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Commutateur à barres transversales pour installations de téléphonie automatique.
L'invention concerne des installations de téléphonie automatique, et enparticulier 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 chacun comporte un organe de contact fixe et un organe de contact mobile, ces or- ganes 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 seront désignées par X et Y.
En général, le nombre d'éléments que comporte une rangée d'une direction est plus grand que le nombre d'éléments d'une rangée de l'autre direction. Le rapport dépend de l'inten- @
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sité du trafic. Dans la suite du mémoire, on admettra toujours que le nombre de commutateurs élémentaires que comporte une rangée de direction Y est ¯% et que le nombre de commutateurs élémentai- res 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 interconnectés et reliés à un fil d'alimentation.
Dans ce cas, les n contacts mobiles de chaque rangée de direction X sont aussi interconnectés et sont reliés à un autre fil d'ali- mentation. L'inverse 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 téléphonique.
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 2 de fils. Les p 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 di- rection Z. Les contacts mobiles de chaque groupe de 2 éléments se déplacent simultanément.
Le déplacement des contacts mobiles s'effectue à l'aide d'électro-aimants. Le bloc constitué par 1 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'aidant est transmis aux contacts mobiles par un en-
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traîneur aussi appelé échelle. Les 2 éléments d'une même voie ont une échelle commune. La combinaison constituée par un bloc de m x p commutateurs élémentaires, m échelles et un aimant avec armature est appelée pont et l'ainant est l'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 aimant, l'électro-aimant de barre. A chaque rangée de n groupes de ,± 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 ainants 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 parallèle à la barre. La barre peut occuper trois positions.
Lorsqu'elle se trouve dans la position moyenne, toutes les échelles avec lesquelles 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 à laquelle appartient l'aidant excité, aux armatures des aimants de pont. Lorsqu'on excite ensuite l'un des électro-aimants de pont, celui-ci déplace uni- quement parmi les échelles de son pont celle qui ap:artient à la rangée considérée et ferme les contacts des p éléments qui appartiennent au même canal. Ensuite, l'excitation de l'ain.ant 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 lequel elle est conjuguée doit être excité, ce qui provoque la
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culbute de la barre dans l'autre direction et accouple les échel- les d'une rangée voisine à l'armature des aimants de pont.
L'invention apporte un perfectionnement du commutateur à barres transversales. Elle est basée sur l'idée que le fait que les aimants de pont doivent servir à fermer les contacts constitue un inconvénient. En effet, la Demanderesse a constaté qu'en général, le nombre d'électro-aimants qui doivent rester excités pendant toute la durée d'une communication téléphonique pour maintenir fermés les commutateurs élémentaires d'une voie téléphonique est notablement plus élevé que le nombre d'aimants de barre qui ne sont en fonctionnement que pendant un temps très court pour chaque communication. Les m allants de barre ne doi- vent effectuer que peu de travail.
Ils doivent uniquement amener les broches d'accouplement dans la position de fonctionnement, ce qui nécessite un effort beaucoup moins grand que celui né- cessaire pour le déplacement des contacts ou pour vaincre la réaction des ressorts qui maintiennent les contacts écartés.
Suivant l'invention, les rôles sont inversés et le com- mutateur est construit de manière que, pour établir une communi- cation, l'électro-aimant de pont ne reste en fonctionnement que pendant un court instant pendant lequel il provoque l'accouple- ment avec une barre, tandis qu'un électro-aimant de barre reste actif pendant toute la durée de la liaison: c'est-à-dire qu'il ferme les commutateurs élémentaires et les maintient fermés.
Cet agencement offre les avantages suivants : par commutateur, le nombre d'électro-aimants suffisamrent puissants pour qu'ils puissent fermer les groupes de commutateurs élémen- taires et les maintenir fermés pendant une communication, est beaucoup plus petit que le nombre d'électro-airr.ants qui ne doi- vent développer que peu de force et n'effectuer que peu de tra- vail.
