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" Sonnerie d'appel téléphonique ".
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La présente invention est relative aux disposi-
EMI2.1
tifs de signalisation électromagnétiquement actionnés et plus particulièrement aux dispositifs d'appel pola- risés du type employé couramment dans les postes télé- phoniques.
Depuis l'apparition des appareils téléphoniques du type combiné, dans lesquels les éléments composants du poste, qui étaient auparavant logés dans un boîtier distinct ou boîte de sonnerie, sont logés à présent dans la base de l'appareil lui-même, les efforts des techniciens ont tendu .de façon constante à donner à ces éléments composants une conception nouvelle, qui permette une économie d'encombrement et une réduction de la grandeur et du poids de l'appareil téléphonique, sans entraîner d'augmentation de prix ni limiter de quelqu'autre façon les possibilités de fonctionnement de ces éléments composants. Les éléments composants, qui sont actuellement logés dans la base de l'appareil téléphonique, comprenne net la sonnerie, le condensateur y associé et la bobine d'induction.
Parmi ces éléments, c'est sur la sonnerie d'appel téléphonique qu'ont porté les efforts en vu,d'en améliorer la conception, de façon à utiliser économiquement l'espace disponible et à rédui- re le poids de l'appareil téléphonique combiné. Toute- fois, on s'est heurté jusqu'ici à des difficultés consi- dérables, lorsqu'on désirait combiner une réduction de la grandeur de l'appareil avec une amélioration des possibi- lités de fonctionnement.
La présente invention a pour objet un type perfec- tionné de sonnerie d'appel téléphonique, de conception simple, de structure compacte, de dimensions réduites, @
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de fabrication peu coûteuse, compatible avec les mé- thodes d'assemblage; sur ligne directe, et offrant des possibilités de fonctionnement supérieures à celles des sonneries d'appel employées communément aujourd'hui.
Cet objectif est atteint, suivant une particularité spéciale de l'invention, par l'utilisation d'un circuit magnétique de configuration nouvelle, qui se prête à l'emploi d'un aimant permanent de dimensions réduites, à pièces polaires simples et noyau feuilleté portant la bobine unique , tous ces éléments étant combinés pour obtenir un ensemble peu encombrant, compact, fonction- nant avec une efficacité maximum et une sensibilité éle- vée.
Une autre particularité de l'invention réside dans l'emploi d'une dérivation magnétique, qui est établie en fer magnétique et est supportée par la structure de la sonnerie d'appel, en étant, en fait, montée en parallèle avec le noyau feuilleté portant la bobine .
La dérivation a pour effet d'accroître l'inductance de la sonnerie d'appel à la fois aux fréquences d'appel et aux fréquences vocales* Cet accroissement de l'induc- tance permet d'employer un condensateur plus petit dans le circuit d'appel et réduit également l'effet de shuntage de la sonnerie d'appel sur les courants à fréquences vocales , tandis qu'il exerce encore l'effet souhaitable, consistant à réduire les courants parasites induits dans les systèmes téléphoniques à circuits d'appel mis à la terre .
La dérivation offre également un moyen de commander 1' inductance en vue d'obtenir d'autres effets souhaita- bles. Ainsi, la dérivation est proportionnée de façon qu'aux tensions d'appel les plus basses, elle fonctionne à l'état magnétiquement non saturé . Dans ce cas, l'in-
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ductance de la sonnerie d'appel est réglée de façon à résonner à une fréquence de courant d'appel avec une valeur nominale de la capacité. L'impédance de la combinaison sonnerie-condensateur sera alors minimum et la ligne téléphonique fournira le courant d'appel le plus intense possible .
En outre, cette impédance combinée est commandée par la composante de résistance et une composante réactive mineure/introduite par de faibles écarts/de la capacité du condensateur de la va- leur nominale, aura peu d'effet sur l'impédance totale ou sur les caractéristiques opératoires de la sonnerie d'appels
Aux tensions d'appel élevées, on peut faire en sorte que la dérivation soit magnétiquement saturée.
