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.Relais électro-magnétique à trois positions, à excitation dans un sens déterminé, subordonnée à l'inversion du courant".
L'invention a trait à un relais électro-magnédtique, à courant alternatif ou continu, susceptible d'être inversé, construit de telle façon que l'armature mobile peut prendre trois positions distinctes: c'est-à-dire une première position si le courant a un sens déterminé, une deuxième position si le courant est nul, et une troisième position, lorsque le courant a un sens contraire au sens primitif. Toutefois, lorsque l'armature a pris la première position et ensuite la deuxième, il ne lui est pas permis de revenir à la premiere position avant d'avoir, au préalable, pris la troi- sième position; à cet effet l'armature mobile est constituée par un seul disque, commandé par des dispositifs mécaniques
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et électriques convenables, de manière à déterminer le fonctionnement mentionné ci-dessus.
A ce relais peut aussi être ajoutée une bobine auxiliaire, de sorte que la condition de fonctionnement est subordonnée à l'inexcitation de cette bobine auxiliaire.
L'a.ppareil ainsi modifié constitue un relais à blocage conditionnait
L'invention sera comprise plus aisément en se reférant au dessin annexé, qui montre deux exemples de réalisation de l'invention.
Dans ce dessin,
Fig. 1 montre le dispositif en question, dans lequel un contrepoids entre en action pour le soulèvement d'un organe essentiel;
Fig. 2 montre le même dispositif dans lequel le soulevement du même organe provoque l'entrée en fonction d'u- ne-- bobine.
Fig. 3 est le schéma des connexions électriques du dispositif de la fig. 2.
La fig, l montre schématiquement la partie électrique de l'appareil, tandis qu'elle représente un mode de réalisation pratique de l'appareil mécanique mentionné ci-dessus.
Les deux éléments du relais sont constitués par deux enroulements S1 et S2 disposés entre eux en quadrature et parcourus par des courants convenablement déphasés, de maniere a engendrer un champ tournant.
Supposons que l'enroulement S1 soit alimenté normalement par un courant tension constante et que l'enroulement S soit alimenté par un courant susceptible d'être annulé ou même d'être inversé. (Lorsqu'il s'agit de courants alternatifs
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tout ce qui a trait aux sens de courant doit être entendu en sens instantané). '
L'armature mobile du relais est constituée par un disque D susceptible de tourner autour de l'axe A. si dans l'enroulement S2 le courant est nul, le champ tournant manque et le disque D -prend, àcause d'un contrepoids, la position de la figure 1, qu'on appellera position neutre, car elle correspond au relais non excité.
Si l'enroulement S2 est parcouru par le courant, le disque D tend à tourner dans un sens ou dans l'autre, selon le sens du courant même. Le disque D est solidaire d'un excentrique E, sur lequel est fixé une plaque L en matière conductrice. Autour du pivot P peuvent tourner deux barrettes également conductrices, R et T qui, lorsqu'elles sont en contact avec la plaque L, assurent la. continuité du circuit de S2. raccordé d'une part avec la même plaque L et de l'autre avec le bras B et ensuite avec le pivot P. Le contrepoids C, excentrique par rapport au pivot P, est solidaire de la barrette R et tend à, la faire tourner, en soulevant son extrémité libre et en l'appuyant contre la plaque L de façon à, assurer le contact.
La barrette T est so- lidaire, par un.e de ses extrémités, d'un contrepoids F tendant à la faire tourner vers le bas et par l'autre extrémité du disque M qui, da,ns la position représentée sur la fig. 1, est empêche de tourner par un cliquet d'arrêt N en prise avec une dent Z de ce disque; il s'en suit que, toujours dans la position de la fig. 1, la barrette T n'est pas en contact avec la plaque L. L'appareil décrit est soutenu par le support V en matière isolante.
Ceci posé, le fonctionnement de l'appareil est le suivant.
