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"Disjoncteur-régulateur électromagnétique combiné -pour équipements électriques de véhicules."
Dans les équipements électriques de véhicules com- portant une dynamo et une batterie d'accumulateurs, on place entre celles-ci un disjoncteur électromagnétique qui est pourvu d'une bobine d'intensité et d'une bobine de tension et qui déconnecte la dynamo de la batterie lorsque cette dernière se décharge dans cette dynamo.
En cas de court-cir- cuit'- dans les conducteurs raccordés au disjoncteur automati- que et aux appareils récepteurs, le disjoncteur s'ouvre et se ferme alternativement, à intervalles déterminés, car la @
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bobine d'intensité, dont les dimensions ont été convenable- ment déterminées, renforce l'action de la bobine de tension après la fermeture du disjoncteur, de sorte que celui-ci ne s'ouvre que s'il se produit une notable chute de tension.
D'autre part, en raison de la faible tension existant lors de'l'ouverture du disjoncteur, la dynamo exige un certain temps pour atteindre de nouveau la tension de fermeture.
Lorsqu'un disjoncteur de ce genre est combiné avec un régulateur de telle manière que ces deux dispositifs pos- sèdent une bobine d'intensité commune, celle-ci doit rester relativement petite par suite des conditions imposées au ré- gulateur. Il s'ensuit qu'en cas de court-circuit, le disjonc- teur automatique s'ouvre et se ferme en succession rapide, ce qui provoque la destruction de son ressort et de ses con- tacts sous l'action des étincelles produites. Suivant l'in- vention, on évite cet inconvénient en constituant le ressort de contact du disjoncteur en bi-métal qui est influencé par la chaleur des' étincelles qui se produisent lors de l'ou- verture du disjoncteur.
Le dessin représente, à titre d'exemple d'exécu- tion de l'invention un disjoncteur-régulateur combiné, à armature unique, pour équipements électriques de véhicules,
Fig. 1 montre le disjoncteur-régulateur partielle- ment en coupe et un schéma des connexions, et
Fig, 2 est une coupe montrant une partie du dis- joncteur-régulateur lorsque le ressort de contact du dis- j oncteur est échauffé.
Sur un socle de fer en équerre 1 est monté un noyau de fer 2 autour duquel sont enroulées une bobine d'in- tensité 3 et une bobine de tension 4. Une armature 5 est
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portée par un ressort à lame 6 fixé au socle 1 et repose, en position normale, contré une buté 7 fixée, avec inter- position d'un isolant, au noyau de fer 2. Sur le socle de fer 1 est fixé un ressort en bi-métal 8 qui porte d'une part un contact 9 et d'autre part une équerre de laiton 10 Cette, dernière s'appuie contre un bras il de l'armature 5 qui est replié perpendiculairement à celle-ci* En regard du contact
9, un contre-contact 12 est fixé à une plaque isolante 13.
Les contacts 9 et 12 forment la paire de contacts du dis- joncteur. Au bras 11 de l'armature est fixée une butée 14 qui se trouve en regard d'une butée 16 en matière isolante fixée à un ressort de contact 15. Ce dernier porte à son extrémité un contact 17 qui peut coopérer avec deux contacts 18 et 19; ces contacts 17, 18 et 19 sont ceux du régulateur.
Au balais posit if de l'induit 20 de la dynamo est raccordé l'enroulement inducteur 21 monté en série avec une résistance 22, dont l'extrémité libre est mise à la masse.
D'un point situé entre l'enroulement inducteur 21 et la ré- sistance 22 part un conducteur 23 qui se raccorde au ressort de contact 15 fixé à la plaque isolante 13 et met en court- circuit la résistance 22 lors de la fermeture de la paire de contacts 17-18, étant donné que le contact 18 est relié à la masse. L'une des extrémités de chacune des bobines 3 et 4 est raccordée au balais positif de l'induit 20. L'autre extrémi- té de la bobine 3 est raccordée au ressort en bi-métal 10, tandis que l'autre extrémité de la bobine 4 est reliée à la masse.
Des conducteurs relient le contact fixe 12 du dis- joncteur à la borne positive de la batterie 24 et aux lampes 25, dont les bornes négatives sont toutes mises à la masse de même que le balais négatif de l'induit 20.
