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SYSTEMES REGULATEURS DE CIRCUITS
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ELEOTRI ULS ET ANALOGUES
La présente invention concerne des systèmes d'alimentation électriques et plus particulièrement la régulation automatique d'un système d'alimentation électrique connecté à un circuit d'utilisation ayant une batterie en parallèle.
Suivant des caractéristiques de la présente invention, il
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est prevu un système d'allmentation électrique pour l'allmenta- tien,d'un circuit d'utilisation et d'une batterie en parallèle à partir d'une source de courant alternatif par l'intermédiaire d'un redresseur et d'un transformateur dont on fait varier le rapport de transformation au moyen d'un moteur qui augmente ou diminue le dit rapport suivant les variations de tensions aux bornes du circuit d'utilisation et suivant l'intensité du cou- rant fourni par la batterie, la disposition étant telle que si le courant dépasse une valeur prédéterminée le dit rapport de transformation est réduit quel que soit le voltage aux bornes du circuit de charge,
et si le dit voltage augmente au delà d'une valeur prédéterminée le rapport de transformation est réduit quelle que soit la valeur du courant vers la dite batterie.
L'invention sera également décrite en se reportant à un exemple de réalisation dans lequel un relais, ci-après dénommé relais J, connecté aux bornes du circuit d'utilisation et fono- -tionne suivant la tension entre ces bornes. Ce relais J peut être du type de relais dérivé d'un appareil de mesure qui déplace une aiguille d'un côté à un autre suivant que la tension tombe en- dessous ou s'élève au-dessus d'une certaine quantité de la ten- sion désirée.
L'aiguille fait contact sur chaque c8té pour exci- ter un relais dit "bas" ou un relais dit "haut" respectivement et ces relais appliquent une tension sur l'un ou l'autre des en- roulements d'un moteur à induction du type à capacité. ce moteur tourne en conséquence dans un sens ou dans l'autre pour faire va- rier les prises d'un transformateur dans le circuit d'alimentation dans un sens ou dans l'autre jusqu'à ce que l'aiguille du relais J soit ramenée en position normale ou jusqu'à ce que les contacts de position maximum inférieure ou supérieure, suivant le cas, in- terrompe le circuit du moteur.
Ce dispositif peut être utilisé pour la'régulatisation de la tension d'une alimentation en courant continu dérivé d'un réseau à courant alternatif par un ou des transformateurs et un redresseur ou pour la régularisation de la tension d'une alimentation en courant alternatif d'un circuit
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d'utilisation en connectant un redresseur en serie avec le relais J placé aux bornes du circuit d'utilisation.
Suivant certaines de ses caractéristiques la présente inven -tion concerne des dispositifs de protection contre des fonction- nements erronés de tels systèmes. Suivant l'invention on peut pré -voir un système électrique pour l'alimentation d'un circuit d' utilisation par une source de courant alternatif par un redres- seur et un transformateur dont le rapport peut être modifié au moyen d'un moteur disposé pour augmenter ou diminuer le dit rap- port suivant la tension aux bornes du circuit decharge,dans le- quel un relais J est connecté aux bornes de ce circuit d'utilisa -tion pour commander le fonctionnement du moteur et un relais au -xiliaire est connecté en série sur le cote terre du'relais J pour ouvrir le circuit de la source de courant dans le cas où un défaut se produirait dans le circuit du rebis J.
La nature de l'invention sera mieux comprise en se repor- tant à. la description suivante faite en relation avec les figures 1 et 1A des dessins joints,qui représente un exemple de réalisati- on de l'invention.Le dessin représente un secteur d'alimentation à courant alternatif triphasé 1,2,3, N connecté par les interrupteur: SW1 et OLS et les transformateurs variables VT à un redresseur R qui est de préférence du type métallique sec. Le courant redressé traverse un enroulement de surcharge OLC et après avoir été filtré par un circuit de filtrage est amené à un circuit d'utilisation LC sur lequel une batterie BY est disposée en parallèle.
