Vienne, le 80 Mai 1894 Commutateur automatique NISSL

1885 Les lignes téléphoniques ne sont généralement utilisées de cette époque que dans une mesure incomplète.
Comme chaque poste doit être relié à la station centrale par une ligne spéciale et souvent assez longue dont on ne fait ordinairement usage que pour un court instant, les frais d'établissement des lignes et d'installation des appareils et commutateurs ainsi que les dépenses d'exploitation sont par ce fait considérablement élevées.
On ne pourrait remédier à ces mauvaises conditions économiques par l'emploi de compteurs de conversations, car il aurait seulement pour effet d'augmenter encore plus les frais d'installation sans dispenser les agents de la station centrale de l'obligation d'établir les communications, bien que cet établissement pût être alors un peu moins fréquemment réclamé par les abonnés.
Il arrive souvent que des postes d'abonnés d'unmême réseau soient très près les uns des autres ou même installés dans la même maison, et cependant chacun d'eux est raccordé par une ligne spéciale à la station centrale commune.
On réaliserait une grande économie si l'on pouvait relier plusieurs postes d'abonnés à la station centrale par une ligne commune dont la permutation devrait être naturellement effectuée automatiquement pour chacun des postes raccordés par cette ligne.
Des appareils plus ou moins ingénieux ont été construits en vue de la réalisation de ce problème, mais aucun d'entre eux n'a donné des résultats bien pratiques et satisfaisants.
La plupart portent déjà en eux-mêmes le germe de la défectuosité de leur fonctionnement.
Les relais polarisés à contacts délicats, les mouvements à cadran actionnés par l'électricité, et les mouvements d'horlogerie à marche synchronique ne présentent aucune garantie d'un service d'une sûreté constante.
Pour l'application de ces appareils on est, d'ailleurs, obligé de prendre des arrangements spéciaux dans les stations centrales ; le maniement des appareils des postes d'abonnés devient dans la règle plus compliqué; les abonnés peuvent ainsi troubler ou entendre les conversations d'autres clients reliés à la même ligne; tous les systèmes jusqu'ici imaginés permettent qu'un souscripteur fasse usage de la ligne pour un temps indéfini, au détriment des autres abonnés et, enfin, le nombre des raccordements qu'il est possible d'effectuer est très limité.

L'appareil de M FRANZ NISSL, Ingénieur à Vienne. dont nous donnons ci-après la description permet d'éviter tous ces inconvénients.
Quand on en fait usage, la station centrale n'a besoin d'aucune disposition spéciale et les appareils des abonnés restent tels qu'ils le sont actuellement.
L'appareil de M. Nissl est protégé en Allemagne par le brevet impérial n° 75 492 et par un brevet additionnel publié le 18 Décembre 1898.
Il a aussi été breveté en Autriche-Hongrie, en France, en Angleterre et en Belgique, et son inventeur est actuellement en instance pour le faire breveter dans tous les autres Etats civilisés.

La figure 1, indique six postes I à VI raccordés par la même ligne. Brevet NISSL Nissl, F du 12 Mar. 1895 US535,806

La station centrale est en état d'appeler chacun des postes raccordés et, vice-versa, chaque abonné peut appeler la station centrale sans déranger par un signal quelconque les autres postes reliés à sa ligne. Aucun abonné ne peut troubler ou interrompre une conversation déjà commencée. Il ne lui est plus loisible de faire usage de la ligne aussi longtemps que cela lui convient, le commutateur l'excluant automatiquement du circuit après un certain temps. Le principe sur lequel ce commutateur automatique est fondé, est le suivant.
Cet appareil comprend plusieurs disques ou cylindres mis en mouvement par un moteur d'un genre quelconque et munis de contacts pour la ligne commune et les abonnés qui y sont reliés, de sorte que chaque poste soit raccordé successivement et alternativement à la ligne commune pendant un certain temps.