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Normalement le régulateur-disjoncteur fonctionne de la manière suivante, Lorsqu'une certaine tension s'éta- blit à la dynamo, l'excitation de la bobine de tension 4 a pour effet d'attirer 11 armature 5 vers le noyau de fer 2 à tel point que le ressort en bi-métal 8 s'applique par l'en- tremise de son contact 9 sur le contact fixe 12, de manière à fermer le disjoncteur et à raccorder les récepteurs 24 et
25 à la dynamo. Lorsque la tension de la dynamo augmente, le ressort de contact 15 est déplacé par la butée 14 de ma- nière à produire d'abord l'ouverture des contacts 17, 18 et ensuite la fermeture des contacts 17, 19.
Dans cette der- nière position, l'enroulement inducteur 21 est mis en court- circuit par le conducteur 23, le ressort de contact 15, les contacts 17 et 19, le ressort à lame 6, le socle de fer 1, le ressort en bi-métal 8 et la bobine 3.
8' il se produit pendant la marche un court-circuit dans les conducteurs allant du contact du disjoncteur 12 'aux appareils récepteurs 24, 25, l'intensité du courant pro- duit par la dynamo 20, 21 s'élève rapidement, tandis que sa tension tombe,. Il en résulte que le disjoncteur automatique ouvre sa paire de contacts 9, 12. Par suite, la tension de la dynamo revient bientôt à sa valeur normale et le disjoncteur automatique se referme, après quoi le fonctionnement se répè- te, en succession très rapide. Les étincelles produites par l'ouverture de la paire de contacts du disjoncteur échauffent rapidement le ressort en bi-métal.
En se dilatant, ce dernier se replie vers la droite de façon à ouvrir les contacts 9, 12 du disjoncteur (Figure 2). Après un certain temps, pendant lequel la. tension dela dynamo est maintenue constante de la @
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manière normale par le régulateur 17, 18, 19, le ressort @ en bi-métal 8 se refroidit et reprend alors sa position nor- male. Les contacts 9, 12 du disjoncteur sont alors de nou- veau fermés, étant donné que l'armature 5 est attirée par le noyau de fer 2 par suite de la tension de la dynamo.
Aussitôt le disjoncteur formé, 11 s'ouvre et se ferme de nouveau en succession rapide, par suite du court-circuit,, comme au commencement, avec cette seule différence que le ressort en bi-métal s'échauffe alors plus rapidement que la première fois, étant donné son refroidissement incomplet lors de la fermeture du disjoncteur. Pour cette raison, la. chaleur produite par un petit nombre d'étincelles de rup- ture suffit déjà pour l'infléchir de nouveau. Le disjoncteur continue ainsi à s'ouvrir et se fermer sans que ses contacts se détériorent sous l'action des étincelles qui se produisent en nombre relativement faible lorsqu'il S'ouvre.
Etant disposé en dessous du contact 9 et à proxi- mité des contacts 9-12 du disjoncteur, le ressort bimétalli- que est particulièrement exposé à l'action des étincelles de rupture et est rapidement échauffé par celles-ci. L'équerre de laiton 10 a pour effet d'une part, d'évacuer rapidement du contact o la chaleur des premières étincelles relativement longues de façon qu'il ne soit pas échauffé d'une manière excessive, et d'autre part, cette équerre de laiton emma- gasine la chaleur et retarde ainsi le refroidissement du ressort en bi-métal 8. Ce dernier est argenté afin d'empê- cher la formation, sous 1,action de la chaleur, d'un oxyde mauvais conducteur de l'électricité, nuisible à la connexion électrique du ressort bi-métallique avec la pièce de contact 9.
L'oxydation de l'argent n'est pas préjudiciable car l'oxyde d'argent est bon conducteur de l'électricité.
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Dans l'exemple considéré, le ressort bi-métalli- que se compose d'une bande de laiton et d'une bande de fer qui sont soudées ensemble, la bande de laiton se trouvant du côté tourné vers le contact 9. On peut, par une composi- tion appropriée du ressort bi-métallique réduire la durée de l'ouverture du disjoncteur. La succession des mouvements du disjoncteur devient alors plus raoide et les chocs de l'armature 5 contre l'extrémité du noyau 2 ou contre la butée 7 peuvent être utilisés comme signaux acoustiques pour attirer l'attention du conducteur du véhicule sur l'existence d'un court-circuit.
