<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux dispositifs de commande à grande distance.
La présente invention, système Marius Lavet, concerne des perfectionnements aux dispositifs de commande sélective à grande distance, caractérisés par l'application des phénomènes de résonance mécaniques et électriques, combinés éventuellement avec des servo-moteurs à action temporisée.
Les perfectionnements sont indiqués au cours de la des- cription de divers dispositifs représentés à titre d'exemples sur les dessins annexés.
Les figs.l et 2 de ces dessins représentent un système dans lequel un relais à résonance à lame vibrante met en marche un servo-moteur à armature vibrante qui effectue la fermeture et l'ouverture brusques d'un interrupteur à contacts secs très robustes.
<Desc/Clms Page number 2>
La fig.3 indique une variante de réalisation de relais à résonance à lame vibrante.
Les figs.4 à 7 montrent les particularités de construc- tion qui permettent d'obtenir que le servo-moteur à armature vi- brante développe un couple moteur relativement élevé pour une très faible consommation de courant.
Les figs.8 à 12 représentent des variantes de construc- tion du servo-moteur.
Les figs.15 à 16 représentent un appareil de commande caractérisé par l'application d'un relais à lame vibrante accordé sur un courant porteur de fréquence élevée, qui met en marche un autre relais à résonance à basse fréquence, accordé sur une modu- lation de courant porteur; ce dernier relais met en marche un servo-moteur apériodique à action différée*
La fig.17 représente un dispositif analogue catactérisé par l'utilisation d'un seul relais à lame vibrante.
Les figs.18 et 18 bis représentent un récepteur de télé- mécanique susceptible d'opérer de nombreuses manoeuvres différen- tes, qui comporte un interrupteur, un commutateur et un dispositif de remise à zéro.
Les figs.19 et 20 représentent un récepteur fonctionnant sous l'influence d'un courant de fréquence élevée, modulé suivant plusieurs cadences,la réception étant opérée par un relais à lame vibrante actionnant par commande mécanique un ou plusieurs relais à balanciers accordés sur les basses fréquences de modu- lation.
Les figs.21 à 29 représentent des relais à résonance du type à balancier recevant des impulsions électro-magnétiques dont la sélectivité est améliorée par des dispositifs qui sup- priment les impulsions pour les grandes élongations, sans intro- duire de frottements mécaniques nuisibles.
Les figs.25 et 26 représentent des servo-moteurs dont Lesarmatures vibrent en'résonance sous l'influence d.'un courant
<Desc/Clms Page number 3>
alternatif et qui sont caractérisés par une construction simpli- fiée (ces dispositifs peuvent convenir pour toutes les applica- tions des petits moteurs de faible puissance asynchrone ou syn- chrone).
Les figs.27 et 28 représentent des contacteurs robustes dont la consommation est très faible et qui conviennent particuliè- rement bien aux commandes à distance.
Les figs.29 à 34 représentent des variantes de réalisa- tion des organes moteurs de balanciers oscillants utilisés pour les télécommandes.
Les figs.l à 7 représentent un système permettant de fermer ou d'ouvrir un circuit électrique (interrupteur IT) au moyen d'émissions de courant alternatif de fréquence élevée de durées inégales. Les courtes émissions ferment l'interrupteur IT et les longues émissions coupent le courant. Ce système présente l'avantage de nécessiter une seule fréquence d'émission pour effectuer avec une grande sûreté plusieurs commandes différentes.
En particulier, il permet de manoeuvrer un interrupteur sec IT très robuste. La source d'énergie locale est constituée par le courant alternatif du secteur.
Le relais sélectif à résonance est constitué par une lame LV 1 dont la période est réglée par construction à une va- leur très légèrement supérieure à celle du courant de commande.
L'extrémité de cette lame se trouve entre deux lames de contact 1 de plus faible épaisseur qui appuient sur un plot conducteur en formant un contact Ir. En cas de réception du courant alter- natif de commande, la lame LV 1 vibre et frappe les ressorts de contact en les écartant,de sorte que le contact électrique Ir est pratiquement rompu par les vibrations, les durées de contact,les lames inférieures 1 devenant très faibles.
Un servo-moteur (voir fig.2) dont la bobine BM est alimentée par le courant alternatif du secteur, avec interposi- tion d'une forte résistance rl, fait tourner une roue R5 à une
<Desc/Clms Page number 4>
très faible vitesse et en développant un couple relativement éle- vé. Cette roue R5 porte des goupilles Gl et G2 qui agissent sur une came en étoile Ce solidaire de la came Ct. Cette dernière tourne brusquement par 1/6 de tour et amène en contact ou écarte les lames de l'interrupteur de travail IT. Un aimant A2 est pr4vu pour assurer le soufflage magnétique de l'étincelle, et l'inter- rupteur IT est ainsi capable de couper directement une intensité supérieure à 10 ampères sous 110 ou 220 volts, (Il est à noter que l'interrupteur IT pourrait être remplacé par un contacteur).
Une came CA 1, dont le pourtour est encoché sur deux parties diamétralement opposées, agit sur un interrupteur IA comme l'indique la fig.l. Les deux encoches sont de longueurs inégales.
L'interrupteur IA, monté en série avec l'interrupteur Ir, est branché comme l'indique la fig.2.
Dans l'intervalle des commandes, les organes occupent la position fig.2. On voit que la bobine BM est court-circuitée et que le servo-moteur est, par suite, en repos.
Le fonctionnement est le suivant:
Une émission de commande étant reçue par les bobines BR, la lame LVI se met à vibrer et coupe pratiquement le contact Ir.
Le courant passe dans BM et le servo-moteur se met en marche. La durée de l'émission est prévue suffisante pour que la came tourne d'un angle légèrement supérieur à celui qui permet d'assurer la rupture de IA. Dans ces conditions, le court-circuit de BM est supprimé et le servo-moteur fonctionne jusqu'à ce que la roue R5 ait tourné de 1/2 tour. La grande encoche de CA1 provoque alors l'établissement du contact IA et l'arrêt du servo-moteur.
La goupille Gl, pendant le déplacement de R5 en sens f1, a fait tourner la came en étoile de 1/6 de tour (en sens f2) et le contact IT est établi brusquement grâce au sautoir S.
La nouvelle émission de commande est prévue d'une durée un peu plus longue, suffisante pour faire franchir la grande enco- che de CAl. Elle permet de faire tourner de nouveau la roue R5 de 1/2 tour.
<Desc/Clms Page number 5>
Le cycle des opérations indiquées ci-dessus peut être renouvelé. On règle la durée des courtes émissions de façon qu'elles soient insuffisantes pour faire franchir la grande encoche de CAl.
De la sorte, en cas de réception défectueuse d'une des émissions de commande, on peut rétablir automatiquement, du poste central, la concordance nécessaire entre les manoeuvres de IT et les émis- sions de commande.
Les figs. 4 à 7 représentent les détails de réalisation du servo-moteur. Celui-ci est du type à armature aimantée, vibrant sous l'influence du courant alternatif du secteur et faisant tourner une roue à rochet RR1 dont la denture est très fine. L'ar- mature est constituée par un aimant A3 muni de larges épanouisse- ments polaires PP1. Cet aimant est monté sur pivots fixés sur les joues en laiton Jl et J2. La période propre de l'armature est ren- due voisine de celle du courant alternatif traversant la bobine BM, grâce à un ressort (par exemple le ressort spl). Les attrac- tions entre les c8tés des pièces polaires PP1 et les piliers po- laires fixes PP2 sont très élevées et l'expérience montre que le moteur fournit un travail mécanique relativement très élevé pour une dépense de courant extrêmement faible (moins de 1 watt dépensé).
Les figs.8 à 10 montrent un autre mode de réalisation du servo-moteur. Une lame vibrante LV2 agit sur un dispositif d'encli= quetage enfermé dans un carter empli de lubrifiant. Les chocs so- nores sont atténués par une pièce nS, en caoutchouc, cuir ou liège.
Les figs.ll et 12 montrent une autre variante d'exécu- tion de servo-moteur à armature vibrante polarisée par les aimants fixes A5 et A6.
Les figs.13 à 16 représentent un dispositif récepteur qui actionne un interrupteur IT par un système de cames analogues à celles qui sont représentées sur la fig.l, au moyen d'un servo- moteur réalisé avec un mouvement d'horloge synchrone à moteur ro- tatif auto-démarreur (appareils que l'industrie horlogère fournit à des prix très bas). On utilise seulement la partie du rouage fai-
<Desc/Clms Page number 6>
sant tourner l'axe OM à une vitesse de 1 tour par minute. D'autre part, le moteur synchrone pourrait être remplacé par un petit moteur asynchrone d'une construction très simplifiée (voir fig.14).
On utilise comme émission de commande un courant alternatif de fréquence élevée FI interrompu à la période horlogère T. Ce courant est envoyé dans des bobines BR3. Il met en vibration la lame LV3 (de préférence accordée sur la fréquence FI). Ces vibra- tions provoquent des ruptures de contact avec une lame 1 de la pé- riode propre plus élevée que FI. Un circuit comprenant le contact IR3, le servo-moteur, la bobine BR4 du relais pendulaire RR4 et la résistance r2, est relié en permanence au secteur comme l'in- dique la fig.14. Le courant, qui passe en permanence étant très faible, ne présente pas d'inconvénient.
Le moteur tourne constam- ment en déplaçant d'un mouvement alternatif le cliquet CL'4 qui appuie sur la roue à rochet RR2. Sur cette roue, deux creux de dents, diamétralement opposés, ont été bouchés (ou n'ont pas été taillés) comme le montre la fig.13 et, par suite, le cliquet pa- tine sans faire tourner la roue RR2 lorsque celle-ci occupe la position de la fig.13. Le relais pendulaire RR4 est muni d'un cliquet CL4 et, lorsqu'il est au repos, l'extrémité de ce cliquet se trouve entre deux dents comme l'indique, la fig.l. Le relais pendulaire est muni d'un plongeur en fer doux ou en tôle feuille- tée (voir fig.15, coupe rs). Le plongeur reçoit une faible force d'attraction FA qui ne se déplace pas sensiblement.
Le fonctionnement est le suivant (voir le schéma fig.14):
La lame LV3 vibre sous l'influence du courant de comman- de, que traverse l'enroulement BR3. (On peut employer notamment un courant alternatif de fréquence musicale superposée sur le réseau de distribution et reçu par un circuit oscillant accordé consti- tué par BR3 et un condensateur C).
Le contact IR3 est par suite coupé presque continuelle- ment et, pendant chaque émission du courant de fréquence FI, l'at- traction électromagnétique FA est interrompue-
<Desc/Clms Page number 7>
Grace au signal de commande, qui comporte un train d'émission interrompues à la cadence T, le relais pendulaire d- marre librement et prend une amplitude de plus en plus grande. La durée de l'émission est prévue pour que CL4 fasse tourner la ro- chet RR2 d'au moins une dent.
On remarquera qu'il faut pour cela une force motrice très faible tant que les goupilles Gl et G2 n'atteignent pas la came en étoile Ce, par suite, la sélectivité du relais RR4 est très bonne, l'amortissement étant très faible.La partie non dentée du rochet RR2 étant franchie sous l'influence du relais pendulaire, le servo-moteur SM4 continue à agir lentement sur le rochet pour compléter la rotation de 1/2 tour. A la fin de cette course,,il manoeuvre l'interrupteur de travail IT et la force dont on dispose est alors très grande, car le couple moteur disponible est très important grâce à la grande démultiplication entre le moteur et l'axe de la manivelle'0%. On peut ainsi faire tourner la came en étoile Ce avec une parfaite sûreté.
Le système est prêt à fonctionner(de nouveau pour l'émission suivante.
La fig.17 représente un autre dispositif dans lequel le servo-moteur est seulement alimenté lorsqu'un relais à résonance RR5, unique, est mis en vibration. Ce.relais ferme un contact Ir5, branché en parallèle sur l'interrupteur IA5, qui arrête le moteur chaque fois que la came CA5 a tourné de 1/2 tour. Ces rotations ont pour effet de faire tourner brusquement, d'une fraction de tour définie, la came en étoile RT5 et de manoeuvrer ainsi un interrupteur ou un commutateur, ou tout autre dispositif de com- mande. Le relais RR5 opérant une fermeture., et non une rupture de circuit, nécessite un oscillateur à résonance caractérisé par une grande amplitude. On peut toutefois employer un relais à lame vi- brante LV5 muni d'un petit aimant transversal A8 entrant dans une bobine sans fer comme le représente la fig.17.
De très bons ré-
EMI7.1
sultats 6nt"ét.é" obtenî.1.S .à¯.Z,',.it (i,e:, ',.Q OT11'q,nts, 'de commande alterna- tifs, intermittents ou ondulés d'une fréquence comprise entre 40 et 2 périodes par secondes.
<Desc/Clms Page number 8>
La fig.18 montre la manoeuvre d'un commutateur au moyen d'émissions de commande envoyées successivementavec la fréquence FI (sur laquelle est accordé un relais à résonance RR6) et la fréquence F2 (sur laquelle est accordé un relais RRT).
Le servo-moteur est remplacé par un dispositif analogue aux mouvements d'horloges réceptrices à courants inversés.
