<Desc/Clms Page number 1>
" PERFECTIONNEMENTS AUX COMMUTATEURS-SELECTEURS ELECTRIQUES "
<Desc/Clms Page number 2>
La présente invention se rapporte aux commutateurs- sélecteurs électriques du type connu sous le nom de sélec- teurs à un seul mouvement tels que ceux employés en téléphonie automatique et dans des systèmes de sélection analogues* En particulier, l'invention concerne un sélecteur à un seul mouvement entraîné par un moteur électrique du type dans le- quel des bobinages inducteurs sont excités successivement pour provoquer la rotation d'un induit monté sur un arbre accouplé par engrenages à un ensemble de balais destinés à venir successivement en contact lors de leurs rotations avec différents jeux de contacts situés sur un arc de contacts.
Une forme de construction d'un sélecteur à un seul mouvement entraîné par un moteur, auquel se raporte la pré- sente invention, a été décrite dans le brevet anglais 406.840 demandé le 6 décembre 1932 au nom de la même société et de Monsieur E. A. FORCEVILLE pour : "Perfectionnements aux commutateurs-sélecteurs électriques" . Dans cette construction, le sélecteur se compose d'un arc de contacts, d'un ensemble de balais, d'un mécanisme d'entraînement et d'une plaque de montage pour les organes ci-dessous.
La présente invention a en vue des dispositions réali- sant un commutateur perfectionné, en ce qui concerne à la fois sa construction et son fonctionnement.
Dans le sélecteur à un seul mouvement selon l'invention, les balais sont entraînés par un moteur électrique agissant par l'intermédiaire d'un train d'engrenages, le moteur com- prenant deux ou plusieurs bobinages inducteurs destinés à être excités successivement pour provoquer la rotation d'un induit, qui peut être sans bobinage, monté aur un arbre et accouplé par engrenages avec l'ensemble des balais.
<Desc/Clms Page number 3>
L'excitation successive des bobinages inducteurs est effec- quée par un interrupteur comprenant des cames et des ressorts de contacts actionnés par elles, les ressorts de contacts étant connectés dans les circuits des bobinages inducteurs.
Une caractéristique de la présente invention concerne des dispositions nouvelles et perfectionnées de l'interrup- teur.
Selon cette caractéristique, chaque bobinage inducteur est commandé indépendamment et il y a autant de cames et de paires de ressorts de contacts qu'il y a de bobinages induc- teurs à commander . Chaque came et ses ressorts de contacts correspondants sont associés avec un bobinage inducteur et la disposition des cames par rapport aux pôles d'induit et/ou la longueur des faces actives des cames sont prévues pour correspondre aux caractéristiques du moteur de telle façon que l'excitation des bobinages inducteurs correspon- dants ait lieu au meilleur moment pour assurer un entraîne- ment doux et pour que les circuits des bobinages inducteurs restent fermés pendant toute proportion désirée du mouve- ment de l'induit à partir d'une position voisine d'un bobina- ge inducteur jusqu'à une position similaire voisine du bobina- ge inducteur suivant dans
le sens de la rotation. Les res- sorts portant les contacts dans les circuits pour les bobina- ges inducteurs sont du type à une extrémité encastrée et sont montés parallèlement les uns aux autres. Les ressorts sont par paires et chaque paire est actionnée par une came séparée fixée sur l'arbre du moteur, les différentes cames ayant leurs parties saillantes décalées d'un angle qui est dans un rapport défini avec le nombre des bobinages induc- teurs ou des paires de bobinages inducteurs qu'il y a lieu d'exciter.
Dans un moteur dans lequel il y a deux bobinages inducteurs calés à 90 l'un de l'autre, il y aura deux pai- res de ressorts de contacta et deux cames, chaque came ayant
<Desc/Clms Page number 4>
deux parties saillantes situées à 180 l'une de l'autre afin d'assurer deux excitations d'un bobinage inducteur pour produire un tour complet de l'induit. Les deux cames auront leurs parties saillantes décalées d'environ 90 de telle façon que, quand une came agit sur les ressorts de contacts en leur imposant le déplacement maximum, l'autre came est sans action sur les ressorts de contacts qui lui sont asso- ciés Les paires de ressorts, quand il s'agit de deux paires, sont disposées l'une au-dessus de l'axe de l'arbre du mo- teur et l'autre au-dessous .