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Un commutateur à barres transversales normal peut com- porter 25 ponts et 10 barres. Les commutateurs utilisés jusqu'à présent devaient donc comporter 25 électro-aimants puissants et 10 électro-aimants plus faibles. Un commutateur conforme à l'in- vention par contre, ne nécessite dans un tel cas que 10 électro- aimants puissants et les 25 autres peuvent être de puissance plus faible.
Les barres culbuteuses usuelles des commutateurs à barres transversales peuvent être remplacées par des barres de traction qui effectuent un mouvement rectiligne dans leur di- rection propre. L'application de l'invention augmente encore l'intérêt de cette substitution lorsque ces barres de traction servent uniquement à accoupler les échelles à l'armature de l'aimant de pont qui ferme les contacts, car dans un commutateur à barres transversales conforme à l'invention, les barres doivent exercer un plus grand effort que précédemrr,ent.
L'emploi de barres de traction permet en outre d'utili- ser un ain. ant de traction central et d'ajouter, comme aimant de barre, à chaque barre un ain.ant auxiliaire qui sert à accoupler la barre à l'armature de l'aimant de traction.
Comme, suivant l'invention, l'électro-aimant qui attire la barre doit être plus puissant que dans l'ancien système, cette centralisation est encore beaucoup plus importante. Un commuta- teur à barres transversales, à 25 ponts et à 10 barres, ne comporte alors qu'un seul aimant qui soit à même de fermer les contacts ainsi que 35 petits alliants d'accouplement dont 10 sont des ai- mants de barre et 25 des aimants de pont.
Il est désirable que, dès qu'une communication est établie, l'aimant de traction soit en iaesure d'établir une au- tre communication. Pour atteindre ce résultat, on peut prévoir un verrou qui, lorsqu'après avoir attiré une barre, l'électro- aimant de traction reprend sa position de repos, bloque la
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barre et la maintient bloquée aussi longtemps que l'aimant de barre reste excité.
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 un exemple d'exécution du commutateur à barres transversales, conforme à l'invention, du type dans lequel les commutateurs élémentaires sont constitués par des groupes de ressorts et dans lequel les interconnexions des contacts mobiles se trouvent dans la direction des barres et celles des contacts fixes, donc dans la direction Y.
La fig. 1 est une projection suivant la direction Z et montre deux groupes de commutateurs élémentaires.
La fig. 2 est une projection suivant la direction des barres, donc suivant la direction X et montre deux entraîneurs avec une partie de l'armature d'un électro-aimant de pont.
La fig. 3 est une projection suivant la direction Y et montre en vue de profil un groupe de ressorts.
La fig. 4 est une représentation schématique de l'en- semble du commutateur.
Les figs. 5 et 6 donnent une représentation schématique d'un dispositif à aimant de traction central et à aimants de barre servant uniquement à l'accouplement.
Les commutateurs élémentaires consistent en un ressort de contact mobile 1 portant les points de contact 2 et une pièce de contact fixe 3, commune à tous les éléments correspondants d'un pont. Les pièces de contact fixes consistent en une bande 4 de matière isolante et en une bande 5 de métal, par exemple d'argent, dont peuvent aussi être constitués les points de con- tact 2.
Pour établir une communication, les ressorts doivent
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être poussés par un entraîneur. Un entraîneur est constitué par le guide 6 et par l'échelle proprement dite 7. A chacun des guides 6 est fixé un ressort en forme d'épingle à cheveux 8 dont l'ex- trémité non encastrée dans l'entraîneur est reliée à l'armature 9 d'un électro-aimant de pont 19. Cette armature (en réalité c'est un prolongement de l'armature) affecte la forme d'une barre de traction. L'extrémité de cette barre, représentée sur les figs. 1 et 2, comporte une boutonnière 10 que traverse une vis 11. Lorsque l'électro-aimant de pont est excité, la barre 9, si l'on considère les figs. 1,2 et 4, est déplacée vers la gau- che. Dans cette direction, la boutonnière 10 permet un léger déplacement de la barre 9 par rapport à la vis 11.
