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Commutateur à barres transversales pour installations de téléphonie automatique.
L'invention concerne des installations de téléphonie automatique et en particulier, un commutateur dit à barres trans- versales, c'est-à-dire un commutateur multiple constitué par un ensemble d'éléments rangés en groupes et dont chacune comporte un organe de contact fixe et un organe de contact mobile, ces organes étant disposés de manière régulière aux points d'inter- section de deux séries de droites parallèles situées dans le même plan. Les directions de ces droites parallèles seront in- diquées par X et par Y.
En général, le nombre d'éléments que comportent une rangée est plus grande que le nombre d'éléments d'une rangée de l'autre direction. Le rapport dépend de l'intensité du trafic.
Dans la suite du mémoire, on admettra toujours que le nombre de commutateurs élémentaires que comporte une rangée de direction Y
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est m et que le nombre de commutateurs élémentaires disposés dans la direction X est n, n étant égal à m ou plus grand que m. Les m contacts fixes de chaque rangée de direction Y peuvent être in- terconnectés et reliés à un fil d'alimentation. Dans ce cas, les n contacts mobiles de chaque rangée de direction X sont aussi in- terconnectés et sont reliés à un autre fil d'alimentation. L'in- verse peut aussi se produire, c'est-à-dire que m contacts mobiles de chaque rangée de direction Y et n contacts fixes de chaque rangée de direction X sont interconnectés.
Dans les deux cas, il existe deux faisceaux de fils de connexion dont l'un, celui des lignes entrantes, comporte un plus grand nombre de fils que l'autre, celui des lignes qui pénètrent dans le central télépho- nique.
Le déplacement du contact mobile de l'un des éléments connecte électriquement un fil de l'un des faisceaux à l'un des fils de l'autre faisceau. On peut établir simultanément plusieurs de ces liaisons, mais le montage est agencé de manière qu'il soit impossible d'établir simultanément deux connexions avec le même fil.
En général, une voie téléphonique comporte un certain nombre p de fils. Les 2 éléments nécessaires pour établir une liaison constituent un groupe et celui-ci constitue à son tour une rangée dans la direction X ou bien dans une troisième direc- tion Z. Les contacts mobiles de chaque groupe de ± éléments se déplacent simultanément.
Le déplacement des contacts mobiles s'effectue à l'aide d'électro-aimants. Le bloc constitué par ± rangées de direction Y, dont chacune comporte m commutateurs élémentaires interconnectés est commandé par un seul électro-aimant. Le mouvement de l'arma- ture de l'aimant est transmis aux contacts mobiles par un en- traîneur,aussi appelé échelle. Les Bêlements d'une même voie ont une échelle commune. La combinaison constituée par un bloc de
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m x p commutateurs élémentaires, m échelles et un aimant avec armature est appelée pont et l'aimant est appelé aimant de pont.
Pour que les échelles puissent être actionnées, elles doivent être accouplées à l'armature de l'aimant de pont. Une échelle peut être rendue solidaire de l'armature de l'aimant de pont par le déplacement d'un organe appelé barre qui s'étend dans la di- rection X et qui est actionné par un électro-aimant, l'aimant de barre. A chaque rangée de n groupes de 2 éléments de direction X correspond un aimant de barre. Le dispositif comporte donc m aimants de barre.
Dans les commutateurs à barres transversales connus, chaque fois deux aimants de barre sont conjugués avec une barre de sorte que le nombre de barres est m/2. Une telle barre est constituée par une tige métallique dont la section affecte en général la forme d'un U qui peut culbuter autour d'un axe paral- lèle à la barre. La barre peut occuper trois positions.Lorsqu'elle occupe la position moyenne, toutes les échelles avec lesquels elle est conjuguée sont découplées.Lorsqu'un des aimants correspondant à la barre est excité, celle-ci accouple les échelles de tous les n groupes d'éléments de la rangée de direction X a laquelle appar- tient l'aimant excité aux armatures des aimants de pont.
Lorsqu'on excite ensuite l'un des électro-aimants de pont, celui-ci déplace uniquement parmi les échelles de son pont celle qui appartient à la rangée considérée et ferme les contacts des p éléments qui appartiennent à la même voie. Ensuite l'excitation de l'aimant de barre cesse et la barre reprend sa position moyenne. Elle peut, pendant que la première liaison subsiste, servir à établir une seconde liaison pour laquelle le second aimant de barre avec le- quel elle est conjuguée doit être excité, ce qui provoque la cul- bute de la barre dans l'autre direction et accouple les échelles d'une rangée voisine à l'armature des aimants des ponts.
