présence ou de l'absence de cette pastille (11). La force magnétique peut également être modulé en accolant deux aimants (2a) afm que la somme de leur énergie magnétique soit équivalente à un aimant (2b). Le bon positionnement de la clé (1) par rapport à la platine support (3) est réalisé par le biais d'un circuit (12) composé d'une source d'énergie électrique (13), d'un ou plusieurs ILS (5aa) montés en série, d'un système avertisseur (14) qui pourra être éventuellement une diode électroluminescente, une ampoule, une sonnerie, un vibreur. La concordance clé (1) platine (2) est réalisée lorsque le ou les aimants (2d) solidaires de (2) actionnent les ILS (5aa). Le circuit (12) pouvant être positionné soit sur la clé, soit sur le commutateur, dans ce cas les aimants (2d) seront positionnés sur la clé. Dans cette version, il sera nécessaire que le dispositif avertisseur soit sonore pour conserver l'invisibilité du dispositif. En référence à la figure 2, le circuit réalisant les combinaisons (15) utilise des ILS (5a) positionnés sur des plans (7) et (8). Certains de ces ILS sont montés en série, dans le but de fermer le circuit, ils sont les bons ILS, des ILS référencés (5ab) sont montés en parallèles afm de rompre le circuit, aucun de ces ILS ne doit être actionné par un des aimants (2) de la clé, sans quoi la commutation serait rompu. Dans cet exemple, les ILS (5ab) sont reliés à la bobine d'un relais électromécanique (16), ce qui a pour effet de rompre le circuit dans le cas ou un de ces ILS serait sous l'effet d'un aimant. Il va de soit que tout autres procédé, interrupteur électronique ou autres, permettant une rupture du circuit précédemment établi par les ILS montés en série pourra être employé sans sortir du cadre de l'invention. En référence à la figure 3, le circuit (17) réalisant les combinaisons, est composé d'ILS (5) et d'un circuit électronique (18) du type de ceux employés pour les claviers codés. Ce circuit (18) est alimenté en énergie par un ou plusieurs ILS (Sac) situés sur le plan 7 et 8. Des ILS (Sad) situés indifféremment sur le plan (7) ou (8), remplacent les contacts électriques des claviers à touches conventionnels. De cette manière, la bonne combinaison est réalisée lorsque les ILS (Sac) sont fermés grâce à la présence permanente d'aimants (2a et 2b) situés en vis en vis avec la bonne puissance et lorsque les ILS (Sad) sont actionnés dans le bon ordre ou ne sont pas actionnés du tout, selon le code en mémoire dans le circuit (1 8). La clé (1) présente des logements ouverts (19) afm que l'aimant (2c) unique dans cette exemple puisse être positionné dans n'importe lequel de ces logements (19) sans que sa force magnétique puisse actionner involontairement un ILS lors de son déplacement, l'épaisseur de la clé conduisant à ce que l'entrefer soit trop important pour avoir une influence sur l'état de ces ILS. La force magnétique de l'aimant (2ç) est modulée grâce à la présence d'un élément compressible (20) nécessitant 2 efforts, 2 pressions distinctes pour activer selon le cas les ILS situés sur le plan (7) ou le plan (7) et (8). Dans cet exemple, l'élément compressible (20) est réalisé avec deux ressorts compressions de forces bien différentes. Le positionnement de la clé voire sa fixation provisoire sur la platine est réalisé par un couple d'aimants (20) (20a) et (21) (21a) situés en vis-à-vis sur la clé et sur la platine. La polarité de ces aimants est judicieusement choisie pour que les aimants (20) et (21a) se repoussent tout comme (21) et (20a). Selon un mode d'alimentation électrique non illustré, l'alimentation est composée par 2 piles situées toutes deux à l'intérieur du commutateur, le placement d'un aimant présent sur la clé actionne ou non un ILS situé dans le commutateur, ce qui permet de changer de pile. Selon un second mode d'alimentation électrique non illustrée, l'alimentation électrique est fournie par une pile située sur la clé. Une fiche électrique présente sur la clé doit être positionnée sur celle présente sur la platine support, afin de fournir l'énergie au commutateur. Cette solution entraîne une connaissance partielle du lieu où se situe le commutateur, le positionnement exact de la clé pouvant être effectué à partir des deux modes décrits précédemment. Il va de soit que le nombre d'ILS, volontairement limités sur les schémas pourra être 20 augmenté selon le degré de sécurité que l'on souhaite atteindre. De plus le mode de réalisation de code par des ILS situés sur 2 plans ne se limite pas qu'aux seuls exemples de combinaisons décrits mais concernent l'ensemble des systèmes de commutations par codes à ILS. Enfin, l'utilisation de ces commutateurs n'est pas limitatif aux usages précédemment 25 décris. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à actionner des moyens d'ouvertures, verrous, serrures et des alarmes, dans des environnements sévères où l'invisibilité du dispositif est recherchée. REVENDICATIONS 1) Dispositif de commutation électrique à combinaisons à actionnement magnétique constitué d'une clé amovible, sur laquelle se trouve au moins un aimant permanent et d'un commutateur fixe, comprenant des Interrupteurs ou Inverseurs à Lames Souples nommés ILS (5) situés dans une platine support caractérisé en ce que les ILS (5) se trouvent sur 2 plans distincts (7) et (8), de manière à ce que deux ILS puissent éventuellement se trouver l'un derrière l'autre et sur les 2 plans (7) et (8), afin que le ou les aimants permanents (2) situés sur la clé (1) puissent avoir selon le cas la puissance magnétique nécessaire pour actionner ou non les ILS (5) se trouvant sur le plan le plus éloigné (8) ou actionner seulement les ILS situés sur le plan (7) le plus rapproché afm d'établir la bonne combinaison. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que des ILS de type Normalement Ouverts (5a), montés en série avec des ILS de type Normalement Fermés (5b) forment un circuit à combinaison (6) alimenté par un des deux pôles d'un circuit électrique (9), qui est fermé lorsque le nombre et la force des aimants (2) sont conformes à la combinaison. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que des ILS (5a), forment un circuit à combinaison (15) à partir d'ILS (5a) montés en série dans le but de fermer le circuit, et d'ILS (5ab) montés en parallèles dans le but de rompre le circuit. 4) Dispositif selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que le ou les aimants (2) situés sur la clé (1) sont situés dans un logement (10) plus important que leurs propres tailles, ce qui permet d'effacer la combinaison lorsque la clé (1) est retournée. 5) Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'une pastille peut être intercalée dans le logement (10) afm de modifier la puissance magnétique des aimants permanents situés sur la clé et d'augmenter l'entrefer. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit réalisant les combinaisons est réalisé à partir d'ILS et d'un circuit électronique (18) alimenté en énergie lorsque un ou plusieurs ILS (5c) montés en série sont actionnés par des aimants fixes (2a et 2b) situés sur la clé. 7) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que la clé (1) présente des logements ouverts (19) afm qu'un aimant (2c), puisse être positionné dans n'importe lequel de ces logements sans que sa force magnétique puisse actionner involontairement un ILS lors de son déplacement. 8) Dispositif de commutation électrique à combinaisons à actionnement magnétique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le bon positionnement de la clé (1) par rapport à la platine support (2) est réalisé par le biais d'un circuit (12) composé d'une source d'énergie électrique (13), d'un ou plusieurs ILS (5aa) montés en série, d'un système avertisseur (14). 9) Dispositif de commutation électrique à combinaisons à actionnement magnétique selon la revendication 8 caractérisé en ce que le positionnement de la clé voire sa fixation provisoire sur la platine (2) est réalisé par deux couples d'aimants (20) (20a) et (21) (2la) situés en vis-à-vis sur la clé et sur la platine, la polarité de ces aimants étant judicieusement choisie. 10) Dispositif de commutation électrique à combinaisons à actionnement magnétique selon la revendication précédente caractérisé en ce que le mode d'alimentation électrique du circuit est composé par deux piles situées toutes deux à l'intérieur du commutateur le placement d'un aimant présent sur la clé actionne ou non un ILS, ce qui permet de changer de pile. 11) Dispositif de commutation électrique à combinaisons à actionnement magnétique selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'alimentation électrique est fournie par une pile située sur la clé, une fiche électrique présente sur la clé doit être positionnée alors sur celle présente sur la platine, afm de fournir l'énergie au commutateur. 12) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la force magnétique peut être modulée en accolant deux aimants (2a) dans la clé afin que la somme de leurs énergies magnétiques soit équivalente à un aimant (2b). 13) Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que la force de l'aimant (2g) est modulée en fonction d'un élément compressible (20) nécessitant deux efforts distincts.