La station centrale de même que les abonnés peuvent toujours observer à chaque instant la position de ces contacts, ce qui permet à la station centrale d'appeler chacun des abonnés, pendant que son poste est en contact avec la ligne commune, et de leur côté tous les abonnés peuvent appeler la station centrale pendant que leur poste est en contact avec la ligne commune. Il n'y a en outre que l'abonné qui puisse enrayer, à lui seul ou conjointement avec la station centrale, la marche du rouage pour un certain temps, par exemple 3 ou 5 minutes, afin de pouvoir rester dans cet intervalle en communication avec la station centrale et, par l'intermédiaire de cette dernière, avec un autre abonné du réseau. Le nombre des postes d'abonnés que l'on peut relier à un pareil appareil est illimité en principe, mais dans la pratique il aura une limite suivant l'importance de l'usage de la ligne. Pendant qu'un abonné est en communication avec la station centrale, tous ceux qui sont reliés au même commutateur que lui restent complètement exclus du circuit; ils ne peuvent, par conséquent, ni troubler ni écouter la conversation.
Pour observer la position des contacts on peut employer soit des signaux optiques ou acoustiques, soit des signaux de ces deux genres.
La fig. 2 donne un plan schématique de ce système.
Il est établi sous la supposition que quatre abonnés (I —IV) sont reliés au commutateur par des circuitsmétalliques d'aller et de retour et que la ligne commune est également composée de deux fils. On pourrait évidemment aussi prendre la terre comme fil de retour.
Le cylindre W est par conséquent pourvu des contacts c c' pour la ligne commune et de 4 contactsc c1 c1' c2 c2' c3 c3' c4 c4' pour chacun des abonnés. On a attribué deux contacts à chaque ligne, pour assurer l'audition d'une manière plus complète. Les contacts correspondants c1 c1' , etc., arrivent en même temps en communication avec les ressorts de contact f1 f1', etc.
Les contacts c1 c 2, c3, c 4 sont en communication électrique avec les contacts c1' c2' c3' c4' avec c'.
Le cylindre W est en communication avec un rouage mu par un moyen quelconque, par exemple un poids,des ressorts, etc., et de telle façon qu'il fait son évolution en un temps donné. S'il fait par exemple un tour en une minute, tous les abonnés viennent une fois en contact avec la ligne commune dans ce laps de temps. On pourrait aussi multiplier ces contacts sur lepérimètre du cylindre, afin que chaque abonné puisse venir deux ou plusieurs fois en communication avecla ligne, à chaque évolution du cylindre.
Les contacts du cylindre sont effleurés par les ressorts ff de la ligne principale et par les ressorts f1 f1', f2 f2' f3 f3' f4 f4' des lignes conduisant aux appareils des abonnés.
Afin d'être en mesure de connaître toujours la position du cylindre, on l'a relié à un disque ou tambour T qui est muni en différents points donnés de saillies ou de pointes i1 i2, i3 i4 qui font résonner par leur ébranlement des lames toniques z lesquelles sont au nombre de 4 dans le cas représenté par le plan schématique. Ces sons produits par ces lames agissent sur un microphone M communiquant avec la pile B et la bobine d'induction et respectivement avec J. Ils pourraient être aussi produits par un autre moyen quelconque et peut-être même à l'aide d'un cylindre de phonographe. Ils sont différents pour chaque position et on les entend aussi bien dans les téléphones des abonnés que dans celui de la station centrale.
Pour faciliter aux abonnés le moyen de s'assurer si la ligne est libre on amène, en se servant pour le retour de la ligne allant au cylindre, une ligne spéciale entre chaque poste et le commutateur, ou circulairement d'un poste à l'autre.
Cette ligne passant par la bobine d'induction J t et par les récepteurs t1' t2' t3" t4' des quatre abonnés, toutes les vibrations microphoniques, c'est-à-dire non seulement les sons, mais le bruit du rouage, du pendule, etc., sont transmises par son intermédiaire à l'appareil de l'abonné écoutant. Celui-ci sait alors de suite si le cylindre est en mouvement ou non, et partant, si la ligne est libre ou occupée
Pour cette audition, il convient de faire usage du téléphone suspendu à la fourchette fixe, parce que l'autre appareil acoustique arrête le levier automatique du commutateur dans la position pour la transmission de signaux.