Le rapport de transformation des transformateurs variables VT peut être modifié simultanément au moyen d'un moteur qui déplace les contacts sur les prises des transformateurs dans un sens ou dans l'autre afin de faire varier la tension fournie au redresseur R. Le moteur représenté est un moteur à induction du type à capaci- té dont les deux enroulements sont représentés en Ml et M2. Une ex- trémité de chacune des bobines Ml et M2 est connectée au fil neutre M du secteur d'alimentation. ¯Les autres extrémités des bobines Ml et M2 sont reliées entre elles par une capacité.
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L'arrivée de courant sur les bobines M1 et M2 est commandée par deux contacts SC1 et SV1 commandés par los enroulements CC et VC respectivement. L'enroulement CC est, dans le but do simplifier le dessin, représenté non connecté mais il est, dans la position représentée en CC2, on série avec la batterie BY en parallèle sur le circuit d'utilisation LC. L'enroulement VC est connecté en parallèle sur la batterie BY et l'enroulement CC. Chaque en- roulement fait fonctionner son contact SC1 ou SVI sur le coté L (bas) ou H (haut) suivant que le courant ou la tension respecti- vement tombe on dessous ou dépasse une valeur moyenne.
Lo commutateur SW1 peut être actionné à la main, Le commu-- tateur OLS peut êtro actionné par la bobine NVC pour connecter les fils d'alimentation 1, 2 et 3 au primaire du transformateur VT et peut être actionné- par les bobines do surcharge d'intensité OLC afin d'ouvrir cette connexion. Lorsque 10 commutateur SW1 est formé la lampe NL connectée entre les fils 1 et N s'allume si le circuit est sous tension et lorsque le commutateur sw2 est formé un circuit est établi pour le relais A allant do -24V, les contacts do repos cl, los contacts do repos bl, l'enroulement du relais A à la terre.
L'alimentation do co circuit, commo pour les autres circuits qui soront décrits, peut être obtenue par une batterie ou à partir du secteur d'alimentation par un redresseur. Le relais A ferme sur ses contacts al un circuit pour la bobine NVC qui ost connectée entre los fils 2 et N et le commutateur OLS est par suite fermé.
Un circuit est établi pour le relais D allant do la- terre aux con- tacts inférieurs du commutateur OLS, onroulomont du relais D, commutateur sw2, - 24V.
Los commutateurs SC1 ot SV1 sont normalement actionnés pour former lours contacts do gaucho L, les contacts sur los trans-
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formateurs variables VT sont bous sur le côté basse tension et les contacts LOC sont ouverts dans ce oas, Lorsque 10 relais D
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furmo ses contacts le fil 2 est connecté par les contacts do tria- va il d2, les contacts de travail IrS ost 13 (les relais LU et L étant actionnés), a la bobine j,11 du moteur.
Li> moteur est excité et entraîne los contacts du transformateur variable VT afin d'aug- mentor la tension d'alimentation ot les contacts LOC se forment.
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L# îoroùion;?c:,in.t OEt l'objot ces seront ex-oosés plus loin. l#C.(n:;on:J.O;,l'n'v O'C 1 objet do ces contacts seront Pl-as loin ::i:ta]1t dominé que les contacts 14 ot lr4 sont formés un circuit est établi pour l t ôloctro-aimc'.l1t BR qui libère un frein placé sur l'arbre entraînant les contacts des trallSfOrl11élteurs VT et couple cet arbre à l'arbre du iaotaar, Lorsque la tension aux bornes do la battorio 13Y a atteint sa valeur normale, lo rolais LU ost déscxcité et lorsque 10 cou- rant à traversla bobina CC a également atteint sa valeur normale, le rolais L est désexcité.
Dans l'un ou 1'autre cas, la moteur s'arrête et le circuit du relais BR est ouvert aux contacts 14 ou 1r4 pour débrayer l'arbre entraînant los contacts des trans-
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formateurs VT ot lui réappliqucr le frein, La tension fournie au ttodrosscur R ost ensuite commandée suivant los valeurs do la t0118ion aux bornes do la batterie BY ot suivant l-'i11-' 1;";.r:,ité qui traverse la bobine CC.
