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PEEFECTIOEMPMITS AUX EQUIPEM8Nl'S LIb2ITATEÛRS DE DUREE D9t3PïE c#ERA.TION.
La présente invention se rapporte à des équipements dont le rôle est de limiter la durée d'une opération et, plus particulièrement, à ceux comportant des circuits électriques dans lesquels on utilise, à cet effet, des tubes à décharge,
Dans l'industrie, on a souvent à commander la succession de certaines opé- rations et aussi leur durée* Par exemple, dans le cas de soudure par résistance, certaines opérations doivent suivre les précédentes, après un réglage prédéterminé de durée, la commande de la succession desdites opérations pouvant comporter six intervalles que l'on désignera par la suites "pression", "chauffage", "refroi- dissement", "soudure", "maintien", "coupure". Au cours de la première, on applique les électrodes sur la pièce, à la pression convenable,
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faire passer le courant de soudure. La période de "chauffage" se rapporte à la durée d'une impulsion de courant; celle de "refroidissement" représente l'intervalle entre les impulsions de courant quand il en faut un certain nombre pour effectuer la soudure, par exemple la soudure par points - opération au cours de laquelle le nombre d'intervalles de chauffage, séparés par un ou plusieurs intervalles de re- froidissement, est déterminé par la durée nécessaire à effectuer la soudure., La période "maintien" est la durée pendant laquelle les électrodes restent sur la pièce, la totalité de la pression y étant appliquée après que le courant de soudure a cessé et avant que la pression sur les électrodes soit relâchée.
La période de "coupure" fixe l'intervalle de temps avant que les moyens d'application de la pression des électrodes sur la pièce n'agissent de nouveau, quand il s'agit d'opérations succes- sives ; de préférence, les intervalles de temps précités sont réglables indépendam- ment l'un de l'autre.
Jusqu'alors, cette succession des opérations de commande était obtenue par six éléments indépendants, de limitation du temps. Conformément à l'invention, on réduit ce nombre en contraignant un ou plusieurs éléments limitateurs de temps, à fonctionner à répétition avec différents réglages de la durée.
L'invention concerne un circuit perfectionné de retardement. Un autre objet de l'invention consiste en un circuit à temps, agissant en concordance avec la con- ductibilité retardée d'un tube à décharge électronique, muni d'un élément de commande sélectivement connecté à un certain nombre de circuits à temps, chacun d'eux rendant le tube conducteur après un retard prédéterminé, différent pour chacun des circuits.
Un autre objet de l'invention consiste en un appareil de commande dans lequel un certain nombre d'opérations ont leur durée fixée par le fonctionnement alterné de plusieurs circuits à retardement, chacun d'eux comportant un tube à décharge associé à plusieurs circuits à temps, sélectivement connectés à l'élément de commande du tu- be à décharge auquel ils sont associés, par des Interrupteurs ou des commutateurs commandés par lesdits circuits à retardement.
Un autre bjet de l'invention consis- te en un appareil de commande,dans lequel un circuit de retardement comportant un tube à décharge et un certain nombre de circuits à temps, affectés à ces éléments de commande, est contrôlé par un relais à retardement qui agit pour modifier la con- nexion de l'élément de commande du tube à décharge de l'un desdits circuits à temps à un autre de ceux-ci.
L'invention sera mieux comprise par la lecture de la description qui suit et l'examen des'dessins annexés où :
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la fig,l représente un schéma de l'équipement ; et @ la fig.2, un tableau montrant la succession des opérations.
Conformément à l'invention, les six intervalles précités, utilisés dans un équipement de soudure par points, sont déterminés par trois relais à retardement au lieu de six. Dans ce système, un relais à retardement détermine les instants de chauffage et de coupure, un autre ceux de pression, de refroidissement et de maintien et un troisième celui de soudure. Le premier et le second relais à retardement sont disposés de manière à fonctionner pendant des Intervalles différents, du fait de l'ac- tion de plusieurs circuits sélectifs de durée, connectés aux grilles des tubes à dé- charge. Des interrupteurs ou commutateurs, actionnés par un ou plusieurs de ces re- lais, connectent un circuit à l'autre, antérieurement à l'instant auquel le relais à retardement ainsi commandé va fonctionner avec un retard différent.
On a représenté, fig.l, une machine à souder schématisée en 10; elle com- porte un certain nombre d'électrodes 11, connectées aux bornes du secondaire 12 d'un transformateur 13, dont le primaire est représenté en 14. Les électrodes s'ap- prochent et s'écartent l'une de l'autre vers la pièce 15, pour entrer en contact avec elle ou la quitter, sous l'action d'un mécanisme hydraulique 16, qui peut être cons- titué par un cylindre et un piston commandé par l'admission et l'échappement d'un fluide, par l'action d'une valve 17, dont le circuit comporte un enroulement d'utili- sation 18 ; valve 17 contrôle l'admission du fluide de la tubulure 19 au mécanisme 16,et son échappement par un tube 20.
Le fonctionnement de la machine à souder est commandé par un dispositif réglant la succession des opérations des autres des éléments de la fig,l. Il com- porte trois relais à retardement :TD1, TD2 et TD3, et trois relais de commutation CR1, CR2 et CES. Ces relais sont chacun munis de contacts internonnectés l'un à l'autre, et aussi d'interrupteurs ou commutateurs à commande manuelle Si, 22 et 23 qui constituent un système de commutation ou d'interruption, déterminant la succes- sion des opérations de la machine à souder, notamment la pression, le chauffage, le refroidissement, la soudure, le maintien et la coupure précités.
Les enroulements des relais, ainsi que celui 18 de la valve 17, sont connectés à un circuit d'alimentation 24 - 25 dont la liaison avec la source de cou- rant alternatif 26 est commandée par les interrupteurs manuels 27. Le courant de soudure est fourni au primaire du transformateur de soudure 13 par une source 28,
Les fonctionnements des relais à retardement TD1, TD2 et TD3 sont com- mandés par des tubes à décharge 29, 30 et 31; chacun d'eux comporte une anode
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32, une cathode 33 et une électrode de commande 34.