Ce système peut être utilisé dans une installation com- plexe de télémécanique schématisée par la fig.18bis (installation comprenant un commutateur COM1, avec en série un interrupteur IE pouvant être manoeuvré par une troisième fréquence F3, ou par un relais temporisé intervenant pour couper le courant pendant la ro- tation du commutateur sous l'influence des courants de'commande successifs de fréquences F1 et F2.
On peut provoquer à, distance la remise à zéro par divers dispositifs, notamment par un bras à cliquet CL5 déplacé d'un mouvement alternatif agissant sur une roue à rochet à denture in- terrompue comme le montre la fig.18.
La fig.19 représente un autre mode de réalisation d'un relais à double accord de résonance mécanique, fonctionnant au moyen d'un courant alternatif de fréquence musicale F1, interrom- pu à la période T d'un petit balancier d'horloge.
Ce relais comporte une lame LV6 (dont la tension est facilement réglée par la vis V pour que sa fréquence propre soit très voisine de F1). Sur cette lame appuie une autre lame LV7 d'une fréquence propre beaucoup plus faible. Sur le bout de la lame su- périeure est fixée l'extrémité du ressort spiral sp3, monté sur l'axe d'un balancier circulaire RR8 de période propre réglée par construction à la valeur T.
Sous l'influence du courant alternatif modulé de comman- de, la lame LV7 se soulève d'une hauteur constante à la. cadence T (ca.r, en raison de sa période propre relativement élevée, elle ne peut suivre les vibrations très rapides de LV6 et sa course est limitée par une butée V). Par suite, l'extrémité du spiral est déplacée à la cadence T et le balancier RR8 reçoit une impulsion
<Desc/Clms Page number 9>
constante de période T. La condition de résonance étant remplie, il prend une très grande amplitude et peut opérer la commande (par fermeture d'un contact ou tout autre moyen connu.)La lame LV7 peut permettre d'actionner plusieurs balanciers placés à c8té les uns des autres.
La fig.20 montre schématiquement une installation de com- mandes à distance'opérées au moyen de deux émissions caractérisées par les basses fréquences de modulation Tl et T2. Une émission Tl ferme le contact IR6 et met en marche le servo-moteur BM, ce qui déplace le commutateur COM2 de 1/4 de tour par un dispositif ana- logue à ceux décrits plus haut. Le système est alors prêt à fonc- tionner de nouveau lorsque l'interrupteur IR7 est fermé par l'émission T2, et ainsi de suite.
Dans le cas où l'on emploie des relais à résonance dont la fréquence propre est très faible (par exemple des périodes horlogères de 0,2 à 2 secondes). On trouve qu'il est très avanta- geux, au point de vue de la sélectivité, de supprimer la réception des impulsions s'exerçant sur l'organe oscillant, lorsque ce dernier s'écarte notablement de la position d'équilibre. Les figs.
21 à 24 montrent des dispositifs qui permettent d'obtenir ce ré- sultat sans introduire de frottements mécaniques et autres per- tes nuisibles.
Dans le système, fig.21, le relais à résonance (analo- gue à un galvanomètre de Nobili) comporte un spiral sp4 qui forme contact électrique avec les goupilles G2 et G3 lorsque le balancer tourne d'un angle supérieur à + 30 degrés. La bobine BR est court- circuitée par les contacts de spiral avec G2 et G3. On peut pré- voir, entre la source d'énergie et BR, une résistance r1.
La fig.22 représente un relais pendulaire du type à bo- bine mobile BR agissant sur les aimants fixes All et A12. Le cou- rant est amené par les lames très souples L8 et L9 qui forment contacts électriques et qui sont disposées comme l'indique la fi- gure. Ces lames restituent au pendule l'énergie mécanique qui les déforme. Pour les grandes élongations dans les deux sens, on voit
<Desc/Clms Page number 10>
que le circuit de la. bobine est coupé.
La fig.23 représente un autre dispositif analogue mais réalisé sous forme d'un balancier équilibré portant la bobine BR.
Ce balancier est avantageusement monté sur de petits roulements à billes. Le courant est amené par deux ressorts spiraux isolés élec- triquement sp5 et sp6 (comme dans les voltmètres à cadres mobiles).
Le courant est amené par 2 goupilles conductrices G'3 et G'4 ve- nant en contact intermittent avec les spiraux, comme le montre schématiquement la fig.24. Pour la clarté de cette figure, les spiraux ont été représentés à côté l'un de l'autre, mais, en réa- lité, leurs viroles sont montées l'une et l'autre sur l'axe 0 du balancier. Cet axe 0 tournant dans le sens des flèches,le spiral sp5 se dilate et le contact sur G'3 reste établi, mais le spiral sp6 se comprime et le contact sur G'4 est rompu par les fortes élon- gations. L'inverse se produit lorsque l'axe 0 tourne en sens con- traire et l'on voit qu'on peut obtenir ainsi que la bobine BR soit seulement alimentée au voisinage de la position d'équilibre du balancier.
Dans ces conditions,, les courants de commande ne peuvent troubler la période propre et nuire ainsi à la sélectivité du relais.
Les figures 25 et 26 représentent des variantes de cons- truction du servo-moteur représenté sur les figs.4 à 7. On remar- quera, en particulier, la. simplicité de fabrication du dispositif, fig.26, dont les organes principaux sont constitués par un aimant A16 et par une plaque de tôle ST obtenue par découpage. Les lames flexibles 11 et 12 agissent de chaque côté du galet tournant G6 monté sur un axe fixe.
Leur épaisseur est telle que, pour les faibles amplitudes de vibration, la période propre de l'aimant A16 soit très légèrement plus grande que celle du courant alternatif traversant BM. D'autre part pour les grandes amplitudes, la lame plus épaisse Ll vient toucher le galet G6 et la période devient plus faible que celle du courant alternatif
<Desc/Clms Page number 11>
L'expérience montre que le balancier prend un mouvement oscillatoire très stable à une amplitude réglée par l'écartement de Ll. La consommation est très faible. On peut obtenir une force élevée grâce à une démultiplication appropriée.
La fig.27 représente une variante de réalisation de con- tacteurs à résonance destinés à établir ou à interrompre un contact électrique très robuste au moyen de courants alternatifs de très faible intensité.
On a indiqué plus haut que les électro-aimants à arma- tures vibrant en résonance, représentés notamment sur les figs.l à 12 et 25, 26, permettent d'écarter progressivement des lames de contact très épaisses. Au lieu de passer par l'intermédiaire d'un mécanisme à cliquets et roues à rochet, on peut se proposer de déplacer directement des lames de contact. Ce résultat est obtenu par le dispositif fig.27 qui comporte une lame d'acier Ll consti- tuant l'armature d'un électro-aimant dont la bobine est représentée en Bl. La lame Ll est établie de façon que sa période propre soit égale à la moitié de la période du courant alternatif qui alimente Bl. La lame Ll est munie d'un plot de contact qui se trouve à faible distance d'un autre plot porté par la lame LC.
D'autre part, une autre lame d'acier L2 est disposée perpendiculairement à Ll et son extrémité forme un bec disposé comme l'indique la fig.27. La lame L2 constitue aussi l'armature d'un électro-aimant dont la bobine est représentée en B2. Cette bobine est alimentée en certains instants par un courant alternatif dont la période est double de celle de la lame L2.
Le fonctionnement est le suivant:
Lorsqu'on alimente Bl, la.lame Ll prend un mouvement al- ternatif d'amplitude de plus en plus grande et elle finit par passer à droite de l'extrémité de L2, tout en soulevant la lame LC.
La lame L2 forme alors cliquet-de retenue immobilisant Ll dans la position de contact électrique avec LC.
Si, après avoir interrompu le courant traversant Bl, on envoie une émission dans B2, la lame L2 se met à son tour en vibra-
<Desc/Clms Page number 12>
tion de résonance et elle libère Ll. Le contact électrique est alors interrompu très brusquement avec un écartement à peu près double de la distance représentée sur la fig.27. On peut prévoir un soufflage maagnétique comme dans le dispositif Fl (aimant N2S2).
L'intérêt de ce dispositif résulte de ce que l'on peut manoeuvrer un interrupteur très robuste avec une intensité beaucoup plus faible que si les lames Ll et L2 étaient remplacées par des armatures simplement attirées en une seule fois, comme dans les contacteurs et les relais habituels.
En effet, chaque alternance du courant alternatif commu- nique à la lame vibrante une petite énergie. Par suite de l'accord mécanique réalisé, les énergies reçues s'accumulent en donnant à la lame une amplitude d'oscillation de plus en plus grande, ce qui permet d'obtenir une très grande élongation avec un faible courant alternatif. Si ce courant a pour fréquence 50 périodes par seconde, l'extrémité de la lame Ll prend une vibration alternative d'ampli- tude qui croit très rapidement et le déplacement latéral de son extrémité atteint,par exemple, 3 ou 4 millimètres de part et d'au- tre de la position de repos fig.27, au bout d'une vingtaine d'al- ternances, ce qui se produit pendant moins d'une 1/2 seconde.
L'in- tensité, suffisante pour obtenir ce résultat, est inférieure au 1/10e. de celle que nécessiterait un électro-aimant ordinaire non accordé.
Un tel système s'applique très avantageusement aux com- mandes à distance par relais à résonance accordés sur des courants porteurs de fréquence très élevée, modulés ou non. Par exemple, on peut obtenir l'alimentation de la bobine Bl au moyen d'un relais RR1 réalisé comme représenté à droite de la fig.l. Ce relais peut être très sensible,car il n'a pas à accomplir de travail mécanique important. Les vibrations de faible amplitude de LV1 peuvent être utilisées pour alimenter pendant un instant la bobine Bl du dispo- sitif fig.27 au moyen de courant alternatif fourni par le secteur.
Grâce à la faible consommation du contacteur, on évite la détériora-
<Desc/Clms Page number 13>
tion du contact 12. De plus, on peut prévoir une protection par résistance sans self.
Une autre émission peut permettre d'alimenter pendant un instant la bobine B2.
Au lieu du relais RRl de la fig.l, on pourrait employer un relais à pendule ou à balancier comme ceux représentés sur les figs.19 à 24.
La figure schématique 28 représente un autre dispositif de contacteur fonctionnant grâce à des lames vibrantes accordées Ll et L2. On a seulement représenté sur la figure les extrémités actives de ces lames. En alimentant Bl pendant un instant, Ll prend une grande amplitude de résonance et rejette vers la droite le bras de l'interrupteur à distributeur rotatif d. On peut rame- ner ce distributeur à sa position initiale en envoyant une émis- sion dans B2 excitant la lame L2.
La figure schématique 28 bis représente un dispositif analogue, mais dans lequel l'interrupteur à distributeur rotatif est remplacé par une roue à rochet R tournant pas à pas sous l'in- fluence de deux cliquets. En envoyant des émissions successives tant8t dans Bl, tant8t dans B2, la roue à rochet R tourne de 1/2 pas de denture à chaque impulsion.
Ces dispositifs sont applicables de diverses façons. Par exemple, ils peuvent servir de contacteurs ou de commutateurs tournant pas à pas, les bobines Bl et B2 recevant en temps utile et alternativement le courant du secteur grâce à des contacts manoeuvrés par deux relais à résonance mis en marche alternative- ment.
On peut aussi monter les bobines Bl et B2 en série dans un circuit commun et les alimenter par des émissions successives de courant ayant alternativement la fréquence de la lame Ll et celle de la lame L2. On obtient ainsi des commandes pas à pas au moyen d'un encliquetage très sur analogue à celui qui est utilisé pour les distributions d'heure du type connu à courants inversés.
<Desc/Clms Page number 14>
Toutefois l'emploi de deux courants alternatifs porteurs de fré- quence élevée permet d'opérer des transmissions au moyen de cana- lisations servant à d'autres usages, ou bien par des procédés connus de radio-communication. Il est à noter que le dispositif, fig.28 bis, permet, par exemple, d'amener dans une certaine posi- tion, -un commutateur solidaire de la roue R. Ce dispositif peut être appliqué aux systèmes décrits plus haut en se référant aux fig.18 et 18 bis. Il convient aux commandes rapides de commuta- teurs analogues à ceux qui sont employés en téléphonie automatique.
La fig.29 représente une variante de réalisation du dis- positif de relais à balancier oscillant représenté sur la fig.29.
On a. seulement représenté le balancier par son axe 0 et par le spiral Sp.
Lorsque le balancier est au repos,la spire extérieure touche à l'extrémité A de l'armature de l'électro-aimant B cons- truit de préférence comme l'indique la figure. Le point de contact entre l'armature et le signal se trouve à une distance angulaire de 1/4 de tour environ par rapport au point fixe d'attache du spiral.
L'armature est normalement écartée par un ressort r et sa course est limitée par deux butées réglables b1 et b2. L'attraction pério- dique de l'armature détermine un petit déplacement latéral alter- natif de l'ordre de 2/10 à 1 millimètre, du point du spiral qui est en contact avec l'armature. On sait que les oscillations d'un balancier amènent une dilatation et une contraction périodiques des spires. Par suite, si l'extrémité de l'armature était rendue solidaire du spiral qu'elle touche, elle tendrait à être déplacée d'un mouvement alternatif. Réciproquement, si l'on déplace 1-'arma- ture en déformant le spiral, l'énergie ainsi développée est trans- mise au balancier. Cette énergie peut être motrice ou passive suivant le déphasage du mouvement du balancier par rapport à celui de A.