Un ressort de chaque paire est actionné par une came et les autres ressorts des deux paires reposent sur des surfaces diamétralement opposées d'un noyau ou manchon isolant sur l'arbre du moteur. Les cames font de préférence corps l'une avec l'autre ainsi qu'avec une portion formant moyeu entre elles, sur laquelle repose un ressort de chaque paire .Une telle disposition élimine ou réduit considérablement toute perturbation du moment d'ac- tion de l'interrupteur qui pourrait être occasionnée par l'excentricité de l'arbre ou de ses paliers susceptible de se présenter à un certain moment. Bien qu'on ait mentionné l'utilisation d'un bobinage inducteur, on comprendra que le présent exposé s'étend au cas d'une paire de bobinages in- ducteurs destinés à être excités simultanément pour produire un déplacement de l'induit.
Les bobinages d'une paire peu- vent être disposés diamétralement.
Une autre caractéristique qui concerne l'entraînement doux du commutateur consiste dans la disposition des feeders.
Selon cette caractéristique, les feeders n'imposent pas une charge supplémentaire au moteur en un point de leur rotation par suite de la réalisation du contact effectué par les ba- lais avec les contacts de l'arc et avec les ressorts des feeders en même temps. Les'ressorts des feeders, selon cette caractéristique , sont montés à une extrémité de
<Desc/Clms Page number 5>
l'arc dans différente plans à côté des contacts de l'arc.
Ils sont montés comme un ou plusieurs ensembles séparés pou- vant être fixés immédiatement à l'arc de contacts. Les feeders peuvent être en deux séries disposées cote à côte parallèlement à l'axe du commutateur, chaque série étant serrée entre des blocs isolants destinés à être fixés sur une plaque de montage, de manière à permettre un petit mouve- ment relatif des blocs isolants dans la direction de l'axe, la plaque de montage étant destinée à être fixée à l'arc de contact de telle façon qu'on puisse réaliser immédiatement le montage ou le démontage et de façon à permettre de légères variations de la largeur des arcs de contacts dans leur en- semble .
Les feeders eux-mêmes sont constitués de préférence comme de simples lames munies chacune d'une paire de lamel- les flexibles d'extrémité destinées à se déplacer sur les deux côtés d'un disque collecteur disposé au voisinage du balai associé sur le manchon des balais et en contact élec- trique avec ce balai .
Pour bien faire comprendre les caractéristiques de l'in- vention , on se réfèrera ci-après au dessin annexé qui mon- tre, à titre d'exemple, un sélecteur à un seul mouvement entraîné par moteur et établi selon l'invention.
- La Figure 1 est une vue en bout d'un sélecteur à un seul mouvement apparaissant sur l'arbre du commutateur avec des parties arrachées pour montrer plus clairement les disposi- tifs assurant l'alimentation des balais , le sélecteur à un seul mouvement étant entraîné par un moteur avec un induit à deux pôles et avec deux bobinages inducteurs.
- La figure 2 est une vue de détail montrant les lamel- les de contacts d'un feeder en contact avec un disque collec- teur.
- La figure 3 est une vue en perspective montrant l'en-
<Desc/Clms Page number 6>
semble des cames et ressorts de contacts qui assurent l'excitation successive d'une paire de bobinages inducteurs d'un moteur avec deux bobinages inducteurs ou deux paires de bobinages inducteurs et - La figure 4 montre des éléments écartés les uns des autres pour faire comprendre le procédé d'assemblage des feeders à une plaque de montage détachable pour fixer l'en- semble à l'arc de contacts.