Cotto commando tillo qui-: si la tension aux bornes do la bobino VC ost info- ricuro à la tension normale, l!.alimento.tiol1 ost commandéo seulement par 10 courant do la batterie, si la tension aux bornes de la bobine VC est normale uno chute du courant vors la battorie
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'v ';Cixt ,p:û augmenter la tension do l'alimentation ot si la tension aux bornes do la bobine VC Si élève au dessus de la nortJ1c.lo,la ten- sion du 1'alimentation jet climinu6e quollo que soit la valeur do l'intensité du courant,
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Lo fonctionnement dos commutateurs SC1, SV1 pour obtenir cos résultats sera exposé ci-dos sous :
Tension inférieure à la normale :
Le commutateur SV1 formo ses contacts do gaucho. Lo relais
LR est oxcité.
Si maintenant 10 courant à traversla 'bobino CC ost inférieur à la normale, le rolais L ost excité ot le fil 2 est connecté à l'extrémité supérieure do la bobino Ml connue précédemment décrit.
Si le courant à travers la bobine CC est normal do telle sorte quo los contacts do travail 13 soient ouverts,il n'est établi aucun circuit ni pour la bobino M1 ni pour la bobino M2.
Si l'intensité du courant traversant la bobine CC est su- périouro à la normale do telle sorte que le relais H ost excité le fil 2 ost connecté par lescontacts do travail d2, les contacts do travail h4, los contacts do travail d3 à la bobine M2 et le moteur tourne pour réduire la tension fournie au @odrossour R.
Si la tension est normale ot 10 courant faible ou normal, los circuits reliant le fil 2 à l'une et l'autre dos bobines M1 ot M2 du moteur sont interrompus.
Si cependant le commutateur SC1 se déplace vers la droite, pondant une augmentation do courant, le fil 2 ost connecté par les contacts do travail d2, los contacts de travail h4, les contacts do travail d3 à la bobino M2 du moteur.
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Si la tension ost élovéo et/la commutateur SV1 so déplace vers la droite les contacts do travail hr4 conoctont le fil 2 à la bobino M2 mêmo si 10 courant dans la bobino CC est normal ou faible.
Chacun dos commutateurs SC1 et SV1 ost muni d'un dispositif pour éliminer les vibrations dos contacts. Los deux dispositifs sont exactement similaires ot il ost par suite seulement nécessaire do décriro l'un doux.
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Lorsque le relais L est excité, les contacts 12 coupert 10 court circuit do 1a résistance r3 réduisant ainsi le courant dans 1e bobine CC et faisant en sorte que le commutateur reste sur les contacts du côté "bas". Lorsque 10 commutateur SC1 so déplace vers 10 côté 'haut" ot excite le relais H, los contacts h2 court-oir- cuitent la résistance r2, augmentant ainsi 10 courant dans la bobine CC et faisant on sorte quo los contacts restent fermés du côte"haut".
Dans 10 cas de chacun dos commutatours do régulation lo déconnecté relais L ou LR est aux contacts hl et hrl respectivement lorsque le relais H ou HR ost excité et ces derniers relais sont déconnectés aux contacts 11 et lrl lorsquo les relais L ot LR respectivement sont excités,
L'élcetro-aimant BR est excité pour libérer le frein ot embrayer l'arbre entraînant les contacts des transformateurs VT à l'arbre du moteur par les contacts h5 ou hr5 lorsque los relais H ou HR s'excitent. Le dispositif employé est de préférence celui décrit dans le brevet français 610.510 do la Demanderesse déposé le 2 Février 1926 pour l'ontr-aînement des balais d'un sélecteur dans un système de bureau central téléphonique par un arbre tour- nant cn permanence.
Des dispositifs d'alarme sont prévus pour 10 cas de défauts divers. Le relais Faune oxtrémité do son enroulement normalement connectée à un point relié en étoilo aux fils 1, 2 et 3 par des condensateurs et des fusibles, et l'autre côté de son enroulement connecté air. fil neutre N.