Si l'on voulait renoncer à fournir aux abonnés la facilité de s'assurer immédiatement si la ligne est libre, on pourrait supprimer la ligne d'audition spéciale ainsi que la bobine d'induction J t , de sorte que chaque poste d'abonné n'aurait besoin que d'une seule ligne et de la terre, pour l'aller et le retour. Dans ce cas, l'abonné ne s'aperçoit du mouvement du rouage que lorsque son contact entre en fonction, et il n'entend que le signal
qui lui est destiné.
Il nous reste maintenant encore à expliquer comment on arrête temporairement le rouage et le cylindre.
Dans le cas supposé par le plan schématique ici représenté, Il emploie à cet effet une méthode semblable à celle qui est appliquée depuis nombre d'années pour les appareils à signaux électriques des chemins de fer. On installe sur la ligne commune un électro-aimant qui, en excitant une armature, fait mouvoir par son intermédiaire une fourchette g et décroche un bras de levier H. On peut naturellement employer cet arrangement pour les courants de pile de même direction aussi bien que pour les courants alternatifs pour lesquels le plan schématique est disposé et qu'il est utile d'employer pour empêcher que le rouage du commutateur ne vienne à être arrêté par l'électricité atmosphérique. La fourchette est munie d'un certain nombre de palettes disposées en degrés, ainsi qu'on le fait généralement, et le levier ne peut donc entrer dans la fourchette qu'à la suite de plusieurs émissions de courants dirigés en sens contraires. Le levier à deux bras H entre dans une roue à rochet S reliée au rouage qui meut le cylindre W et le rouage W est ainsi momentanément arrêté. Ce mode d'arrêt du rouage du commutateur n'a été choisi ici que pour la facilité de la
représentation schématique. Dans l'exécution pratique du système, un levier vient se placer devant le pendule mis en mouvement par l'armature du rouage ; on peut d'ailleurs encore obtenir cet arrêt par d'autres moyens.
Maintenant, il faut que le levier H soit relevé après l'écoulement du terme fixé pour la conversation, soit après 3 ou 5 minutes, et que le rouage et le cylindre soient ainsi de nouveau remis en liberté. Le moyen le plus facile pour opérer ce relèvement consiste dans l'emploi d'un second rouage qui se met en évolution au moment de la chute du levier H et qui s'arrête de lui-même au moment fixé pour la clôture de la conversation dès qu'il a ramené le leviersur la fourchette G. Cette opération est représentée schématiquement par l'excentrique e qui se trouve en communication avec ce deuxième rouage.
On peut aussi installer l'électro-aimant E dans uneligne spéciale de communication avec les abonnés ou dans la ligne d'audition. Un manipulateur pour l'intercalation de l'inducteur magnétique de la station centrale dans cette ligne spéciale ou dans la ligne d'audition, fournit alors le moyen pour la mise en fonction de l'électro-aimant. Dans un cas comme dans l'autre on obtient, selon les circonstances et surtout avec les appareils disposés pour une durée prolongée de la conversation, le grand avantage que le cylindre W peut être arrêté seulement par l'abonné et non par la station centrale, parce qu'il n'y a aucune perte de temps inutile, par exemple dans le cas d'une absence de l'abonné.
En transférant l'électro-aimant dans la ligne d'audition on réalise l'économie d'une ligne spéciale, il est vrai, mais l'embrasement du rouage du commutateur par un poste peut causer, par son bruit, une lésion de l'oreille de l'abonné alors aux écoutes.
Quand le rouage du commutateur est en arrêt, les ressorts o et p que le bras d presse l'un contre l'autre pendant la marche de ce rouage, interrompent le circuit du microphone quand ils viennent à être relâchés par le bras d. Ce dernier fait une évolution sur son axe chaque fois que s'opère un déclanchement du rouage qui commande aussi l'excentrique e et levier H, et il ferme de cette manière de nouveau le circuit du
microphone quand le rouage du microphone se met en mouvement.
