<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX DISPOSITIFS POUR SURVEILLER A DISTANCE DES
PERTURBATIONS DANS DES CIRCUITS ELECTRIQUES.
L'invention est relative à un dispositif de montage ou à un appa- reil de surveillance de circuits électriques pour pouvoir déceler immédiatement, en un poste d'observation, une modification dans l'intensité du courant dans le ou les circuits à surveiller, la surveillance s'étendant non seulement, en ce qui concerne leur fonctionnement exact, aux appareils consommateurs de courant qui travaillent en permanence, mais également à ceux qui fonctionnent par inter- mittenceo
L'objet de l'invention convient tout particulièrement aux véhicu- les automobiles pour lesquels on doit surveiller à la fois les feux de position qui brûlent en permanence ainsi que les indicateurs de direction et le feu d' arrêt (stop) qui ne fonctionnent que temporairement.
Les indications de surveil- lance se font aussi bien acoustiquement que par voie optiqueo
On connaît de nombreux dispositifs de surveillance à l'aide des- quels on indique, par des relais, des irrégularités ou troubles dans le fonc- tionnement des appareils consommateurs de courant qui sont surveilléso C'est ainsi, par exemple, que pour surveiller des lampes, brûlant en permanence, tel- les que des feux de position, on s'est servi de relais à circuit fermé qui en- trent en action quand le circuit est interrompu pour faire fonctionner des in- dicateurs optiques ou acoustiques.
La surveillance d'appareils consommateurs de courant, qui fonctionnent d'une manière intermittente, tels que les indica- teurs de direction et le feu "stop", sont surveillés par des relais à circuit ouvert par lesquels, quand on fait fonctionner un indicateur de direction, on déclenche la production d'un son vibré (ronflement) ce qui rappelle en même temps au conducteur qu'il doit ramener l'indicateur à sa position inactive quand le virage est terminé.
Il est également connu de se servir, pour la surveillance, de re- lais qui comportent deux bobines d'électro-aimants, reliées en opposition, une
<Desc/Clms Page number 2>
bobine étant traversée par un courant auxiliaire d'intensité constante alors que l'autre bobine se trouve dans le circuit à surveiller. Aussi longtemps que ce dernier circuit est traversé par un courant ayant une intensité nor- male, les enroulements magnétiques se compensent de sorte que le relais reste inactif. Par contre, quand l'équilibre électrique est troublé, par l'interrap- tion du circuit à surveiller ou par une surcharge, on obtient que 1'armature du relais est attirée ce qui provoque alors le déclenchement d'un signal de la manière connue.
Les dispositifs, connus jusqu'ici, sont relativement compliqués car il est nécessaire que chaque circuit à surveiller comporte un relais parti- culier et des indicateurs individuels tels que des lampes-témoin, des ronfleurs ou analogues. L'invention permet de remédier à ces inconvénients.
Conformément à l'invention on agence de manière telle un disposi- tif de montage pour indiquer à distance les perturbations dans des circuits électriques que pour un fonctionnement normal on obtienne la compensation des effets magnétiques et que par l'attraction de l'armature du relais on provoque le court-circuitage d'un ou de plusieurs enroulements de celui-ci. De cette manière on obtient la libération de l'armature attirée par suite d'une pertur- bation puisque, par le courtcircuitage du ou des enroulements, l'effet magné- tique cesse d'exister. L'armature retourne à sa position de râpes ce qui in- terrompt le courtcircuitage et l'armature peut donc être attirée à nouveau.
Il en résulte une oscillation continuelle de l'armature comme dans le cas d'un marteau de Wagner. Cette oscillation de l'armature sert à produire un signal acoustique qui indique que le circuit à surveiller n'est pas en ordre. Comme un relais de ce genre doit, de toute manière, comporter au moins deux bobines dont une est traversée par le courant normal du circuit à surveiller alors que l'autre est parcourue , en permanence, par un courant constant, on peut éta- blir la lampe-témoin comme une résistance additionnelle dans le circuit de cette bobine du relais. Par un choix convenable de la résistance de la bobine on peut donner à l'intensité du courant une valeur telle que la lampe-témoin ne s'allume pas.