Les enroulements 35, 36 et 37 de ces relais, sont connectés en série avec les circuits ancdiques de ces tubes à décharge sur le circuit d'alimentation 24,25, par l'intermédiaire d'interrupteurs ou cmmmutateurs comprenant : leurs contacts, les conducteurs des relais CR1, CES et CR3 et les interrupteurs à commande manuelle SI, 22 et 23. Les retards dans le fonc- tionnement des relais TD1, TD2 et TD3 sont déterminés par les tensions appliquées aux grilles 34 des tubes à décharge 29, 30 et 31. Les relais TD1 et TD2 comportent un certain nombre de circuits à temps, réglables, destinés à appliquer des tensions de commande différentes. Len relais à retardement TDS ne comporte qu'un circuit à temps réglable.
Le retard au fonctionnement des relais TD1, TD2 et TD3 dépend de la valeur du potentiel négatif d'une capacité connectée à la grille du tube à décharge asso- ci.6 à chaque relais, Cette capacité est chargée par le circuit-grille du tube à dé- charge au moment où le circuit anodique est ouvert, et se décharge quand ledit cir- cuit anodique est fermé à un régime déterminé par la valeur de la résistance connec- tée à ses bornes,
Par exemple, dans le circuit du relais TD3, une capacité 38 est chargée par l'élément redresseur du tube 31, pour appliquer un potentiel négatif à sa grille de commande 34. La valeur de ce potentiel négatif sur la capacité 38 est détermi- née par la position d'un curseur 39 sur la résistance 40, d'un diviseur de tension comportant des résistances 41,
40 et 12 en série, et connectées aux bornes du cir- cuit d'alimentation 24, 25. Le circuit de charge est fermé par ce diviseur de ten- sion, le curseur 39, la capacité 38, la résistance limitatrice de courant 43, la grille de commande 34, la cathode 33 du tube à décharge 31, et le circuit shunt comprenant une résistance 44, les résistances 45, 46 et l'enroulement 37 du relais TD3. Quand le circuit anodique du tube 31 est ouvert et quand le conducteur 25 de la ligne d'alimentation est à un potentiel positif, on conçoit que le potentiel au- quel la capacité 38 est chargée, dépendra de la position du curseur 39 sur la ré- sistance 40.
Elle atteindra la valeur de la chute de tension sur la résistance 42, sur la partie droite de la résistance 40. déterminée par la position du curseur 39 sur elle, Ce circuit de charge de la capacité est touteflis interrompu quand le circuit anode-cathode du tube 31 est fermé par les contacts 47 du relaish CR2 et la connexion consécutive de la cathode du tube à décharge sur un circuit que l'on dé- crira ci-dessous, qui aboutit au conducteur 25 du circuit d'alimentation. La fermeture de cet interrupteur applique aussi l'alternance positive de cou-
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-rant alternatif, sur la grille de commande 34 du tube à décharge qui, en ampli- tude, atteint la valeur de la chute de tension sur la résistance 41 et la partie gauche de la résistance 40, dont la valeur est déterminée par la position du cur- seur 39 sur elle.
C'est-à-dire que, quand le conducteur 24 du circuit d'alimenta- tion est à un potentiel positif et que, de ce fait, un potentiel positif est appli- qué à l'anode 32 du tube à décharge 31, sa grille de commande 34 est également po- sitive par rapport à sa cathode 33, du fait de la chute de tension précitée, aux bornes de la résistance 41, et de la partie gauche de la résistance 40. Quand la résistance 42 â plusieurs fois la valeur de la résistance 41, le potentiel positif appliqué à la grille de commande 34 du tube à décharge est Insuffisant pour rendre le tube conducteur, du fait du potentiel négatif élevé appliqué à sa grille par la capacité 38.
Toutefois, cette dernière se décharge lentement à travers une résis- tance 48, en dérivation sur elle et, après un intervalle de temps déterminé par cette résistance, elle atteint une tension inférieure à la tension positive appli- quée à la grille de commande du tube 31, quand son anode est positive et, en consé- quence, capable de conduire le courant. La gamme des valeurs de retard est déter- minée par la position du curseur 39, sur la résistance 40 du diviseur de tension et par la valeur de la résistance 'de décharge 48, en shunt sur la capacité. Un in- terrupteur 49 est prévu pour accroître la gamme de réglage, par augmentation ou di- minution de la valeur de la résistance 48 connectée aux bornes de la capacité 38.
Le relais TD1 comporte deux de ces circuits à temps, sélectivement connec- tés à la grille de commande 34 du tube 29 par les contacts 50, 51 du relais CR3* Les contacts relient une capacité 52 au curseur 53 de la résistance 55 d'un divi- seur de tension comportant des résistances 54,55 et 56,et les contacts 51 mettent en circuit la capacité 52 par un curseur 57 de la résistance 58 d'un diviseur de tension comportant les résistances en série 54,58 et 56. Comme dans le cas du re- lais TD3, la capacité 52 du relais TD1 comporte une résistance de décharge 59 et un interrupteur 60, destinés à commander la valeur de cette dernière et connectés aux bornes de la capacité 52. On a prévu également une résistance !imitatrice 61 et les-, résistances 62, -63 et 64.
Le relais TD2 comporte TD2 comporte trois de ces circuits à temps qui sont sélectivement connectés à la grille 34 du tube 30 par les contacts 65 et 66 du re- lais CE2, et les contacts 67 et 68 du relais TD3. Le contact 65 connecte une capa- cité 69, au curseur 70 de la résistance 71, d'un diviseur de tension comportant en µsérie les résistances 72, 71 et 73. Les contacts 66, 67 des relais CR2 et
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TD3, connectant la capacité 69 au curseur 14 d'une résistance 76 d'un diviseur de tension comportant les résistances 72, 75 et 73. Le contact 68 du relais TD3 con- necte la capacité 69 à un curseur 76 d'une résistance 77 d'un diviseur de tension comportant les résistances 72, 77 et 73.
Comme dans le cas du relais TD3, la capa- cité 69 du relais TD2 comporte :une résistance de décharge 78 et un interrupteur 79 destinés à commander la valeur de celle-ci et connectés aux bornes d'une capacité 69.
On a prévu également une résistance limitatrice 80 et d'autres résistances 81, 82 et 83,
Les résistances 63, 82, 45 connectées aux bornes des circuits d'anode des tubes 29, 30 et 31, sont de valeur plus élevée et on les utilise pour assurer la sta- bilité du fonctionnement de ces tubes, en réponse à la tension de grille de commande.