Le balancier étant au repos, l'expérience montre que si l'on envoie dans l'électro-aimant B, un courant rythmé provoquant
<Desc/Clms Page number 15>
un mouvement alternatif de l'armature A, le balancier se met en marche et n'atteint une grande amplitude que lorsque sa période propre est égale à celle du déplacement de A. On réalise ainsi un relais à résonance analogue à celui de la fig.19 qui jouit des propriétés suivantes:
1 ) A la seule condition que l'intensité intermittente soit supérieure à une certaine valeur, et que l'armature A ait une course constante, l'énergie apportée au balancier par le courant de commande à chaque impulsion reste constante, malgré l'augmentation du courant traversant la bobine B.
Il est à noter que le demandeur, dans un dépôt antérieur, a déjà prévu l'améliora- tion de la sélectivité des relais à oscillateurs, soumis à une action électro-magnétique, par la régularisation du courant. Le dispositif fig.29 permet aussi d'obtenir la régularisation des impulsions; il a l'avantage de comporter des organes mécaniques très simples, peu coûteux et indéréglables;
2 ) L'impulsion donnée par une faible pression sur la spire externe d'un ressort spiral relativement très long, ne trouble pas sensiblement l'isoclaronisme des oscillations.
Au fur et à mesure que l'amplitude croît, le balancier conserve la même période avec une très haute approximation (on a vu, plus haut, que cette propriété permet d'obtenir une grande sélectivité);
3 ) Un très faible déplacement de A (inférieur à 1 millimètre) suffit à donner au balancier une amplitude rapidement croissante qui peut atteindre 90 degrés et même 180 degrés, après dix à quarante oscillations, dans le cas où l'accord des fréquences est bien réalisé.
On peut ainsi opérer des commandes pour une grande élongation du balancier récepteur, ce qui favorise égale- ment la sélection des signaux;
4 ) Le balancier sélecteur est très simple, il ne com- porte pas d'organes délicats comme des bobines électriques, ou des aimants mobiles qui peuvent donner lieu à des déréglages (par suite des attractions avec des pièces de fer ou des aimants voi- sins);
<Desc/Clms Page number 16>
5 ) La course de A étant très faible, on peut facilement réaliser un électro-aimant très sensible, développant des forces élevées au moyen de très faibles intensités.
En effet, l'entrefer est très faible et l'on connaît actuellement des alliages oui possèdent une perméabilité magnétique très élevée pour des champs faibles et qui conviennent très bien au circuit magnétique de B;
6 ) Le système fig.29 peut fonctionner au moyen de cou- rant alternatif interrompu ou modulé à la fréquence du balancier.
Ces propriétés permettent de réaliser de grands progrès dans les commandes par relais à. résonance électro-mécanique. On remarquera notamment la simplification de la construction du ba- lancier sélecteur et l'obtention d'impulsions mécaniques constan- tes, indépendantes dans une très large mesure, de variations des courants de commande, ce qui permet d'améliorer le. sélectivité et d'éviter les commandes intempestives.
La fig.30 représente une variante d'exécution du disposi- tif 29. L'armature 3 est remplacée par une lame flexible A' faible- ment déplacée au moyen d'un relais polarisé, réalisé par exemple au moyen d'un aimant rotatif NS et d'un stator B1B2. Un tel systè- me obéit seulement à. un courant intermittentcontinu ou redressé, traversant les bobines dans un certain sens. On peut l'appliquer aux récepteurs des sélecteurs d'appels fonctionnant au moyen de courants continus modulés ou interrompus périodiquement à diverses fréquences.
Avec une même fréquence et un cliangen,ent de polarités des émissions de commande, on peut discriminer deux postes récep-- teurs munis chacun du dispositif fig.30, sans modification de fré- quence. Il suffit pour cela d'établir les connexions pour que chaque aimant NS se déplace seulement pour le sens de courant caractérisant l'émission à laquelle le relais doit obéir. Le même résultat pourrait aussi être obtenu avec le dispositif fig.29, mais il faudrait alors interposer un dispositif formant soupape élec- trique, par exemple, un redresseur sec.
<Desc/Clms Page number 17>
Dans les descriptions précédentes, nous avons considéré le cas où chaque émission déplace vers le bas l'armature A ou la lame A'. Mais on peut concevoir aussi un mode d'action de A par mouvements vibratoires alternatifs très rapides, interrompus pé- riodiquement à la cadence du balancier.
Par exemple, l'armature A peut être remplacée par une lame susceptible de vibrer en résonance sous l'action d'un courant alternatif ou modulé en fréquence très élevée par rapport à la fréquence du balancier. Si la bobine B reçoit un tel courant inter- rompu à la. même cadence que celle du balancier, ce dernier se met- tra progressivement en marche comme dans le cas d'impulsions de courant continu. En effet, le spiral constitue un système vibrant à une période beaucoup plus grande que celle de la lame A ; il frôle la position extrême de la lame sans pouvoir la suivre dans ses vibrations très rapides. La mise en marche s'opérera, par suite, dans les conditions qui ont été exposées précédemment en se référant à la fig.19.
Avec un tel dispositif, on peut réduire l'intensité dans la bobine B. On remarquera que l'on peut employer des fréquences très élevées, comme les fréquences musicales, car le déplacement latéral de l'extrémité de A peut être très faible. Il suffit, pour développer une énergie suffisante, de faire agir l'armature vi- brante sur un point du spiral suffisamment rapproché de son atta- che fixe.
Le gros intérêt de cette disposition provient de ce que le relais ne se met en marche que si l'on réalise simultanément deux accords de résonance mécanique:
1 ) Un accord sur la fréquence de A;
2 ) Un accord sur la basse fréquence du balancier.
En faisant varier à la fois la. fréquence du courant alter- natif porteur et la fréquence de modulation, on peut réaliser de très nombreuses commandes différentes, et cela en opérant la sélec- tion par des moyens purement mécaniques.
<Desc/Clms Page number 18>
On peut aller plus loin dans cette voie en faisant in- tervenir, en plus, des accords électriques comme cela a déjà été proposé antérieurement par le demandeur.
Par exemple, on pourra employer:
1 ) Des ondes ou des courants porteursde fréquences su- périeures à 2.000;
2 ) Des modu ations intermédiaire, de fr4quences com- prises entre 200 et 50 par seconde;
3 ) Des interruptions périodiques à des cadences compri- ses entre 10 à 1/2 par seconde. Inapplication de trois gammes de fréquences permet d'obtenir un nombre considérable de combinaisons différentes et elle peut convenir notamment aux systèmes de télé- phonie à appel sélectif.
Pour les problèmes de commande à distance sur les réseaux de distribution d'énergie, le nombre des commandes différentes est généralement faible et l'on peut employer des installations simpli- fiées.
La fig.31 montre, à titre d'exemple, un mode de réalisa- tion d'un. système à deux commandes au moyen de deux balanciers de périodes différentes fonctionnant suivant le principe précédemment exposé.
Les impulsions mécaniques sont fournies par un seul vi- brateur électro-magnétique réalisé comme un monotéléphone de fré- quence propre F. On fait usage d'un courant porteur caractérisé par une seule fréquence musicale F. On règle au moyen des vis V1 et V2 la tension de la lame A, pour que l'accord sur la fréquence F soit très soigné. Le circuit de réception (comprenant les bobi- nes B, ainsi que des capacités et au besoin des selfs) est égale- ment accordé sur la fréquence F, de sorte que le récepteur présen- te une très grande sensibilité.
Deux bras pivotés U1 et U2 tradui- sent les vibrations de la lame , par de petits déplacements des ressorts spiraux SPI et SP2, comme dans le système fig.29. Pour une certaine fréquence de modulation,le balancier de droite prend une grande amplitude, tandis que l'autre reste au repos. Une autre
<Desc/Clms Page number 19>
modulation permet d'actionner seulement le balancier de gauche.
La fig.32 représente une forme d'exécution avantageuse d'un balancier convenant à diverses applications, notamment à l'établissement d'une série de contacts IS également espacés. Ce balancier convient également à la réalisation de récepteurs accor- dés comme ceux des figs.19, 29, 30 et 31 chargés de fermer un contact CC, lorsqu'une très grande élongation est dépassée.
Le balancier comporte un axe 0 à pivots coniques tour- nant dans de petits roulements à billes. L'un des roulements est encastré dans une vis Vr portée par le bâti et bloquée par écrous.
Cette vis permet de régler à une faible valeur le jeu des pivots.
L'axe 0 est vissé sur une pièce centrale massive, dans laquelle sont vissées des tiges filetées radiales (par exemple deux tiges tl et t2 opposées diamétralement, ou bien trois tiges à 120 degrés ou 4 tiges à 90 degrés, etc. ). Sur chaque tige, on empile et on immobilise par des écrous, un certain nombre de rondelles telles que ml. Sur l'axe, est fixé le ressort-spiral Sp. Pour construire commodément en série un groupe de balanciers devant osciller avec des périodes différentes, on trouve qu'il est avantageux d'employer un seul modèle de ressort spiral et de monter un nombre plus ou moins grand de rondelles sur chaque tige telle que tl, afin de faire varier les moments d'inertie. Chaque balancier se trouve ainsi caractérisé par le nombre et la grandeur des rondelles ml.
L'application de cette construction offre un intérêt particulier dans les systèmes de téléphonie à appels sélectifs pour lesquels on doit employer un nombre relativement grand de balanciers de cadences diverses. Dans de telles installations, il est bon de réduire au minimum le nombre des pièces de rechange nécessaires. On voit que ce résultat est atteint avec les particu- larités de construction décrites ci-dessus. On remarquera aussi que les roulements des pivots sont démontables et d'un remplace- ment très facile. Les pointes formant pivots pourraient aussi être prévues démontables. Toutefois cette rechange n'est pas très utile,
<Desc/Clms Page number 20>
en raison de la rebutasse des pivots et de leur usure très réduite, grâce aux roulements à billes.
Pour obtenir une cadence déterminée, il n'est pas utile de procéder à des réglages et à des tâtonnements délicats; il suffit de monter les rondelles ml convenables, et les nombres et dimensions de ces rondelles peuvent être indiqués par un simple tableau de correspondance remis au personnel d'entretien.
La fig.33 représente scbématiquement un dispositif per- mettent l'émission de courants rythmés suivant plusieurs cadences très précises. L'énergie est fournie par le courant alternatif du secteur à fréquence constante. Pour manoeuvrer les contacts, on applique un moteur synchrone à vibration muni des organes moteurs représentés sur les figs.4 à. 7. On a trouvé qu'il était avantageux d'employer une roue à rocbet motrice R relativement épaisse et taillée avec une denture très fine (pas de l'ordre de 1 mm.). L'en- cliquetage représenté sur la fig.28 bis a donné de bons résultats.
Les cliquets sont exécutés en acier trempé et poli. Le mouvement alternatif de l'armature vibrante polarisée est communiqué à la pièce d'articulation des cliquets. La période propre du système vibrant est choisie légèrement plus élevée que celle du courant alternatif et la course est limitée, par deux butées de faible flexibilité. L'expérience montre que., lorsque ces conditions sont remplies, l'armature prend une vibration de résonance caractérisée par une amplitude sensiblement constante, déterminée par les bu- tees, Cela permet d'obtenir que la roue à, rochet motrice R tourne toujours d'une seule dent par période du courant alternatif.
Le moteur synchrone ainsi constitué présente les avantages suivants:
1 ) Il est très puissant sous un faible volume (par exemple un modèle construit par l'inventeur aux dimensions de la fig.4, permet, au moyen d'une puissance électrique de l'ordre de 1 watt seulement, de développer sur un axe tournant à la vitesse constante de 2 tours par minute, un couple supérieur à 5 kg au cen- timètre);
<Desc/Clms Page number 21>
2 ) Ce moteur est autodémarreur et il se met en marche avec un couple très élevé dans un temps très court (une fraction de seconde). Il s'arrête instantanément dès qu'on interrompt le cou- rant alternatif.
Ces propriétés sont utilisées dans l'émetteur représenté schématiquement sur la fig.33. Le moteur est seulement figuré par sa bobine B. Sur un arbre actionné par la roue à rochet motrice et par un engrenage démultiplicateur, sont montées plusieurs cames dentées telles que RI, R2, R3... qui actionnent des interrupteurs C1, C2, C3... à des cadence différentes. Les émissions de courants rythmés sont recueillies entre les fils Ll et L2. Des boutons pressoirs bl, b2, b3... sont branchés comme l'indique la fig.33.
Lorsqu'on appuie pendant un moment sur un bouton tel que B2, la bobine B reçoit le courant alternatif et le moteur syn- chrone se met instantanément en marche. L'arbre portant les cames RI, R2, R3.. se met alors à tourner à une vitesse constante en soulevant périodiquement les lames des interrupteurs Cl, C2, C3 suivant les diverses cadences correspondant aux nombres de dents des cames. Seul le contact périodique C2, correspondant au bouton sur lequel on appuie, agit utilement pour alimenter L1L2. Dès que l'on cesse la pression, le moteur s'arrête.
Grâce au couple très élevé dont on dispose, on peut com- mander directement plus de vingt contacts tels que Cl, C2, C3...
Les contacts obtenus sont très appuyés, ce qui permet d'éviter l'adjonction de relais sensibles.