Le sélecteur à un seul mouvement se compose essentiel- lement de trois parties : l'arc de contacts, l'ensemble des balais et le mécanisme d'entraînement. L'arc de contacts est semblable à celui du commutateur décrit dans le brevet anglais mentionné ci-dessus et il comprend deux plaques métalliques de serrage arquées 1, entre lesquelles sont ser- rées les rangées de contacts séparés par un isolant. Les extrémités de chaque plaque de serrage se prolongent radia- lement, comme on l'a représenté en 2, et sont rabattues à travers la face de l'arc sur une courte distance pour former des pattes dans lesquelles sont ménagés des trous pour des boulons destinés à fixer l'arc à un bâti . Ces extrémités peuvent être des pièces séparées fixées aux plaques de ser- rage, comme on l'a décrit dans le brevet anglais rappelé ci-dessus.
Les contacts de l'arc sont représentés en 3 et, dans l'exemple du dessin, il y a 16 rangées de 52 contacts chacune, les contacts d'une rangée étant à une même distance angulaire les uns des autres et les contacts des différentes rangées occupant des positions correspondantes. Les feeders 4 pour amener le courant aux balais sont montés air une partie détachable 5 destinée à être fixée à une extrémité de l'arc par des boulons ou goujons 6 à l'avant des pattes, aux extrémités des plaques de serrage à la position indi- quée en 7 plus près de l'axe du commutateur que les trous pour les boulons de fixation.
<Desc/Clms Page number 7>
A la figure 1, les feedera sont mont'. , l'extrémité supérieure de l'arc pour permettre l'accès facile à l'arc en vue de son entretien. Si on le désirait, les feeders pour- raient aussi bien être montés à l'extrémité inférieure de l'arc. Aux plaques de serrage sont fixés des supports pour recevoir l'arbre porte-balais et l'un de ces supports porte une plaque qui supporte le mécanisme d'entraînement.
L'un des supports est représenté en 8 et est constitué par une plaque de métal en forme d'Y et un trou est ménagé dans la branche inférieure de l'Y (arrachée sur la figure) pour former un support pour une extrémité de l'arbre des balais- Le support fixé à l'autre plaque de serrage a la forme générale repré- sentée au dessin du brevet anglais déjà mentionné et présen- te des encoches pour'.recevoir des prolongements de la plaque de montage 9 qui porte le mécanisme d'entraînement et consti- tue un support pour l'autre extrémité de l'arbre des balais.
Les balais, dont deux sont représentés à la figure 1, sont assemblés sur un moyeu qui peut tourner sur l'arbre du commutateur. La moitié du nombre des balais s'étend dans un sens à partir de l'arbre des balais et l'autre moitié s'étend dans le sens contraire de sorte que, quand le commutateur n'est pas en service, la moitié du nombre des balais est en contact avec les contacts de l'arc à une extrémité de l'arc, tandis que l'autre moitié se trouve en dehors de l'arc, de telle sorte que, lorsque le moyeu des balais a fait un demi-tour, les positions des balais sont inversées.
Ainsi il y a toujours huit balais sur l'arc et huit en dehors et, comme chaque jeu de huit balais est ca@able de réaliser un contact dans l'une quelconque des 52 positions, on dispose d'un total de 104 positions de contacts et on comprendra que les balais disposés diamétralement sont reliés électri- quement par paires. A la figure 1, les balais sont montrés dans une position au milieu de l'arc. Les balais sont constitués par des lames simples 10 auxquelles sont atta-
<Desc/Clms Page number 8>
chées par des rivets 12 des paires de lamelles flexibles d'extrémité 11, ces lamelles enserrant les contacts de l'arc et étant du type à extrémités en arrière. Les lames et les lamelles sont allégées et rendues flexibles par des trous percés dans ces éléments comme indiqué en 13.
Au voisinage de chaque balai et en bon contact électrique avec lui est prévu un disque collecteur 14,chaque balai et son disque collecteur étant isolés des balais et disques voisins ainsi que du moyeu et des épaulements prévus à l'extrémité de celui-ci .Le moyeu est établi sous la forme d'un tube métallique qui peut tourner sur des bagues montées sur l'arbre . A une extrémité du moyeu est fixée par des vis, dont l'une est représentée en 15, une rondel- le de chiffrage 16, représentée en partie arrachée, pour indiquer en regard d'un index la position des balais sur l'arc. A l'autre extrémité du moyeu est fixée la roue den- tée entraînée 17. Cette roue est entraînée par le moteur au moyen du pignon 18 et de la roue dentée intermédiaire 19, montés sur un arbre de renvoi , la roue 19 engrenant avec un pignon 20 (figure 3) fixé à l'arbre du moteur.