Les capacités 84, 85 et 86 sont connectées entre les grilles 34 et les cathodes 33 de ces tubes pour des raisons analogues de stabilité de fonctionnement. Chacun des tubes à décharge comporte une grille cran 87 connectée à sa cathode. Les enroule- ments 35, 36, 37 des relais TD1, TD2, TD3 comportent des capacités de filtrage 88, 89, 90, du fait que ces enroulements sont parcourus par un courant pulsatoire dont l'intensité est commandée par les tubes 29, 30 et 31, qui se comportent comme des redresseurs et permettent au courant de circuler dans un sens seulement, c'est-à- dire de leurs anodes vers leurs cathodes.
Le relais DR1 comporte des contacts de maintien 91, des contacts 92, pour assurer l'alimentation du primaire 14, du transformateur de soudure 13,, des contacts 93, pour commander l'alimentation du relais CR2, et des contacts 94, dans le circuit anodique du tube 30. Le relais TD1 comporte :les contacts 95, en circuit avec l'en- roulement 96 du relais CR1, les contacts 97, en circuit avec l'enroulement 98 du re- lais CR3 et le circuit anodique du tube 30.
Le relais CES comporte,, en plus des con- tacts 50 et 51, d'autres contacts 99, en circuit avec l'enroulement 18 de la valve 17, des contacts 100, en dérivation sur les contacts 97 du relais TD1, des contacts 101 en circuit avec l'interrupteur 22, en dérivation sur les contacts 21 de l'inter- rupteur S1, des contacts 102, en circuit avec l'enroulement 96 du relais CR1, et dee contacts 103, dans le circuit anodique du tube à décharge du relais TD1. Le relais TD2 comporte des contacts 104, en circuit avec l'enroulement 96 du relais CRI et des contacts 105 qui, en liaison avec les contacts 106 du relais TD3, commandent ltali- mentation des relais CR3 et CR2. Ce dernier, avec les contacts 47,65 et 66, com- porte d'autres contacts 107.
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La commande effectuée par les relais des contacts précités n'est pas complètement décrite dans chaque cas et, en conséquence, le fonctionnement du sys- tème sera mieux compris en considérait le fonctionnement des équipements de com- mande duquel il constitue une partie.
Dans cet équipement représenté fig,l, les divers relais sont représentés en position de coupure d'alimentation.
Les conducteurs 24, 25 sont alimentés par la fermeture des relais 27, par lesquels ils sont connectés à la source de courant alternatif 26. Consécutivement à la fermeture des Interrupteurs 27, le relais TD1 fonctionne Immédiatement sans retard puisque son circuit anodique est fermé par les conducteurs 24, l'enroulement 35, le tube 29, le conducteur 108 et les contacts 103 du relais CR3 pour aboutir au conducteur 25, avant que puisse apparattre un potentiel négatif sur le condensateur 52 par sa connexion aux diviseurs de tension 54, 55 et 56, par l'intermédiaire des contacts 50 du relais CES.
quand on appuie sur le bouton poussoir de l'interrupteur S1, pour amorcer l'opération de soudure, la fermeture antérieure des contacts 97 du relais TD1 ferme le circuit d'alimentation de l'enroulement 98 du relais CR3 et le circuit anodique du relais TD2. Le circuit de l'enroulement 98 du relais CES est constitué par le conducteur 24, les contacts 105 du relais TD2, les contacts en parallèle 106 du re- lais TD3, les contacts 37 du relais TD1, les conducteurs 109, 110, 111, les contacts 21 de l'interrupteur Si, et enfin le conducteur 25.
L'enroulement 36 du relais TD2 se ferme par le conducteur 24, le tube à décharge 30, les contacts 94 du relais CR1, les conducteurs 112, 113, 114, les contacts 97 du relais TD1, les conducteurs 109, 110, 111 et les contacts 21 de l'interrupteur Si, et enfin le conducteur 25.
Le fonctionnement du relais CR3 met en circuit le relais TD1, qui couvre ses contacts 50 et ferme ses contacts 51. Il ouvre également le circuit anodique du tube 29 du relais TD1, par l'ouverture de ses contacts 103. Il ferme également ses contacts 100, qui sont en dérivation sur les contacts 97 du relais TD1 ,de telle sorte que l'ouverture de ce dernier ne coupe pas le circuit d'alimentation de son enroulement 98 ou de l'enroulement 36 du relais TD2. Il ferme également ses con- tacts 99 et, par conséquent, connecte l'enroulement 18 du tube 17 aux conducteurs d'alimentation 24 et 25. le tube 17 agit pour fournir du liquide au mécanisme de commande 16, qui applique les électrodes 11 sur la pièce à souder 10.
Après fer- meture du circuit anodique du tube 30 du relais TD2, ce dernier, après un re- tard prédéterminé par le circuit à temps connecté à la grille, par l'inter-
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-médiaire des contacts 65 du relais CR2, fonctionne pour ouvrir ses contacts 105 et fermer ses contacts 104.
Le fonctionnement que l'on vient de décrire pour les divers relais est représenté dans le schéma de la fig.2; consécutivement à la fermeture de l'inter- rupteur S1, quand UD1 est en position supérieure, les relais CES et TD2 sont alimen- tés et les électrodes se déplacent l'une vers l'autre, sous l'action du mécanisme 16 commandé par la valve 17. La durée de temporisation pour TD2 est indiquée par la partie hachurée s'étendant vers la droite, à partir du commencement de la période de pression qui est amorcée par le fonctionnement de la valve 17, pour amener les élec- trodes en contact avec la pièce.
Ce mouvement est indiqué dans le schéma par la partie de la ligne "Electrodes",, Le courant de soudure ne passe pas encore et ni les relais CR1, CR2 et TD3 ne sont alimentés, comme indiqué par les lignes portant l'indication t "soudure" "CR1, "CR2" et "TD3".
Cette période de pression 'Brévue pour amener les électrodes en contact avec la pièce, se termine quand le relais CRI fonctionne pour assurer le débit du courant de soudure, représenté dans le schéma par la ligne en zig-zag qui représen- te les pulsations du courant. Quand le relais TD2 fonctionne et ferme ses contacts 104, un circuit se trouve fermé comportant :
l'enroulement 96 du relais CR1, le con- ducteur 24, le conducteur 115, l'enroulement 96, les contacts 95 du relais TD1, les contacts 102 du relais CR3, les conducteurs 116 et 117, les contacts 104 du relais TD2, les contacts 106 du relais TD3, les contacts 100 du relais CR5, les conducteurs 109, 110 et 111, les contacts 21 de l'interrupteur SI et, enfin, le conducteur 25, La fermeture des contacts 104 du relais TD2 ferme aussi le circuit anodique du tube 29 du relais TD1, à partir du conducteur 24, par l'intermédiaire de l'enroulement 35 et du tube 29 du relais TD1, par les conducteurs 108 et 117, les contacts 104 du re- lais TD2, les contacts 106 du relais TD3, les contacts 100 du relais CR3,
les con- ducteurs 109, 110, 111, et les contacts 21 de l'interrupteur S1 et, enfin, le con- ducteur 25. Le relais TD1 agit sous l'action de son circuit à temps fermé par les contacts 51 du relais CR3.
