Sonnerie de téléphone. La présente invention a pour objet une sonnerie de téléphone à courant alternatif comprenant un noyau feuilleté en forme de <B>U,</B> une bobine montée sur une branche du noyau, et des pièces polaires magnétiques fixées sur chaque branche du noyau, près de l'extrémité de la branche, pour former un entrefer où est. disposée une armature pivo tante.
Depuis l'avènement du type combiné de poste téléphonique dans lequel les éléments de la sous-station, qui étaient logés préc6dem- ment dans un récipient séparé, ou boîte de sonnerie, sont maintenant disposés dans la base du poste lui-même, des efforts continus ont été accomplis pour chercher à améliorer ces éléments, en diminuant l'encombrement et le poids du poste téléphonique, sans aug menter le prix ni restreindre en quoi que ce soit. le fonctionnement de ces éléments. Les éléments qui sont maintenant logés dans la base du poste téléphonique comprennent la sonnerie, son condensateur associé et la bo bine d'induction.
Jusqu'à présent, on a ren contré de grandes difficultés en cherchant à combiner la petitesse des dimensions avec. un fonctionnement amélioré.
L'invention a pour but de fournir un type perfectionné de sonnerie de téléphone dont la construction est simple et compacte, de faibles dimensions, peu coûteuse, suscep tible d'être montée à la chaîne, et quia une sûreté de fonctionnement, dépassant celle des sonneries connues.
Ce but est atteint, suivant un caractéris tique particulière de l'invention, en employant ?in circuit magnétique de configuration nou velle qui prévoit l'usage d'un aimant perma nent en forme de barreau, fixé à l'une des pièces polaires, ce qui permet d'utiliser des pièces polaires simples, un noyau feuilleté unique portant la bobine, le tout combiné de façon à réaliser un ensemble compact et d'en combrement réduit, qui fonctionne avec le maximum d'efficacité et laie sensibilité élevée.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait de placer le pivot de l'ar mature en alignement avec l'axe polaire de l'aimant polarisant, ce qui rend négligeable l'effet polarisant de l'aimant sur l'armature clans cette région.
Une forme particulière d'exécution de cette sonnerie présente une dérivation magné tique qui est construite en fer magnétique et est supportée sur le bâti de la sonnerie parallèlement au noyau feuilleté portant la bobine. L'action de la dérivation consiste à augmenter l'inductance de la sonnerie pour les deux fréquences de l'appel et de la voix. Cette augmentation de l'inductance permet. l'emploi d'un plus petit condensateur dans le circuit d'appel et réduit aussi l'effet de dériva tion de la sonnerie sur les courants à fré quence vocale, et a en outre l'effet avanta geux de réduire les courants de bruit créés dans les installations téléphoniques compre nant des circuits d'appel mis à la terre.
La dérivation fournit aussi un moyen de contrôler l'inductance pour obtenir d'autres effets avantageux. Par exemple, la dérivation a des dimensions telles que, pour des tensions d'appel basses, elle fonctionne dans un état non saturé magnétiquëment. Dans cet état, l'inductance de la sonnerie est réglée de façon à être en résonance pour une fréquence du courant d'appel avec une valeur nominale de la capacité.
L'impédance de la. combinaison sonnerie-condensateur sera alors minimum, et le courant d'appel le plus grand possible sera prélevé de la ligne téléphonique. En outre, cette impédance combinée est contrôlée par la composante de résistance, et une faible com posante réactive introduite par de faibles écarts de la capacité du condensateur par rap port à sa valeur nominale aura peu d'effet sur l'impédance totale ou sur les caractéris tiques de fonctionnement, de la sonnerie.
Pour des tensions d'appel élevées, la déri vation peut être établie de façon à être sa turée magnétiquement. Cette saturation abaisse l'inductance et, par suite, supprime la résonance de l'ensemble sonnerie-condensateur pour la fréquence du courant d'appel. Ceci introduit une grande composante réactive dans l'impédance de l'ensemble qui rédiût le courant d'appel prélevé de la ligne pour les tensions élevées.