Pendant ce déplacement, l'extrémité des ressorts 8 reliée à la tige 9 est entraînée, et en même temps, par l'intermédiaire de ces ressorts, tous les guides qui peuvent tourner autour d'un boulon 12. Les guides peuvent aussi être fixés d'une autre manière, pour autant qu'ils puissent se déplacer légèrement dans la direction de la barre 9. Le boulon 12 sert en même temps à fixer le groupe de ressorts ; les ressorts de contact de chaque groupe sont sépa- rés par les intercalaires isolants 13. Chaque groupe comporte six ressorts de contact ; cenombre peut être plus petit ou plus grand, il dépend du nombre de fils que comporte une voie télé- phonique. Chaque pont comporte par exemple 10 groupes de res- sorts de contact, donc 10 entraîneurs tels que la fig. 2 en mon- tre deux disposés l'un à côté de l'autre.
Cette figure indique aussi l'emplacement du troisième entraîneur. L'ensemble du com- mutateur comporte par exemple 25 ponts. La fig. 4 en montre qua- tre.
Lorsqu'un aimant de pont est excité, de sorte que, si l'on considère la fig. 2, l'extrémité inférieure des entraîneurs avec lesquels il est conjugué est déplacée vers la gauche, ces entraîneurs occupent une position dans laquelle ils peuvent être
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saisis par la barre avec laquelle ils sont conjugués. Les barres constituent des tirants et sont indiquées par 14. La fig. 2 les montre en coupe. Lorsqu'une traction est exercée sur une barre par l'aimant de barre correspondant 20, elle entraînera l'entraîneur du pont dont l'aimant de pont est excité. En effet, l'extrémité du guide 6 se trouve dans un creux 15 de la barre et lorsque cette barre, si l'on considère la fig. 3, est attirée vers la gauche, le côté latéral 16 de ce creux pousse contre la face avant de l'ex- trémité 17 du guide.
Le guide se déplace donc aussi vers la gau- che (sur la fig. 2, vers l'arrière) et l'échelle 7 qui est à son tour poussée par le guide amène simultanément tous les ressorts d'un groupe dans leur position de travail.
L'excitation de l'aimant de pont est alors coupée, mais les contacts restent fermés par le fait que le guide ne peut reprendre sa position initiale aussi longtemps que la barre est tirée, car il en est empêché par un crochet 18 prévu sur le guide et qui se loge sous le côté 16 de la barre.
L'entrée en fonctionnement d'un aimant de pont alors qu'une ou plusieurs barres sont attirées ne constitue pas un inconvénient. A ces barres ne peuvent être accouplés les guides mais les barres ne doivent pas non plus entraver le mouvement de l'armature 9. Aussi, les guides ne sont-ils pas reliés directe- ment à l'armature 9 mais bien par l'intermédiaire de ressorts 8.
Les guides butent contre les barres déjà attirées, mais l'arma- ture 9 poursuit sa route et tend les ressorts 8 des guides bloqués. Aux languettes en saillie 21 des ressorts de contact peuvent être soudés des fils qui relient ces ressorts de contact aux ressorts de contact correspondants des autres ponts.
Les IL aimantsde pont 19 peuvent être de construction beaucoup plus légère que les m aimants de barre 20 qui, compa- rativement aux aimants 20, doivent travailler souvent. Les aimants de barre 20 peuvent cependànt être de construction très
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légère si l'on prévoit pour le déplrcement de toutes les barres 14 un aimant de traction central et que les aimants de barre ser- vent à accoupler les barres à l'armature de ce puissant aitant de traction.
Les figs. 5 et 6 montrent un tel dispositif. Sur la fig. 5, l'aimant de traction central et l'aidant de barre ou d'accouplement ne sont pas excités tandis que, sur la fig. 6, ces aimants sont tous deux excités. La fig. 5 montre en pointillés la situation obtenue lorsque l'allant de barre est excité, tandis que la fig. 6 montre en pointillés la situation obtenue lorsque l'excitation de l'aimant de traction est coupée.