Le fonctionnement du relais CR1 ferme ses contacts 91 et ouvre ses contacts 94. L'ouverture de ces derniers coupe l'alimentation sur le relais TD2; ce dernier ouvre alors ses contacts 104 et ferme ses contacts 105. L'alimentation du relais TD1 est néanmoins maintenue comme l'est celle du relais CR1 par la fermeture de ses contacts 91.
Consécutivement au fonctionnement du relais CRI, ses contacts 92 se
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ferment, ce qui complète le circuit du primaire 14 du transformateur 13 sur la sour- ce d'alimentation 28. Le relais CR1 ferme aussi ses contacts 93 ainsi que le circuit: d'alimentation du relais CR2, à partir du conducteur 24 par l'enroulement 118 du relais CR2, les contacts 93 du relais CR1, les conducteurs 112, 113 et 114, les con- tacts 100 du relais CR3, les conducteurs 109, 110 et 111, les contacts 21 de l'in- terrupteur S1 et enfin be conducteur 25.
Le fonctionnement du relais CR2 ferme ses contacts de maintien 107, ce qui met en dérivation son enroulement 118 sur l'enroulement 98 du relais CR3. Il ouvre aussi ses contacts 65 et ferme 66, pour établir un nouveau circuit à temps pour le relais TD2, par les contacts fermés 67 du relais TD3. Il ferme également ses con- tacts 47 pour établir le circuit anodique du tube à décharge 31 du relais TD3 comme suit t conducteur 24, enroulement 37, tube à décharge 31 du relais TD3, contact 47, conducteurs 112, 113, 114, contacts 100 du relais CR3, conducteurs 109, 110 ,111 , contacts de l'interrupteur 21, conducteur 25.
La suite des opérations que l'on vient de décrire est représentée sur le schéma entre les opérations de pression et de chauffage.
Après une certaine durée établie par le circuit à temps du relais TD1. fer- mé par les contacts 51 du relais. CR3, le relais TD1 fonctionne pour ouvrir ses con- tacts 95 et fermer ses contacts 97. La fermeture de ces derniers n'a aucun effet puisque les contacts en parallèle 100 du relais CR3 sont également fermés. L'ou- verture des contacts 95 coupe l'alimentation du relais CR1 qui, de ce fait, ouvre ses contacts 91,92 et 93 et ferme ses contacts 94.
La fermeture de ces derniers 'réalimente le relais TD2 qui, immédiatement, commence à travailler avec un retard différent puisque la grille du tube à décharge qui lui est associé 30, se trouve alors connectée à un circuit à temps établi par la fermeture des contacts 66 du relais CR2 et des contacts 67 du relais TD3, l'ouverture des contacts 93 du relais CR1 n'a aucun effet sur l'alimentation du relais CR2, dont l'enroulement 118 a été monté en parallèle sur l'enroulement 98 du relais CR3 par la fermeture des contacts 107 du relais CR2. L'ouverture des contacts 92 du relais CR1 coupe le courant de endure et, par conséquent, termine la période de chauffage.
Entretemps, le relais TD3 se comporte comme l'indique la partie hachurée du schéma de la fig.2,
Après un nouveau retard imposé au relais TD2, il fonctionne pour fermer ses contacts 104, terminant ainsi la période de refroidissement et amenant une autre période de chauffage, n
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Cette dernière est suivie d'une seconde période de refroidissement, elle-même suivie par une autre période de chauffage, au cours de laquelle les relais considérés jusqu'alors comme étant en connexion avec les premières périodes de chauffage et de refroidissement agissent suivant le processus décrit ci-dessus.
Au cours de la dernière période de chauffage, le relais TD3 ferme ses contacts 68 et ouvre ses contacts 67 et 106. La fermeture des contacts 68 et l'ou- verture des contacts 67 du relais TD3 connectatle troisième circuit à temps du re- lais TD2 à la grille 34 du tube à décharge 30; durant cette dernière période de chauffage, le relais TD1 ouvre ses contacts 95, 11 en résulte la coupure de l'ali- mentation du relais CR1 qui, par 1'ouverture de ses contacts 92, termine la dernière période de chauffage en déconnectant la source d'alimentation du primaire 14 du trans- formateur de soudure 13.
La fermeture des contacts 94 du relais CRI ferme le circuit anodique du tube 30 affecté au relais TD2, qui, après un certain temps de fonctionne- ment, ouvre ses contacts 105 et ferme ses contacts 104.
L'ouverture concomitante des contacts 105 du relais TD2 et des contacts 106 du relais TD3, coupe 1 alimentation des relais CES et CR3. Il en résulte que le re- lais CR2 connecte de nouveau le circuit à temps (période de pression) du relais TD2 par ses contacts 65, ouvre le circuit anodique du tube 31 du relais TD3 et, par con- séquent, coupe l'alimentation de l'enroulement 37. Le relais TD3, en conséquence, ferme ses contacts 106. La coupure de l'alimentation du relais CR3 le contraint à fermer ses contacts 50 qui relient le circuit à temps de ce relais à la grille 34 du tube 29.
La fermeture des contacts 105 du relais CR3 ferme aussi le circuit anodi- que du tube 29, du relais TD1 qui, après la fin de la période, alimente l'enroulement 35 du relais TD1 et contraint ce dernier à fermer ses contacts 97 et à ouvrir ses contacts 95;
La coupure de l'alimentation sur le relais CES le contraint aussi à ouvrir ses contacts 99 et à couper l'alimentation de l'enroulement de la valve 17. De ce fait, cette dernière agit sur le mécanisme 16 pour retirer les électrodes 11 de la pièce 15, de telle sorte qu'elle peut être retirée, ou changée de place par rapport aux électrodes pour une autre opération de soudure. Si les contacts 21 de l'inter- rupteur SI sont maintenus fermés après la période de retardement du relais TD1, la suite des opérations se répète de nouveau.