Lorsque l'armature, commandée par cette bobine, est attirée et lorsque la bobine est court-circuitée, la lampe-témoin est alimentée avec un courant ayant une intensité totale. Pour obtenir des conditions d'intensité - convenable pour une résistance donnée de la bobine, on peut brancher une ré- sistance en dérivation sur cette lampe-témoin, cette résistance étant automati- quement mise hors circuit quand l'armature est attirée de sorte que le courant passe seulement par la lampe-témoin. Comme l'armature est soumise à un mouve- ment d'oscillation, comme expliqué plus haut, la lampe-témoin ne reste pas al- lumée en permanence mais clignote à la cadence du mouvement de l'armature ce qui attire plus fortement l'attention.
L'invention a, en outre, pour objet, la combinaison de deux re- lais mécaniques par laquelle il devient possible de surveiller non seulement des consommateurs de courant fonctionnant en permanence mais, en même temps, des consommateurs qui ne travaillent que temporairement, par exemple les in- dicateurs de direction et le "stop".
Les fonctions essentielles d'un dispositif de ce genre résultent des explications ci-dessous pour lesquelles on admet, pour la simplification, qu'il s'agit d'un appareil monté à bord d'un véhicule automobile qui comporte des feux de position brûlant constamment ainsi que des indicateurs de direc- tion et un feu "stop" qui fonctionnent par intermittence. Il est évident que ce dispositif peut servir également à d'autres usages, par exemple pour des avions, des hydravions et analogues.
En principe les conditions de fonction- nement suivantes peuvent se présenter :
I les feux de position sont allumés;
II l'indicateur de direction fonctionne;
III le "stopH est allumé,
IV les feux de position et 1'indicateur fonctionnent ,
V les feux de position, l'indicateur et le "stop" fonctionnent;
<Desc/Clms Page number 3>
VI l'indicateur et le "stop" fonctionnent;
VII les feux de position et le "stop" sont allumés.
Pour toutes ces conditions de fonctionnement le dispositif doit donner des indications certaines. En pratique on a constaté qu'il est avanta- geux que le dispositif entre en action quand, pour les consommateurs de courant qui fonctionnent en permanence, tels que les feux de position,un dérangement se produit pour ceux-ci,par exemple quand un ou plusieurs de ces feux s'é- teignent. Pour les consommateurs qui ne travaillent que par intermittence, c' est-à-dire les indicateurs de direction et le "stop", le dispositif intervient quand ces appareils sont mis en jeupar exemple en provoquant un ronflement aussi longtemps que l'indicateur est dégagé. Quand on agit sur la pédale du frein, ce qui allume le "stop",il ne se produit pas un signal acoustique, mais un allumage continu d'une lampe-témoin.
En agissant à la fois sur l'indicateur et sur le "stop" il se produit, quand le stop est allumé, une interruption du ronflement et le clignotement de la lampe-témoin est remplacé par un allumage permanent. Cette disposition présente 1'.avantage qu'en attendant de pouvoir faire un virage, avec l'indicateur dégagé, il ne se produit pas un ronflement continuel. Seulement, après avoir cessé d'agir sur la pédale du frein, ce qui éteint le "stop", le ronflement recommence pour rappeler que l'indicateur est encore sorti.
Pour satisfaire aux conditions indiquées plus haut on a recours, conforménent à l'invention, à la combinaison de deux relais mécaniquement in- dépendants parmi lesquels le relais, qui est chargé de la surveillance des ap- pareils fonctionnant en permanence, travaille avec une compensation.magnétique, alors que celui qui surveille les appareils à fonctionnement intermittent, tels que les indicateurs de direction et le stop, est un relais normal qui comporte un nombre d'enroulements magnétiques correspondant au nombre de circuits à sur- veiller. Les deux relais sont agencés de manière telle qu'ils déclenchent la pro- duction d'un ronflement en étant mis en action. Le montage, décrit plus loin, permet d'amplifier l'effet acoustique en provoquant le ronflement des deux re- lais.