En tournant, le bras d ferme aussi pendant quelques secondes les ressorts m n , et met ainsi en fonction le circuit d'une pile Bt , qui pourrait d'ailleurs aussi être fourni par la pile B et l'interrupteur automatique U qui y est installé. Ce circuit renfermant aussi la ligne primaire de la bobine d'induction Jt , il s'y produit des émissions de courant qui manifestent leurs effets dans la ligne secondaire, soit la ligne d'audition, et dans les téléphones qui y sont intercalés. Cet arrangement a un double but. En premier lieu le faible bruit qu'occasionne l'induction avertit les abonnés que le temps de la conversation approche de son terme, et, d'autre part, il est possible d'appeler à l'appareil par un fort son phonique, perceptible dans les téléphones t1' t2' t3 't'4 l'abonné qui attend que la ligne soit devenue libre. Pour empêcher que cet appel n'importune les autres abonnés, on peut mettre clans chaque poste le commutateur sur R ou S, soit sur le point de repos ou sur le point de travail (signal); dans le premier cas le circuit d'audition est interrompu, et dans le second cas il se trouve installé dans la ligne de transmission.
Ainsi un abonné trouvant la ligne prise n'a qu'à pousser le levier de son commutateur sur S sans attendre que la ligne devienne libre, car l'appareil l'appelle automatiquement quand ce moment se présente. On peut de la sorte observer rigoureusement l'ordre de la succession des abonnés qui demandent à se servir de la ligne. Pour empêcher que les conversations ne puissent être entendues lorsque des courants de charge circulent dans la ligne d'audition, on interrompt cette dernière pour chaque abonné. Cela s'effectue au moyen des 10 ressorts P qui, restant fermés pendant que le rouage du commutateur est en rotation, s'ouvrent dès que le deuxième rouage se met en mouvement. C'est aussi pour cela qu'il convient d'amener la ligne d'audition de chaque abonné à l'appareil. Si l'on ne fait pas usage d'une ligne d'audition, mais d'une seule ligne, respectivement d'un double circuit, entre l'appareil et les abonnés, en employant donc une seule bobine d'induction J, on intercale r enroulement primaire de la bobine J dans le circuit de l'interrupteur automatique. On dispose alors le rouage du commutateur de telle façon qu'il entre en évolution quand les ressorts m et n sont fermés et que les deux rouages restent par conséquent en activité jusqu'à ce que tous les abonnés aient reçu, l'un après l'autre, le signal d'appel phonique. Il faut naturellement que le levier H soit alors déjà poussé sur la fourchette H au premier contact venant après celui du poste avec lequel la conversation a eu lieu, afin que l'abonné qui suit puisse éventuellement arrêter le rouage du commutateur. Le commutateur est agencé de telle sorte qu'aucun abonné ne puisse prolonger le temps de sa conversation; son contact passe juste avant que le levier H se pose librement sur la fourchette G. Mais il n'y aurait aucune difficulté de prendre des arrangements qui permissent de prolonger le temps de conversation, pour les services publics, par exemple. L'appareil fournit aussi un moyen de communication entre des groupes d'abonnés éloignés les uns des autres et reliés seulement par une ligne, tout abonnéd'un groupe pouvant dans ce cas appeler un abonné quelconque de l'autre groupe et se mettre en relation
avec lui, sans l'intermédiaire d'une station, c'est-à-dire par une opération automatique de son appareil.

La figure 3 représente deux groupes d'abonnés 1,2, 3, 4, 5 et I, II, III, IV, V reliés par une ligne commune K K'.
Un système automatique est installé dans chacun des points de jonction K K'.
Les électro-aimants de ces appareils ne se trouvent pas sur la ligne commune, mais sur la ligne d'audition ou, ce qui vaut encore mieux, sur une ligne spéciale. L'abonné 1 veut parler à l'abonné I. Attendant le signal de ce dernier, il arrête le rouage de son propre commutateur et il entend ensuite dans son appareil les signaux du commutateur K'. Dès qu'il a entendu le signal de l'abonné T il fait jouer sa sonnerie; I arrête le rouage du commutateur K', et il peut alors s'entretenir avec son correspondant pendant le temps fixé pour les conversations. Les autres abonnés sont
entièrement exclus du circuit et ne peuvent entendre aucun mot de l'entretien.
Au moment où la conversation doit finir, les abonnés qui l'ont tenue sont de nouveau exclus automatiquement du circuit et leurs co-abonnés sont, s'ils l'ont demandé, avertis par un signal phonique de la reprise du fonctionnement des commutateurs.
Il est presque inutile d'ajouter que les appareils travaillent indépendamment, les uns des autres, soit sans aucun synchronisme.