On réalise ainsi un système émetteur simple, robuste et peu coûteux, dont les dimensions d'encombrement sont très faibles.
Dans certains cas, il faut éviter l'emploi du courant du secteur (par exemple lorsque le secteur est à courant continu, ou mal régularisé, ou lorsqu'on doit établir des systèmes de si- gnalisation capables de fonctionner en cas de pannes de secteur).
La fig.34 indique un dispositif d'émission particulièrement simple et de faible encombrement. Sur l'axe 01 est monté un balancier tel
<Desc/Clms Page number 22>
que celui représenté sur la fig.32. Le contact périodique IS se fait entre le bout de la vis réglable VC et une petite pièce tubulaire en métal peu oxydable, entourant la spire et tenue par une goupille conique (de tels contacts agissent mécaniquement sur le spiral comme les goupilles de raquettes de réglage des montres et l'on sait qu'ils ne troublent pas l'isochronisme des oscilla- tions). Le balancier est simplement lancé au moyen d'un bouton BL provoquant la rotation brusque d'un levier L2 qui, normalement, écarte le bras Ll solidaire du balancier.
La commande est opérée par l'intermédiaire d'un ressort de compression rs agissant sur une tige TC retenue par une bille pressée contre une gorge rentran- te pratiquée dans l'extrémité de TC. Lorsqu'on presse sur IL, on comprime tout d'abord le ressort rs, et après un certains parcours du bouton, le levier L2 se déplace brusquement en libérant le ba- lancier. Ce dernier peut accomplir plus de 50 oscillations isochro- nes avant de s'arrêter. On peut prévoir un autre ressort tendant à ramener TC à la position initiale de repos, fig.34, lorsau'on cesse de presser sur le bouton.
La fig.34bis représente une variante de construction de l'interrupteur IS.Un bras pivoté IS accompagne le déplacement de la partie m du spiral et vient toucher une ou plusieurs lames de contacts au moyen d'un seul balancier; on peut produire deux émissions:
1 ) Une à la période du balancier entre L et 11;
2 ) Une à la demi-période du balancier entre 11 et 12.
Dans les postes d'appel sélectif nécessitant de nombreu- ses cadences d'émission, on peut grouper, dans un petit coffret, plu@ sieurs dispositifs comme celui de la fig.34. Il a été trouvé avan- tageux d'utiliser des balanciers montés sur billes d'une dimension correspondant à la fig.32, ou environ 2 fois plus petits. On peut adopter une gamme de fréquences de commande comprises entre 15 et 2 oscillations par seconde. En employant des récepteurs à for- ce constante comme ceux des figs.29 ou 30, les commandes sélectives
<Desc/Clms Page number 23>
peuvent être assurées après une dizaine de fermetures successives des contacts IS, ce qui nécessite un temps relativement court, surtout pour les fréquences relativement élevées de la gammechoi- sie.
L'adoption de ces valeurs a seulement été rendue possible par l'emploi de balanciers isochrones non munis d'organes électri- ques et recevant des impulsions mécaniques constantes. En effet, avec les systèmes à impulsions électro-magnétiques, certaines va- riations inévitables des courants entrainent la nécessité d'em- ployer des balanciers relativement lents nécessitant de longues durées de transmission. Il est très avantageux, dans les applica- tions de signalisation et dans les appels téléphoniques urgents, de pouvoir obtenir rapidement les communications, sans avoir à accomplir de manoeuvres compliquées (telles que composition d'un numéro de téléphone à plusieurs chiffres). Le système décrit réa- lise, par suite, un progrès important.
Il est à noter aussi que l'adoption de cadences vives permet d'employer des spiraux Sp en fil relativement gros, de sorte que les contacts IS sont relativement très appuyés et très sûrs. L'appareillage n'est pas délicat et l'entretien des appareils est à la portée d'ouvriers électriciens non spécialistes.
Dans le système fig.34, le balancier oscille grâce à l'énergie cinétique fournie par la manoeuvre du bouton BL et son mouvement s'amortit. On pourrait ajouter un dispositif d'auto- entretien, réalisé comme ceux des horloges à échappement. On peut aussi assurer la compensation des pertes par un dispositif électro- magnétique tel que celui représenté sur la fig.29 (ou sur la fig.
30). A cet effet, on formera un circuit électrique comprenant une source de courant continu ou alternatif montée en série avec la bobine B et le contact électrique intermittent se produisant entre le spiral Sp et l'armature A. Lorsque le spiral se dilate, le contact électrique s'établissant, l'armature est attirée et presse sur le spiral. Lorsque le balancier revient en arrière, le spiral Sp se contracte et le courant électrique est rompu;
<Desc/Clms Page number 24>
l'armature revient à. sa position initiale. Le phénomène se repro- duit et l'on voit que le spiral est déformé périodiquement avec un certain déphasage entre le mouvement oscillatoire et le mouve- ment de A.
L'expérience montre que, dans ces conditions, le balan- cier reçoit de l'énergie, et qu'il est facile de régler les fac- teurs qui interviennent pour maintenir le mouvement du 'balancier à. une amplitude constante.
En faisant commander par un tel émetteur, un balancier récepteur très libre et recevant de très faibles impulsions de commande, de façon qu'une grande amplitude ne puisse être obtenue qu'après un grand nombre d'impulsions, on réalise un dispositif de commande particulièrement sélectif et sensible. Une faible mo- dification de la période d'émission suffit à supprimer la réception.
Ce système convient aux applications pour lesnuelles la durée de transmission n'a pas grande importance.
Les dispositifs récepteurs à résonance mécanique décrits ci-dessus peuvent être combinés avec tous dispositifs connus de détection et d'amplification et de réglage, ou avec d'autres sys- tèmes de sélection de signaux basés notamment sur des modifica- tions de sens, d'intensité, de nombre et de durée d'émissions et l'application de relais à action temporisée ou à codes de signaux.
On peut notamment réaliser des transmissions sélectives par signaux "Morse" constitués par des émissions plus ou moins brèves de cou- rants alternatifs interrompus ou modulés et reçus par des vibra- teurs accordés. Les récepteurs peuvent être basés sur le même prin- cipe que les systèmes connus employés notamment dans les téléphones automatiques ou. dans les sélecteurs d'appel à ?'roues codes'' pro- gressant pas à pas sous l'influence de diverses combinaisons de trains d'impulsions. Ces trains pourront être formés par des émissions de fréquences diverses séparées par des arrêts plus ou moins prolongés, et reçus par des dispositifs analogues à ceux des figs. 18 et 18 bis.
Certains des systèmes que l'on a décrits peuvent permettre
<Desc/Clms Page number 25>
de développer les installations existantes basées sur le principe de relais à lames vibrantes accordés sur des fréquences musicales.
En modulant l'une des fréquences, on peut réaliser des commandes supplémentaires reçues par des balanciers sélecteurs. On peut con- cevoir ainsi des installations caractérisées par l'application d'un nombre restreint de fréquences musicales susceptibles d'être modu- lées. Pour les commandes destinées à des récepteurs très nombreux qui doivent être établis au prix minimum, on emploiera directement des vibrateurs accordés sur les fréquences musicales, et l'on ré- servera la modulation aux manoeuvres spéciales pour lesquelles la réduction du prix des récepteurs offre moins d'intérêt.
Dans les systèmes d'appels sélectifs sur des lignes spé- ciales à courants faibles, on peut employer comme courant porteur, le courant alternatif emprunté à une distribution à courant fort.
On peut aussi multiplier et démultiplier le courant du secteur dans le but de disposer de plusieurs fréquences d'émission sans recourir à des générateurs compliqués et coûteux. Un tel résultat est obtenu notamment au moyen du type de relais RR1 représenté à droite de la fig.l. Lorsqu'on envoie du courant alternatif à 50 périodes par seconde, dans la bobine BR et que l'on forme un cir- cuit comprenant une source à courant continu en série avec l'in- terrupteur Ir, cet interrupteur se ferme 100 fois par seconde pen- dant des instants très brefs. En envoyant un courant intermittent, établi par ces contacts brefs, dans d'autres relais tels que
RR1, on peut entretenir les oscillations de diverses lames ayant des fréquences multiples de 100.
Ces lames peuvent manoeuvrer des interrupteur ou induire des courants alternatifs suscepti- bles d'être amplifiés et de constituer les courants de signalisa- tion utilisés avec ou sans modulation à très basse fréquence.
Comme générateurs de courants ondulés ou alternatifs de fréquences élevées susceptibles d'alimenter des émetteurs ou d'être ajoutés à des récepteurs (notamment.pour prévenir le poste de commande de l'accomplissement de certaines manoeuvres), on peut
<Desc/Clms Page number 26>
employer des dispositifs à contacts vibrants tels que ceux qui sont déjà construits industriellement (par exemple, sonnettes à trembleur, bobines d'allumage des moteurs à explosion, convertis- seurs à lames vibrantes servant à envoyer dans les postes de T.S.F. du courant alternatif au moyen d'un secteur à courant continu, etc. )
Pour des manoeuvres différentes successives, on peut uti- liser:
1 ) Un courant porteur modulé sélecté par un balancier;
2 ) Un courant porteur non modulé reçu par un récepteur simplifié à lame vibrante produisant, par exemple, un retour à zéro ou une manoeuvre qui doit être souvent répétée. En réservant pour cette manoeuvre une fréquence très différente de celles des autres émissions, on peut obtenir cette manoeuvre avec une grande sûreté au moyen d'un récepteur simplifié et peu encombrant, pour lequel une grande sélectivité n'est pas utile.
La sélection des émissions non modulées et modulées peut être basée sur le fait qu'un balancier récepteur tel que celui des figs.29 et 32, mis en marche à grande amplitude, ne s'arrête pas instantanément et continue à établir des contacts CC, de sorte qu'il peut ainsi manoeuvrer à lui seul un contacteur tel que celui de la. fig.27, après l'interruption du courant porteur.
On voit qu'un courant porteur modulé, suffisamment prolongé, peut, dans ces conditions, accomplir une manoeuvre telle que la ferme- ture d'un interrupteur tandis qu'une émission brève non modulée reçue par une lame vibrante, telle que L2 de la fig.27, peut li- bérer la lame Ll.
Dans les dispositifs, fig.29 et 30, on remarquera que les butées de l'armature ont été prévues réglables, ce qui permet de faire varier l'énergie communiquée au balancier à chaque impul- sion. On peut ainsi faire varier très facilement la sélectivité d'un récepteur sans modifier sa construction, le maximum de sé- lectivité étant obtenu pour une course très faible de A. Avec une course plus grande, la sélectivité est moins bonne, mais la comman-
<Desc/Clms Page number 27>
de peut être obtenue plus rapidement.
Dans l'émetteur, fig.34 bis, un même balancier peut permettre d'obtenir deux sortes d'émissions, une à la période du balancier entre 11 et 13, l'autre à la demi-période du balancier entre 11 et 12.
Divers changements peuvent être apportas aux systèmes décrits ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention. On peut aussi réaliser des combinaisons différentes en groupant de diverses façons les organes représentés sur les figures des dessins ci- joints, en rendant mobiles certains éléments fixes et vice versa, ou en employant à la place de certaines pièces des systèmes con- nus pour remplir les mêmes buts.
La mise en marche mécanique employée dans le système fig.34 pourrait être remplacée par une commande indirecte au moyen d'un électro-aimant déplaçant brusquement le levier L2 pendant une durée déterminée par celle du contact manuel sur un bouton électrique, ou par un relais temporisé libérant le bouton élec- trique ou coupant un circuit d'auto-alimentation de 2'électro- aimant de commande.
Les dispositifs décrits dans le mémoire permettent de recevoir des émissions brèves et espacées au moyen de systèmes oscillants qui sont seulement mis en marche pendant les émissions, mais on pourrait utiliser des dispositifs analogues pour entrete- nir continuellement la marche synchrone de systèmes oscillants au moyen d'émissions ininterrompues.
Certains des appareils décrits sont donc applicables à la solution des problèmes de commande et de synchronisation de mouvements alternatifs et rotatifs, problèmes qui se posent notamment en horlogerie, en télégraphie, en téléphonie automa- tioue et d'une façon générale dans l'industrie électrioue pour les signalisations et commandes multiples à distance (par exem- ple dans les transmissions, au moyen de commutateurs à mouve- ments synchronisés;, par l'envoi de signaux très brefs lorsque les ,. commutateurs occupent certaines positions particulières)..
<Desc/Clms Page number 28>
Parmi les applications particulières,il est prévu comme faisant partie de l'invention, la réalisation d'horloges'à balan- ciers pivotés et équilibrés auto-entretenues et synchronisées à grande distance, notamment par le courant du secteur avec démul- tiplication de fréquence.
De telles horloges peuvent être réalisées au moyen d'un balancier auto-entretenu par le dispositif décrit plus haut en se référant à la fig.29 (électro-aimant B alimenté par pile ou batterie exerçant des pressions successives sur le spiral Sp lors des contacts de ce spiral avec l'armature A).