De plus, on se sert seulement d'une lampe-témoin unique qui, lorsque les relais fonctionnent, clignote, ce qui attire très fortement l'attention du conducteur.
Les dessins ci-annexés montrent, schématiquement, quelques modes de réalisation de l'invention.
La fig. 1 montre un schéma fondamental des bobines d'un relais tel qu'utilisé pour le dispositif faisant l'objet de l'invention.
La fig. 2 montre le schéma de montage d'un dispositif établi se- lon l'invention.
La fige 3 montre le schéma de montage d'un dispositif établi se- lon l'invention sur un véhicule automobile.
La fig. 4 montre le schéma de montage d'un dispositif pour sur- veiller simultanément des appareils consommateurs de courant qui fonctionnent- en permanence et par intermittence.
Sur la figo 1 le noyau en fer EK du relais R porte deux enrou- lements ou bobines Wl et W2 qui sont alimentés par une batterie E, respective- ment par l'intermédiaire des résistances SL et KL. Par un choix convenable du nombre de spires et des valeurs des résistances SL et KL on peut obtenir que les effets magnétiques des deux bobines W1 et W2 se compensent. Si l'on aug- mente ou diminue l'intensité du courant dans l'un des circuits pour une raison quelconque, on trouble l'équilibre magnétique et le noyau EK est magnétisé de sorte qu'il peut attirer une armature (non montrée).
En partant du dispositif décrit ci-dessus et comme montré sur la fige 2 on peut constituer la ou les armatures et les contacts de manière telle que l'attraction de la ou des armatures provoque le courtcircuitage des bobines. Le courant, fourni par la batterie B, traverse le fusible Si, la bo- bine W1, la lampe de signalisation SL et la masse M avant de revenir à la bat-
<Desc/Clms Page number 4>
terie B. Afin que la bobine ait une résistance aussi réduite que possible on la constitue avantageusement à l'aide d'un fil épais avec un nombre réduit de spires.
Pour compenser le champ magnétique, produit dans la bobine, on a recours à la bobine W2 qui est également alimentée par la batterie B. Dans le circuit de la bobine W2 est intercalée une lampe-témoin KL sur laquelle une résistance SW est branchée en parallèle. L'intensité du courant et le nombre de spires de ce circuit W2 sont calculés de manière telle qu'on obtienne le même nombre d'ampère-tours que dans le circuit à surveiller avec la bobine W1.
De toute manière,9 1-'intensité du courant dans la lampe-témoin doit être telle - . que cette lampe ne s'allume pas dans les conditions de fonctionnement normales.
En dérivation sur les bobines Wl et W2 est branché un dispositif interrupteur avec les contacts r1 et r2. Il est alors indifférent de se servir d'une arma- ture commue avec des contacts isolés ou de deux armatures séparées. Si une perturbation se produit dans le circuit de la lampe à surveiller SL, par exem- ple par le grillage de cette lampe, l'effet magnétique de la bobine Wl dispa- rait et le noyau EK est magnétisé par le courant traversant la bobine W2 de sorte que la ou les armatures sont attirées et que les contacts rl et r2 sont fermés. Par le courtcircuitage de la bobine tout effet magnétique disparatt dans le noyau EK de sorte que la ou les armatures retournent à leur position de repos par l'effet de la tension d'un ressort.
Le cycle recommence alors de sorte que la ou les armatures oscillent périodiquement en donnant un signal lumineux. Par la fermeture du contact r2 on élimine la résistance ohmique' de la bobine W2 de sorte que la lampe-témoin KL reçoit le courant total de la batte- rie et s'allume. En même temps on éliminepour le montage montré sur la fig.