Pour plus de clarté, nous croyons devoir indiquer le chemin suivi par les courants dans la méthode représentée par la figure 2.
Il nous faut premièrement encore remarquer quecomme le microphone doit toujours être très sensible, il est possible de l'ajuster en conséquence. A cet effet, on a construit un microphone particulier qui se compose seulement d'un diaphragme de charbon sur lequel est légèrement fixé un petit bouton de charbon garni de platine. Ce microphone n'est sujet à aucune variation; il ne nécessite pour la transmission qu'une force de courant très minime, un élément Meidinger, avec une résistance de 50 ohm installée dans le circuit étant déjà suffisant pour le faire fonctionner pendant plusieurs mois. En considération de la faible quantité de courant requis pour le travail du microphone, on peut aussi employer d'autres éléments à cet effet,
par exemple des Leclanché avec une résistance intercalée devant eux dans le circuit.
La combinaison de la résistance avec l'hélice primaire des bobines d'induction présente alors quelque avantage.
Dans le circuit du microphone le courant suit le chemin ci-après:
De la pile B 54, 55, quand les ressorts sont fermés par le bras d, par le ressort o au ressort p 56, 57, an microphone M 58, 59, 65, à travers l'enroulement primaire de la bobine d'induction J de nouveau à la pile B.
On entend les transmissions microphoniques dans les téléphones des lignes reliées aux enroulements secondaires des bobines d'induction J1 et J.
Le courant du circuit de l'interrupteur automatique U prend le chemin suivant:
De la pile B1 60, 61, 62, 63, 64, 65 à l'enroule ment primaire des bobines j1 — 66, 67, quand les ressorts m et n sont fermés, pour retourner de là par 68, 69, 70 à la pile B1
Aussi longtemps que les ressorts m et n restent fermés, l'appel phonique peut être entendu dans les téléphones de la ligne qui est raccordée à l'enroulement secondaire de J1 .
Dans les téléphones de la ligne raccordée à l'enroulement secondaire de la bobine d'induction J, l'appelphonique n'est entendu que très faiblement, n'étant pas directement induit par l'enroulement primaire; il est donc très approprié pour avertir que le temps de la conversation arrive à son terme.
Quand la station centrale veut appeler un abonné, par exemple I, la marche du courant est la suivante:
La station attend en premier lieu le signal pour l'Itinéraire du courant: De la station centrale à 1, 2, à l'électro-aimant E, 3, 4, 5, par l'enroulement se condaire de la bobine d'induction J, à 6, 7, de là par le ressort f\ le contact étant établi avec cn à f1, 8, 9, 10, 11, 12, 13 et de là à travers le multiplicateur de la sonnerie d'induction J K 14 à l'inducteur J d fermé en court circuit, à 15, 16, 17, f1', c1' f' 18, 19, 20, 21, 22, d'où il revient à la station centrale. Cette dernière ayant entendu le signal, sonne l'abonné I:
Le courant fait alors le même chemin que précédemment, mais la sonnerie du poste I se met en jeu. L'armature de l'électro-aimant E entre en même- temps en activité, le levier s'engage dans la fourchette et enraie momentanément le rouage et le cylindre W. À cause des contacts p dans q, l'électro-aimant E et la bobine d'induction J se trouvent pendant la conversation en dérivation de la communication directe, à partir de 2, par 71, 72, 73, q., p, 74, 75 jusqu'à 6, et ils n'exercent donc aucun effet nuisible sur la communication. Les autres détails de l'opération ont déjà été décrits précédemment. La même chose a lieu quand l'abonné appelle la station centrale.
Dans la ligne d'audition, le courant suit la voie ci-après: Chaque station qui veut écouter pousse le levier de son commutateur sur S et applique à l'oreille le téléphone suspendu au crochet fixe. Commençons par I : de 23, 24, 25, 26 à travers la première paire de ressorts E, 27, 28, par l'hélice secondaire de la bobine Jt , à 29, 30, 31, de là par la cinquième paire de ressorts F à 32, 33, 34, t 2, puis par S à 35, 36,37, 38, de là par la seconde paire de ressorts F, à 39, 40 et plus loin par R, 41, 42, 43, 44, par la troisième paire de ressorts F, à 45, 46. 47, 48, t4' d'où il arrive à S, et après avoir traversé 49, 50, 51, 52 retourne, en passant par la quatrième paire de ressorts F, 53, 17 et 16 à R.