Pour obtenir la commande synchrone à une cadence voi- sine de celle du balancier, il suffit d'ajouter un deuxième spiral sur lequel appuie périodiquement suivant la cadence à imposer au balancier, un bras animé d'un mouvement alternatif contrôlé par le courant synchronisant (par exemple, un bras soulevé périodi- quement par une came entraînée par un petit moteur synchrone et des engrenages réducteurs de vitesse choisis convenablement). Les aiguilles peuvent être actionnées par des compteurs chronométri- ques et notamment par une roue à rochet et un cliquet articulé sur l'armature A qui se déplace d'un mouvement alternatif d'amplitude constante.
Les perfectionnements décrits dans le présent mémoire peuvent être appliqués ensemble ou séparément dans les commandes sélectives à grande distance tellesque remise à l'heure, comman- des par des procédés de radiocommunication avec et sans fil; commandes, alarmes, appels et mesures à distance au moyen de ca- nalisations téléphoniques; commandes multiples sur les réseaux de distribution d'énergie (par signaux de fréquence élevée envoyés dans des fils ou entre neutre et terre).
L'invention englobe aussi les applications des organes perfectionnés décrits, dans le présent mémoire.
En particulier, les détails de construction représen- tés sur les figs.4 et 7, s'appliquent avantageusement:
<Desc/Clms Page number 29>
1 ) Aux organes électro-magnétiques moteurs des relais et récepteurs horaires fonctionnant au moyen d'émissions espacées de courant continu avec ou sans inversion du sens du courant;
2 ) Aux moteurs syncbrones associés à des compteurs de tours alimentés par le secteur en parallèle avec d'autres appa- reils d'utilisation, dans le but d'enregistrer des temps de fonc- tionnement ou d'opérer des ruptures de circuit ou autres manoeu- vres au bout d'un certain temps;
3 ) Aux moteurs synchrones employés dans les sélecteurs de contacts employés dans certains systèmes de télécommunications, de télécommandes ou d'indications à distance de positions d'orga- nes ; en particulier le moteur synchrone vibrant décrit plus haut s'a.pplique avantageusement aux systèmes de télécommandes sélecti- ves basés sur le principe connu de la rotation d'un organe récep- teur à une vitesse constante pendant des durées démission déter- minées par le poste de commande;
4 ) Aux appareils de commande d'opérations à des inter- valles de temps déterminés (signaux de circulation par exemple);
5 ) Aux relais à action temporisée; 6 ) Aux dispositifs de remontage d'horloges;
7 ) Aux servo-moteurs d'horloges à contacts et à déclenchement; 8 ) Aux servo-moteurs destinés à soulever par engrena- ges et cames à chute, des marteaux frapant de fortes sonneries et cloches soit directement, soit indirectement, ces servo-moteurs pouvant être éventuellement combinés avec des horloges ou des récepteurs horaires et des mécanismes de comptage de coups (tels que ceux des sonneries des heures, demis,, quarts, carillons...);
9 ) Aux servo-moteurs divers employés dans les enre- gîstreurs, les régulateurs, les instruments de mesure, les appa- reils à imprimer, les appareils télégraphioues, les systèmes de téléphonie automatique, les appareils à prépayement, les comp- teurs, etc.;
<Desc/Clms Page number 30>
10 ) Aux jouets et appareils de publicité, aux cli- gnoteurs et commutateurs pour publicité lumineuse ou autres applications, actionnés soit par un mouvement rotatif, soit par un mouvement alternatif;
11 ) A toutes les applications des moteurs pour les- quelles on recherche l'absence de collecteurs et d'enroulements mobiles, et l'obtention directe d'un mouvement lent et régulier avec mise en marche immédiate au synchronisme et couple élevé.
Les dispositifs perfectionnés d'entretien de mouvements alternatifs décrits dans le mémoire s'appliquent notamment aux appareils suivants:
1 ) Cloches et timbres à marteaux solidaires d'armatures vibrant, actionnées par courants alternatifs avec ou sans con- tacts électriques;
2 ) Jouets à automates actionnés par viteurs à mouve- ments irréguliers.
Pour cette dernière application, on a trouvé que l'on pouvait tirer parti des propriétés spéciales du dispositif fig.19, lorsque le rapport des fréquences des lames LV6 et LV7 n'est pas très élevé (4 à 10 par exemple). En envoyant dans les bobines un courant alternatif faisant vibrer en résonance la lame LV6 et en choisissant convenablement l'épaisseur de la lame LV7, de période plus longue, on peut obtenir que cette dernière soit ani- mée de tressauts irréguliers relativement espacés. La lame LV7 peut être remplacée par une pièce pivotée de longue période ra- menée par un déséquilibre contre la lame vibrante LV6. Lorsque cette pièce, sous l'influence du rappel, rencontre la lame LV6, elle est projetée de bas en haut dans des conditions variables.
Ce mouvement convient à la commande d'automates de jouets ou d'appareils publicitaires. Le dispositif moteur peut, de plus, être combiné avec d'autres moyens tels que contacts manuels, commutateurs tournant déclics et transmissions à cames, cibles à contacts ou à déclenchements, etc.
<Desc/Clms Page number 31>
Les contacteurs reposant sur le principe de la fig.27 peuvent être employés à la place des relais et contacteurs indus- triels et notamment des relais à tubes de mercure couramment em- ployés dans les installations électriques et les appareils in- dustriels. On peut éventuellement augmenter la course de la lame Ll et améliorer le rendement en adoptant un système moteur, comportant une armature vibrante pivotée, munie d'une bobine mobile par rap- port à un aimant fixe ou bien un aimant mobile par rapport à un stator avec enroulement fixe, comme représenté sur les figs.6 et 7.
Dans les systèmes de commande établis comme l'indiquent schématiquement les figs. 18, 18 bis et les systèmes analogues, la. remise à zéro peut être obtenue par une brève émission faite à la fréquence d'un des courants de commande, cette émission étant toutefois caractérisée par une intensité relativement élevée et reçue par un vibrateur insensible aux courants modulés plus fai- bles destinés à faire tourner le commutateur.
Dans le dispositif;, fig.28 bis, on peut n'employer
EMI31.1
('.1:'1);-18 ih'làl+ f:,é.1¯10.ÙCG "Levés. d"2jis'"1.flnj ('Ict.c; (1(""'1 ,..,,-. /'1 é.rJ. ïC<<1' 1'<'- ii=é .,m<;î:; 1.'.t: ±>1. Il. -,uffi" p0U"' '.1.^ ('r:: r"¯ '-T porte-cliquets contre la lame Ll par un contrepoids ou un ressort relativement faible. Sous l'influence d'une émission ininterrompue, le porte-cliquet est alors déplacé vers la droite par la lame vibrante et, en raison de son inertie, il ne peut suivre les vi- brations rapides de la lame, de sorte qu'il reste tangent à la position extrême vers la droite de la lame vibrante. L'émission étant interrompue, le porte-cliquets est rappelé vers la gauche.
L'avance pas à pas est ainsi obtenue en manipulant le courant al- ternatif' de commande. Si l'on emploie une fréquence élevée et une la@e L1 très épaisse, vibrant à. faible amplitude, on peut la faire agir efficacement au voisinage des pivots du porte-cliquets et obtenir ainsi une course suffisante. Pour entraîner un commuta-
EMI31.2
teurs on peut prévoir un embrayage-0pbrayege électrique entre le commutateur et le rochet R. La remise à zéro pourra être obtenue
<Desc/Clms Page number 32>
par le débrayage et le rappel à la positj.on de départ du commuta- teur, au moyen d'un ressort spiral. La remise à. zéro, au départ, peut être opérée au moyen de la première émission d'intensité renforcée.
Dans le système fig.33, le courant alternatif peut être fourni indirectement par un vibrateur entretenu au moyen d'une batterie. On peut utiliser aussi directement une armature vibrant à période constante, l'énergie étant fournie par une batterie et l'armature manoeuvrant un contact ainsi que les cli- quets comme dans les horloges à balanciers moteurs.
On pourrait aussi commander la rotation des cames R1, R2, R3 par un ressort remonté à la main ou électriquement, la vitesse étant régularisée par un échappement à mouvement rapide, par exemple, un échappement à lame vibrante.
<Desc / Clms Page number 1>
Improvements to long distance control devices.
The present invention, Marius Lavet system, relates to improvements to long-range selective control devices, characterized by the application of mechanical and electrical resonance phenomena, possibly combined with delayed action servomotors.
The improvements are indicated during the description of various devices shown by way of example in the accompanying drawings.
Figs. 1 and 2 of these drawings show a system in which a vibrating reed resonance relay activates a vibrating armature servo motor which performs the abrupt closing and opening of a heavy duty dry contact switch.
<Desc / Clms Page number 2>
Fig. 3 shows an alternative embodiment of a resonance relay with a vibrating blade.
Figs. 4 to 7 show the construction features which allow the vibrating armature servo motor to develop a relatively high motor torque for very low current consumption.
Figs. 8 to 12 show alternative construction of the servomotor.
Figs. 15 to 16 show a control device characterized by the application of a vibrating reed relay tuned to a carrier current of high frequency, which activates another low frequency resonance relay, tuned to a module. carrier current lation; this last relay activates an aperiodic servomotor with delayed action *
Fig. 17 shows a similar device characterized by the use of a single vibrating reed relay.
FIGS. 18 and 18 bis show a tele-mechanical receiver capable of performing numerous different maneuvers, which comprises a switch, a switch and a reset device.
Figs. 19 and 20 represent a receiver operating under the influence of a high frequency current, modulated according to several rates, the reception being operated by a vibrating reed relay actuating by mechanical control one or more balance relays tuned to the low modulation frequencies.
Figs. 21 to 29 show resonance relays of the pendulum type receiving electromagnetic pulses, the selectivity of which is improved by devices which suppress the pulses for large elongations, without introducing harmful mechanical friction.
Figs. 25 and 26 represent servo-motors whose armatures vibrate in resonance under the influence of a current
<Desc / Clms Page number 3>
alternative and which are characterized by a simplified construction (these devices can be suitable for all applications of small low power asynchronous or synchronous motors).
Figs. 27 and 28 show robust contactors with very low consumption and which are particularly suitable for remote controls.
Figs. 29 to 34 represent alternative embodiments of the oscillating balancer drive members used for the remote controls.
Figs. 1 to 7 represent a system for closing or opening an electric circuit (switch IT) by means of high frequency alternating current emissions of unequal durations. Short transmissions close the IT switch and long transmissions cut off the power. This system has the advantage of requiring a single transmission frequency to perform several different commands with great safety.
In particular, it makes it possible to operate a very robust IT dry switch. The local energy source is the AC mains current.
The selective resonance relay consists of a blade LV 1, the period of which is set by construction to a value very slightly greater than that of the control current.
The end of this blade is located between two contact blades 1 of thinner thickness which press on a conductive pad, forming a contact Ir. In the event of reception of the alternating control current, the blade LV 1 vibrates and strikes them. contact springs by moving them apart, so that the electrical contact Ir is practically broken by vibrations, the contact times, the lower blades 1 becoming very weak.
A servo-motor (see fig. 2) whose BM coil is supplied by the alternating current of the sector, with the interposition of a strong resistance rl, turns a wheel R5 at a
<Desc / Clms Page number 4>
very low speed and developing a relatively high torque. This wheel R5 carries pins Gl and G2 which act on a star-shaped cam Ce integral with the cam Ct. The latter turns abruptly by 1/6 of a turn and brings into contact or removes the blades of the work switch IT. A magnet A2 is provided to ensure the magnetic blowing of the spark, and the IT switch is thus capable of directly cutting an intensity greater than 10 amps under 110 or 220 volts, (It should be noted that the IT switch could be replaced by a contactor).
A cam CA 1, the periphery of which is notched on two diametrically opposed parts, acts on a switch IA as shown in fig.l. The two notches are of unequal length.
The IA switch, mounted in series with the Ir switch, is connected as shown in fig. 2.
In the interval between orders, the components occupy the position fig. 2. It can be seen that the coil BM is short-circuited and that the servomotor is therefore at rest.
The operation is as follows:
A command transmission being received by the BR coils, the LVI blade starts to vibrate and practically cuts the Ir contact.
Current flows through BM and the servo motor starts up. The duration of the emission is provided sufficient for the cam to rotate at an angle slightly greater than that which ensures the breaking of IA. Under these conditions, the BM short circuit is removed and the servo motor runs until the R5 wheel has turned 1/2 turn. The large notch of CA1 then causes the establishment of contact IA and the stopping of the servomotor.
The pin Gl, during the displacement of R5 in direction f1, caused the star cam to turn by 1/6 of a turn (in direction f2) and the IT contact was suddenly established thanks to the jumper S.
The new order issuance is expected to last a little longer, sufficient to get through the large notch of CAl. It allows the R5 wheel to be turned again by 1/2 turn.
<Desc / Clms Page number 5>
The cycle of operations indicated above can be repeated. The duration of the short transmissions is adjusted so that they are insufficient to pass the large notch of CAl.
In this way, in the event of faulty reception of one of the command transmissions, it is possible to automatically re-establish, from the central station, the necessary concordance between the IT operations and the command transmissions.
Figs. 4 to 7 show the details of the servo motor. This is of the type with a magnetic armature, vibrating under the influence of the alternating current of the sector and causing a ratchet wheel RR1 to rotate, the teeth of which are very fine. The frame is made up of a A3 magnet fitted with large PP1 pole shoes. This magnet is mounted on pivots fixed on the brass cheeks Jl and J2. The natural period of the armature is made close to that of the alternating current passing through the coil BM, thanks to a spring (for example the spring spl). The attractions between the sides of the PP1 pole pieces and the fixed PP2 pole pieces are very high and experience shows that the motor provides relatively very high mechanical work for extremely low current expenditure (less than 1 watt spent. ).