Le fonctionnement du système vient d'être décrit en supposant que les contacts 21 de l'interrupteur SI étaient maintenus fermés par l'opérateur. Si l'interrupteur 22 était fermé, il suffirait audit opérateur de maintenir fermé l'interrupteur Sl jusqu'à ce que le relais CR3 ait fono-
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-tienne en ouvrant ses contacts 101. En pareil cas, les divers circuits précédem- ment décrits, au lieu d'être fermés par les conducteurs 110 et 111 et par les con- tacts 21 de l'interrupteur Sl, le seraient par les contacts 101 du relais CR3 et par l'interrupteur 22. En conséquence, ce dernier permet l'établissement d'une suite d'opérations par la fermeture momentanée de l'interrupteur S1.
L'interrup- teur 23, en position de fermeture ferme un circuit shunt sur les contacts 97 du relais TD1. En conséquence, il est possible d'amorcer le fonctionnement avec l'in- terrupteur 23 fermé, sans attendre le retard imposé par le relais TD1. De plus, pour des opérations répétées, si l'interrupteur 23 est fermé, le relais TD2 reste alimenté et, en conséquence, supprime la période de pression imposée par ce relais au cours du fonctionnement ci-dessus décrit.
Les relais à retardement TD1, TD2 et TD3 constituent une partie de ce système dans lequel les interrupteurs commandés par lesdits relais imposent une suite désirée d'opérations à temps. On conçoit aisément que les relais à retarde- ment prévus chacun avec un certain nombre de circuits à temps, peuvent être inter- connectés dans un autre système de commande pour accomplir une autre suite d'opéra- tions à temps, sans se départir nullement de l'esprit de l'invention.
De plus, les relais TD1, TD2 et TD3 ont été chacun considérés comme une entité, de façon à en faciliter la description. on conçoit, toutefois, que chacun d'eux puisse être considéré comme un relais muni d'un enroulement dont l'alimenta- tion est commandée par un circuit à retardement comportant le tube à décharge as- socié.
Il est évident que, dans le cas où l'on emploie plusieurs circuits à temps, il suffit d'un seul diviseur de tension, si l'on a prévu sur lui plusieurs curseurs au lieu d'un seul portant sur chacune des résistances en parallèle, comme on l'a dit précédemment. Il est également évident que le diviseur de tension peut n'être pas composé de résistances, selon la description qui précède, puisqu'il est possible d'utiliser tous autres éléments d'impédance ou de sources de tension.
Dans le système que l'on vient de décrire, les tubes à décharge 29, 30 et 31 sont à milieu ienisable, à gaz ou à vapeur; on conçoit toutefois qu'on puisse utiliser des tubes d'autres types, Quand le tube utilisé nécessite un retard pour le chauffage de la cathode avant que ledit tube puisse être rendu conducteur sans se détériorera il est évident que l'on peut utiliser des dispositifs à retardement appropriés, pour imposer un tel retard au fonctionnement de l'appareil. De plus, bien que le circuit d'alimentation 24,25 ait été décrit comme alimenté par
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une source de courant alternatif, on conçoit ,sans se départir de l'esprit de l'invention, qu'il puisse être remplacé par une source à, courant continu.
En considérant les divers dispositifs ci-dessus, tous les techniciens comprendront qu'on puisse utiliser d'autres dispositifs pour appliquer sélective- ment à la grille de commande d'autres tubes à décharge, plusieurs tensions, dans le but de régler sélectivement les caractéristiques de retard.
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PEEFECTIOEMPMITS TO EQUIPEM8Nl'S TERM LIb2ITATORS D9t3PïE c # ERA.TION.
The present invention relates to equipment whose role is to limit the duration of an operation and, more particularly, to those comprising electrical circuits in which discharge tubes are used for this purpose,
In industry, it is often necessary to control the succession of certain operations and also their duration * For example, in the case of resistance welding, certain operations must follow the preceding ones, after a predetermined time setting, the control of the succession of said operations possibly comprising six intervals which will be designated by the series "pressure", "heating", "cooling", "welding", "maintenance", "cut". During the first, the electrodes are applied to the part, at the appropriate pressure,
before @
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pass the welding current. The "heating" period refers to the duration of a current pulse; that of "cooling" represents the interval between the current pulses when a certain number is required to perform the weld, for example spot welding - an operation in which the number of heating intervals, separated by one or several cooling intervals, is determined by the time required to complete the weld., The "hold" period is the time that the electrodes remain on the workpiece, with all of the pressure applied thereto after the welding current ceased and before the pressure on the electrodes is released.
The "cut-off" period fixes the time interval before the means for applying the pressure of the electrodes to the workpiece act again, in the case of successive operations; preferably, the aforementioned time intervals are adjustable independently of one another.
Until then, this succession of control operations was obtained by six independent time limitation elements. According to the invention, this number is reduced by forcing one or more time limiting elements to operate repeatedly with different time settings.
The invention relates to an improved delay circuit. Another object of the invention is a timing circuit, acting in accordance with the delayed conductivity of an electron discharge tube, provided with a control element selectively connected to a number of timing circuits, each of them making the conductive tube after a predetermined delay, different for each of the circuits.
Another object of the invention consists of a control apparatus in which a certain number of operations have their duration fixed by the alternating operation of several delay circuits, each of them comprising a discharge tube associated with several time circuits. , selectively connected to the control element of the discharge tube with which they are associated, by switches or switches controlled by said delay circuits.
Another object of the invention is a control apparatus, in which a delay circuit comprising a discharge tube and a number of timing circuits, assigned to these control elements, is controlled by a delay relay. which acts to change the connection of the control element of the discharge tube of one of said circuits in time to another of these.
The invention will be better understood by reading the following description and examining the appended drawings where:
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FIG, 1 shows a diagram of the equipment; and @ fig.2, a table showing the succession of operations.
According to the invention, the six aforementioned intervals, used in spot welding equipment, are determined by three time delay relays instead of six. In this system, a time delay relay determines the times of heating and cut-off, another those of pressure, cooling and maintenance and a third that of welding. The first and second delay relays are arranged to operate at different intervals, due to the action of several time selective circuits, connected to the grids of the discharge tubes. Switches or switches, actuated by one or more of these relays, connect one circuit to the other, prior to the instant at which the delay relay thus controlled will operate with a different delay.