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A la position indiquée (fig, 1) dans laquelle l'axe du disque occupe la position numéro 2., le relais est inexcité c'est-à-dire qu'il n'y a pas de courant dans l'élément S1. Si dans l'élément ainsi disposé circule alors un courait ayant un sens qui devine la rotation du disque D vers la, position
1, le disque lui-même commence à se déplacer,, tandis que, pres- que aussitôt, l'excentrique E se détache de la barrette R qui ne peut pas le suivre dans sa rotation, car, après une course très courte, elle est retenue par le cliquet d'arrêt K fixé sur le support B.
Le circuit de s2 reste par conséquent interrompu et le disque D retombe dans la première position, en réta- ôlissant le centact entre la plaque L et la barrette R et par cela la continuité du circuit de S2; le disque D aura alors une nouvelle impulsion ainsi que la précédente, pour retomber immédiatement et ainsi de suite tant que le courant reste du méme sers. il s'en suit que ca disque ne pourra ja- niais rejoindre, par une telle voie, la position 1..
Supposons maintenant que dans l'élément S2 circule un courant avec un sens propre . déterminer la rotation du disque D vers la position 3; le disque commence le mouvement et rejoint cette position, dans laquelle il s'arrête en éta- blissant les contacts disposés sur le relais. A cause de la rotation du disque D, l'excentrique L oblige la barrette P et par consoquent le contrepoids excentrique C a tourner à leur tovr autour du pivot P. Le contrepoids C soulevé par consé- quent le cliquet ., en délivrant le disque M solidaire de la barrette T qui, à cause du contrepoids F tourne elle-même autour du pivot P en s'abaissant jusqu'a établir le contact avec la plaque L.
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Si à ce moment le courant est interrompu en S2, le disque D est ramené par son contre-poids à la position 2 mais avec la différence, par rapport à la situation initiale, qu'à présent la barrette T se trouve en contact avec la. plaque L.
'En supposant maintenant que le courant s'établisse en S2 avec un sens tel qu'il produise la rotation du disque
D vers la position 1, la rotation même peut s'effectuer, car la continuité du circuit de S2 qui s'interrompt à nouveau en- tre la plaque L et la barrette R est assurée par le conta.ct existant entre la plaque même et la barrette t Le disque D pourtant rejoint la position 1 dans laquelle il s'arrête, en établissant une autre série de contacts.
Au moyen d'une interruption successive de courant en S2, le disque D est ramené de nouveau par son contrepoids à la position 2 tandis que la barrette T reste hors contact.
Quant au disque M solidaire de cette barrette, il s'accroche de nouveau, à un moment donné pendant la course de retour au cliquet N qui s'est prêchent abaissé par suite du mouve- ment du contrepoids C. L'appareil est ainsi ramené dans la position initiale.
En résumé, on peut dire que le disque 7) du relais est susceptible de trois positions distinctes ; la position 1 si dans l'élément S2 le courant circule dans un sens détonné. la position 2 si dans l'élément S2 ne circule pas de courant, la position 3 si dans l'élément S2 circule un courant de sens contraire au précedent: et l'on peut ajouter que le disque mêmes .près avoir occupé la position 1 et ensuite la position 2 ne peut pas revenir à la .position 1 sans auparavant occuper la position 3. Dans quelques applications, il.peut être avantageux que la propriété mentionnée ne soit pas absolue, mais qu'elle
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se réalise seulement dans des conditions déterminées; il peut être nécessaire, en d'autres termes, d'avoir un relais à blocage conditionnel.
Les conditions auxquelles est subordonné le blocage peuvent alors correspondre à l'inexeitation d'une -bobine auxiliaire normalement excitée, de sorte que, pour atteindre le but, le relais décrit peut être modifié ainsi que c'est montré sur la fig. 2, où x indique la bobine auxiliaire, dont le schéma d'Insertion est montré à la fig.3 La. barrette R (fig. 2) est pourvue d'un contrepoids C n'ayant plus la fonction d'excentrique capable de soulever le cliquet N mais seulement celle d'assurer le contact avec la claque L tendant à faire tourner la barrette R autour de son pivot P. Le cliquet N constitue l'armature de la. bobine X sus-indiquée et, lorsqu'il est attire, il fenne le contact y (fig, 3).