Les postes II et IV, dont les leviers de communication sont arrêtés sur S, peuvent écouter la marche du rouage et recevoir éventuellement le signal phonique.
Les appareils des abonnés sont donc installés dans ce système de la même manière que dans ceux qui sont aujourd'hui en usage, à cette seule exception qu'on fait usage d'un levier de commutation et qu'il faut, dans le but de l'audition, apporter une légère modification à la mise en circuit; on pourrait d'ailleurs aussi supprimer le levier si les abonnés ne voyaient aucun inconvénient à entendre l'appel phonique toutes les fois que le rouage du commutateur se remet en mouvement..

Les deux figures donneront une idée très complète, présente les avantages suivants :
1. Cet appareil permet d'utiliser les lignes téléphoniques dans la mesure la plus étendue possible.
2. Le nombre des postes que l'on peut installer dans une ligne commune est illimité en théorie. Au delà de deux on peut en étendre le nombre autant que la pratique le permet. Dans certaines circonstances la limite de ce nombre pourrait être très considérable si l'on ournissait par exemple au public, à l'aide de cet appareil, des facilités dont il n'userait que dans de certaines éventualités, par exemple pour demander l'assistance d'un médecin, pour appeler la police et le corps des pompiers, etc.
3. La station centrale peut appeler chaque poste d'abonné séparément et peut, vice-versa, être aussi appelé ainsi par chaque abonné.
4. Aucun poste n'a la possibilité de troubler ou d'écouter la conversation échangée entre- deux autres abonnés.
5. Les stations centrales fonctionnent avec les mêmes appareils et dispositifs que ceux dont elles ont fait usage jusqu'ici.
6. Les appareils téléphoniques des abonnés restent,dans leur agencement et leur manipulation, aussi simples que précédemment.
7. La possibilité est enlevée à chaque abonné de faire un usage exagéré des lignes téléphoniques.
8. Pour les services publics, l'appareil peut être disposé de façon à permettre une prolongation du temps de la conversation.
9. L'appareil permet de réaliser une économie notable dans les constructions de lignes qui deviennent d'ailleurs de plus en plus difficiles et dans les installations des stations centrales. Une station disposée pour un certain nombre de lignes pourra desservir un nombre d'abonnés de plusieurs fois plus considérable.
10. L'appareil facilite dans une plus grande mesure la centralisation du service téléphonique.
11. Il rend le service plus sûr, par le fait que la marche du rouage doit pouvoir être entendue quand la ligne est libre et en bon état.
12. Il résulte du chiffre 11 que cet arrangement permet la suppression de la ligne de contrôle dont il est fait usage pour les commutateurs multiples.
18. L'appareil fournit le moyen d'égaliser les taxes d'une manière rationnelle.
14. Il permet de développer le service téléphonique dans une mesure beaucoup plus étendue que jusqu'ici.
15. Il annonce automatiquement aux abonnés que le temps fixé pour les conversations arrive à sa fin et que la ligne est devenue libre.
16. Si l'on considère que, sur les lignes parallèles sur un long parcours, les transports de courants et l'induction peuvent avoir pour effet que la conversation échangée par un fil soit entendue dans le circuit voisin, on appréciera encore mieux l'avantage que présente cet appareil en excluant automatiquement du circuit tous les abonnés, à l'exception de ceux qui sont en conversation.
17. En installant chacun un commutateur aux points de raccordement, deux groupes d'abonnés reliés par une ligne commune peuvent communiquer
l'un avec l'autre de façon à ce quechaque poste de l'un des deux groupes puisse correspondre avec un poste quelconque de l'autre groupe, sans l'intervention de la station centrale.
18. En raison des fonctions multiples que l'appareil exécute avec plus de tranquillité et de précision que ne pourrait le faire la main de l'homme, il est certainement d'une grande simplicité et son fonctionnement ne laisse absolument rien à désirer sous le rapport de la sûreté.

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