There is shown, fig.l, a welding machine schematically at 10; it comprises a certain number of electrodes 11, connected to the terminals of the secondary 12 of a transformer 13, the primary of which is represented at 14. The electrodes approach and move away from each other. towards the part 15, to come into contact with it or to leave it, under the action of a hydraulic mechanism 16, which can be constituted by a cylinder and a piston controlled by the admission and the exhaust of a fluid, by the action of a valve 17, the circuit of which comprises a use winding 18; valve 17 controls the admission of fluid from the pipe 19 to the mechanism 16, and its exhaust through a tube 20.
The operation of the welding machine is controlled by a device regulating the succession of operations of the other elements of FIG, l. It has three time-delay relays: TD1, TD2 and TD3, and three switching relays CR1, CR2 and CES. These relays are each provided with contacts internally connected to each other, and also manually operated switches or switches Si, 22 and 23 which constitute a switching or interrupting system, determining the success of the switching operations. the welding machine, in particular the pressure, heating, cooling, welding, holding and cutting above.
The windings of the relays, as well as that 18 of the valve 17, are connected to a power supply circuit 24 - 25 whose connection to the alternating current source 26 is controlled by the manual switches 27. The welding current is supplied to the primary of the welding transformer 13 by a source 28,
The operations of the delay relays TD1, TD2 and TD3 are controlled by discharge tubes 29, 30 and 31; each of them has an anode
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32, a cathode 33 and a control electrode 34.
The windings 35, 36 and 37 of these relays are connected in series with the ancient circuits of these discharge tubes on the supply circuit 24,25, by means of switches or switches comprising: their contacts, the conductors relays CR1, CES and CR3 and manually operated switches SI, 22 and 23. The delays in the operation of relays TD1, TD2 and TD3 are determined by the voltages applied to the grids 34 of the discharge tubes 29, 30 and 31. The TD1 and TD2 relays have a number of adjustable timing circuits for applying different control voltages. The TDS time delay relay has only one adjustable time circuit.
The delay in operating relays TD1, TD2 and TD3 depends on the value of the negative potential of a capacitor connected to the grid of the discharge tube associated with 6 each relay, This capacitor is charged by the grid circuit of the tube discharged when the anode circuit is open, and discharged when said anode circuit is closed at a rate determined by the value of the resistance connected to its terminals,
For example, in the circuit of relay TD3, a capacitor 38 is charged by the rectifier element of the tube 31, to apply a negative potential to its control gate 34. The value of this negative potential on the capacitor 38 is determined. by the position of a cursor 39 on resistor 40, of a voltage divider comprising resistors 41,
40 and 12 in series, and connected to the terminals of the power supply circuit 24, 25. The load circuit is closed by this voltage divider, the cursor 39, the capacitor 38, the current limiting resistor 43, the control grid 34, the cathode 33 of the discharge tube 31, and the shunt circuit comprising a resistor 44, the resistors 45, 46 and the winding 37 of the relay TD3. When the anode circuit of the tube 31 is open and when the conductor 25 of the supply line is at a positive potential, it will be understood that the potential to which the capacitor 38 is charged, will depend on the position of the cursor 39 on the voltage. - sistance 40.
It will reach the value of the voltage drop on resistor 42, on the right side of resistor 40. determined by the position of cursor 39 on it, This capacitor charging circuit is however interrupted when the anode-cathode circuit of the tube 31 is closed by contacts 47 of relay CR2 and the consequent connection of the cathode of the discharge tube to a circuit to be described below, which terminates in conductor 25 of the supply circuit. Closing this switch also applies the positive alternation of
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-acrant, on the control grid 34 of the discharge tube which, in amplitude, reaches the value of the voltage drop on resistor 41 and the left part of resistor 40, the value of which is determined by the position of cursor 39 on it.
That is, when the conductor 24 of the power supply circuit is at a positive potential and therefore a positive potential is applied to the anode 32 of the discharge tube 31, its control gate 34 is also positive with respect to its cathode 33, due to the aforementioned voltage drop across resistor 41, and the left side of resistor 40. When resistor 42 has several times the value of resistor 41, the positive potential applied to the control gate 34 of the discharge tube is insufficient to make the tube conductive, due to the high negative potential applied to its gate by the capacitor 38.
However, the latter discharges slowly through a resistor 48, bypassing it and, after an interval of time determined by this resistance, it reaches a voltage lower than the positive voltage applied to the control grid of the tube. 31, when its anode is positive and, consequently, capable of conducting current. The range of delay values is determined by the position of cursor 39 on resistor 40 of the voltage divider and by the value of discharge resistor 48, shunted across the capacitance. A switch 49 is provided to increase the adjustment range, by increasing or decreasing the value of resistor 48 connected to the terminals of capacitor 38.
The TD1 relay comprises two of these time circuits, selectively connected to the control grid 34 of the tube 29 by the contacts 50, 51 of the relay CR3 * The contacts connect a capacitor 52 to the cursor 53 of the resistor 55 of a voltage divider comprising resistors 54, 55 and 56, and the contacts 51 switch on capacitor 52 through a slider 57 of resistor 58 of a voltage divider comprising resistors in series 54, 58 and 56. As in the case of the TD3 relay, the capacitor 52 of the TD1 relay comprises a discharge resistor 59 and a switch 60, intended to control the value of the latter and connected to the terminals of the capacitor 52. A resistor has also been provided! imitator 61 and the-, resistors 62, -63 and 64.
Relay TD2 includes TD2 has three such timing circuits which are selectively connected to grid 34 of tube 30 by contacts 65 and 66 of relay CE2, and contacts 67 and 68 of relay TD3. Contact 65 connects a capacitor 69, to cursor 70 of resistor 71, of a voltage divider comprising in µseries the resistors 72, 71 and 73. Contacts 66, 67 of relays CR2 and
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TD3, connecting capacitor 69 to cursor 14 of a resistor 76 of a voltage divider comprising resistors 72, 75 and 73. Contact 68 of relay TD3 connects capacitor 69 to cursor 76 of resistor 77 a voltage divider comprising resistors 72, 77 and 73.
As in the case of relay TD3, the capacity 69 of relay TD2 comprises: a discharge resistor 78 and a switch 79 intended to control the value of the latter and connected to the terminals of a capacity 69.