Figs.8 to 10 show another embodiment of the servomotor. A vibrating blade LV2 acts on an engagement device = quetage enclosed in a casing filled with lubricant. The sound shocks are attenuated by an nS part, in rubber, leather or cork.
Figs. 11 and 12 show another variant embodiment of a servomotor with a vibrating armature polarized by the fixed magnets A5 and A6.
Figs. 13 to 16 represent a receiving device which actuates a switch IT by a system of cams similar to those shown in fig.l, by means of a servomotor produced with a synchronous motor-driven clock movement. rotary self-starter (devices that the watchmaking industry supplies at very low prices). Only the part of the cog is used.
<Desc / Clms Page number 6>
sant rotate the OM axis at a speed of 1 revolution per minute. On the other hand, the synchronous motor could be replaced by a small asynchronous motor of a very simplified construction (see fig. 14).
An alternating current of high frequency FI interrupted at the clock period T. This current is sent to the coils BR3 is used as command transmission. It vibrates the LV3 blade (preferably tuned to the IF frequency). These vibrations cause contact breaks with a blade 1 of the higher clean period than FI. A circuit comprising the IR3 contact, the servomotor, the coil BR4 of the pendulum relay RR4 and the resistor r2, is permanently connected to the mains as shown in fig.14. The current, which continuously passes being very weak, does not present any drawback.
The engine runs constantly by reciprocating the pawl CL'4 which presses on the ratchet wheel RR2. On this wheel, two tooth hollows, diametrically opposed, have been blocked (or have not been cut) as shown in fig. 13 and, consequently, the pawl slips without turning the wheel RR2 when the latter. ci occupies the position of fig. 13. The RR4 pendulum relay is fitted with a CL4 pawl and, when it is at rest, the end of this pawl is between two teeth as shown in fig.l. The pendulum relay is fitted with a plunger in soft iron or sheet metal (see fig. 15, section rs). The diver receives a weak force of attraction FA which does not move appreciably.
The operation is as follows (see the diagram in fig. 14):
The blade LV3 vibrates under the influence of the control current through the winding BR3. (It is possible to use in particular an alternating current of musical frequency superimposed on the distribution network and received by a tuned oscillating circuit constituted by BR3 and a capacitor C).
The IR3 contact is therefore cut almost continuously and, during each emission of the frequency current FI, the electromagnetic traction FA is interrupted.
<Desc / Clms Page number 7>
Thanks to the control signal, which comprises a transmission train interrupted at the rate T, the pendulum relay starts freely and takes on an increasingly large amplitude. The duration of the emission is planned so that CL4 turns the RR2 rocket by at least one tooth.
It will be noted that this requires a very low driving force as long as the pins G1 and G2 do not reach the star cam Ce, consequently, the selectivity of the relay RR4 is very good, the damping being very low. the non-toothed part of the ratchet RR2 being crossed under the influence of the pendulum relay, the servomotor SM4 continues to act slowly on the ratchet to complete the rotation of 1/2 turn. At the end of this stroke, he operates the IT work switch and the force available is then very large, because the available motor torque is very high thanks to the large reduction between the motor and the crank axis. '0%. It is thus possible to rotate the star cam Ce with perfect safety.
The system is ready for operation (again for the next program.
Fig. 17 shows another device in which the servo motor is only supplied when a single resonance relay RR5 is vibrated. This relay closes an Ir5 contact, connected in parallel to the switch IA5, which stops the motor each time the CA5 cam has turned by 1/2 turn. These rotations have the effect of causing the star cam RT5 to turn abruptly, by a defined fraction of a turn, and thus to operate a switch or a switch, or any other control device. The RR5 relay operating a closing, and not a circuit break, requires a resonant oscillator characterized by a large amplitude. It is however possible to use an LV5 vibrating reed relay fitted with a small transverse magnet A8 entering a coil without iron as shown in fig. 17.
Very good re-
EMI7.1
s "summer" results obtainedî.1.S .à¯.Z, ',. it (i, e :,', .Q OT11'q, nts, 'of alternating, intermittent or wavy control of' a frequency between 40 and 2 periods per second.
<Desc / Clms Page number 8>
Fig. 18 shows the operation of a switch by means of command transmissions sent successively with the frequency FI (to which a resonance relay RR6 is tuned) and the frequency F2 (to which a relay RRT is tuned).
The servomotor is replaced by a device analogous to the movements of receiving clocks with reversed currents.
This system can be used in a complex telemechanical installation shown schematically in fig. 18bis (installation comprising a COM1 switch, with an IE switch in series that can be operated by a third frequency F3, or by a time delay relay acting to cut the current during the rotation of the switch under the influence of successive control currents of frequencies F1 and F2.
The reset to zero can be remotely caused by various devices, in particular by a ratchet arm CL5 moved in a reciprocating motion acting on a ratchet wheel with interrupted toothing as shown in FIG. 18.
Fig. 19 shows another embodiment of a relay with double mechanical resonance tuning, operating by means of an alternating current of musical frequency F1, interrupted at period T of a small clock balance.
This relay has an LV6 blade (the voltage of which is easily adjusted by the screw V so that its natural frequency is very close to F1). On this blade rests another LV7 blade with a much lower natural frequency. On the end of the upper blade is fixed the end of the spiral spring sp3, mounted on the axis of a circular balance RR8 of natural period adjusted by construction to the value T.
Under the influence of the modulated alternating current of control, the LV7 blade lifts from a constant height to the. cadence T (ca.r, due to its relatively high natural period, it cannot follow the very rapid vibrations of LV6 and its stroke is limited by a stop V). As a result, the end of the hairspring is moved at the rate T and the RR8 balance receives an impulse
<Desc / Clms Page number 9>
period constant T. The resonance condition being fulfilled, it takes a very large amplitude and can operate the command (by closing a contact or any other known means.) The LV7 blade can be used to actuate several balances placed next to it. one another.
Fig. 20 schematically shows an installation of remote controls operated by means of two transmissions characterized by the low modulation frequencies T1 and T2. An emission T1 closes the IR6 contact and starts the servomotor BM, which moves the switch COM2 by 1/4 of a turn using a device similar to those described above. The system is then ready to operate again when switch IR7 is closed by emission T2, and so on.
In the case where resonance relays are used whose natural frequency is very low (for example horological periods of 0.2 to 2 seconds). It is found to be very advantageous, from the point of view of selectivity, to suppress the reception of the pulses exerted on the oscillating member, when the latter deviates notably from the equilibrium position. Figs.
21 to 24 show devices which make it possible to obtain this result without introducing mechanical friction and other harmful losses.
In the system, fig. 21, the resonance relay (analogous to a Nobili galvanometer) has a sp4 hairspring which forms electrical contact with pins G2 and G3 when the balance turns by an angle greater than + 30 degrees. The BR coil is short-circuited by the hairspring contacts with G2 and G3. A resistor r1 can be provided between the energy source and BR.
Fig. 22 shows a pendulum relay of the moving coil type BR acting on the fixed magnets All and A12. The current is supplied by the very flexible blades L8 and L9 which form electrical contacts and which are arranged as shown in the figure. These blades restore the mechanical energy to the pendulum which deforms them. For large elongations in both directions, we see
<Desc / Clms Page number 10>
as the circuit of the. coil is cut.
Fig.23 shows another similar device but made in the form of a balanced balance carrying the coil BR.
This balance is advantageously mounted on small ball bearings. The current is supplied by two electrically insulated spiral springs sp5 and sp6 (as in movable frame voltmeters).
The current is supplied by two conductive pins G'3 and G'4 coming into intermittent contact with the balance springs, as shown schematically in fig. 24. For the clarity of this figure, the springs have been shown next to one another, but, in reality, their collars are both mounted on the axis 0 of the balance. This axis 0 rotating in the direction of the arrows, the hairspring sp5 expands and the contact on G'3 remains established, but the hairspring sp6 compresses and the contact on G'4 is broken by the strong elongations. The reverse occurs when the axis 0 rotates in the opposite direction and it can be seen that it is thus possible to obtain that the coil BR is only supplied in the vicinity of the balance position of the balance.
Under these conditions, the control currents cannot disturb the natural period and thus harm the selectivity of the relay.
Figures 25 and 26 show alternative constructions of the servomotor shown in Figures 4 to 7. Note, in particular, la. simplicity of manufacture of the device, fig.26, the main members of which are constituted by a magnet A16 and by a sheet metal plate ST obtained by cutting. The flexible blades 11 and 12 act on each side of the rotating roller G6 mounted on a fixed axis.
Their thickness is such that, for low vibration amplitudes, the natural period of magnet A16 is very slightly greater than that of the alternating current passing through BM. On the other hand, for large amplitudes, the thicker blade L1 touches the roller G6 and the period becomes smaller than that of the alternating current.
<Desc / Clms Page number 11>
Experience shows that the balance assumes a very stable oscillatory movement at an amplitude regulated by the separation of L1. Consumption is very low. High force can be achieved through proper reduction.
Fig. 27 shows an alternative embodiment of resonance contactors intended to establish or interrupt a very robust electrical contact by means of alternating currents of very low intensity.
It was indicated above that the electromagnets with armatures vibrating in resonance, shown in particular in FIGS. 1 to 12 and 25, 26, allow very thick contact blades to be progressively separated. Instead of going through the intermediary of a ratchet mechanism and ratchet wheels, it is possible to propose to move the contact blades directly. This result is obtained by the device fig. 27 which comprises a steel blade L1 constituting the armature of an electromagnet, the coil of which is shown in B1. The blade L1 is established so that its natural period is equal to half of the period of the alternating current which supplies B1. The blade L1 is provided with a contact pad which is located at a short distance from another pad carried by the blade LC.
On the other hand, another steel blade L2 is disposed perpendicular to L1 and its end forms a spout arranged as shown in fig.27. The blade L2 also constitutes the armature of an electromagnet, the coil of which is represented at B2. This coil is supplied at certain times by an alternating current whose period is twice that of the blade L2.
The operation is as follows:
When B1 is fed, the blade Ll takes an alternating movement of increasing amplitude and ends up passing to the right of the end of L2, while lifting the blade LC.
The blade L2 then forms a retaining pawl immobilizing L1 in the position of electrical contact with LC.
If, after having interrupted the current through B1, an emission is sent to B2, the plate L2 in turn starts to vibrate.
<Desc / Clms Page number 12>
tion of resonance and it releases Ll. The electrical contact is then interrupted very suddenly with a spacing approximately double the distance shown in fig. 27. Magnetic blowing can be provided as in the device F1 (magnet N2S2).
The advantage of this device results from the fact that it is possible to operate a very robust switch with a much lower intensity than if the blades L1 and L2 were replaced by reinforcements simply attracted at once, as in contactors and switches. usual relays.
In fact, each alternation of the alternating current communicates a small amount of energy to the vibrating plate. As a result of the mechanical tuning achieved, the energies received accumulate giving the blade an increasingly large amplitude of oscillation, which makes it possible to obtain a very high elongation with a low alternating current. If this current has a frequency of 50 periods per second, the end of the blade L1 takes on an alternating vibration of amplitude which increases very rapidly and the lateral displacement of its end reaches, for example, 3 or 4 millimeters apart and the other from the rest position fig. 27, after about twenty alternations, which happens for less than 1/2 second.
The intensity, sufficient to obtain this result, is less than 1 / 10th. of that which would require an ordinary electromagnet not tuned.
Such a system is very advantageously applied to remote controls by resonance relays tuned to very high frequency carrier currents, modulated or not. For example, it is possible to obtain the power supply for coil B1 by means of a relay RR1 produced as shown to the right of fig.l. This relay can be very sensitive, as it does not have to do heavy mechanical work. The low amplitude vibrations of LV1 can be used to supply the coil B1 of the device fig. 27 for an instant by means of alternating current supplied by the sector.
Thanks to the low consumption of the contactor, damage is avoided.
<Desc / Clms Page number 13>
tion of contact 12. In addition, protection by resistance without a choke can be provided.
Another emission can make it possible to supply coil B2 for an instant.
Instead of the RRl relay in fig.l, we could use a pendulum or pendulum relay like those shown in figs. 19 to 24.
The schematic figure 28 shows another contactor device operating thanks to tuned vibrating blades L1 and L2. Only the active ends of these blades have been shown in the figure. By energizing B1 for a moment, L1 assumes a large amplitude of resonance and throws back to the right the arm of the rotary distributor switch d. This distributor can be returned to its initial position by sending an emission in B2 exciting the blade L2.
The schematic figure 28 bis shows a similar device, but in which the rotary distributor switch is replaced by a ratchet wheel R rotating step by step under the influence of two pawls. By sending successive emissions tant8t in B1, tant8t in B2, the ratchet wheel R turns by 1/2 tooth pitch at each pulse.
These devices are applicable in various ways. For example, they can serve as contactors or switches rotating step by step, the coils B1 and B2 receiving in good time and alternately the current of the sector by means of contacts operated by two resonance relays activated alternately.