2, la résistance SW de sorte que le courant passe seulement par la lampe-té- moin KL. Comme l'armature est animée d'un mouvement oscillant la.. lampe KL ne reçoit pas de courant en permanence mais bien un courant interrompu suivant la. cadence du mouvement oscillant de l'armature de sorte que la lampe ne brûlle pas continuellement mais clignote, ce qui attire plus fortement l'attention qu'un allumage permanent.
La fig. 3 montre, schématiquement, le montage sur un véhicule automobile,d'un dispositif établi selon l'invention. Sur la planche de bord A est montée la prise de courant B sur laquelle sont branchés normalement le ou les feux de position SL. La prise de courant remplace, dans ce cas, la batterie B du schéma de la fig. 2. Au lieu de relier directement la prise de courant au feu de position SL on intercale entre-eux le dispositif de commande KO d'où part un fil vers une lampe-témoin KL, montée sur la planche de bord et d'où part également une liaison à la masse au cas où. le dispositif ne serait pas relié lui-même à la masse.
On a prévu en outre un fil protégé, indépendant du fil avec fusible qui aboutit au feu de position,afin que le dispositif de een- mande puisse continuer à fonctionner morne si le fusible du fil aboutissant au feu de position est rompu.
Le dispositif de commande, montré sur la fig. 4, comprend essen- tiellement un relais de surveillance U et un relais de contrôle K qui sont lo- gés, avantageusement,dans une botte commune. Le relais de surveillance compor- te deux bobines Wl et W2 montées sur un noyau commun, les extrémités des bobines étant connectées de manière telle que pour une consommation normale du courant par les feux de position SL les deux effets magnétiques se compensent. Sur-une armature commune sont montées trois paires de contact ul, u2 et u3. La bobine W1 est intercalée, comme montré sur le schéma, dans le circuit des feux de po- sition.
La paire de contacts u1 est intercalée entre le début et la fin de la bobine Wl. Normalement les contacts de cette paire sont écartés. La bobine W2 reçoit, par une résistance auxiliaire R, un courant d'intensité constante qui est calculée de manière telle que les effets magnétiques des bobines W1 et W2 se compensent en substance. Les contacts u2 sont branchés en parallèle sur les extrémités de la bobine W2 et ces contacts sont aussi écartés normalement. Les contacts de la paire u3 sont également ouverts. Le relais de contrôle K com- porte trois bobines W3, W5 et W4. La fin de la bobine W5 est reliée au début de la bobine W4. Le relais K comprend aussi trois paires de contacts kl, k2 et k3.
<Desc/Clms Page number 5>
Les contacts kl et k3 sont normalement écartes alors que les contacts k2 sont fermes. Ces contacts k3 sont connectés aux extrémités de la bobine W4 alors que les contacts kl sont établis dans le fil aboutissant à la lampe-témoin KL dont l'autre borne est reliée à la masse. Le début de la bobine W5 passe par un in- terrupteur automatique A, commandé par la pédale du frein, et aboutit au feu de ralentissement ou "stop" BL alors que le point de jonction des bobines W5 et
W4 est relié par un commutateur à l'un ou l'autre des deux indicateurs de direction Wil et Wi2.
Si les deux feux de position SL brûlent normalement.,le relais
U est à l'état compensé et son armature n'est pas attirée de sorte que les paires de contacts sont ouvertes. Il en est de même du relais K dont l'armatu- re n'est également pas attirée alors que les contacts kL et k3 sont écartés et que les contacts k2 sont fermés. Le circuit vers la lampe-témoin KL est donc interrompu et la lampe ne fonctionne pas. On admet tout d'abord qu'une perturbation se produit dans le circuit des feux de position SL, par exemple une interruption du courant par suite du grillage d'une des lampes. Dans ce cas l'effet magnétique de la bobine Wl du relais U cesse d'agir de sorte que seule la bobine W2, traversée par un courant permanent, continue à intervenir.