Pondant quo l'alimentation normale est assurée il s'en.--suit que le rolais F rosto dosc@eité mais si l'une dos phasosdo l'alimentation vient à manquer, sans quo los autres soient interrompues, 10 relais F s'excite et par ses con- tacts fl et f2 forme le circuit du relais B en plus du circuit établi par los contacts LOC et le commutateur sw2 vers -24V,
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Le relais B s'excite ot forme sur lui-même un circuit do blocage par los contacts b2 vers la torro indépendament dos contacts du commutateur CLS. Il déconnecte do même aux contacts b1 la battorio du relais A qui se désexcite- .
Aux contacts al le relais A coupe le courant dans la bobine NVC do telle sorte quo le commutateur OLS s'ouvre et forme aux contacts a2 un circuit provoquant l'allumage do la lampe AL pour donner une alarmo, le circuit étant le suivant torre, lampe AL, contact do repos a2, contact de repos dl, contact de travail f2, battorio. Lo relais D ost désexcité et par les contacts d3 connecte le fil 2 sur les contacts LOC qui sont en ce moment formés sur la bobino M2 du moteur.
A moins quo la phase qui manque soit celle du fil 2,la moteur fait fonctionner los contacts du transformateur VT jusqu'à ce que celui-ci se trouve dans la position de tension de sortie minimum, Quand cet état a été atteint, los contacts LOC sont ouverts mécaniquement par la pièce qui fait fonctionner les contacts du transformateur VT et le- circuit du moteur est coupéc. Lo relais B roste excité aussi longtemps que F est excité,
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est Lorsque la phase interrompue rétablie, le relais F est de nouveau désexcité et aux contacts fl ot f2 interrompt le circuit du relais B. Le relais A peut alors so réexciter, la bobine MVC referme le commutateur OLS et réexcite le relais D.
La commande do l'alimon- tation ost maintenant prise do nouveau par los commutateurs SC1 et SV1 mais il n!y a pas de danger d'une variation brusque de la tension du circuit d'alimentation car la tension d'alimentation ost à sa valeur nimimum,
Si la phase interrompue avait été colle du fil 2, la moteur n'aurait pas pu fonctionner immédiatement mais le relais B reste actionné, Ainsi 10 relais A no peut pas être excité pour exciter la bobine NVC pour reformer le commutateur OLS avant que les contacts LOC ait aiont été ouverts, c'est-à-dire jusqu'à ce que le moteur déplacé
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les contacts du transfermatours VT de toile sorte que la tension minimum soit prête à être appliquée au .redresseur R,
-La fil 2 est connecté à la bobine M2 du moteur à cet effet par les contacts formés LCC et los contacts do repos d3,
S'il y a une interruption complète d'alimentation du secteur la bobine NVC est privée de courant et le commutateur OLS est ouvert. La terre sur le contact le plus bas du commutateur OLS excitera le relais B qui so bloque comme précédemment. De nouveau, l'alimentation du redresseur R se fera seulement à la tension minimum.
La bobine CLC ni ouvrira pas le commutateur CLS lorsqu'elle est traversée par le courant d'alimentation normale mais ollo ouvrira ce commutateur dans le cas d'une surcharge de courant.
Dans ce cas il y a également excitation du relais B et le commu- tateur CLS ne se refermera pas do nouveau avant que la tension à appliquer au rodrossour R no soit réduite à sa valeur minimum,
Un contact HC est actionné par un pèse-acide placé dans la batterie BY do telle sorte que si la tonsion do la batterie est normale ce contact est formé. Ce contact forme la circuit du relais G par le contact la plus bas du commutateur CLS quand celui-ci ost actionné, ainsi le relais G est excité et circuitepar ses contacts gl une résistance R1. Si le secteur vient à manquer que pendant suffisamment do temps pour/la tension do la batterie BY tombe on dessous d'une valeur prédéterminée, ce contact HC s'ouvre.