A limiting resistor 80 and other resistors 81, 82 and 83 are also provided,
The resistors 63, 82, 45 connected to the terminals of the anode circuits of the tubes 29, 30 and 31, are of higher value and are used to ensure the stability of the operation of these tubes, in response to the voltage of. control grid.
The capacitors 84, 85 and 86 are connected between the grids 34 and the cathodes 33 of these tubes for similar reasons of operational stability. Each of the discharge tubes has a notch grid 87 connected to its cathode. The windings 35, 36, 37 of the relays TD1, TD2, TD3 have filtering capacities 88, 89, 90, because these windings are traversed by a pulsating current, the intensity of which is controlled by the tubes 29, 30 and 31, which behave like rectifiers and allow current to flow in one direction only, ie from their anodes to their cathodes.
The relay DR1 comprises holding contacts 91, contacts 92, to supply power to the primary 14, of the welding transformer 13, of the contacts 93, to control the power supply of the relay CR2, and of the contacts 94, in the anode circuit of tube 30. Relay TD1 comprises: contacts 95, in circuit with coil 96 of relay CR1, contacts 97, in circuit with coil 98 of relay CR3 and the anode circuit of tube 30.
The CES relay comprises ,, in addition to the contacts 50 and 51, other contacts 99, in circuit with the winding 18 of the valve 17, contacts 100, bypassing on the contacts 97 of the relay TD1, contacts 101 in circuit with switch 22, bypass on contacts 21 of switch S1, of contacts 102, in circuit with winding 96 of relay CR1, and of contacts 103, in the anode circuit of the tube to discharge of relay TD1. The relay TD2 comprises contacts 104, in circuit with the winding 96 of the relay CRI and contacts 105 which, in conjunction with the contacts 106 of the relay TD3, control the power supply of the relays CR3 and CR2. The latter, with the contacts 47, 65 and 66, has other contacts 107.
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The control effected by the relays of the aforementioned contacts is not fully described in each case and, therefore, the operation of the system will be better understood by considering the operation of the control equipment of which it forms a part.
In this equipment shown in fig, l, the various relays are shown in the power off position.
The conductors 24, 25 are supplied by the closing of the relays 27, by which they are connected to the alternating current source 26. Following the closing of the Switches 27, the relay TD1 operates immediately without delay since its anode circuit is closed by the switches. conductors 24, the winding 35, the tube 29, the conductor 108 and the contacts 103 of the relay CR3 to lead to the conductor 25, before a negative potential can appear on the capacitor 52 by its connection to the voltage dividers 54, 55 and 56, via contacts 50 of the CES relay.
when the pushbutton of switch S1 is pressed, to initiate the welding operation, the previous closing of contacts 97 of relay TD1 closes the supply circuit of winding 98 of relay CR3 and the anode circuit of relay TD2. The circuit of the winding 98 of the CES relay is formed by the conductor 24, the contacts 105 of the relay TD2, the parallel contacts 106 of the relay TD3, the contacts 37 of the relay TD1, the conductors 109, 110, 111, the contacts 21 of the switch Si, and finally the conductor 25.
Winding 36 of relay TD2 is closed by conductor 24, discharge tube 30, contacts 94 of relay CR1, conductors 112, 113, 114, contacts 97 of relay TD1, conductors 109, 110, 111 and the contacts 21 of the switch Si, and finally the conductor 25.
The operation of relay CR3 turns on relay TD1, which covers its contacts 50 and closes its contacts 51. It also opens the anode circuit of tube 29 of relay TD1, by opening its contacts 103. It also closes its contacts. 100, which are bypassed on contacts 97 of relay TD1, so that opening of the latter does not cut the supply circuit of its winding 98 or of the winding 36 of relay TD2. It also closes its contacts 99 and, therefore, connects the coil 18 of the tube 17 to the supply conductors 24 and 25. the tube 17 acts to supply liquid to the control mechanism 16, which applies the electrodes 11 to it. the workpiece 10.
After closing the anode circuit of the tube 30 of the TD2 relay, the latter, after a predetermined delay by the time circuit connected to the grid, through the inter-
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- intermediary of the contacts 65 of the relay CR2, works to open its contacts 105 and close its contacts 104.
The operation which has just been described for the various relays is shown in the diagram of fig.2; following the closing of switch S1, when UD1 is in the upper position, relays CES and TD2 are energized and the electrodes move towards each other, under the action of mechanism 16 controlled by valve 17. The dwell time for TD2 is indicated by the hatched portion extending to the right, from the beginning of the pressure period which is initiated by the operation of valve 17, to bring the electrodes into position. contact with the part.
This movement is indicated in the diagram by the part of the line "Electrodes" ,, The welding current does not yet flow and neither the relays CR1, CR2 and TD3 are supplied, as indicated by the lines marked t " solder "" CR1, "CR2" and "TD3".
This period of short pressure to bring the electrodes into contact with the workpiece ends when the CRI relay operates to ensure the flow of the welding current, represented in the diagram by the zig-zag line which represents the pulsations of the welding current. current. When the TD2 relay operates and closes its contacts 104, a circuit is closed comprising:
winding 96 of relay CR1, conductor 24, conductor 115, winding 96, contacts 95 of relay TD1, contacts 102 of relay CR3, conductors 116 and 117, contacts 104 of relay TD2, contacts 106 of relay TD3, contacts 100 of relay CR5, conductors 109, 110 and 111, contacts 21 of switch SI and, finally, conductor 25, The closing of contacts 104 of relay TD2 also closes the circuit anode of the tube 29 of the TD1 relay, from the conductor 24, through the winding 35 and the tube 29 of the TD1 relay, through the conductors 108 and 117, the contacts 104 of the TD2 relay, the contacts 106 of relay TD3, contacts 100 of relay CR3,
the conductors 109, 110, 111, and the contacts 21 of the switch S1 and, finally, the conductor 25. The relay TD1 acts under the action of its closed-time circuit by the contacts 51 of the relay CR3 .
The operation of the relay CR1 closes its contacts 91 and opens its contacts 94. The opening of the latter cuts off the power supply to the relay TD2; the latter then opens its contacts 104 and closes its contacts 105. The power supply to relay TD1 is nevertheless maintained as is that of relay CR1 by closing its contacts 91.