L'emploi d'une seule bobine d'actionne- ment dans la sonnerie selon l'invention permet de diminuer l'encombrement du poste télépho nique, d'augmenter ses possibilités de fonc- tionnement et de réduire le coût de fabri cation.
Le dessin. annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan frontale de la sonnerie. La fig. 2 est -une vue en plan frontale de la sonnerie montrée sur la fig. 1, les timbres ayant été enlevés, et la bobine étant indiquée schématiquement en traits mixtes pour mon- trer avec plus de détails le bâti, le noyau et d'autres détails de construction.
La fig. 3 est une élévation latérale de la sonnerie représentée à la fig. 2 et montre la disposition relative du bâti, du noyau, d'une branche de la dérivation magnétique et du moteur.
La fig. 4 est, une autre élévation latérale de-la sonnerie, montrant le bâti, la partie du noyau qui traverse la bobine et l'autre branche de la dérivation magnétique.
La fig. 5 est. une vue en bout. de la sonne rie avec le moteur enlevé.
La fig. 6 est. une. vue en plan frontale du moteur.
La. fig. 7 comprend des vues frontales et latérales de la dérivation magnétique.
La fig. 8 représente schématiquement le circuit magnétique de la sonnerie et les diffé rentes lignes de flux qui le parcourent.
La sonnerie représentée au dessin est cons truite autour d'un noyau 110, en forme clé<B>U</B> et. formé de lamelles en acier au silicium. Une bobine 111 est montée de façon lâche sur une branche du noyau, c'est-à-dire sur la branche de droite quand on considère la. fig. 2. L'em ploi d'acier au silicium en lamelles pour le noyau réduit les pertes par courants de Foucault et aide par suite à maintenir une inductance élevée pour les fréquences vocales.
Un moteur 112, montré particulièrement. à la fig. 6, est fixé à l'extrémité inférieure de la branche de droite du noyau 110 au moyen d'une vis 113 qui traverse des trous pratiqués dans les lamelles du noyau et. qui reçoit un écrou (non représenté). Le moteur comprend une pièce polaire 115, en forme de<B>U,</B> en fer magnétique, présentant deux branches 116 et 117, disposées de part et d'autre de l'extré mité de la branche du noyau, la branche exté rieure 117 présentant un bras 118, formant un prolongement parallèle à l'axe de la branche du noyau. La branche 116 de cette pièce polaire forme la face polaire de l'un des entrefers magnétiques de commande.
Au pro longement 118 est fixé, de préférence par sou dage, , un petit aimant permanent 119, en forme de barreau dont la. section est. à peu près carrée. Les alliages magnétiques mo dernes à force coercitive élevée rendent pos sible l'emploi d'un aimant très court logé comme décrit. Un étrier 120 de fer magné tique est fixé à l'autre extrémité de l'aimant 119, de préférence par soudage, et est. carac térisé par deux bras 121 s'étendant parallèle ment à l'axe de l'aimant et présentant des trous coaxiaux dans lesquels est chassé un pivot 122.
Une armature 123, de forme sensiblement rectangulaire, présente latéralement des pattes 124 et 125 présentant des trous qui reçoivent le pivot 122 de façon à permettre à l'armature de tourner librement autour du pivot. Deux butées 126 et 127 (fig. 6) sont rivées à l'arma ture près de son extrémité libre. Ces butées limitent le mouvement de l'armature en frap pant les faces polaires 116 et 136 respective ment. La disposition des entrefers de com mande près de l'extrémité de l'aimant a pour effet une perte magnétique minimum et réduit ainsi la grandeur nécessaire de l'aimant.
Un bras 128 que présente la patte 124 sert à supporter une tige de battant 129. Un bat- t ant 130, en forme d'étrier, est fixé à l'autre extrémité de la. tige de battant.. Deux saillies 131 de cet. étrier sont disposées de façon à frapper les surfaces intérieures des timbres 149; cette disposition permet un montage com pact des timbres, ce qui permet de réduire la grandeur totale de la sonnerie.