Cette saturation abaisse l'inductance et met ainsi la combinaison sonnerie-condensateur hors de résonance à la fréquence du courant d'appel. Ceci introduit une forte composante réactive dans l'impédance de la com- binaison, qui réduit le courant d'appel fourni par la ligne aux tensions élevées.
Une autre particularité encore de l'invention, qui contribue notablement à atteindre les objectifs proposés , à savoir , une réduction des dimensions, un accroissement des possibilités de fonctionnement et une diminution de prix, réside dans l'emploi d'une bobine opératoire unique .
Une 1!autre particularité de l'invention consiste en un agencement de circuit magnétique, comprenant des sec- tions portant et ne portant pas de bobine et dans le- quel les trajets parcourus par le flux sont tels que, pendant l'intervalle où la sonnerie d'appel produit son effort maximum, c'est-à-dire lorsque l'armature de la
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sonnerie d'appel passe de sa position non actionnée à sa position actionnée, le flux total dans la sec- tion de noyau portant la bobine est minimum, ce qui permet l'utilisation d'un noyau plus petit, d'où résul- tent une économie de la matière du noyau, une économie de cuivre dans l'enroulement opératoire et une réduc- tion du poids total et des dimensions de la sonnerie d'appel.
Suivant une particularité complémentaire de l'in- vention, on place le pivot de l'armature ou charnière dans l'alignement de l'axe polaire de l'électro- aimant . d'inclinaison , ce qui rend négligeable l'ac- tion d'inclinaison de l'électro-aimant sur l'armature dans cette zone .
Les particularités spécifiées ci-dessus ainsi que d'autres particularités de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée suivante des des- sins annexés auprésent mémoire, dans lesquels : - la figure 1 est une vae en plan frontale d'une sonnerie d'appel possédant les particularités qui font lAobjet de l'invention ; - la figure 2 est une vue en plan frontale de la sonnerie d'appel montrée à la figure 1, les timbres étant enlevés et le contour seulement de la bobine étant indiqué, afin de montrer plus en détail le châssis, le noyau ainsi que d'autres détails de structure;
- la figure 3 est une vue en élévation latérale de la structure de sonnerie illustrée à/la figure 2 et montre la relation existant entre le châssis, la struc- ture . de noyau, une branche de la dérivation magnéti- que et l'ensemble moteur; - la figure 4 est une autre vue en élévation latéra-
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le de la sonnerie-; montrant le châssis, la partie de la structure de noyau qui passe à travers la bobine de la sonnerie et l'autre branche de la dérivation magnétique ; -la figure 5 est une vue en bout de la sonnerie d'appel, après enlèvement de l'ensemble moteur ; - la figure 6 est une vue en plan frontale de l'en- semble moteur;
- la figure 7 montre, de face et de côté , la dé- rivation magnétique , et - la figure 8 illustre schématiquement le circuit magnétique de la sonnerie d'appel et montre les divers trajets que le flux peut parcourir dans celle-ci.
La sonnerie d'appel montrée sur les dessins est établie autour d'un noyau feuilleté en U 110 en acier au silicium . Une bobine 111 est montée, de manière lâ- che, sur une branche du noyau, c'est-à-dire sur la branche de droite lorsqu'on considère la figure 2. L'em- ploi d'acier au silicium feuilleté pour le noyau ré- duit la perte due aux courants de Foucault et aide ainsi à maintenir une inductance élevée aux fréquences vocales.
Un ensemble moteur 112, montré en détail à la figure 6, est fixé à l'extrémité inférieure de la bran- che de droite du noyau 110 au moyen d'une vis 113, qui passe par des ouvertures appropriées ménagées dans les feuilletages du noyau et qui coopère avec un écrou approprié (non montré). L'ensemble moteur comprend une pièce polaire en U 115 en fer magnétique, qui comporte deux branches 116 et 117 s'étendant vers l'intérieur (figure 2), la branche 117 s'étendant vers le bas pour former un prolongement 118. La branche 116 de cette pièce polaire constitue la face polaire de l'un des entre
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fers opératoires. Au prolongement 118 est fixé, de préférence par soudage, un petit aimant permanent 119, du type à lame et de section pratiquement/carrée.