Si l'on considère comme normale pour le relais la situation représentée par la fig. 3, dans laquelle le disque D occupe la position 1, on peut considérer que la bobine X est normalement excitée (son circuit d'excitation passant par un contact établi par le disque D précisément dans la position (1) et que le ocntact v est normalement fermé par le cliquet N attiré.
Par conséquent (fig. 2) le disque M n'est pas nonnalement accroché et la barrette T est noblement en contact avec la plaque L. Il s'en suit que le disque Dpeut normalement prendre librement n'importe quelle position et par conséquent même se déplacer alternativement entre les allions 1 et 2 sans que, pour son retour de la position 2 à lelle l le passage Intermédiaire par la position 3 soit nécessaire, Ceci provient de ce que comme le montre le schéma de la fig. 3 lorsque pour n'impose quelle cause (par exemple lorsque le courant devient nul en S2) le relaisn'est plus excité et que
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le disque D prend par conséquent la position 2, la bobine X reste excitée, puisque son circuit d'excitation, interrompu en 1, reste fermé en y.
Supposons maintenant que, pour une cause quelconque, le courant alimentant en parallèle (fig, 3) l'élément S1 du relais et la bobine X vienne à manquer; le relais et la bobine cessent alors simultanément d'être excités, le cliquet N tombe, en interrompant le contact y, le disque D prend la position neutre 2 et la barrette T (fig.2) reste nors contact car le disque m, à un certain moment de sa course, s'accrocs au cliquet N.
On se trouve alors dans les conditions décrites pour le cas de la fig. i et le disque D ne pourra, après inversion préalable du courant, qu'occuper la position 3. Dans cette position (fig, 3) la bobine X, dont le circuit d'alimentation passant aussi par un contact fermé par le disque D précisement dans la position 3 est rétabli. s'excite de nouveau et attire de nouveau le cliquet N en provoquant la rotation de la barre T (Fig,2) et son contact avec la plaque L, retablissant ainsi les conditions capables de permettre au disque D, apres une nouvelle inversion préalable du courant, d'occuper de nouveau la position 1.
D'autre part, l'attraction du cliquet N détermine la fermeture du contact y (fig, #) assurant l'excitation normale de la bobine X indépendamment de nouveaux déplacements éventuels du disque D,
On volt donc que, moyennant l'introduction de la bobine auxiliaire X normalement excitee, avec le cirouitd'excitation passant par les contacts établis par le relais dans les positions 1 et 3 et avec un contact rétabli, dans la po- sition d'attraction, par l'armature N de fagon à assurer l'excitation normale de la bobine X indépendamment de la position du disque D, la condition de fonctionnement du relais de la
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fig.
1 peut être subordonnée à, l'inexcitation de cette bo- bine auxiliaire, de sorte que le retour du disque D à la position 1 apres son passage de cette dernière à la posi- tion 2 exige que le disque prenne la position intermédiaire
3 seulement si la bobine auxiliaire est inexcitée et par contre puisse s'effectuer directement si cette bobine est excitée.
L'appareil ainsi modifié constitue un relais blocage conditionnel.,
La description ci-dessus, aussi bien pour la fig.l que pour les figures 2 et 3, se rapporte, à titre d'exemple, à, un relaisà courants alternatifs: mais le même principe peut être appliqué avec le même résultat à un relais à cou- rant continu pourvu qu'il soit à trois positions et polarisé, tel enfin que l'armature mobile soit susceptible d'occuper une position neutre(relais inexcité) et deux autres positions (relais excité), chacune de ces dernières correspondant à un sens déterminé du courant d'excitation.
