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EMI1.1
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Perfectionnements aux commutateurs automatiques.
La présente invention se rapporte à des commutateurs automatiques du type utilisé pour là sélection, le comptage, le marquage et d'autres buts dans des systèmes téléphoniques, et se rapporte plus particulièrement à des mécanismes de com- mande pour de tels commutateurs. Ci-dessous, pour la comme-* dité de la description, un commutateur du type qui vient d' être énoncé sera app,elé un commutateur du type qui vient d' être mentionné.
Les mécanismes de commande utilisés jusqu'à présent dans des commutateurs du type qui vient d'être mentionné, étaient surtout de deux types. Dans le cas d'un de ces deux types connus, un mécanisme de commande comprend un électro d' avancement, agencé pour provoquer un fonctionnement pas à pas @
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du commutateur en réponse à une alimentation Intermittente convenable de cet électro. L'électro d'avancement a une arma- ture remise en place au moyen d'un ressort, qui contrôle un cliquet, qui coopère avec un mécanisme d'encliquetage.
Pen- dant le mouvement de l'armature de sa position de repos vers sa position de travail à la suite de l'alimentation de l'élec- tro, l'attraction magnétique qui occasionne le mouvement aug- mente rapidement d'où il résulte que la fin du mouvement im- plique un coup dur d'une partie mobile contre une @ @ partie fixe. Le commutateur peut avancer pas à pas pendant le mouve- ment de l'armature de sa position de repos vers sa position de travail (appelé mouvement avant), ou le commutateur peut avancer pas à pas pendant le mouvement de retour de l'armature (appelé mouvement rétrograde).
Dans ce dernier cas, les for- ces de rétablissement engendrées par le ressort agissant sur l'armature doivent être considérables, d'où il en résulte que la fin du mouvement rétrograde implique un coup dur d'une par- tie mobile contre une partie fixe. Les coups durs ont été mentionnés comme désavantageux en ce qu'ils tendent à réduire la vie du mécanisme età occasionner un bruitet une vibration indésirables.
L'autre des deux types connus de mécanisme de commande visé comprend un électro-moteur de commande avec un rotor qui ne tourne que dans un sens pendant la mise en place du commuta- teur intéressé. Ce type de mécanisme de commande souffre, pour autant que certaines applications des commutateurs du type men- tionné soient intéressées, du désavantage qu'il convient mieux pour une recherche continue que pour un fonctionnement pas à pas.
Un but principal de la présente invention est la pro- duction d'un commutateur du type mentionné qui a un mécanisme de commande construit pour occasionner un fonctionnement pas à pas avec une réduction dans la dureté des coups des parties mobiles contre les parties fixes, en comparaison du type de
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mécanisme de commande comme décrit précédemment comprenant un électro d'avancement.'
Suivant la présente invention, on a prévu un méca- nisme dé commande dans lequel un système électromagnétique, formé par un stator bobiné et un rotor non bobiné remis en place au moyen d'un ressort ayant une seule position normale et une seule position de travail, est construit et agencé de faon que lors de l'alimentation du stator pendant le fonc- tionnement, on exerce sur,
le rotor un couple qui produit un mouvement avant du rotor de sa position normale vers sa posi- tion de travail et qui varie durant ce mouvement de façon à avoir une valeur minimum à la fin de celui-ci, et dans lequel un mécanisme de couplage pourvoit à l'avancement du commutateur intéressé par chaque mouvement avant et à rendre inefficaces les mouvements rétrogrades du.rotor. Le mécanisme de commande est 'agencé de façon à occasionner un fonctionnement pas à pas du commutateur intéressé en réponse à une alimentation inter- mittente convenable du stator (par exemple, par un train d' impulsions dans un système de téléphonie automatique).
La réduction de la dureté des coups des parties mobiles contre les parties fixes, qui a été mentionnée, est obtenue par sui- te de ce que le couple exercé sur le rotor tombe à un minimum à la fin du mouvement avant du rotor de sa position normale vers sa position de travail, et que les forces de rétablisse- ment produites par un ressort agissant sur l'armature n'ont pas besoin d'être très importantes (puisque la commande est du type "avant"). Le mécanisme de couplage peut être commodé- ment une simple forme-demanchon d'accouplement ou un mécanisme d'encliquetage à rochet, et l'arbre principal du commutateur pour tourner'par engrènement.