Un ressort 132 est aussi fixé au bras 128; l'extrémité libre du ressort 132 peut s'engager au choix dans l'une de plusieurs encoches pra tiquées dans le bord d'une plaque 133 fixée à la partie 117 de la pièce polaire 115. Le res sort 132 a une forme telle que lorsqu'il est. engagé dans l'une des encoches susdites, il exerce une force sur l'armature tendant à maintenir la- butée<B>127</B> contre la face polaire 136. La grandeur de cette force est réglable en choisissant. l'encoche dans laquelle est en gagé le ressort.
Une seconde pièce polaire 134 en. fer magnétique est fixée à la branche découverte du noyau 110 au moyen de rivets 135. Une portion rabattue à l'intérieur du noyau de cette pièce polaire forme la face polaire 136 (mentionnée phis haut) de l'entrefer magné tique de commande.
L'espace situé entre les faces polaires 116 et 136 est réglé de façon à fournir l'entrefer désiré dans le circuit magnétique. La posi tion de l'armature 123 est normalement dé terminée dans cet entrefer par la butée 127 qui est appuyée contre la face polaire 136 par l'action du ressort 132. La longueur de la butée 127 est choisie de façon à maintenir l'armature sensiblement dans la région magné tique neutre de l'entrefer quand aucun cou rant ne circule dans la bobine de commande 111. La longueur de l'autre butée 126 est choisie de façon à limiter le mouvement de l'armature à une amplitude prédéterminée.
La face polaire 116 est légèrement taillée en biais, de telle sorte qu'elle est parallèle à l'armature dans la position actionnée, c'est- à-dire quand la butée 126 est en contact avec la .face polaire 116.
Une dérivation magnétique 138 (fig. 7) en forme de<B>U,</B> en fer magnétique, est fixée à la branche libre du noyau 110 au moyen d'une vis 137 qui traverse des trous pra tiqués dans la dérivation et dans les lamelles du noyau et est vissée dans la pièce polaire 134. L'extrémité de l'autre branche de la déri vation est maintenue contre l'autre branche du noyau au moyen de la vis 1:13 et de l'écrou .
qui, comme déjà dit, fixent aussi la pièce po laire 115 au noyau. 'Une partie de la dériva tion 138 est façonnée en 99 (fig. 3) de façon à dégager les faces polaires 116 et 136.
La section transversale de cette dérivation a des dimensions telles qu'elle est. saturée ma.gné- tiquement pour une valeur prédéterminée du courant d'appel, comme on va le voir en dé tail plus loin. Dans les fi-. 2,<B>3,</B> 4 et<B>7,</B> les différentes parties formant la dérivation sont désignées par les signes de référence 138, 138a, 138b et<B>138e</B> respectivement..
Un support 139 est fixé à, la partie 138a de la dérivation magnétique au moyen d'un rivet 140 (fig. 5), d'une vis 141 et d'un écrou 142. Ce support présente une encoche 143 dans son bord extérieur destiné à recevoir un goujon (non représenté), monté élastique- ment dans la base du poste téléphonique. Le support 139 présente aussi un trou 144 à tra vers lequel fait saillie l'extrémité de gauche (fig. 3) du pivot 122.
Ce dernier aide à mettre en place le moteur 112 et l'empêche de tourner autour de la vis 113. Un support 145 est fixé à l'extrémité fermée du noyau 110 au moyen d'un rivet 135, d'une vis -146 et de son écrou 147. Deux bras 148 s'étendant vers le haut du support 145 forment des supports pour les timbres 149. Les axes des timbres forment un angle d'environ 45 par rapport au plan du noyau 110 et à la tige de battant 129. Cet angle permet. une disposition phis compacte que celle que l'on aurait avec les axes des timbres parallèles à la tige de bat tant.