It is also possible to mount the coils B1 and B2 in series in a common circuit and supply them with successive current emissions having the frequency of the blade L1 and that of the blade L2 alternately. Step by step controls are thus obtained by means of a snap-fastening very similar to that which is used for time distributions of the known type with reversed currents.
<Desc / Clms Page number 14>
However, the use of two alternating currents carrying high frequencies makes it possible to operate transmissions by means of pipes serving for other uses, or else by known radio-communication methods. It should be noted that the device, fig. 28 bis, makes it possible, for example, to bring into a certain position, a switch integral with the wheel R. This device can be applied to the systems described above with reference to in figs. 18 and 18 bis. It is suitable for rapid control of switches similar to those used in automatic telephony.
Fig. 29 shows an alternative embodiment of the oscillating balance relay device shown in fig. 29.
We have. only represented by the balance wheel by its axis 0 and by the spring Sp.
When the balance is at rest, the outer coil touches the end A of the armature of the electromagnet B preferably constructed as shown in the figure. The point of contact between the armature and the signal is located at an angular distance of approximately 1/4 turn from the fixed point of attachment of the hairspring.
The armature is normally separated by a spring r and its stroke is limited by two adjustable stops b1 and b2. The periodic attraction of the armature determines a small alternating lateral displacement of the order of 2/10 to 1 millimeter, of the point of the hairspring which is in contact with the armature. We know that the oscillations of a balance bring about a periodic expansion and contraction of the turns. Consequently, if the end of the frame were made integral with the hairspring that it touches, it would tend to be moved in a reciprocating motion. Conversely, if the armature is moved by deforming the hairspring, the energy thus developed is transmitted to the balance. This energy can be motive or passive depending on the phase shift of the movement of the balance with respect to that of A.
With the balance at rest, experience shows that if we send into the electromagnet B, a rhythmic current causing
<Desc / Clms Page number 15>
a reciprocating movement of the armature A, the balance starts up and only reaches a large amplitude when its proper period is equal to that of the displacement of A. A resonance relay similar to that of FIG. 19 which has the following properties:
1) On the sole condition that the intermittent current is greater than a certain value, and that the armature A has a constant stroke, the energy supplied to the balance by the control current at each pulse remains constant, despite the increase of the current flowing through coil B.
It should be noted that the applicant, in a previous filing, has already provided for the improvement of the selectivity of relays with oscillators, subjected to an electromagnetic action, by the regularization of the current. The device fig.29 also makes it possible to obtain the regularization of the pulses; it has the advantage of comprising very simple, inexpensive and foolproof mechanical components;
2) The impulse given by a weak pressure on the external coil of a relatively very long spiral spring, does not appreciably disturb the isoclaronism of the oscillations.
As the amplitude increases, the balance keeps the same period with a very high approximation (we have seen, above, that this property makes it possible to obtain a high selectivity);
3) A very small displacement of A (less than 1 millimeter) is sufficient to give the balance a rapidly increasing amplitude which can reach 90 degrees and even 180 degrees, after ten to forty oscillations, if the frequency tuning is good executed.
It is thus possible to operate commands for a great elongation of the receiving balance, which also favors the selection of signals;
4) The selector balance is very simple, it does not include delicate parts such as electric coils, or moving magnets which can give rise to maladjustments (as a result of attractions with pieces of iron or nearby magnets). sins);
<Desc / Clms Page number 16>
5) The stroke of A being very small, we can easily realize a very sensitive electromagnet, developing high forces by means of very low intensities.
In fact, the air gap is very small and alloys are currently known which have a very high magnetic permeability for weak fields and which are very suitable for the magnetic circuit of B;
6) The system fig.29 can operate by means of alternating current interrupted or modulated at the frequency of the balance.
These properties allow great progress to be made in relay controls at. electro-mechanical resonance. Note in particular the simplification of the construction of the selector balance and the obtaining of constant mechanical pulses, independent to a very large extent, of variations of the control currents, which makes it possible to improve the. selectivity and avoid untimely orders.
Fig. 30 represents an alternative embodiment of the device 29. The armature 3 is replaced by a flexible blade A 'slightly moved by means of a polarized relay, produced for example by means of a rotating magnet. NS and a stator B1B2. Such a system obeys only. an intermittent, continuous or rectified current, passing through the coils in a certain direction. It can be applied to receivers of call selectors operating by means of direct currents modulated or interrupted periodically at various frequencies.
With the same frequency and a cliangen, ent of polarities of the control transmissions, it is possible to discriminate two receiving stations each provided with the device fig. 30, without modifying the frequency. It suffices for that to establish the connections so that each magnet NS moves only for the direction of current characterizing the emission to which the relay must obey. The same result could also be obtained with the device fig.29, but it would then be necessary to interpose a device forming an electric valve, for example a dry rectifier.
<Desc / Clms Page number 17>
In the previous descriptions, we have considered the case where each emission moves the reinforcement A or the blade A 'downwards. But we can also conceive of a mode of action of A by very fast alternating vibratory movements, periodically interrupted at the rate of the balance.
For example, the armature A can be replaced by a blade capable of vibrating in resonance under the action of an alternating current or modulated at a very high frequency with respect to the frequency of the balance. If coil B receives such an interrupted current at the. same rate as that of the balance, the latter will start progressively as in the case of direct current pulses. Indeed, the hairspring constitutes a vibrating system at a much greater period than that of the blade A; it grazes the extreme position of the blade without being able to follow it in its very rapid vibrations. The start-up will therefore take place under the conditions which have been explained previously with reference to fig. 19.
With such a device, we can reduce the intensity in coil B. Note that we can use very high frequencies, such as musical frequencies, because the lateral displacement of the end of A can be very small. In order to develop sufficient energy, it suffices to cause the vibrating armature to act on a point of the hairspring sufficiently close to its fixed attachment.
The great interest of this arrangement comes from the fact that the relay only turns on if two mechanical resonance chords are simultaneously made:
1) An agreement on the frequency of A;
2) An agreement on the low frequency of the balance.
By varying both the. frequency of the carrier alternating current and the modulation frequency, a very large number of different commands can be carried out, and this by making the selection by purely mechanical means.
<Desc / Clms Page number 18>
It is possible to go further in this direction by bringing in, in addition, electrical chords as has already been proposed previously by the applicant.
For example, we can use:
1) Waves or currents carrying frequencies above 2,000;
2) Intermediate modu ations, with frequencies between 200 and 50 per second;
3) Periodic interruptions at rates ranging from 10 to 1/2 per second. The non-application of three frequency ranges allows a considerable number of different combinations to be obtained and it may be suitable in particular for selective call telephony systems.
For remote control problems on energy distribution networks, the number of different controls is generally low and simplified installations can be used.
Fig. 31 shows, by way of example, an embodiment of a. system with two controls by means of two balances of different periods operating according to the principle previously explained.
The mechanical impulses are supplied by a single electro-magnetic vibrator made like a single telephone with its own frequency F. Use is made of a carrier current characterized by a single musical frequency F. It is adjusted by means of screws V1 and V2 the tension of the blade A, so that the tuning on the frequency F is very careful. The reception circuit (comprising the coils B, as well as capacitors and, if necessary, the inductors) is also tuned to the frequency F, so that the receiver is very sensitive.
Two pivoted arms U1 and U2 reflect the vibrations of the blade, by small displacements of the spiral springs SPI and SP2, as in the system fig.29. For a certain modulation frequency, the right balance wheel takes a large amplitude, while the other remains at rest. Another
<Desc / Clms Page number 19>
modulation only activates the left balance.
FIG. 32 represents an advantageous embodiment of a balance suitable for various applications, in particular for the establishment of a series of equally spaced IS contacts. This balance is also suitable for the production of tuned receivers like those of Figs. 19, 29, 30 and 31 responsible for closing a DC contact, when a very large elongation is exceeded.
The balance has a 0 axis with tapered pivots rotating in small ball bearings. One of the bearings is embedded in a Vr screw carried by the frame and blocked by nuts.
This screw is used to adjust the pivot play to a low value.
Axis 0 is screwed onto a massive central piece, into which are screwed radial threaded rods (for example two diametrically opposed tl and t2 rods, or three 120 degree rods or 4 90 degree rods, etc.). On each rod, a number of washers such as ml are stacked and immobilized by nuts. On the axis is fixed the spiral spring Sp. To conveniently construct in series a group of balances having to oscillate with different periods, it is found advantageous to use a single model of spiral spring and to mount a number more or less large washers on each rod such as tl, in order to vary the moments of inertia. Each balance is thus characterized by the number and size of the washers ml.
The application of this construction is of particular interest in selective call telephony systems for which a relatively large number of pendulums of various rates must be used. In such installations it is good to minimize the number of spare parts required. It can be seen that this result is achieved with the construction features described above. It will also be noted that the pivot bearings are removable and very easy to replace. The spikes forming pivots could also be provided for removable. However this replacement is not very useful,
<Desc / Clms Page number 20>
due to the rejects of the pivots and their very reduced wear, thanks to the ball bearings.
To obtain a determined cadence, it is not necessary to carry out delicate adjustments and trial and error; it suffices to fit the appropriate washers ml, and the numbers and dimensions of these washers can be indicated by a simple correspondence table given to the maintenance personnel.
Fig. 33 schematically represents a device allowing the emission of rhythmic currents according to several very precise rates. Energy is supplied by alternating current from the mains at constant frequency. To operate the contacts, a synchronous vibration motor is applied provided with the motor members shown in figs.4 to. 7. It has been found to be advantageous to use a relatively thick and cut rocbet drive wheel R with very fine toothing (pitch of the order of 1 mm.). The snapping shown in Fig. 28 bis has given good results.
The ratchets are made of hardened and polished steel. The reciprocating motion of the polarized vibrating armature is communicated to the pawl hinge. The natural period of the vibrating system is chosen to be slightly higher than that of the alternating current and the stroke is limited by two low flexibility stops. Experience shows that, when these conditions are fulfilled, the armature takes on a resonant vibration characterized by a substantially constant amplitude, determined by the stops. This makes it possible to obtain that the driving ratchet wheel R always turns of a single tooth per period of alternating current.
The synchronous motor thus formed has the following advantages:
1) It is very powerful under a small volume (for example a model built by the inventor with the dimensions of fig. 4, allows, by means of an electric power of the order of only 1 watt, to develop on a axis rotating at a constant speed of 2 revolutions per minute, a torque greater than 5 kg per centimeter);
<Desc / Clms Page number 21>
2) This motor is self-starter and it starts up with a very high torque in a very short time (a fraction of a second). It stops instantly as soon as the alternating current is interrupted.
These properties are used in the transmitter shown schematically in Fig. 33. The motor is only represented by its coil B. On a shaft actuated by the driving ratchet wheel and by a reduction gear, several toothed cams are mounted such as RI, R2, R3 ... which actuate switches C1, C2, C3 ... at different rates. The rhythmic current emissions are collected between the wires L1 and L2. Press buttons bl, b2, b3 ... are connected as shown in fig. 33.
When a button such as B2 is pressed for a while, coil B receives the alternating current and the synchronous motor is instantly started. The shaft carrying the cams RI, R2, R3 .. then begins to rotate at a constant speed by periodically lifting the blades of the switches Cl, C2, C3 according to the various rates corresponding to the number of teeth of the cams. Only the periodic contact C2, corresponding to the button on which you press, acts usefully to supply L1L2. As soon as the pressure is released, the motor stops.
Thanks to the very high torque available, more than twenty contacts such as Cl, C2, C3, etc. can be controlled directly.
The contacts obtained are strongly pressed, which makes it possible to avoid the addition of sensitive relays.
A simple, robust and inexpensive transmitter system is thus produced, the overall dimensions of which are very small.
In certain cases, it is necessary to avoid the use of the current of the sector (for example when the sector is with direct current, or badly regulated, or when it is necessary to establish signaling systems capable of functioning in the event of mains failure. ).
Fig. 34 shows a particularly simple and compact transmission device. On axis 01 is mounted a balance such
<Desc / Clms Page number 22>
than that shown in fig. 32. Periodic contact IS is made between the end of the adjustable screw VC and a small tubular piece of low-rust metal, surrounding the coil and held by a conical pin (such contacts act mechanically on the hairspring like the pins of rackets adjusting the watches and we know that they do not disturb the isochronism of the oscillations). The balance is simply launched by means of a button BL causing the sudden rotation of a lever L2 which, normally, moves away the arm L1 integral with the balance.
The control is operated by means of a compression spring rs acting on a TC rod retained by a ball pressed against a retractable groove made in the end of TC. When IL is pressed, the spring rs is first compressed, and after a certain travel of the button, the lever L2 moves abruptly, releasing the balance. The latter can perform more than 50 isochronous oscillations before stopping. Another spring can be provided tending to bring TC back to the initial rest position, fig. 34, when the button is stopped being pressed.
Fig.34bis shows an alternative construction of the switch IS.Un pivoted arm IS accompanies the movement of the part m of the hairspring and comes to touch one or more contact blades by means of a single balance; two programs can be produced:
1) One at the period of the balance between L and 11;
2) One at the half-period of the balance between 11 and 12.
In selective call stations requiring many transmission rates, it is possible to group, in a small box, several devices like the one in fig. 34. It has been found advantageous to use balances mounted on balls of a dimension corresponding to Fig. 32, or about twice as small. We can adopt a range of control frequencies between 15 and 2 oscillations per second. By using constant force receivers like those in figs. 29 or 30, the selective controls
<Desc / Clms Page number 23>
can be ensured after about ten successive closings of the IS contacts, which requires a relatively short time, especially for the relatively high frequencies of the gamma.