En mettant l'invention à exécution, il est préférable de construire et d'ajuster le système électro-magnétique de façon que le.couple exercé sur le rotor soit grand (,comparé au minimum) au début d'un mouvement avant du rotor de sa po.sition
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normale vers sa position de travail et diminue pendant toute l'entièreté ou plus d'un tel mouvement.- Cela s'accomplit commo- dément dans des conditions générales en s'arrangeant de façon que le stator ait un pôle saillant ou plus et que le rotor présente une arête à. chaque pôle saillant du stator au début du mouvement avant, la surface présentée devenant plus grande pendant le mouvement jusqu'à ce que se présente une face com- parativement large à la fin du mouvement.
Il est également préférable de s'arranger de façon qu'un simple mécanisme d'encliquetage empêche toute possibili- té de mouvement de retour du commutateur en réponse à des mou- vements rétrogrades du rotor.
Le mouvement du rotor peut être limité par des arrêts réglables s'engageant dans un pivot ou un bras monté sur le rotor. Le pivot ou le bras peut également agir sur une clé ou un mécanisme équivalent, pour fermer et ouvrir des contacts électriques qui peuvent, dans certaines circonstances, être contenus dans le circuit de l'enroulement d'alimentation du stator, dans le but de permettre au commutateur intéressé de se mouvoir de lui-même. Le rotor et/ou le stator peuvent être feuilletés.
Au moßen d'un exemple, diverses constructions qui peuvent être utilisées en mettant l'invention à exécution se- ront décrites maintenant en liaison avec les dessins d.'accom- pagnement.
La fige 1 des dessins montre une vue partielle d'un mécanisme de commande conforme à l'invention, et la fig.2 mon- tre une vue partielle supplémentaire de ce mécanisme en regar- dant dans la direction de la gauche vers la droite de la fig.l, et avec le stator partiellement enlevé pour mettre le rotor en évidence. Les figs 3 et 4 montrent respectivement des vues latérale et axiale du rotor utilisé dans ce mécanisme de com- mande, les figs 5 et 6 montrent des vues correspondantes d'une autre forme de rotor, et la fig.7 illustre une modification de,.
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cette autre forme.
Les figures 8 et 9 montrent respectivement des vues latérale et axiale d'une forme supplémentaire du rotor, et la fig. 10 montre une vue de cette forme en regar dant dans la direction de bas en haut de la fig. 9. La fig.ll illustre une modification du mécanisme de commande montré aux figures 1 et 2, qui implique l'emploi de pièces polaires den tées et d'un rotor denté. Les figures 12 et 13 montrent respec tivement des vues axiale et latérale d'un type différent de mé- canisme de commande conforme à l'invention.
En se référant en premier lieu aux figures 1, 2, 3 et 4, le rotor du mécanisme de commande illustré dans ces figu- res a la forme d'une armature en fer non bobinée 1 comprenant deux pièces matricées 25 et 26 (fig. 3) qui ont la forme de coupes peu profondes avec de grandes parties enlevées, et qui sont retenues dos à dos. Le rotor est placé dans un entrefer entre les faces polaires 2 des deux pièces polaires en fer 3 qui forment une partie du stator. Les faces polaires 2 ont une forme régulière de façon que leurs développements soientrectangu- laires et elles et le rotor soient co-axiaux.
Les jantes 27 des pièces matricées 25 et 26 sont façonnées de façon qu'elles soient conformes à l'alésage des faces polaires 2 lorsqu'elles sont vues axialement (comme dans les figures 1 et 4) et de façon qu'elles soient effilées pour produire une caractéristi- que de couple désirée lorsqu'elles sont vues de côté (comme dans les figures 2 et 3). Le rotor est représenté dans sa po- sition normale ou de repos aux figures 1 et 2. Son mouvement avant de cette position vers sa position de travail consiste à faire environ un quart de révolution dans le sens qui est celui des aiguilles d'une montre comme on le voit à la fig.l.
L'effilement des jantes 27, qui vient d'être mentionné, est tel que chacune est effilée à partir d'un écartement compara- tivement large à son bord de sortie vers un écartement plus
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étroità son bord d'attaque (voir fig. 2). L'effilement ne doit pas nécessairement suivre une loi linéaire. Les pièces polaires 3 du stator sont laminées et réunies aux extrémités éloignées des faces polaires par une attache en fer 31. Comme on le montre, l'enroulement statorique ou la bobine d'aimantation 30 entoure l'attache 31, mais d'une autre façon une bobine d'aimantation peut entourer une ou chacune des pièces polaires. Le mouvement du rotor est limité par des arrêts réglables 4 et 5 s'engageant dans un pivot 6 débordant du rotor.