Dans ce cas aucune réserve ne sera plus nécessaire sur la signification de tout ce qui, en se rapportant au sens du courant, devait être entendu, pour les courants alternatifs, en sens instantané, tandis que pour le courant continu elle aura son sens littéral.
L'invention, sous n'importe quelle tome, peut être avantageusement utilisée dans les installations pour la sûreté de la circulation des trains de chemin de fer, ainsi que par exemple dans les installations de block. Dans le block normal il peut constituer la partie essentielle des organes de' corres- pondance, en satisfaisant la condition qu'une fois annulé un courant de consentement, pour revenjr à la position même de consentement, il faut - au préalable - envoyer un courant de blocage (de signe contraire au précédent;.
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Dans le block automatique, l'invention peut être appliquée, dans n'importe quelle forme, dans le but de contrôler au moyen de chaque relais, l'inexcitation du relais immédiatement suivant, faisant en sorte qu'un relais, après le passage d'un train, ne puisse se disposer à nouveau dans la position normale corresoondante à la vole libre, si le relais immédiatement suivant n'a pas été désexcité, au passage du train même.
- :- REVENDICATIONS -:-
1.- Relais électro-magnétique, alimenté par un courant alternatif ou continu et susceptible d'être inversé, qui est constitué de façon que l'armature mobile puisse prendre trois positions distinctes: une première position si le courant a un sens déterminé, une deuxième position si le courant est nul, une troisième position si le courant a un sens contraire au sens primitif, caractérisé en ce que, après avoir pris la première position et ensuite la deuxième, cette armature mobile ne peut revenir à la première position si elle n'a pas pris au préalable la troisième position.
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. Three-position electro-magnetic relay, with excitation in a determined direction, subject to the reversal of the current ".
The invention relates to an electromagnetic relay, with alternating current or direct current, capable of being reversed, constructed in such a way that the movable armature can take three distinct positions: that is to say a first position if the current has a determined direction, a second position if the current is zero, and a third position, when the current has a direction contrary to the original direction. However, when the reinforcement has taken the first position and then the second, it is not allowed to return to the first position before having previously taken the third position; for this purpose the movable armature consists of a single disc, controlled by mechanical devices
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and suitable electrical, so as to determine the above mentioned operation.
To this relay can also be added an auxiliary coil, so that the operating condition is subject to the non-energization of this auxiliary coil.
The device thus modified constitutes a conditional blocking relay.
The invention will be understood more easily by referring to the appended drawing, which shows two exemplary embodiments of the invention.
In this drawing,
Fig. 1 shows the device in question, in which a counterweight comes into action for the lifting of an essential organ;
Fig. 2 shows the same device in which the lifting of the same member causes the entry into function of a coil.
Fig. 3 is the diagram of the electrical connections of the device of FIG. 2.
Fig, 1 shows schematically the electrical part of the apparatus, while it shows a practical embodiment of the mechanical apparatus mentioned above.
The two elements of the relay consist of two windings S1 and S2 arranged between them in quadrature and traversed by suitably phase-shifted currents, so as to generate a rotating field.
Suppose that the winding S1 is normally supplied with a constant voltage current and that the winding S is supplied with a current which can be canceled or even reversed. (When it comes to alternating currents
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everything that relates to the direction of current must be understood in the instantaneous direction). '
The moving armature of the relay is made up of a disk D capable of rotating around axis A. if the current in winding S2 is zero, the rotating field is missing and disk D -takes, due to a counterweight, the position of FIG. 1, which will be called the neutral position, because it corresponds to the non-energized relay.