Les alliages magnétiques modernes à force coercitive élevée permettent l'emploi d'un aimant très court, placé de la manière décrite Une culasse en fer magné- tique 120 est fixée.de préférence par soudage, à l'autre extrémité de l'aimant 119 et est caractérisée par deux bras repliés 121 disposés en regard l'un de l'autre et pourvus d'ouvertures coaxiales appropriées, pour le passage d'une proche de pivotement 122.
Une armature 123 de forme pratiquement rectangulai- re est pourvue de sections ou extensions repliées 124 et 125, dans laquelle sont ménagées des ouvertures appropriées, qui livrent passage à la broche de pivote- ment 122, de manière à permettre à l'armature de tourner librement autour de ladite broche . Deux butées 126 et 127 (figure 6) sont rivées à l'armature près de son extrémité extérieure . Ces butées limitent le mouvement de l'armature en heurtant les faces polaires 116 et 136 respectivement. La position des entrefers opératoires tout près de l'extrémité de l'aimant a pour effet de réduire la perte magnétique au minimum et permet de réduire, de cette faqon, la grandeur nécessaire de l'aimant.
Un bras 128 faisant partie intégrante du prolon- gement 124 de l'armature sert à supporter une tige de marteau 129 plantée dans ledit bras 128. Un marteau en forme d'étrier 130 est planté sur l'autre extrémité de la tige de marteau . Deux saillies 131 de cet étrier 130 sont disposées de manière à frapper les faces intérieures des timbres 149,cet agencement permettant un montage plus compact des timbres que celui qu'on peut obtenir avec le type de marteau habituel et,par con-
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séquent, une réduction de l'encombrement total de la sonnerie d'appel.
Un ressort d'inclinaison 132 est également enfon- cé dans la partie repliée 128 de l'armature, l'extrémi- té libre de ce ressort pouvant être engagée à volonté dans l'une des diverses encoches ménagées dans le bord d'une plaque 133 fixée à la partie 117 de la pièce polaire 115. Le ressort d'inclinaison a une conformation telle que, lorsqu'il est engagé dans l'une quelconque des encoches susdites, il exerce sur l'armature une force tendant à maintenir la butée 127 contre la face polaire 136. L'importance de cette force sera réglée par le choix de l'encoche dans laquelle est engagée l'extrémité du ressort.
Une seconde pièce polaire en fer magnétique 134 est fixée à la branche exposée du noyau 110 au moyen de rivets 135. Une partie repliée vers le bas de cette pièce polaire forme la face polaire 136 (mentionnée ci-dessus) de l'entrefer magnétique opératoire.
L'intervalle entre les faces polaires 116 et 137 est réglé pour fournir l'entrefer désiré dans le circuit magnétique . L'armature 123 est normalement placée dans cet entrefer par la butée 127, qui est pressée contre la face polaire 136 par la tension du ressort d'inclinaison 132. La longueur de la butée 127 est telle que celle-ci maintienne pratiquement l'armature dans la zone magné- tique; neutre de l'entrefer, lorsqu'il ne passe pas de courant dans la bobine 111. La longueur de l'autre butée 126 est telle qu'elle limite le mouvement de l'armature dans une mesure prédéterminée. La face polaire 116 est légèrement oblique, de façon à être parallèle à l'armature dans la position de fonctionnement, c'est-à-dire lorsque
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la butée 126 est en contact avec la.face polaire 116.