Les arrêts 4 et 5 sont for- més par des parties convenablement façonnées des deux organes 32 et 33. Chacun de ces organes est monté pour permettre de tourner, dans un but de réglage, d'un angle petit autour de l'axe de l'arbre du rotor 7. On prévoit un montage convenable en disposant un coussinet 34 pour que l'arbre du rotor s'engage dans un trou libre dans chacun des deux organes 32 et 33. Les extrémités plus basses 10 et 11 des deux organes s'appuient contre des vis de réglage 8 et 9 dans une plaque de montage 12, et sont maintenues contre les vis au moyen d'un ressort sous tension 13. Le pivot 6 est connecté au châssis du mécanisme de commande par un ressortsous tension 14 qui sert à rétablir le rotor de sa position de travail vers sa position normale lorsque l'enroulement statorique 30 n'est plus alimenté.
Le ressort est fait aussi faible que possible et compatible avec un rétablis- sement convenable. Un mécanisme de couplage 16 pourvoit à l'a- vancement du commutateur intéressé par chaque mouvement avant du rotor de sa position normale vers sa position de travail, et à rendre inefficace un mouvement rétrograde du rotor. Ce mécanisme de couplage prend la forme d'un manchon d'accouplement du type danslequel les extrémités des deux arbres 7 et 15 à coupler sont entourés d'un ressort hélicoïdal étroitement enroulé fixé à l'arbre du rotor de façon que dans un sens de rotation du rotor, le ressort soit enroulé plus fortement, actionnant par ce moyen l'arbre 15, et.dans l'autre sens de rotation du
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rotor, le.ressort tend à se dérouler et glisser sur l'arbre 15.
Le commutateur sera pourvu convenablement d'un simple mécanisme d'encliquetage à rochet pour empêcher toute possibilité de mou- vement de retour du commutateur en réponse à des mouvements ré- trogrades du rotor. L'arbre 15 est engrené sur l'arbre principal 19 du commutateur (portant par exemple les balais du commutateur) au moyen de roues à engrenages 17 et 18. D'une autre façon, l'arbre 15 peut avoir une longueur considérable, comme le montre le trait pointillé, et peut former l'arbre principal du commuta- teur, de façon que l'arbre rotorique et l'arbre principal soient coaxiaux. En raison de la construction et de l'arrangement du système magnétique, le couple dû au magnétisme, qui pendant l'alimentation du stator produit un mouvement avant du rotor de sa position normale vers sa position de travail, a une valeur minimum à la fin d'un tel mouvement.
En se référant maintenant aux figures 5 et 6, celles- ci montrent respectivement des vues latérale et axiale d'une forme de rotor qui peut être utilisée au lieu de la forme mon- trée aux figures 3 et 4. Cette autre forme est produite en cen- trant deux flans 23 et 24 à la forme requise et en les retenant dos à dos. La construction est telle que le rotor a approximati- vement la forme d'un Z lorsqu'il est vu axialement (comme dans la fig. 6), les petits bras du Z étant façonnés de façon qu'ils soient conformes à l'alésage des faces polaires statoriques lorsqu'ils sont vus ainsi, et de façon qu'ils soient effilés pour produire une caractéristique de couple désirée lorsqu'ils sont vus de côté (comme dans la fig. 5).
Comme le montrent les figures 5 et 6, chaque petit bras s'effile à partir d'un écar- tement comparativement large à sa base 21 vers un écartement plus étroit à son arête 20 qui est destinée à être le bord d'attaque. D'une autre façon, si un grand couple initial est nécessaire, chaque petit bras peut être façonné comme il est illustré à la fig. 7, l'écartement étant plus grand que le minimum du bord d'attaque, et. décroissant fortement vers le minimum en 22.
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En se référant maintenant aux figures 8,9 et 10, celles-ci montrent des vues d'une forme supplémentaire de ro- tor qui peut être utilisée au lieu de la forme montrée aux figures 3 et 4. Les figures 8 et 9 montrent respectivement des vues latérale et axiale de cette autre forme, et la fige 10 montre une vue en regardant dans la direction de bas en haut de la fige 9. Cette forme est élaborée à partir de lames de grandeurs graduées, étant donné qu'il y a quatre lames en tout de grandeur la plus grande (désignées par 28 dans les figures) et deux lames de chacune des six autres grandeurs (les deux de grandeur la plus petite étant désignées par 29 dans les figures).