If the winding S2 is traversed by the current, the disc D tends to rotate in one direction or the other, according to the direction of the current itself. The disc D is integral with an eccentric E, on which is fixed a plate L of conductive material. Around the pivot P can rotate two equally conductive bars, R and T which, when in contact with the plate L, provide the. continuity of the circuit of S2. connected on the one hand with the same plate L and on the other with the arm B and then with the pivot P. The counterweight C, eccentric with respect to the pivot P, is integral with the bar R and tends to rotate it , by lifting its free end and pressing it against the plate L so as to ensure contact.
The bar T is integral, by one of its ends, with a counterweight F tending to make it rotate downwards and by the other end of the disc M which, in the position shown in FIG. 1, is prevented from turning by a stop pawl N engaged with a tooth Z of this disc; it follows that, still in the position of FIG. 1, the strip T is not in contact with the plate L. The apparatus described is supported by the support V of insulating material.
This being said, the operation of the apparatus is as follows.
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At the position indicated (fig, 1) in which the axis of the disc occupies position number 2., the relay is not energized, that is to say there is no current in element S1. If in the element thus arranged then circulates a current having a direction which guesses the rotation of the disc D towards the position
1, the disc itself begins to move, while, almost immediately, the eccentric E is detached from the bar R which cannot follow it in its rotation, because, after a very short stroke, it is retained by the locking pawl K fixed to the support B.
The circuit of s2 therefore remains interrupted and the disk D falls back into the first position, restoring the centact between the plate L and the bar R and thereby the continuity of the circuit of S2; the disk D will then have a new impulse as well as the previous one, to drop immediately and so on as long as the current remains of the same use. it follows that this disc will never be able to reach, by such a route, position 1 ..
Suppose now that in element S2 a current flows with a proper direction. determine the rotation of the disk D towards position 3; the disc begins movement and returns to this position, in which it stops by establishing the contacts placed on the relay. Because of the rotation of the disc D, the eccentric L forces the bar P and consequently the eccentric counterweight C to rotate around the pivot P. The counterweight C consequently raises the pawl, releasing the disc. M integral with the bar T which, because of the counterweight F itself rotates around the pivot P, lowering itself until contact is established with the plate L.
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If at this moment the current is interrupted in S2, the disc D is brought back by its counterweight to position 2 but with the difference, compared to the initial situation, that the bar T is now in contact with the . plate L.
'Assuming now that the current is established in S2 with a direction such as to produce the rotation of the disc
D towards position 1, the same rotation can be carried out, because the continuity of the circuit of S2 which is interrupted again between the plate L and the bar R is ensured by the contact existing between the plate itself and the bar t The disc D, however, rejoins position 1 in which it stops, establishing another series of contacts.
By means of a successive current interruption in S2, the disk D is brought back again by its counterweight to position 2 while the bar T remains out of contact.
As for the disc M integral with this bar, it hooks up again, at a given moment during the return stroke to the pawl N which has preached lowered as a result of the movement of the counterweight C. The apparatus is thus brought back. in the initial position.
In summary, we can say that the disc 7) of the relay is capable of three distinct positions; position 1 if in element S2 the current flows in an opposite direction. position 2 if in element S2 no current circulates, position 3 if in element S2 flows a current in the opposite direction to the previous one: and we can add that the same disc. after having occupied position 1 and then position 2 cannot return to position 1 without first occupying position 3. In some applications, it may be advantageous that the property mentioned is not absolute, but that it is
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is carried out only under specific conditions; it may be necessary, in other words, to have a conditional blocking relay.
The conditions to which the blocking is subject can then correspond to the non-action of a normally energized auxiliary coil, so that, in order to achieve the goal, the relay described can be modified as shown in fig. 2, where x indicates the auxiliary coil, whose Insertion diagram is shown in fig. 3 The. Bar R (fig. 2) is provided with a counterweight C no longer having the function of an eccentric capable of lifting the pawl N but only that of ensuring contact with the slap L tending to rotate the bar R around its pivot P. The pawl N constitutes the armature of the. coil X above and, when it is attracted, it closes contact y (fig, 3).