Une dérivation magnétique en U 138 (figure 7) en fer magnétique est fixée à la branche extérieure du noyau 110 au moyen d'une vis 137 qui passe par des ouvertures appropriées ménagées dans la dérivation et dans les feuilletages du noyau et est vissée dans la pièce polaire 134. L'extrémité de l'autre branche opposée de la dérivation est maintenue dans une position contiguë aubas de la branche intérieure du noyau au moyen d'une vis 113 et d'un écrou qui, comme décrit précédemment, fixent également la pièce polaire 115 au noyau. Une partie de la dérivation 138 est agencée en 99 (figure 3) de manière à dégager les faces polaires 116 et 136.
La partie transversale de cette dérivation est proportionnée de façon à être magnétiquement saturée pour une valeur prédéterminée du courant d'appel, comme il sera décrit en détail ci-après. Aux figures\2, 3,4 et 7 les diverses parties composantes de la dérivation sont désignées par 138, respectivement, 138a, 138b et 138c.
Une console de montage 139 est fixée à la partie 138a de la dérivation magnétique au moyen d'un rivet 140 (figure 5) et au moyen d'une vis 141 et de l'écrou 142 y associé. Cette console présente à son bord exté- rieur une encoche 143, destinée à coopérer avec une bro- che (non montrée) montée de façon élastique dans la base d'un appareil téléphonique . Dans la console 139 est ménagée également une ouverture 144 par laquelle passe l'extrémité de gauche(à la figure 3) de la broche de pivotement 122. Cette dernière contribue à établir la position de l'ensemble moteur 112 et empêche un mouve- ment de rotation autour de la vis 113. Une console de montage 145 est fixée à l'extrémité fermée du noyau
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110 au moyen d'un rivet 135 et au moyen d'une vis 146 et d'un écrou y associé 147.
Deux bras s'étendant vers le haut 148 de la console 145 forment des supports pour les timbres 149. Les axes des timbres sont maintenus à un angle d'environ 45 degrés par rapport au plan du noyau 110 et de la tige de marteau 129. Grâce à cet inclinaison, on peut réaliser un agencement plus compact que si les axes des timbres étaient parallèles à la tige de marteau . Les timbres sont fixés aux bras 148 de la console au moyen de vis 150 passant par des ouvertures ménagées excentriquemer..t dans les timbres et sont vissées dans des ouvertures taraudées ménagées dans les prolon- gements 151 de la console .La position du bord de cha- que timbre par rapport au marteau 130 peut être réglée en faisant tourner le timbre autour de son ouverture de montage excentrique .
La console 145 est également pourvue d'une encoche 152, destinée à coopérer avec une autre broche (non montrée) dans la base de l'appareil téléphoni- que et d'une ouverture taraudée 153 destinée à recevoir une vis qui passe par un oeillet (non montré) dans la base de l'appareil. La sonnerie d'appel est donc mainte- nue en place au moyen de deux encoches 143 et 152 et de la vis s'adaptant dans l'ouverture 153.
La figure 8 illustre schématiquement les trajets parcourus par le flux magnétique dans le système magnéti- que contenu dans la sonnerie d'appel faisant l'objet de la présente invention. Le trajet du flux de polarisa- tion, c'est-à-dire , le trajet parcouru par le flux engendré par l'aimant permanent 119,est représenté par des lignes continues, tandis que le trajet du flux engendré par le courant d'appel ou de sonnerie est représenté par une ligne brisée .
Les têtes de flèches sur les lignes continues indiquent la direction suivie par le flux de polarisation dans le circuit à tous moments, tandis
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que les têtes de flèches sur les lignes brisées indi- quent la direction suivie par le flux du courant d'appel pendant un demi-cycle de courant, la direction du flux dans le dernier cas étant, bien entendu, renver- sée à chaque demi-cycle. La dérivation magnétique est représentée, s.ur cette figure pour la simplicité, par une barre droite reliant les branches opposées du noyau de la sonnerie .