Following the operation of the CRI relay, its contacts 92 are
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close, which completes the circuit of the primary 14 of the transformer 13 on the supply source 28. The relay CR1 also closes its contacts 93 as well as the circuit: for supplying the relay CR2, from the conductor 24 through the winding 118 of relay CR2, contacts 93 of relay CR1, conductors 112, 113 and 114, contacts 100 of relay CR3, conductors 109, 110 and 111, contacts 21 of switch S1 and finally be a driver 25.
Operation of relay CR2 closes its holding contacts 107, which bypasses its winding 118 on winding 98 of relay CR3. It also opens its contacts 65 and closes 66, to establish a new circuit in time for the relay TD2, through the closed contacts 67 of the relay TD3. It also closes its contacts 47 to establish the anode circuit of the discharge tube 31 of relay TD3 as follows: t conductor 24, winding 37, discharge tube 31 of relay TD3, contact 47, conductors 112, 113, 114, contacts 100 of relay CR3, conductors 109, 110, 111, contacts of switch 21, conductor 25.
The series of operations which have just been described is shown in the diagram between the pressure and heating operations.
After a certain duration established by the time circuit of relay TD1. closed by relay contacts 51. CR3, relay TD1 operates to open its contacts 95 and close its contacts 97. Closing of the latter has no effect since the parallel contacts 100 of relay CR3 are also closed. The opening of the contacts 95 cuts the power supply to the relay CR1 which, as a result, opens its contacts 91, 92 and 93 and closes its contacts 94.
The closing of these 're-energizes the relay TD2 which, immediately, begins to work with a different delay since the grid of the discharge tube which is associated with it 30, is then connected to a circuit in time established by the closing of the contacts 66 of relay CR2 and contacts 67 of relay TD3, opening contacts 93 of relay CR1 has no effect on the power supply of relay CR2, whose winding 118 has been connected in parallel with winding 98 of the relay CR3 by closing contacts 107 of relay CR2. The opening of the contacts 92 of the relay CR1 cuts off the endure current and, therefore, ends the heating period.
In the meantime, the TD3 relay behaves as indicated by the hatched part of the diagram in fig. 2,
After a new delay imposed on relay TD2, it operates to close its contacts 104, thus ending the cooling period and bringing on another heating period, n
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This is followed by a second cooling period, itself followed by another heating period, during which the relays previously considered to be in connection with the first heating and cooling periods act according to the process. described above.
During the last heating period, relay TD3 closes its contacts 68 and opens its contacts 67 and 106. Closing contacts 68 and opening contacts 67 of relay TD3 connects the third time circuit of the relay. TD2 at the grid 34 of the discharge tube 30; during this last heating period, relay TD1 opens its contacts 95, 11 results in cutting off the power supply to relay CR1 which, by opening its contacts 92, ends the last heating period by disconnecting the source. power supply for the primary 14 of the welding transformer 13.
Closing the contacts 94 of relay CRI closes the anode circuit of tube 30 assigned to relay TD2, which, after a certain time of operation, opens its contacts 105 and closes its contacts 104.
The concomitant opening of contacts 105 of relay TD2 and contacts 106 of relay TD3 cuts 1 power supply to relays CES and CR3. As a result, the CR2 relay again connects the time circuit (pressure period) of the TD2 relay through its contacts 65, opens the anode circuit of the tube 31 of the TD3 relay and, consequently, cuts off the power supply. of the winding 37. The relay TD3, consequently, closes its contacts 106. The cutting of the supply of the relay CR3 forces it to close its contacts 50 which connect the time circuit of this relay to the grid 34 of the tube 29 .
The closing of the contacts 105 of the relay CR3 also closes the anode circuit of the tube 29 of the relay TD1 which, after the end of the period, supplies the winding 35 of the relay TD1 and forces the latter to close its contacts 97 and to open contacts 95;
Cutting the power supply on the CES relay also forces it to open its contacts 99 and to cut off the power supply to the winding of the valve 17. As a result, the latter acts on the mechanism 16 to remove the electrodes 11 from the valve. the part 15, so that it can be removed, or changed place with respect to the electrodes for another welding operation. If the contacts 21 of the switch SI are kept closed after the delay period of the relay TD1, the sequence of operations is repeated again.
The operation of the system has just been described on the assumption that the contacts 21 of the switch SI were kept closed by the operator. If the switch 22 were closed, it would suffice for the said operator to keep the switch S1 closed until the relay CR3 has activated.
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-hold by opening its contacts 101. In such a case, the various circuits described above, instead of being closed by the conductors 110 and 111 and by the contacts 21 of the switch S1, would be closed by the contacts 101 of relay CR3 and by switch 22. Consequently, the latter allows a series of operations to be established by momentary closing of switch S1.
Switch 23, in the closed position, closes a shunt circuit on contacts 97 of relay TD1. Consequently, it is possible to initiate the operation with the switch 23 closed, without waiting for the delay imposed by the relay TD1. Moreover, for repeated operations, if the switch 23 is closed, the relay TD2 remains energized and, consequently, eliminates the period of pressure imposed by this relay during the operation described above.
The delay relays TD1, TD2 and TD3 constitute a part of this system in which the switches controlled by said relays impose a desired sequence of operations in time. It is easily understood that the delay relays, each provided with a certain number of time circuits, can be interconnected in another control system to accomplish another series of operations in time, without departing from the point of view. the spirit of invention.
In addition, the relays TD1, TD2 and TD3 have each been considered as an entity, so as to facilitate their description. it will be understood, however, that each of them can be considered as a relay provided with a winding the supply of which is controlled by a delay circuit comprising the associated discharge tube.
It is obvious that, in the case where several circuits are used in time, a single voltage divider is sufficient, if several cursors have been provided on it instead of a single one bearing on each of the resistors in parallel, as we said earlier. It is also evident that the voltage divider may not be composed of resistors, according to the above description, since it is possible to use any other impedance elements or voltage sources.
In the system which has just been described, the discharge tubes 29, 30 and 31 are in an ienisable medium, gas or steam; However, it is understood that tubes of other types can be used. When the tube used requires a delay in heating the cathode before said tube can be made conductive without deteriorating it is obvious that devices can be used. appropriate time delays, to impose such a delay on the operation of the apparatus. In addition, although the power supply circuit 24,25 has been described as being powered by
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an alternating current source, it is understood, without departing from the spirit of the invention, that it can be replaced by a direct current source.
Considering the various devices above, all technicians will understand that other devices can be used to selectively apply other discharge tubes, several voltages to the control grid, for the purpose of selectively adjusting the characteristics. delay.