L'accouplement des échelles à l'armature de l'aimant de pont est établi par une pièce intermédiaire, constituée par une
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broche flexible, la broche d'accouplement, qui est fixée à la barre. Lorsque, la communication étant établie, cette barre reprend sa position moyenne, l'extrémité de cette broche d'accouplement appartenant au pont dont l'aimant était excité reste coincée entre l'armature et l'échelle, de sorte que la broche doit être déformée.
L'ensemble des autres broches suit la barre dans son mouvement de retour. Lorsque cette barre est amenée dans sa seconde position active, la broche qui a déjà été utilisée pour un accouplement est encore plus fortement infléchie pendant un court instant.
Un commutateur à barres transversales d'exécution usuel- le comporte des broches d'accouplement droites, qui sont perpen- diculaires aux barres de direction X et, qui dans la position moyenne, occupent la direction Z. La culbute de ces barres les amène dans la direction Y.
On a aussi proposé un système dans lequel les contacts fixes sont constitués par des fils métalliques droits de direc- tion X et dont les contacts mobiles sont constitués par des fils métalliques pliés en forme de méandre et sont essentiellement dirigés suivant Y. Dans ce dernier système, les échelles se dé- placent essentiellement dans la direction Z, donc perpendiculai- rement aux barres culbuteuses qui se trouvent dans la direction X. La partie de la broche d'accouplement qui est coincée entre l'armature et l'échelle est parallèle à la barre et est fixée à celle-ci par une partie flexible.
Lorsque, dans ce système, on remplace les tiges culbu- teuses par des tiges de traction (tirants) ce qui a déjà été proposé, la partie de la broche d'accouplement qui est coincée entre l'armature et l'échelle et qui est reliée par une partie flexible à la barre, peut être perpendiculaire à la barre dans la direction Y.
Dans tous ces cas, la partie de la broche d'accouplement qui est fixée à la barre est fortement déformée lors de l'établis- sement d'une liaison. Lorsque les contacts se ferment, la partie
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de la broche d'accouplement coincée entre l'armature et l'échelle se déplace, tandis que l'extrémité fixée à la barre reste en place. Lorsque, par la suite, la barre reprend sa position de repos, la partie encastrée reste en place et l'autre extrémité se déplace mais en sens inverse. Les broches doivent donc être suf- fisamment lâches pour permettre leur flexion dans deux directions sans que cette flexion nécessite un trop grand effort.
Il peut se produire après un certain temps une déformation permanente qui entrave le bon fonctionnement de la broche d'accouplement ou bien par suite de la flexion continuelle, la matière peut perdre sa résistance: les broches cassent et l'appareil devient inutilisable.
La forme de construction utilisée pour le commutateur à barres transversales conforme à l'invention, obvie à ces inconvé- nients. Dans ce commutateur, les broches d'accouplement sont fixées non pas à des tiges mais à des entraîneurs ou échelles, de sorte que la fermeture des contacts ne provoque qu'une légère défor- mation de ces broches. Dans les formes de construction connues, l'ensemble des broches d'accouplement se déplaçait avec la barre et la partie encastrée devait parcourir un trajet assez grand pour que, lors du déplacement dans une direction, l'échelle soit certainement accouplée, pour que la broche ne puisse glisser par elle-même et pour que, pendant le déplacement dans l'autre sens l'accouplement soit complètement supprimé et la broche donc en- tièrement libérée de l'échelle.
Dans le commutateur à barres transversales conforme à l'invention, la broche d'accouplement peut être ajustée beaucoup plus exactement par rapport à l'échelle et elle peut être construite de manière qu'elle ne doive subir qu'une petite déformation. De préférence, l'une des extrémités de la broche d'accouplement est fixée de manière immuable à l'entraîneur ou échelle, et l'autre extrémité se trouve dans une rainure, ou un logement analogue, de l'échelle ou de l'entraîneur; cette extrémité effectue dans cette rainure un déplacement limité -
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et elle ne la quitte pas pendant le mouvement provoqué par la barre.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Le dessin montre quelques détails de deux exemples d'exé- cution du commutateur à barres transversales conforme à l'inven- tion.