Le flux de l'aimant permanent venant du pôle nord N de l'aimant permanent 119 entre dans la partie
118 de la pièce polaire 115 et, en quittant celle-ci, traverse trois branches en parallèles, dont l'une comprend la partie 115, l'entrefer a, l'armature 123 et, pour retourner vers le pôle sud S de l'aimant 119, l'entrefer c; dont une autre comprend la dérivation en fer magnétique 138, l'entrefer b, l'armature 123 et ensuite, pour retourner à l'aimant permanent 119, l'entrefer c, et dont, enfin, la troisième comprend le noyau 110 à la place de la dérivation 138 dans la seconde voie suivie .
Lorsque l'armature 123 est proche du centre de l'entrefer dans lequel elle opère/l'action totale des flux dans les entrefers a et b est faible, puisqu'ils sont de grandeur pratiquement égale et de direction opposée par rapport à leur action sur l'arma- ture . Le flux dans l'entrefer b tend à attirer l'armature 123 vers le pôle 136, tandis que le flux dans l'entrefer a tend à attirer l'armature vers l'autre pôle 116. Dès lors, en ce qui concerne les flux de polarisation passant dans les entrefers a et b, l'armature 123 est pratiquement équilibrée .
Le point de pivotement autour duquel 1 'armature 123 peut pivoter est, suivant une caractéristique particulière de l'inven-
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tion , placé intentionnellement dans l'alignement de l'axe polaire de l'aimant permanent 119, afin que la force magnétique dans l'entrefer .± ne contribue pas notablement à la polarisation magnétique .
Lorsqu* 'un courant d'appel traverse la bobine 111, le premier demi-cycle de ce courantait descendre le flux dans le noyau 110, d'où il se divise, une partie de ce flux venant s'ajouter au flux de polarisation dans la dérivation 138, tandis qu'une autre partie s'ajoute au flux de polarisation dans la partie 115 et dans l'entrefer a et s'oppose au flux de polarisation dans l'entrefer b et dans l'autre branche du noyau .Dans ce cas, le flux total dais l'entrefer prédomine dans une mesure telle que le déséquilibre dans les forces magnétiques l'emporte sur la force du ressort d'inclinai- son 132. L'armature se meut alors dans le sens des ai- guilles d'une montre autour de son pivot.
Lorsque l'armature est en mouvement, la longueur de l'entrefer a diminue et celle de l'entrefer b augmente, ce qui pro- voque une redistribution du flux de polarisation, de sorte que la force de l'entrefer a due au flux d'inclinaison augmente et la force de l'entrefer b due au flux de pola- risation diminue . L'armature 123 se meut ainsi jusqu'à ce que la butée 126 entre en contact avec la face polaire
116 et jusqu'à ce que le marteau 131 frappe l'un des timbres 149. Pendant l'autre demi-cycle du courant d'appel, les conditions susdécrites du flux dû au courant d'appel sontrenversées et le flux du courant s'ajoute au flux de polarisation dans l'entrefer b et s'oppose à lui dans l'entrefer a.
Le changement dans le flux total, provoqué par ce demi-cycle de courant d'appel, aide par conséquenle ressort d'inclinaison 132 à déplacer l'arma- ture 123 en sens inverse des aiguilles d'une montre,
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c'est-à-dire , à la déplacer de sa position actionnée, dans laquelle la butée 126 est en contact avec la face polaire 116, à sa position non actionnée, dans laquelle la butée 127 est en contact avec la/face polaire 136. Le renvoi de la tige de marteau pendant ce mouvement de re- tour de l'armature a pour résultat de faire fonctionner l'autre timbre 149.
On remarquera que pendant le premier demi-cycle du courant d'appel, qui a pour effet d'éloigner l'armature 122 de sa position non actionnée, le flux du courant d'appelùdans le noyau 110 est opposé en direction au flux de polarisation dans celui-ci, en sorte que le flux total dans la partie du noyau 110 portant la bobine est inférieur au flux du courant d'appel. Naturellement, pendant le demi-cycle suivant, le flux du courant d'appel et le flux de polarisation s'ajoutent et le flux total dans cette partie du noyau est supérieur au flux du cou- rant d'appel, mais comme il sera décrit ci-dessous,l'ac- tion magnétique pendant le premier demi-cycle du courant d'appel a une importance relativement plus grande.