L'aimant de traction est indiqué par 21, l'aimant de barre ou l'aimant d'accouplement par 22. L'armature de cet aimant est constituée par un relais 23. Lorsque la barre est attirée, celle-ci amène un crochet 24 derrière une butée 25 ce qui empêche le retour du verrou 23. Le verrou porte un organe d'accouplement 26. Cet organe comporte un crochet 27 qui, l'aidant de barre étant excité, s'accroche au crochet de traction 28 prévu sur l'armature 29 de l'aimant de traction (voir le tracé en pointillés sur la fig. 5). Lorsque l'aidant 21 est excité, le crochet 27, l'organe 26 et le verrou 23 sont entraînés.
Le verrou est articulé par rapport au levier 30 qui peut tourner autour d'un point fixe 31et qui agit sur la barre de traction 14. Celui-ci est donc entraîné avec le verrou 23 par l'aimant 21.
Pendant le glissement du verrou, l'extrémité repliée vers le haut 32 de l'organe d'accouplement 26 bute contre une tige de guidage 33. Ceci n'empêche cependant pas le mouvement, car l'organe 26 qui n'est fixé au verrou 23 qu'en 34, est éalsti- que, de sorte que l'extrémité 32 se soulève facilement sur la tige de guidage 33. Le crochet d'accouplement 27 est maintenu par le crochet de traction 28 et reste donc en place et, de l'organe
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26, seule la partie comprise entre le crochet 27 et l'extrémité 32 fléchit (fig. 6).
Pour que la butée 25 n'empêche pas la descente du cro- chet 24 du verrou, cette butée est réalisée sous forme d'un cli- quet qui peut tourner autour du point 35 et que la force élasti- que pousse vers le haut. Lorsque le verrou et le crochet 24 descen- dent, le verrou chasse le cliquet 25 et celui-ci occupe la posi- tion représentée en pointillés sur la fig. 5. Lorsque l'aimant de traction a déplacé suffisamment loin le verrou, la butée 25 cul- bute vers le haut et se place devant le crochet 24 (fig. 6). Au lieu que la butée soit mobile et élastique on peut aussi faire en sorte que ce soit le crochet qui présente ces propriétés.
Lorsque l'excitation de l'aimant 21 est coupée, mais que le relais 22 reste excité, la barre 14 reste attirée par le fait que la butée 25 empêche le retour du crochet 24.
En pratique, un petit jeu 1 est inévitable et les ressorts 1 ou le guide 6 doivent pouvoir supporter ce jeu. Par suite de ce jeu et à moins que l'on ait pris des dispositions spéciales comme dans les exemples d'exécution, chaque fois que l'armature de l'aimant de traction est attirée, les barres déjà attirées doivent être déplacées sur la longueur d, de sorte que l'aimant doit être beaucoup plus puissant que dans le cas où il ne doit attirer qu'une seule barre. C'est pourquoi l'or- gane 26 est élastique et l'on a prévu la tige de guidage 33.
Dès que, par suite de la suppression de l'excitation de l'aimant de traction, le crochet de traction 28 lâche le crochet d'accou- plement 27, ce crochet est amené hors de la trajectoire du cro- chet de traction 28 par l'élasticité de l'organe 26, partielle- ment détendu (voir le tracé en pointillés sur la fig. 6). Lors d'une attraction suivante de l'armature de l'aimant de traction, la barre déjà attirée ne sera donc pas entraînée, même pas sur la distance d.
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Il va de soi que l'on peut aussi utiliser un organe d'accouplement non élastique mais uniquement rotatif par rapport au verrou 23 lorsqu'on remplace la tige de guidage fixe 33 par une butée élastique qui est à même de soulever l'organe d'accou- plement lorsque le crochet 28 lâche et qu'il faut écarter celui- ci par la force de l'aimant 22.
Il est en outre évident que l'invention est aussi appli- cable au système à organe de contact constitué par des fils dans lequel les contacts fixes de la direction des barres sont inter- connectés. A cet effet, le mouvement de fermeture de guides 6 doit être transmis dans la direction Z, car dans ce système les échelles se déplacent dans cette dernière direction. A cet effet, on peut prévoir entre chaque guide et son échelle un culbuteur.