Les figs.l, 2 et 3 concernent un commutateur à barres transversales comportant des groupes de ressorts mobiles dans la direction de la barre et muni d'une barre culbuteuse.
Les figs.4, 5, 6 et 7 sont relatives à un commutateur à barres transversales dont les organes de contact sont constitués par des fils et muni d'une barre de traction (tirant).
La fig.l montre deux entraîneurs conjugués avec la même barre.
La fig.2 est une vue en plan de ces entraîneurs ainsi que des ressorts de contact et montre aussi une partie de l'ar- mature de l'aimant de pont.
La fig.3 est une vue de profil du même détail.
La fig.4 est une vue de profil (dans la direction Y) d'une échelle.
La fig. 5 est une coupe par le plan V - V.
La fig.6 montre deux entraîneurs d'un même pont, vus dans la direction X.
La fig.7 est une vue en plan d'une partie d'un fil de contact mobile.
Dans l'appareil représenté sur les figs.l, 2 et 3, les entraîneurs comportent un organe élastique 1, le guide. A ce guide est fixée l'échelle proprement dite 2. L'échelle 2 traverse les ouvertures ménagées dans des ressorts de contact 3, dont l'ensem-
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ble constitue un groupe de ressorts. Pour chaque entraîneur, le dessin montre trois de ces ressorts de contact mais ce nombre peut être plus grand; il peut être par exemple de six ou de dix sui- vant le nombre de fils que comporte une voie. Chacun de ces res- sorts de contact porte deux points de contact 4 et a une certaine tension qui tend à pousser les points de contact 4 contre une barre de contact constituée par une bande de matière isolante 5 et une barre métallique 6, par exemple en argent, métal dont peuvent aussi être constitués les points de contact 4.
Les bar- res de contact fixes sont communes à tous les groupes de ressorts du pont, en ce sens que chaque pont comporte un nombre de barres de contact égal au nombre de ressorts de contact d'une voie.
Les ressorts ne peuvent pousser leurs points de contact contre les tiges de contact, car le bord supérieur de l'ouverture ménagée dans le ressort pénètre dans une rainure 7 de l'échelle.
Seulement lorsque l'échelle est déplacée par l'aimant de pont (sur la fig.l vers l'arrière et sur la fig.3 vers la gauche) les ressorts de contact ont l'occasion de se détendre partiel- lement et le contact s'établit entre les points de contact 4 et les lames 6.
Lorsque l'aimant de pont 8 est excité, l'armature 9 se déplace vers les guides 1. Elle ne parvient pas à écarter ces guides, car le bord de l'armature comporte des dents 10, une pour chaque entraîneur, et lors du déplacement de l'armature ces dents pénètrent dans des ouvertures 11 ménagées dans les entrai- neurs. Ce n'est que lorsque ces ouvertures sont obturées que le guide doit suivre le mouvement de l'armature. Ceci se produit lorsqu'une broche d'accouplement 12, dont l'une des extrémités entoure le guide 1 et est fixée à celui-ci dans les rainures mé- nagées sur les c8tés latéraux de ce guide et dont l'autre extré- mité est repliée et pénètre dans une gorge 13 du guide 1, est écartée par la barre 14.
Cette barre, qui est conjuguée avec deux entraîneurs, est dessinée sous forme d'un axe rond qui porte
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des manivelles 15. La section peut cependant être autre; elle peut affecter par exemple la forme usuelle en U.
Lorsque la barre occupe sa position de repos, les mani- velles occupent la position représentée en pointillés sur la fig.l.
Sur cette figure, la tige est représentée, par un trait continu, dans l'une de ses positions de fonctionnement, La manivelle 15 écarte la broche d'accouplement de l'entraîneur de gauche, de sorte que celui-ci recouvre l'ouverture 11. Si l'aimant de pont est excité, la dent 10 pousse la broche d'accouplement contre le guide 11 et écarte celui-ci, de sorte que'les contacts se ferment.
Pendant le mouvement de fermeture, la broche ne se déforme pas, puisqu'elle se déplace dans on entièreté avec le guide 1. Dans les systèmes utilisés jusqu'à présent, systèmes dans lesquels la broche est fixée à la barre, la broche est pliée non seulement pendant le déplacement de la barre mais aussi pendant le mouvement de fermeture.