Comme dans le cas des autres constructions de rotor qui ont été décrites au moyen d'un exemple, la forme du rotor est telle que les faces qui coopèrent avec les faces polaires du stator eont conformes à l'alésage des faces polaires lorsqu'elles sont vues axialement (comme dans la fig. 9), et s'effilent pour produire une caractéristique de couple désirée lorsqu'elles sont vues de côté. On noterait que tandis que pour les rotors montrés aux figures 3 et 5 le mouvement de fonction- nement avant est un mouvement qui est celui des aiguilles d'une montre lorsqu'ils sont vus de la gauche, dans le cas du rotor montré à la fige 8 le mouvement correspondant est un mouvement qui est celui des aiguilles d'une montre lorsqu'il est vu de droite.
En se référant maintenant à la fige 11, celle-ci illustre une modification du mécanisme de commande montré aux figures 1 et 2 qui implique l'emploi de pièces polaires dentées et d'un rotor denté. Dans ce cas la forme du rotor et celle du stator peuvent toutes les deux rester constantes tout le long de leurs longueurs axiales. Comme il est montré, le rotor a quatre dents 61 qui coopèrent avec quatre dents statoriques 62, deux sur chaque pièce polaire. A part la forme du rotor et des pièces polaires, la construction peut être. semblable à celle
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du mécanisme de commande qui a été décrit en liaison avec les figures 1 et 2.
Les dents statoriques sont distancées de façon que le chemin dans l'air pour la plus grande partie du flux change graduellement d'une direction tangentielle vers une di- rection radiale quand le rotor tourne (dans le .sens contraire au sens des aiguilles d'une montre comme le montre la figure) de sa position normale vers sa positon de travail.
En se référant maintenant aux figures 12 et 13, cel- les-ci montrent respectivement des vues axiale et latérale d'un type différent de mécanisme de commande conforme à l'in- vention. Dans les deux figures, des-parties du mécanisme sont enlevées de façon à mettre en évidence les parties intérieures.
Dans ce type de mécanisme de commande, le rotor a la forme d'une bague en fer 47 de structure laminée et ayant.des dents sur les deux périphéries intérieure et.extérieure, les dents étant espacées latéralement. Le stator comprend un organe sta- torique intérieur 40 et un organe statorique extérieur 52, chacun de ces organes étant construit en lames'de fer et pour- vus de dents correspondant en nombre et en disposition aux dents du rotor. L'organe statorique intérieur 40 est retenu au noyau en fer 41 au moyen d'un boulon 42, dont la tête se prolon- ge sous la forme d'un arbre 43. Autour de cet arbre est situé sans serrage un organe non magnétique en forme de coupe 44 avec un coussinet central 45. Le coussinet 45 forme une partie d'un manchon d'accouplement 46 qui est semblable à et qui accomplit la même fonction 'que le manchon d'accouplement 16 à la fig. 2.
D'une façon semblable au mécanisme de commande de la fig. 2,la partie d'entraînement 54,du manchon d'accouplement 46 est mon- trée comme étant ajustée pour commander l'arbre principal du commutateur par engrènement (comprenant un pignon 55) mais d'une autre façon l'arbre principal peut être coaxial par rap- port à l'arbre 43 et fixé directement sur la partie 54. La jante de l'organe en forme de coupe 44 est retenue au rotor 47.
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L'organe 44 avec son coussinet 45 prévoit un montage pour le rotor qui permet une rotation du rotor autour de son axe. Le noyau 41 est entouré d'une bobine 48 portant l'enroulement statorique 56, dont l'extrémité éloignée du boulon 42 estfixée à la paroi terminale 50 d'un couvercle en fer 49 qui a la forme d'un cylindre fermé à une extrémité et ayant une bride 51 à l'autre extrémité. L'organe statorique extéieur 52 est fixé à et porté par la bride 51. Le rotor 47 et les deux organes sta- toriques 40 et 52 sont naturellement concentriques. Comme le montre la fig. 12, le rotor est dans sa position normale, et sa rotation à partir de celle-ci vers sa position de travail se fait dans le sens contraireau. sens des aiguilles d'une montre.
Les dents 53 peuvent être taillées pour aider à prévoir la caractéristique de couple requise. Le mouvement du rotor est limité par des arrêts (non montrés dans le dessin) qui peuvent être réglables. Un ressort (également non montré dans le dessin) sertà rétablir le rotor de sa position de travail vers sa posi- tion normale lorsque l'enroulement statorique ou la bobine d'aimantation n'est plus alimentée. Le commutateur devrait être pourvu convenablement d'un simple mécanisme d'encliquetage à rochet pour empêcher toute possibilité de mouvement du commuta- teur en réponse à des mouvements rétrogrades du rotor.