Au lieu d'employer le ressort bi-métallique pour augmenter la durée de l'ouverture du disjoncteur, on peut aussi l'utiliser pour prolonger la fermeture de ce dernier et supprimer ainsi les étincelles persistantes. Il suffit dans ce but d'intervertir la position des deux bandes soudées du ressorten bi-métal, de façon que la bande de fer se trou- ve du côté tourné vers le contact 9 du disjoncteur.
-:- R E V E N D I CATIONS -:-
1.- Disjoncteur, en particulier disjoncteur-régu- lateur électromagnétique combiné, à bobine d'intensité - commune, pour équipements électriques de véhicules, caracté- risé en ce que le ressort de contact du disjoncteur est en bi-métal qui est influencé par la chaleur des étincelles se produisant lors de l'ouverture de ce disjoncteur.
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"Combined electromagnetic circuit breaker-regulator - for vehicle electrical equipment."
In the electrical equipment of vehicles comprising a dynamo and an accumulator battery, an electromagnetic circuit breaker is placed between them which is provided with a current coil and a voltage coil and which disconnects the dynamo from the battery when the latter discharges in this dynamo.
In the event of a short-circuit in the conductors connected to the automatic circuit breaker and to the receiving devices, the circuit breaker opens and closes alternately, at determined intervals, because the @
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current coil, the dimensions of which have been suitably determined, reinforces the action of the voltage coil after closing the circuit-breaker, so that the latter does not open unless there is a noticeable drop in voltage.
On the other hand, due to the low voltage existing when opening the circuit breaker, the dynamo requires some time to reach the closing voltage again.
When such a circuit breaker is combined with a regulator in such a way that these two devices have a common current coil, this must remain relatively small as a result of the conditions imposed on the regulator. It follows that in the event of a short circuit, the automatic circuit breaker opens and closes in rapid succession, which destroys its spring and its contacts under the action of the sparks produced. According to the invention, this drawback is avoided by constituting the contact spring of the bi-metal circuit breaker which is influenced by the heat of the sparks which are produced when the circuit breaker is opened.
The drawing shows, by way of example of an embodiment of the invention, a combined circuit breaker-regulator, with a single armature, for electrical equipment of vehicles,
Fig. 1 shows the circuit breaker-regulator partially in section and a circuit diagram, and
Fig, 2 is a sectional view showing part of the circuit breaker-regulator when the contact spring of the circuit breaker is heated.
On a square iron base 1 is mounted an iron core 2 around which are wound a coil of intensity 3 and a coil of tension 4. An armature 5 is wound.
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carried by a leaf spring 6 fixed to the base 1 and rests, in its normal position, against a stop 7 fixed, with the interposition of an insulator, to the iron core 2. On the iron base 1 is fixed a spring in bi-metal 8 which carries on the one hand a contact 9 and on the other hand a brass square 10 The latter rests against an arm of the frame 5 which is folded perpendicularly to the latter * In front of the contact
9, a counter-contact 12 is fixed to an insulating plate 13.
Contacts 9 and 12 form the contact pair of the circuit breaker. To the arm 11 of the armature is fixed a stop 14 which is located opposite a stop 16 of insulating material fixed to a contact spring 15. The latter carries at its end a contact 17 which can cooperate with two contacts 18 and 19; these contacts 17, 18 and 19 are those of the regulator.
To the positive brush of the armature 20 of the dynamo is connected the inductor winding 21 mounted in series with a resistor 22, the free end of which is grounded.
From a point situated between the inductor winding 21 and the resistor 22 starts a conductor 23 which is connected to the contact spring 15 fixed to the insulating plate 13 and short-circuits the resistor 22 when closing the circuit. pair of contacts 17-18, since contact 18 is connected to ground. One end of each of coils 3 and 4 is connected to the positive brush of armature 20. The other end of coil 3 is connected to bi-metal spring 10, while the other end of coil 4 is connected to ground.