Lorsque les contacts sont fermés, la tige reprend sa po- sition de repos, mais une forme judicieuse de la partie avant 16 des dents 10 empêche le retour de la broche. Ce retour ne se pro- duit que lorsque l'excitation de l'aimant de pont 8 est coupée et que la liaison est interrompue.
Comme l'extrémité libre de la broche d'accouplement se trouve dans la gorge 13, la broche ne peut être pliée d'une façon permanente par un traitement rude lors de l'inspection ou du montage. Le mouvement de la broche d'accouplement est beaucoup plus petit que dans le système usuel. Dans ce dernier, la broche est conjuguée avec deux entraîneurs et, lorsqu'elle a accouplé l'un des ces entraîneurs à l'armature, elle doit encore pouvoir être pliée suffisamment pour que la tige puisse occuper sa seconde position de fonctionnement. A cet effet, la broche d'accouple- ment doit être assez longue, ce qui augmente l'inexactitude que provoque une déformation permanente.
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Dans le système représenté sur les figs.4, 5, 6 et 7, contrairement aux systèmes représentés sur les figs.l, 2 et 3, les contacts fixes de la direction X sont interconnectés. Ces contacts sont constitués par des fils droits 17, par exemple de bronze phosphoreux, qui sont utilisés par paires. Les contacts mobiles de chaque pont sont interconnectés et sont formés par les fils 18 pliés en forme de méandres. La fig.7 montre, à une échelle plus grande que celle utilisée pour les autres figures, une paire de fils de contact fixes et un fil de contact mobile qui, lui aussi, peut être en bronze phosphoreux.
Le fil 18 est ancré, à l'aide d'étriers de support 19, autour de peignes 20 qui forment, avec des traverses perforées
21, une paroi porteuse. Chaque pont comporte une telle paroi. Les fils de contact fixes traversent les ouvertures ménagées dans les traverses tandis que les fils de contact mobiles se disposent dans les rainures prévues entre les traverses. Entre les étriers supports 19, les fils de contact mobiles comportent des étriers de contact 22 qui reposent dans des rainures de l'échelle 23.
Lorsque (vu sur la fig.4) cette échelle descend, par suite de la tension élastique dans les fils 18, les étriers de contact viennent sur les fils 17 et établissent la liaison.
Dans chaque entraîneur se trouvent p fils de contact mobiles c'est-à-dire un nombre égal à celui des conducteurs d'une voie téléphonique. Sur le dessin, on en a représenté six mais ce nombre peut être plus grand ou plus petit. Le fil supérieur 24 n'est pas un fil de contact mais un ressort d'acier qui affecte la même forme que les fils 18 et qui soulève l'échelle avec les étriers de contact.
Lorsque l'aimant de pont (non représenté sur le dessin) est excité, celui-ci attire l'armature 25. Cet armature comporte des creux qui s'adapte autour des échelles. En général, les échelles ne suivront pas le mouvement de l'armature. Cependant
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si l'une des barres 27, qui, dans le cas considéré, sont des barres de traction , est déplacée par son aimant de barre (non représenté sur le dessin) de manière que, vu sur la fig.4, elle se déplace vers la gauche, la broche d'accouplement élastique, qui appuie contre le c8té latéral d'un ergot 29 prévu sur la barre de traction, se déplace légèrement de sorte que l'extrémité 30 de cette broche, qui se trouve dans une rainure 26 de l'échelle et qui a la direction Y, glisse sous l'armature.
La position qu'occupe alors la broche d'accouplement est représentée en pointillés sur la fig.4. Lorsque l'aimant de pont est excité, son armature munie de la broche 30 tire l'échelle vers le bas à l'en- contre de la tension du ressort 24 et les étriers de contact 22 descendent sur les fils de contact fixes 17. L'aimant de tige perd ensuite son excitation et la barre de traction retombe, mais la broche d'accouplement qui se trouve derrière le crochet 31 de l'armature ne peut retourner et l'échelle reste en place aussi longtemps que dure l'excitation de l'aimant de pont. Dans cette forme d'exécution aussi, la broche d'accouplement ne doit effec- , tuer qu'un petit mouvement ; est bien ajustée et elle est pro- tégée contre des déformations permanentes.
Il va de soi que l'invention peut aussi être appliquée aux systèmes à groupes de ressort qui comportent, au lieu de tiges de rotation, des tiges de traction ainsi qu'au système à fils de contact lorsque celui-ci comporte des tiges culbuteuses au lieu de tiges de traction.