Avec les dents de la roue dentée 17 vient en prise un verrou
22, denté /fixé au prolongement de l'armature 23 d'un électro- aimant 24 de verrouillage supporté par la plaque de montage 9. Le verrou 22 est destiné à agir aussi sur des contacts 25, connectés dans le circuit du moteur. Un des contacts 25 est porté par le verrou et l'autre est porté par un res- sort 51 tendant à s'appliquer contre une butée 52 sur un support 54 qui supporte aussi l'électro-aimant 24 et est fixé à la plaque de montage 9. Le verrou 22 est maintenu en prise avec la roue 17 au moyen d'un ressort 53 fixé égale- ment au support 54. Le moteur comporte deux bobinages inducteurs 26a et 26b et'un induit 27 à deux pôles sans
<Desc/Clms Page number 9>
bobinage, fixé à l'arbre 21.
Il peut y avoir évidemment deux paires de bobinages inducteurs, les deux bobinages d'une paire étant disposés diamétralement et enroulés de façon à produire des polarités opposées sur leurs faces polaires,les deux bobinages d'une paire étant alimentés ensemble . Les bobinages inducteurs sont portés par la plaque de montage 9 et sont disposés à 90 l'un de l'autre. Chacun d'eux se com- pose d'un enroulement formé sur un noyau central, les extré- mités du noyau étant constituées comme des pièces polaires le pour l'induit 27, l'axe de l'arbre 21 passant par/ point d'in- tersection des prolongements des axes des deux noyaux. Cha- que bobinage inducteur présente aussi un talon au moyen duquel il est fixé à la plaque de montage 9.
L'induit est constitué pratiquement comme on l'a décrit dans le brevet anglais 447.552 demandé le 29 janvier 1935 aux noms de la même socié- té et de Monsieur H. E. HUMPERIES pour: " Perfectionnements aux petits moteurs électriques " et une culasse 41, supportée par la plaque 9, établit un retour pour le circuit magnéti- que, comme on l'a décrit dans ce brevet anglais. Une pièce 29,portant un support 30, est fixée à la plaque de montage 9 au moyen de vis 28 et elle est séparée de la plaque de montage par des pièces d'écartement. La pièce 29 présente des encoches en 31 et 32 pour recevoir des vis 28. Les formes de lapièce 29 et du support 30 apparaissent mieux à la figure 3, sur laquelle on voit que ces éléments présentent des parties évidées pour dégager l'arbre 21.
Le support comporte un trou Il longé 33 qui colncide avec un trou semblable ménagé dans la pièce 29, ce qui permet de le fixer de façon réglable sur la pièce 29 au moyen de la vis 34. Le support 30 comporte une partie verticale fixéeà la pièce 29 et une partie 35 recour- bée à angle droit par rapport à la partie verticale et se pro- longeant à angle droit par rapport à l'arbre 21 vers l'avant du commutateur . Cette partie 35 supporte à son extrémité un
<Desc/Clms Page number 10>
bloc 36 dans lequel sont serrés quatre ressorts de con- tacts. Les ressorts de contacts sont par paires et sont géné- ralement semblables à ceux utilisés dans les relais de télé- phone. Une paire de ressorts est disposée au-dessus de l'axe de l'arbre 21 et l'autre au-dessous.
Le ressort extérieur de chaque paire comporte une extrémité 38 dépassant latéra- lement, les extrémités Jades deux ressorts extérieurs dépas- sant dans des directions opposées et étant destinées à être actionnés par des cames 39a et 39b en matière isolante dure.