Conductors connect the fixed contact 12 of the circuit breaker to the positive terminal of the battery 24 and to the lamps 25, the negative terminals of which are all grounded as well as the negative brush of the armature 20.
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Normally the regulator-circuit-breaker operates as follows. When a certain voltage is established at the dynamo, the energization of the voltage coil 4 has the effect of attracting the armature 5 towards the iron core 2 to such that the bi-metal spring 8 is applied through its contact 9 to the fixed contact 12, so as to close the circuit breaker and to connect the receivers 24 and
25 to the dynamo. When the tension of the dynamo increases, the contact spring 15 is moved by the stopper 14 so as to produce first the opening of the contacts 17, 18 and then the closing of the contacts 17, 19.
In this last position, the inductor winding 21 is short-circuited by the conductor 23, the contact spring 15, the contacts 17 and 19, the leaf spring 6, the iron base 1, the spring in bi-metal 8 and coil 3.
8 'a short-circuit occurs during operation in the conductors going from the contact of the circuit-breaker 12' to the receiving devices 24, 25, the intensity of the current produced by the dynamo 20, 21 rises rapidly, while his blood pressure drops. As a result, the automatic circuit breaker opens its pair of contacts 9, 12. As a result, the voltage of the dynamo soon returns to its normal value and the automatic circuit breaker closes, after which the operation is repeated, in very rapid succession. . The sparks produced by opening the pair of circuit breaker contacts quickly heat the bi-metal spring.
By expanding, the latter bends to the right so as to open the contacts 9, 12 of the circuit breaker (Figure 2). After a while, during which the. dynamo voltage is kept constant from @
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In the normal way by the regulator 17, 18, 19, the bi-metal spring 8 cools and then returns to its normal position. The contacts 9, 12 of the circuit breaker are then closed again, since the armature 5 is attracted by the iron core 2 as a result of the tension of the dynamo.
As soon as the circuit-breaker is formed, 11 opens and closes again in rapid succession, as a result of the short-circuit, as at the beginning, with the only difference that the bi-metal spring then heats up more rapidly than the first. times, given its incomplete cooling when closing the circuit breaker. For this reason, the. heat produced by a small number of bursting sparks is already sufficient to deflect it again. The circuit breaker thus continues to open and close without its contacts deteriorating under the action of sparks which are produced in relatively small numbers when it opens.
Being disposed below the contact 9 and near the contacts 9-12 of the circuit breaker, the bimetallic spring is particularly exposed to the action of the breaking sparks and is quickly heated by them. The effect of the brass square 10 is, on the one hand, to rapidly remove the heat of the first relatively long sparks from the contact o so that it is not overheated excessively, and on the other hand, this brass bracket stores heat and thus delays the cooling of the bi-metal spring 8. The latter is silver-plated in order to prevent the formation, under 1, of an oxide which is a poor conductor of the heat. electricity, harmful to the electrical connection of the bi-metallic spring with the contact piece 9.
Oxidation of silver is not harmful because silver oxide is a good conductor of electricity.
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In the example considered, the bi-metallic spring is made up of a brass strip and an iron strip which are welded together, the brass strip being on the side facing the contact 9. It is possible, by a suitable composition of the bi-metallic spring, reduce the duration of the circuit-breaker opening. The succession of movements of the circuit breaker then becomes more rapid and the impacts of the armature 5 against the end of the core 2 or against the stop 7 can be used as acoustic signals to draw the attention of the driver of the vehicle to the existence of 'A short-circuit.
Instead of using the bi-metallic spring to increase the duration of the opening of the circuit breaker, it can also be used to prolong the closing of the latter and thus eliminate persistent sparks. For this purpose, it suffices to invert the position of the two welded bands of the bi-metal spring, so that the iron band is on the side facing the contact 9 of the circuit breaker.
-: - R E V E N D I CATIONS -: -
1.- Circuit breaker, in particular combined electromagnetic circuit breaker-regulator, with common current coil, for vehicle electrical equipment, characterized in that the contact spring of the circuit breaker is made of bi-metal which is influenced by heat from sparks occurring when this circuit breaker is opened.