The adoption of these values has only been made possible by the use of isochronous balances not provided with electric components and receiving constant mechanical impulses. In fact, with electro-magnetic pulse systems, certain inevitable variations in the currents lead to the need to use relatively slow balances requiring long transmission times. It is very advantageous in signaling applications and in urgent telephone calls to be able to obtain communications quickly, without having to perform complicated maneuvers (such as dialing a telephone number with several digits). The system described therefore achieves significant progress.
It should also be noted that the adoption of rapid rates makes it possible to use spirals Sp in relatively coarse wire, so that the contacts IS are relatively very supported and very safe. The equipment is not delicate and the maintenance of the devices is within the reach of non-specialist electrical workers.
In the system fig. 34, the balance oscillates thanks to the kinetic energy supplied by the operation of the button BL and its movement is damped. We could add a self-maintenance device, made like those of escapement clocks. The losses can also be compensated by an electromagnetic device such as that shown in fig. 29 (or in fig.
30). To this end, an electrical circuit will be formed comprising a direct or alternating current source mounted in series with coil B and the intermittent electrical contact occurring between the hairspring Sp and the armature A. When the hairspring expands, the electrical contact establishing itself, the armature is attracted and presses on the hairspring. When the balance returns back, the Sp hairspring contracts and the electric current is broken;
<Desc / Clms Page number 24>
the frame returns to. its initial position. The phenomenon is reproduced and we see that the hairspring is periodically deformed with a certain phase shift between the oscillatory movement and the movement of A.
Experience shows that, under these conditions, the balance receives energy, and that it is easy to regulate the factors which intervene to maintain the movement of the balance at. constant amplitude.
By having such a transmitter control a very free receiving balance and receiving very small control pulses, so that a large amplitude can only be obtained after a large number of pulses, a particularly control device is produced. selective and sensitive. A slight change in the transmission period is sufficient to suppress reception.
This system is suitable for annual applications, the transmission time is not very important.
The mechanical resonance receiving devices described above can be combined with any known detection and amplification and adjustment devices, or with other signal selection systems based in particular on changes in direction, intensity, number and duration of transmissions and the application of timed-action relays or signal codes.
In particular, it is possible to achieve selective transmissions by "Morse" signals consisting of more or less brief transmissions of alternating currents interrupted or modulated and received by tuned vibrators. The receivers can be based on the same principle as the known systems used in particular in automatic telephones or. in 'code wheels' call selectors progressing step by step under the influence of various combinations of pulse trains. These trains can be formed by transmissions of various frequencies separated by more or less prolonged stops, and received by devices similar to those of FIGS. 18 and 18 bis.
Some of the systems that have been described can allow
<Desc / Clms Page number 25>
to develop existing installations based on the principle of vibrating fork relays tuned to musical frequencies.
By modulating one of the frequencies, it is possible to achieve additional commands received by selector balances. It is thus possible to design installations characterized by the application of a restricted number of musical frequencies capable of being modulated. For orders intended for a large number of receivers which must be set at the minimum price, vibrators tuned to musical frequencies will be used directly, and the modulation will be reserved for special maneuvers for which the reduction in the price of receivers offers less. of interest.
In selective calling systems on special low current lines, it is possible to use as carrier current the alternating current taken from a high current distribution.
It is also possible to multiply and multiply the current of the sector in order to have several transmission frequencies without resorting to complicated and expensive generators. Such a result is obtained in particular by means of the type of relay RR1 shown to the right of fig.l. When alternating current at 50 periods per second is sent through the BR coil and a circuit is formed comprising a direct current source in series with the switch Ir, this switch closes 100 times per second. second for very brief moments. By sending an intermittent current, established by these brief contacts, into other relays such as
RR1, the oscillations of various blades having frequencies that are multiples of 100 can be maintained.
These blades can operate switches or induce alternating currents capable of being amplified and of constituting the signaling currents used with or without very low frequency modulation.
As generators of undulating or alternating currents of high frequencies capable of supplying transmitters or of being added to receivers (in particular to warn the control station of the accomplishment of certain maneuvers), it is possible to
<Desc / Clms Page number 26>
use vibrating contact devices such as those already manufactured industrially (for example, shaker bells, ignition coils of internal combustion engines, vibrating fork converters serving to send alternating current to TSF stations by means of from a direct current sector, etc.)
For successive different maneuvers, you can use:
1) A modulated carrier current selected by a balance;
2) An unmodulated carrier current received by a simplified vibrating reed receiver producing, for example, a return to zero or a maneuver which must be repeated often. By reserving for this maneuver a frequency very different from those of the other transmissions, this maneuver can be obtained with great safety by means of a simplified and compact receiver, for which great selectivity is not useful.
The selection of unmodulated and modulated emissions can be based on the fact that a receiving balance such as the one in figs. 29 and 32, activated at large amplitude, does not stop instantaneously and continues to establish DC contacts, so that it can thus operate on its own a contactor such as that of. fig. 27, after interrupting the carrier current.
It can be seen that a modulated carrier current, sufficiently prolonged, can, under these conditions, accomplish an operation such as the closing of a switch while a brief unmodulated transmission received by a vibrating plate, such as L2 of the switch. fig. 27, can free the blade Ll.
In the devices, fig. 29 and 30, it will be noted that the stops of the armature have been provided to be adjustable, which makes it possible to vary the energy communicated to the balance at each pulse. The selectivity of a receiver can thus be varied very easily without modifying its construction, the maximum selectivity being obtained for a very short stroke of A. With a longer stroke, the selectivity is less good, but the control.
<Desc / Clms Page number 27>
de can be obtained more quickly.
In the transmitter, fig. 34 bis, the same balance can make it possible to obtain two kinds of emissions, one at the period of the balance between 11 and 13, the other at the half-period of the balance between 11 and 12.
Various changes can be made to the systems described above without departing from the scope of the invention. It is also possible to achieve different combinations by grouping in various ways the members shown in the figures of the accompanying drawings, by making certain fixed elements movable and vice versa, or by using in place of certain parts known systems for filling. the same goals.
The mechanical starting used in the system fig. 34 could be replaced by an indirect control by means of an electromagnet suddenly moving the lever L2 for a period determined by that of the manual contact on an electric button, or by a relay time delay releasing the electric button or cutting a self-supply circuit of the control electromagnet.
The devices described in the specification allow short and spaced broadcasts to be received by means of oscillating systems which are only activated during transmissions, but similar devices could be used to continually maintain the synchronous operation of oscillating systems by means of oscillating systems. 'uninterrupted emissions.
Some of the devices described are therefore applicable to the solution of the control and synchronization problems of reciprocating and rotary movements, problems which arise in particular in watchmaking, in telegraphy, in automatic telephony and in general in the electrical industry. for remote signals and multiple commands (for example in transmissions, by means of synchronized movement switches ;, by sending very short signals when the,. switches occupy certain particular positions) ..
<Desc / Clms Page number 28>
Among the particular applications, provision is made, as part of the invention, to produce clocks with pivoted and balanced balances that are self-sustaining and synchronized at a great distance, in particular by the current of the sector with frequency reduction. .
Such clocks can be produced by means of a self-sustaining balance by the device described above with reference to fig. 29 (electromagnet B supplied by battery or battery exerting successive pressures on the hairspring Sp during contacts of this hairspring with armature A).
To obtain synchronous control at a rate close to that of the balance, it suffices to add a second balance spring on which periodically presses, depending on the rate to be imposed on the balance, an arm animated by an alternating movement controlled by the synchronizing current ( for example, an arm periodically raised by a cam driven by a small synchronous motor and suitably selected speed reduction gears). The needles can be actuated by time counters and in particular by a ratchet wheel and a pawl articulated on the armature A which moves in a reciprocating movement of constant amplitude.
The improvements described herein can be applied together or separately in selective long range controls such as time reset, controlled by wired and wireless radio communication methods; remote controls, alarms, calls and measurements by means of telephone lines; multiple controls on energy distribution networks (by high frequency signals sent in wires or between neutral and earth).
The invention also encompasses the applications of the improved components described in this specification.
In particular, the construction details shown in figs. 4 and 7 advantageously apply:
<Desc / Clms Page number 29>
1) To electro-magnetic motor parts of relays and time receivers operating by means of spaced emissions of direct current with or without reversal of the direction of the current;
2) Synchronous motors associated with rev counters supplied by the mains in parallel with other devices of use, in order to record operating times or to operate circuit breaks or other maneuvers after a certain time;
3) Synchronous motors used in contact selectors used in certain telecommunications systems, remote controls or remote indications of organ positions; in particular, the vibrating synchronous motor described above is advantageously applied to selective remote control systems based on the known principle of the rotation of a receiving member at a constant speed during transmission times determined by the device. control station;
4) To control devices for operations at determined time intervals (traffic signals for example);
5) To time-delayed action relays; 6) Clock winding devices;
7) To contact and tripping clock servo motors; 8) Servo-motors intended to lift, by gears and drop-cams, hammers striking loud rings and bells either directly or indirectly, these servo-motors possibly being able to be combined with clocks or time receivers and mechanisms counting of strokes (such as the striking of the hours, halves, quarters, chimes, etc.);
9) To various servo-motors employed in recorders, regulators, measuring instruments, printing devices, telegraphic devices, automatic telephone systems, prepaid devices, counters, etc. .;
<Desc / Clms Page number 30>
10) Toys and advertising apparatus, flashers and switches for illuminated advertising or other applications, actuated either by a rotary movement or by a reciprocating movement;
11) For all engine applications for which the absence of movable collectors and windings is sought, and the direct obtaining of a slow and regular movement with immediate starting at synchronism and high torque.
The sophisticated devices for maintaining reciprocating movements described in the brief apply in particular to the following devices:
1) Bells and gongs with hammers integral with vibrating armatures, actuated by alternating currents with or without electrical contacts;
2) Toys with automatons actuated by speeders with irregular movements.
For this latter application, it has been found that it is possible to take advantage of the special properties of the device fig.19, when the ratio of the frequencies of the blades LV6 and LV7 is not very high (4 to 10 for example). By sending an alternating current through the coils causing the blade LV6 to vibrate in resonance and by suitably choosing the thickness of the blade LV7, with a longer period, it is possible to obtain that the latter be animated by relatively spaced irregular jolts. The LV7 blade can be replaced by a long period pivoted part caused by an imbalance against the LV6 vibrating blade. When this part, under the influence of the recall, meets the LV6 blade, it is thrown from bottom to top under varying conditions.
This movement is suitable for controlling toy machines or advertising devices. The driving device can, moreover, be combined with other means such as manual contacts, rotary click switches and cam transmissions, contact or trigger targets, etc.
<Desc / Clms Page number 31>
Contactors based on the principle of fig. 27 can be used instead of industrial relays and contactors and in particular relays with mercury tubes commonly used in electrical installations and industrial devices. We can possibly increase the stroke of the blade L1 and improve the efficiency by adopting a motor system, comprising a pivoted vibrating armature, provided with a moving coil with respect to a fixed magnet or else a moving magnet with respect to a stator. with fixed winding, as shown in figs. 6 and 7.
In established control systems as shown schematically in Figs. 18, 18 bis and similar systems, la. resetting can be obtained by a brief emission made at the frequency of one of the control currents, this emission being however characterized by a relatively high intensity and received by a vibrator insensitive to the weaker modulated currents intended to rotate the switch.
In the device ;, fig. 28 bis, it is not possible to use
EMI31.1
('.1:' 1); - 18 ih'làl + f:, é.1¯10.ÙCG "Surveys. D" 2jis' "1.flnj ('Ict.c; (1 (" "' 1,. . ,, -. / '1 é.rJ. ïC << 1' 1 '<' - ii = é., M <; î :; 1. '. T: ±> 1. Il. -, uffi "p0U "'' .1. ^ ('R :: r" ¯' -T ratchet holder against blade Ll by a relatively weak counterweight or spring. Under the influence of uninterrupted emission, the ratchet holder is then moved to the right by the vibrating blade and, due to its inertia, cannot follow the rapid vibrations of the blade, so that it remains tangent to the extreme right position of the vibrating blade. transmission being interrupted, the pawl holder is returned to the left.
The stepwise advance is thus obtained by manipulating the control AC current. If one uses a high frequency and a very thick la @ e L1, vibrating at. low amplitude, it can be made to act effectively in the vicinity of the pivots of the pawl holder and thus obtain a sufficient stroke. To cause a switching
EMI31.2
teurs an electric clutch-0pbrayege can be provided between the switch and the ratchet R. The reset can be obtained
<Desc / Clms Page number 32>
by disengaging and returning the switch to the starting position, by means of a spiral spring. Handover to. zero, initially, can be operated by means of the first enhanced intensity emission.
In the system fig. 33, the alternating current can be supplied indirectly by a vibrator maintained by means of a battery. A constant period vibrating armature can also be used directly, the energy being supplied by a battery and the armature operating a contact, as well as the pawls as in motor balancer clocks.
The rotation of the cams R1, R2, R3 could also be controlled by a hand-wound or electrically-wound spring, the speed being regulated by a fast-moving escapement, for example, a vibrating blade escapement.