Entre les cames est une partie de moyeu isolante 40 et les cames et le moyeu peuvent faire corps. Ces éléments sont fixés à l'arbre du moteur 21 et les cames sont disposées d'une manière qui sera décrite ci-après. Les ressorts inté- rieurs de chaque paire s'appliquent sur la partie de moyeu 40. En des régions diamétralement opposées, chaque came comporte deux parties saillantes distantes de 180 et les parties saillantes d'une came sont disposées à 90 par rap- port à celles de l'autre came, les parties saillant es étant d'une longueur telle qu'elles assurent la durée convenable pour la fermeture de contact des deux paires de ressorts de contacts.
La came 39a agit pour séparer les deux ressorts de la paire inférieure par l'action de sa partie saillante contre la partie latérale 38 du ressort extérieur de cette paire et la came 39b agit de façon analogue sur le ressort extérieur de la paire supérieure . Tous les ressorts ont une extrémité encastrée dans un bloc 36 et séparée comme il convient par un isolant.
Immédiatement au-dessous du res- sort supérieur extrême et en contact avec lui dans le bloc est prévue une plaque de métal avec une patte 55 pour la connexion de ce ressort au moyen d'un fil conducteur avec l'un des bobinages inducteurs et immédiatement au-dessus du ressort inférieur extrême dans le bloc et en contact électri- que avec lui est prévue une autre plaque de métal avec une patte pour la connexion de ce ressort par un fil avec l'au-
<Desc/Clms Page number 11>
tre bobinage inducteur.
Les ressorts et plaques sont séparés des plaques de serrage extérieures par un isolant. &ntre les deux ressorts intérieurs dans le bloc sont prévus deux pièces d'écartement en métal 56 séparées par une plaque 57 avec une patte pour relier ces ressorts par un fil conduc- teur à l'un des deux contacts 25 de l'électro-aimant de verrouillage , les ressorts, les pièces d'écartement et la plaque étant tous en bon contact électrique et isolés des autres plaques, es ressorts portent à leurs extrémités li- bres des contacts en métal noble.
En dehors de la roue 17, un autre jeu de ressorts (non représenté) est porté sur une pièce fixée à la face extérieure de la plaque de montage 9 et ces ressorts sont destinés à être actionnés par une came ou un organe équiva- lent dans une position du moyeu des balais. Ces ressorts seront actionnés par la came quand les balais reposent sur les contacts normaux à une extrémité de l'arc de contacts ou à un point milieu de l'arc de contacts.
L'assemblage des feeders apparaîtra plus clairement d'après la figure 4. Sur la droite de cette figure, on a représenté huit feeders 4 assemblés et sur la gauche de la figure on a représenté un feeder, tandis que ce feeder ainsi que les éléments qui sont associés avec lui et avec les sept autres feeders sont séparés penr bien faire comprendre le procédé d'assemblage . Le feeder 4 est une lame qui peut être obtenue par estampage à partir d'une feuille de métal semblable à celle utilisée pour les balais. Cette lame est munie de lamelles flexibles d'extrémité 48 semblables à celles des balais.
La lame reçoit une forme comme représenté à la gauche de la figure, de telle façon qu'elle s'engage Jans des gorges ménagées dans une plaque arrière isolante 42 et dans une plaque avant isolante 43, la plaque arrière qui est plus haute que la plaque avant servant à renforcer
<Desc/Clms Page number 12>
les feeders dans la région où ils dépassent au delà de l'arc. Les deux plaques en matière isolante dure sont destinées à enserrer les feeders solidement entre elles lorsqu'elles sont assemblées par des vis 44, tandis que les gorges ménagées dans les plaques empêchent un déplace- ment longitudinal et de torsion des feeders.