If we consider as normal for the relay the situation shown in fig. 3, in which the disk D occupies the position 1, we can consider that the coil X is normally excited (its excitation circuit passing through a contact made by the disk D precisely in the position (1) and that the ocntact v is normally closed by the attracted pawl N.
Consequently (fig. 2) the disk M is not normally hooked and the bar T is nobly in contact with the plate L. It follows that the disk D can normally freely take any position and therefore even move alternately between allions 1 and 2 without, for its return from position 2 to it, the Intermediate passage through position 3 being necessary, This is because, as shown in the diagram in fig. 3 when for any cause (for example when the current becomes zero in S2) the relay is no longer energized and
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disk D consequently takes position 2, coil X remains excited, since its excitation circuit, interrupted at 1, remains closed at y.
Suppose now that, for some reason, the current supplying in parallel (fig, 3) the element S1 of the relay and the coil X runs out; the relay and the coil then cease to be energized simultaneously, the pawl N falls, interrupting the contact y, the disc D takes the neutral position 2 and the bar T (fig. 2) remains nors contact because the disc m, at at a certain point in its stroke, hooks onto the pawl N.
We are then in the conditions described for the case of FIG. i and the disk D can, after prior reversal of the current, only occupy position 3. In this position (fig, 3) the coil X, whose power supply circuit also passes through a closed contact through the disk D precisely in position 3 is restored. is energized again and attracts the pawl N again, causing the rotation of the bar T (Fig, 2) and its contact with the plate L, thus re-establishing the conditions capable of allowing the disc D, after a new previous inversion of the current, to occupy position 1 again.
On the other hand, the attraction of the pawl N determines the closing of the contact y (fig, #) ensuring the normal excitation of the coil X independently of any new displacements of the disc D,
We can therefore see that, by inserting the normally energized auxiliary coil X, with the excitation circuit passing through the contacts established by the relay in positions 1 and 3 and with a re-established contact, in the attracting position. , by the armature N in order to ensure the normal excitation of the coil X independently of the position of the disc D, the operating condition of the relay of the
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fig.
1 can be subordinated to the nonexcitation of this auxiliary coil, so that the return of the disc D to position 1 after its passage from the latter to position 2 requires the disc to take the intermediate position
3 only if the auxiliary coil is not energized and on the other hand can be done directly if this coil is energized.
The device thus modified constitutes a conditional blocking relay.,
The above description, both for fig. 1 and for figures 2 and 3, relates, by way of example, to an alternating current relay: but the same principle can be applied with the same result to a direct current relay provided that it is in three positions and polarized, such that the movable armature is capable of occupying a neutral position (relay not energized) and two other positions (relay energized), each of the latter corresponding to to a determined direction of the excitation current.
In this case no reservation will be necessary any more on the meaning of everything which, while referring to the direction of the current, had to be understood, for the alternating currents, in instantaneous direction, while for the direct current it will have its literal direction.
The invention, in any volume, can be advantageously used in installations for the safety of the movement of railway trains, as well as for example in block installations. In the normal block, it can constitute the essential part of the correspon- dence organs, satisfying the condition that once a current of consent has been canceled, in order to return to the position of consent itself, it is necessary - beforehand - to send a current blocking (opposite sign to the previous one ;.
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In the automatic block, the invention can be applied, in any form, in order to control by means of each relay, the non-energization of the immediately following relay, causing a relay, after the passage of 'a train cannot be placed again in the normal position corresponding to free flight, if the immediately following relay has not been de-energized, when the train itself passes.
-: - CLAIMS -: -
1.- Electro-magnetic relay, supplied by an alternating or direct current and capable of being reversed, which is formed so that the movable armature can take three distinct positions: a first position if the current has a determined direction, a second position if the current is zero, a third position if the current has a direction contrary to the original direction, characterized in that, after having taken the first position and then the second, this mobile armature cannot return to the first position if it did not take the third position beforehand.