La sonnerie d'appel faisant l'objet de la présente invention est agencée de façon que, lorsque l'armature
123 se meut de sa position non actionnée à sa position actionnée, de l'énergie est emmagasinée dans le ressort d'inclinaison 132. Lorsque le courant d'appel tombe à zéro, l'énergie accumulée dans le ressort d'inclinaison est suffisante pour ramener l'armature à sa position non actionnée et pour contraindre le marteau 130 à frapper l'un des timbres 149. Bien entendu, le courant passant dans la direction opposée tend'.- également à déplacer l'armature de sa position actionnée à sa position non actionnée, mais le retour de l'armature ne dépend pas du flux du courant.
Il apparaît donc, particulièrement
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aux valeurs de courant voisines de la valeur minimum capable d'actionner la sonnerie d'appel, que le problème de base en ce qui concerne la conception du système magnétique d'une sonnerie d'appel téléphoni- que se trouve dans le mouvement de l'arnature lors- qu'elle s'écarte de sa position non actionnée, le mou- vement inverse de l'armature étant réalisé pratiquement de manière mécanique .
Avec l'agencement dont il est fait usage dans la présente sonnerie d'appel, où le flux de polarisation annule une partie importante du flux du courant d'appel dans la partie 110 du noyau pendant les demi-cycles de courant d'appel associés aux mouvements de l'arma- ture, lorsqu'elle passe de sa position non actionnée à sa position actionnée, il passe une quantité relati- vement petite de flux à travers le noyau pendant le temps où l'on désire que le courant d'appel exerce la force la plus grande sur l'arnature .
Ceéte plus petite quantité de flux passant à travers le noyau, lors- que le dispositif d'appel produit son effort maximum, permet l'emploi d'un noyau plus petit, ce qui signifie une'économie de matière du noyau et de cuivre dans l'enroulement opératoire et a, pour résultat, une réduc- tion du poids et des dimensions de l'ensemble de la sonnerie d'appel. Cette réduction du flux diminue éga- lement la perte de force magnétomotrice aux surfaces en contact entre les extrémités du noyau et les pièces polaires Ceci est souhaitable, car les exigences, quant à la réluctance de ces surfaces de contact,sont ainsi rendues moins importantes.
Bien qu'il apparaisse que la combinaison de flux dans les sections du circuit magnétique qui sont exté-
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rieures à la section du noyau portant la bobine est la réciproque de celle qui existe dans la partie por- tant la bobine et que, dès lors, pendant les demi cycles du courant d'appel spécifiés ci-dessus, le flux total excède le flux du courant d'appel, ce qui suggère un accroissement nécessaire de la quantité de matière dans ces parties, on observera qu'aucune de ces parties n'est située: à l'intérieur de la bobine et qu'on peut par conséquent leur donner des dimensions aussi grandes qu'il est nécessaire, sans que l'effet s'en fasse sentir sur les dimensions et le prix du dispositif d'appel, comme ce serait le cas s'il s'agissait de la partie de noyau 110, qui porte la bobine.
REVENDICATIONS
1. Sonnerie d'appel téléphonique, comprenant un noyau .feuilleté en U, sur une branche duquel est montée une bobine et près de l'extrémité de chacune des branches duquel sont fixées des pièces polaires magné- tiques pour réaliser un entrefer dans lequel est dis- posée une armature montée de manière à pouvoir pivoter, caractérisée en ce qu'un aimant permanent du type en forme de barreau ou de lame est fixé, à une extré- mité, à l'une des pièces polaires et s'étend à partir de celle-ci dans une direction telle que le pivot de l'armature soit situé dans l'alignement de l'axe polaire de l'aimant.