Les timbres 149 sont fixés aux bras 148 au moyen de vis 150 qui traversent des trous pratiqués excentriquement dans les timbres et sont vissées dans des trous taraudés prati qués dans les prolongements de support 151. La position du bord de chaque timbre, par rapport au battant 130, peut être réglée en faisant tourner le timbre autour de son trou de montage excentrique. Le support 145 pré sente aussi une encoche 152 destinée à rece voir un autre goujon (non représenté) dans la base du poste téléphonique, = ainsi qu'un trou taraudé 153 destiné à recevoir une vis qui traverse un oeillet (non représenté) dans la-base du poste.
La sonnerie est ainsi main tenue en place à l'aide des deux encoches 143 et 152 et de la vis qui pénètre dans le trou 153.
La fig. 8 représente schématiquement les lignes de flux magnétiques dans le système magnétique que présente la sonnerie décrite. La ligne du flux polarisant, c'est-à-dire le chemin suivi par le flux créé par l'aimant permanent 119, est représentée en traits pleins, tandis que la ligne du flux créé par le courant d'appel est dessinée en traits interrompus.
Les têtes de flèches sur les lignes en traits pleins .indiquent la direction du flux polarisant dans le circuit en chaque moment, tandis que les têtes de flèches sur les lignes en traits interrompus indiquent la direction du flux du courant d'appel pendant un demi-cycle du courant; il est entendu que la direction de ce flux est inversée à chaque demi-cycle. La dérivation magnétique est représentée, dans cette figure, pour simplifier, par un rectangle reliant les branches oppo sées du noyau.
Le flux de l'aimant permanent émanant du pôle nord de l'aimant 119 pénètre dans la partie 118 de la pièce polaire 115 puis, après l'avoir quittée, traverse trois branches en parallèle dont l'une comprend la partie 115, l'entrefer a., l'armature 123, et retourne au pôle sud de l'aimant. 119 en passant. par l'entrefer c. Une deuxième partie du flux va de la dérivation 138 à l'entrefer b, à l'arma ture 123 et revient à l'aimant 17.9 en passant. par l'entrefer c; une troisième partie traverse le noyau 110, au lieu de la dérivation 138, et reprend ensuite le second parcours indiqué.
Quand l'armature 123 est près du centre de l'entrefer dans lequel elle se trouve, l'effet total des flux polarisants dans les entrefers a et b est petit, car ils sont sensiblement égaux en grandeur absolue et exercent des effets opposés sur l'armature. Le flux dans l'entrefer b tend à tirer l'armature 123 vers la face polaire 136, tandis que le flux dans l'entrefer cc tend à tirer l'armature vers l'autre pôle 116. Par suite, en ce qui concerne le flux polarisant dans les entrefers a et b, l'armature 123 est sensiblement équilibrée.
Le point de pivotement autour duquel l'armature 123 est susceptible de tourner est disposé en alignement avec l'axe polaire de l'aimant po laire 119 afin que la force magnétique dans l'entrefer c ne contribue pas sensiblement à la polarisation magnétique.
Quand le courant d'appel traverse la bo bine 111, le premier demi-cycle fait descendre le flux dans le noyau 110 d'où il se partage en deux, une partie de ce flux s'ajoutant au flux polarisant dans la dérivation 138, et une autre partie du flux s'ajoutant, ail flux pola risant dans la partie 115 et dans l'entrefer a. et étant opposée au flux polarisant dans l'entrefer b et dans l'autre branche du noyau. Dans ces conditions, le flux total dans l'entrefer a prédomine dans une mesure telle que le déséquilibre des forces magnétiques surpasse la force du ressort 132. L'armature tourne alors dans le sens des aiguilles d'une montre autour de son pivot.
Quand l'arma ture se déplace, la longueur de l'entrefer a décroît et celle de l'entrefer b croît, ce qui produit une redistribution du flux polarisant, de telle sorte que la force dans l'entrefer a due au flux polarisant augmente et que la force dans l'entrefer b due au flux polari sant diminue. L'armature 123 se déplace ainsi jusqu'à ce que la butée 126 touche la face po laire 116 et que le battant 131 vienne frap per un des timbres 149. Lors de l'autre demi cycle du courant d'appel, les conditions dé crites du flux dues au courant d'appel sont inversées, et le flux du courant d'appel s'ajoute au flux polarisant dans l'entrefer b et s'oppose à lui dans l'entrefer a-.