Lorsque la. tension du secteur est rétablie le relais G est par suite non excité et la résistance R1 placée on série avec le solenoido VC. En conséquence, uno tension supérieure à la normale est néces- sair@ pour actionnor le commutatour SV1 sur les contacts H, ot la batterie BY ost rechargée à une tension plus élovéo qu'il ne serait normalement nécessaire pour maintenir une batterie tampon complètement chargéc.
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Dans le cas où les contacts des transformateurs VT serait essayer de/ déplacés par 10 moteur pour/fournir une tension plus élevée que le maximum permis au redressour, la pièce entraînant ces contacts ferme mécaniquement les contacts HCC pour exciter le relais C, celui-ci forme un circuit de blocage pour lui-même par les contacts c3 et connecte une batterie par les contacts c2 à une lampe d'alarme FL. Au),, contacts ol,le circuit' du rolais A est ouvort ct le commu- tateur OLS s'ouvre. Le moteur est actionné par les contacts LCC et los contacts do repos d3 pour réduire la tension prête à ôtro fournie au redresseur R dans son déplacement vers le minimum.
Pour permettre la régulation do l'alimentation pour ce qui dépond du courant à travers la bobine CC, soulement par 10 courant qui charge la battorio BY et non par le courant qui va vers 10 circuit d'utilisation, = relais doit être placé en série avec la bobine CC qui courti-circuite le dit,:
bcbine quand le courant va
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do 7.a battorio vers le circuit d'utilisa.tion.. e-t 2A So' reportant à. 10. fig. 2on rorr.rquoic. que les organes con... rospondant à ceux do la fig. 1 ont los mornes indices do référence, Comme décrit ci-dossus, la dessin montro une alimentation. on ccu- rant triphasé alternatif 1, 2,3 rolié par des commutateurs SW1 ot OLS et los transformatours réglables VT à un redresseur R qui ost de préférence du type à contact soe. Lo courant rodrossé travorse une bobine do surchargo OLC ot après avoir filtré par un air- cuit do filtrage, est envoyé à uh circuit d'utilisation LC.
Le rapport do transformation du transformatour variable VT pout ôtre modifié simultanément au moyen d'un moteur qui peut fone- tionner pour déplacer los pièces do contact reliées aux prises dos transformatiours dans uno direction ou l'autre afin do faire Varier la tension fournie au redresseur R,. Le moteur utilisé ost un moteur à induction du typo à capacité dont los doux bobines sent représontées on M1 ct M2. Uno extrémité do chacune dos bobines
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M1 et M2 est connectée au, fil neutre représenté en N et les des bobines/
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autres extrémités/Ml et M2 sont connectés e;..:.s illos par une capacité.
Suivant des caractéristiques de la présente invention, on peut utiliser un seul relais J comme représenté sur le dessin.
Le fonctionnement général du dispositif représenté est le même que celui décrit ci-dessus et par suite certaines parties du circuit qui ne sont pas essentielles pour la compréhension de la présente invention ont été omises et en outre il n'est pas donné de descrip- tion générale du circuit.
Le relais J précédemment mentionné est connecté aux bornes de sortie d'utilisation de façon à être actionné suivant les variations de tension.. de ce circuit. On peut rappeler ici que dans le système représenté il n'y a pas de batterie tampon sur la sortie du redresseur comme dans le cas précédent et par conséquent un seul relais J est utilisé. Il n'y a cependant aucune raison pour qu'une batterie tampon avec deux relais J associés ne soit pas employée,
Se reportant de nouveau au dessin on verra que si le relais J vient à être ouvert par suite d'un défaut ou si une terre ou une perte à la terre se présentait dans le circuit de ce relais, il pourrait en résulter de sérieuses conséquences ;
par exemple,si le circuit du relais J était ouvert son aiguille se déplacerait vers son contact "bas" excitant ainsi le relais L et la tension de l'ali- mentation serait augmentée dans des limites dangereuses. Si une pnrte à la terre se pr@sontait dans une résistance R,reliée en série avec le relais J,l'aiguille irait sur son contact "haut" excitant ainsi le relais H alors que la. tension est en réalité normale et provo- querait ainsi une diminution intempestive de la tension d'alimentation.