Chaque paire de plaques reçoit huit feeders et les feeders et plaques assemblés sont fixés à la plaque portante de métal 45 avec l'insertion de deux cales d'écartement 46 au moyen de vis 49 qui traversent les trous allongés 50 dans la pla- que 45 et sevissent dans des trous taraudés de la plaque avant 43. Cela permet d'assurer une certaine latitude dans l'assemblage des plaques isolantes assurant le montage des feeders sur la plaque portante, qui est fixée par des goujons traversant les encoches 47a et 47b et pénètr nt dans les parties 2 des extrémités des plaques de serrage 1, ou sur les pattes d'extrémité séparées fixées aux plaques de serrage, l'encoche 47a permettant de légères différences dans les largeurs des arcs. Les lamelles 48 des feeders s'appliquent contre les deux faces des disques collecteurs, comme représen- té à la figure 2.
Ce procédé pour amener le courant aux balais évite la double charge imposée au mécanisme d'entraî- nement, car la disposition des feeders à l'extrémité de l'arc en alignement avec l'intervalle entre les rangées de contacts de l'arc évite le contact entre les balais et les feeders.
Pour l'entraînement du commutateur, le courant est amené aux bobinages inducteurs par l'une ou l'autre des paires de ressorts 37 et de contacts 25. Pour le démarrage du commu- tateur, l'électro-aimant 24 est excité, de sorte que le ver- rou 22 s'écarte de la roue dentée 17 et ferme les contacts 25. A ce moment, l'une ou l'autre des cames 39a ou 39b agira sur le ressort extérieur de la paire de ressorts qu'elle doit actionner et les contacts des ressorts de cette paire seront séparés. L'autre came ne sera pas en contact avec les'rea-
<Desc/Clms Page number 13>
sorts associés et le circuit électrique entre les ressorts de cette paire seront fermés. Par conséquent, un circuit sera établi pour l'un ou l'autre des bobinages inducteurs 26a et 26b . Le bobinage alimenté sera celui qui fera tourner l'induit 27 dans le bon sens.
Dans la position représentée, à la figure 1 sur laquelle on peut voir un pôle de l'induit au voisinage de la culasse 41, la came 39b sera dans la position représentée et le contact entre les ressorts de la paire supérieure sera coupé tandis que le contact sera établi entre les ressorts de la paire in- férieure, car la came 39a¯ est orientée à angle droit par rapport à la came 39b. Par conséquent, le bobinage 26a sera alimenté . Quand l'induit aura tourné d'un quart de tour, la came 39b provoquera la fermeture du circuit pour le bobinage 26b en permettant aux contacts de s'établir entre les ressorts de la paire supérieure tandis que la came 39a agira sur le ressort inférieur extrême pour in- terrompre le circuit passant par la paire inférieure de ressorts pour le bobinage 26a.
Le bobinage 26b sera alors alimenté et l'induit sera dans une position telle qu'il fera un quart de tour supplémentaire et les cames repren- dront les premières positions mentionnées. Le mode géné- ral de fonctionnement du moteur est complètement décrit dans le brevet anglais 47.552 rappelé ci-dessus.Par une position convenable des cames par rapport aux pôles d'induit et par un réglage convenable de la longueur des parties saillantes des cames, on peut obtenir des fermetures de circuit indépendantes pour les bobinages inducteurs en tous points désirés de la rotation de l'induit et on peut régler la période pendant laquelle le circuit d 'un bobina- ge inducteur reste fermé, ce qui permet d'obtenir un mouve- ment doux du moteur.
Le commutateur est arrêté par l'ouver- ture du circuit de l'ilectro-aimant 24 ou par la réduction du courant qui le traverse jusqu'à vne valeur pour laquel-
<Desc/Clms Page number 14>
le il ne maintient plus l'armature 23 et le ressort 54 amène vivement le verrou en prise avec les dents de la roue 17. La position des dents sur la roue 17 par rapport à la position des contacts de l'arc est choisie de telle façon que lors de la désexcitation de l'électro-aimant 24, qui est commandé par un balai et un contact de l'arc, le verrou tombe de telle façon que ses dents viennent doucement en prise avec celles de la roue 17.
En faisant en sorte que les ressorts intérieurs du jeu 37 s'appuient sur un manchon de l'arbre du moteur, toute légère excentricité des paliers de l'arbre qui pourrait s'établir à un certain moment n'aura que peu d'effet sur le fonctionnement de l'interrupteur constitué par les cames et les ressorts.