Le change ment du flux total produit par ce demi-cycle du courant d'appel aide ainsi le ressort 132 à déplacer l'armature 123 en sens inverse des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire de sa po siton actionnée dans laquelle la butée 1.26 touche la face polaire 116,à sa position non actionnée dans laquelle la butée 127 touche la face polaire 136. Le renversement de la tige de battant lors de ce mouvement de retour de l'armature a pour effet l'actionne- ment de l'autre timbre 149.
On notera que pendant le premier demi- cycle du courant d'appel qui fait quitter à l'armature 122 sa position non actionnée, le flux du .courant d'appel dans le noyau 110 est opposé en direction au flux polarisant dans ce noyau, clé sorte que le flux total dans la partie de noyau 110 porte-bobine est moindre que le flux du courant d'appel.
Na turellement, pendant le demi-cycle suivant, le flux du courant d'appel et le flux polarisant s'ajoutent et le flux total dans cette partie du noyau est plus grande que le flux du cou rant d'appel, mais, comme on va le montrer, l'action magnétique pendant le premier demi- cycle du corirant d'appel a une importance relativement plus grande.
La présente sonnerie est. conçue de telle façon que, lorsque l'armature 123 se déplace de sa position non actionnée à sa position actionnée, de l'énergie est emmagasinée dans le ressort 132. Quand le courant d'appel tombe à zéro, l'énergie contenue dans le ressort 132 est suffisante pour ramener l'armature à sa position non actionnée et pour faire frapper au battant 130 un des timbres 149. :Cvidem- ment, le courant circulant dans la direction opposée tendra aussi à déplacer l'armature de sa position actionnée à sa position non action née, mais le retour de l'armature ne dépend pas de la circulation du courant.
On. voit ainsi, particulièrement pour des valeurs du courant voisines du minimum. capable d'ac tionner la sonnerie, que le problème fonda mental posé par la construction du dispositif magnétique d'une sonnerie de téléphone con- site à faire quitter à l'armature sa position non actionnée, le mouvement inverse de l'arma ture étant réalisé sensiblement mécaniquement.
Avec la disposition employée dans la pré sente sonnerie, suivant laquelle le flux pola risant supprime une part importante du flux du courant d'appel dans la partie de noyau 110 pendant les demi-cycles du courant d'ap pel pendant lesquels se produit le mouvement de l'armature de sa position non actionnée à sa position actionnée, il y a une quantité rela tivement petite de flux qui passe à travers le noyau pendant le temps où l'on désire que le courant d'appel exerce la plus grande force sur l'armature.
Cette faible quantité de flux qui passe à travers le noyau quand la sonne rie produit son effort maximum- -permet d'employer un noyau plus petit; on économise ainsi de la matière servant à faire les noyaux, ainsi que du cuivre formant l'enroulement, et l'on réduit le poids et la grandeur totale de la sonnerie. Cette réduction du flux réduit aussi les pertes de force magnétomotrice vers les surfaces de contact entre les extrémités du noyau et les pièces polaires. Ceci est avan tageux, car on peut ainsi diminuer les exi gences concernant la réluctance de ces sur faces de contact.
On voit que la combinaison des flux dans ces parties du circuit magnétique extérieures à la partie de noyau porte-bobine est inverse de celle qui règne dans la section porte- bobine; par suite, pendant les demi-cycles indiqués ci-dessus du courant d'appel, le flux total dépasse le flux du courant d'appel, don nant ainsi à penser qu'il faut augmenter la quantité de matière dans ces parties.
Mais on observera qu'aucune de ces parties n'est. pla cée à l'intérieur de la bobine et peut donc être faite aussi grande que nécessaire sans avoir, sur la grandeur et le coût de la sonnerie, l'effet qui résulterait de l'agrandissement de la partie de noyau 110 porte-bobine.