Pour éviter ces défauts,un relais N est connecté en série avec le relais J et entre le relais J et le fil de terre de ce circuit, Si 1.'un des défauts précédemment mentionnés se produit le relais N est désexcité et par ses contacts nl ferme un circuit
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par le relais C pour actionner.une alarme ALR, L'excitation du relais C ouvre les contacts C' et désexcite ainsi le relais A qui à son tour par les contacts a' interrompt le circuit de la bobine NVC qui ouvre le commutateur OLS interrompant ainsi le circuit d'ali- mentation.
Pour se protéger des fautes dans le circuit du moteur, un relais retardé P est placé dans le circuit de commande du moteur et est fermé lorsque les relais "haut" ou "bas" H ou L,ci-dessus mentionnés,sont l'un ou l'autre excités à travers les contacts h4 ou 14. Le relais P s'excite complètement seulement après une durée supérieure à celle qui est nécessaire au déplacement complet des prises du transformateur de la tension minimum à la tension maximum ou vice versa. Pendant le fonctionnement normal par suite le relais temporisé P n'est pas excité, Si cependant il arrivait que le moteur ne fonctionne pas en réponse au déplacement de l'aiguille du relais J, ce relais temporisé P fonctionnerait et fermerait un circuit action- nant l'alarme ALR à travers pl et le relais C décrit ci-dessus.
Le fonctionnement du relais P coupe également l'alimentation due à l'excitation du relais C qui, comme décrit ci-dessus, désexcite le relais A. Si l'alimentation venait à être interrompue,le circuit d'utilisation pourrait être alimenté par le circuit de réserve RES et il est prévu des moyens par lesquels le circuit d'utilisation n'est pas reconnecté au dispositif dialimentation sur le secteur avant que ce dernier atteigne une certaine tension prédéterminée qui est supérieure à circuit ouvert à la tension du circuit d' ali- mentation.
A cet effet,lorsque le circuit d'alimentation est alimen- té par une source de réserve,une résistance additionnelle R4 est connectée en série avec le relais J en parallèle sur la charge LC, et cette résistance additionnelle R4 augmente ainsi la tension pour laquelle l'aiguille du relais J se trouve dans sa position médiane.
Pendant le fonctionnement normal,la résistance R4 est court-circuitée
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par les contacts ml du relais 11 et le relais M trouve une terre par ses propre;; contacts m2, à travers un point X (pour éviter de com- pliquer le dessin le circuit a été interrompu en X) les contacts a2 du relais A et par là à la terre. Dans le cas d'un manque de secteur , le relais A est désexcité ouvrant ainsi le circuit du relais M. Lors- que le secteur est établi le relais.A est excité mais le relais @ ne peut pas trouver une terre du fait que le circuit est prolongé par ses propres contacts m2.
Le relais suite, reste au repos jusqu'à ce que l'aiguille du relais J soit ramenée à sa position médiane,sur quel,le relais M trouve une terre à travers les contacts de repos h5,15 des relais "haut" et "bas" H et L, Aussitôt qu'il trouve une terre et est excité, le relais M ferme ses contacts m2 de telle sorte qu'il ne soit plus sous la dépendance du circuit se prolongeant par h5 et 15.
Dans tous les cas ou le moteur est excité pour faire varier les prises sur le transformateur,un frein est dégagé d'une roue dentée du transformeteur et la roue dentée est engagée avec un engrenage entraîneur du moteur. Le mécanisme utilisé dans ce but peut être celui décrit dans le brevet de la Demanderesse 610.510 déposé le 2 Février 1926 plus particulièrement pour l'entraînement d'un sélecteur dans un système de téléphonie automatique,
Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec des exemples de réalisation, il est clair qu'elle n'est en rien limitée à ses exemples et que ceux-ci peuvent subir de nom- breusea modifications ou variantes qui apparaîtront à l'homme de l'Art sans sortir du doraine de l'invention.