Par la suppression de la compensation magnétique, le noyau est magnétisé et attire l'armature ce qui ferme les trois paires de contacts. Il en résulte que le courant, fourni par la batterie,traverse la bobine W4, la paire de con- tacts fermés k2, la bobine W3 et la paire de contacts fermés u3 vers la masse ou la batterie. Par l'effet des deux bobines W4 et W3, traversées par le cou- rant, l'armature du relais K est attirée ce qui ferme le circuit de la lampe- témoin KL. Le courant., fourni par la batterie B, traverse les paires de contacts fermés k3 et k2 vers la lampe-témoin KL et retourne, par la masse, à la batte- rie.
Cette lampe-témoin s'allume donc mais pendant un moment seulement car l'ar- mature du relais U ainsi que celle du relais K sont lâchées rapidement pour la raison suivante.Dans le relais U on courtcircuite par les contacts ul la bobi- ne W1 et par les contacts u2 la bobine W2. De cette manière on interrompt l'ef- fet magnétique dans le noyau de sorte que son armature est lâchée et retourne à sa position de repos par son élasticité propre. De cette manière l'effet magnétique se produit à nouveau par la bobine W2 de sorte que l'armature est attirée et ainsi de suite. Il en résulte que l'armature exécute des oscilla- tions périodiques et que le relais émet un ronflement.
Un effet analogue est obtenu pour le relais K pour lequel l'attraction de l'armature provoque le cour- cireuitage de la bobine W4 ce qui supprime l'effet magnétique et interrompt le courant passant par la bobine W3 de sorte que les contacts k2 s'écartent.
Par la suppression de l'effet magnétique l'armature est lâchée à nouveau et le même cycle recommence.Quand un dérangement se produit pour les feux de position SL les armatures des deux relais sont soumises à des oscillations qu'.produisent un signal acoustique.Comme la paire de contacts kl s'ouvre et se ferme à la même cadencela lampe-témoin clignote à un rythme qui corres- pond à celui des armatures oscillantes. Dès qu'on a remédié à la perturbation dans le circuit des feux de position, l'état normal se rétablit. Les relais sont au repos et la lampe-témoin KL ne s'allume pas.
On considère maintenant le cas où le feu "stop" est commandé par la manoeuvre de la pédale d'embrayage et de débrayage et de l'interrupteur A.
Le courant pour le stop passe depuis la batterie B par les bobines W4 et W5, l'interrupteur A, le feu BL vers la masse et retourne à la batterie. Par l'effet des bobines W4 et W5 on attire l'armature du relais K ce qui ferme les contacts kl et k3 alors que les contacts k2 s'ouvrent. Cette ouverture n'a aucun effet car le relais U est à l'état normal et les contacts u3 sont ouverts. Par la fer- meture des contacts kl et k3 la lampe-témoin KL est alimentée directement par un courant fourni par la batterie B et passant par k3, kl, la lampe-témoin KL et la masse vers la batterie.
Par l'attraction de l'armature et par la fermetu- re des contacts k3 on met bien la bobine W4 hors d'action mais le courantpas- sant dans la bobine W5 et le feu de position BL, n'est pas suffisant pour main- tenir l'armature attirée de sorte que la lampe KL est allumée en permanence aus- si longtemps qu'on appuie sur la pédale du frein et que le feu "stop" fonction- ne. Un avantage de cette disposition réside dans le fait que lors de l'allumage
<Desc/Clms Page number 6>
du stop l'armature subit l'effet des efforts magnétiques réunis des bobines W4 et W5 ce qui procure la force magnétique nécessaire pour attirer l'arma- ture alors que pour la retenue de l'armature l'effort produit par la bobine W5 seule est suffisant.
On considère maintenant le cas où un des indicateurs de dire - tion, par exemple celui désigné par Wil est mis en action par la manoeuvre du- commutateur . Le courant passe alors depuis la batterie B par la bobine W4, le commutateur , l'indicateur Wil, vers la masse et retourne à la bat- terie Parmi les trois bobines du relais seul le relais W4 fonctionne et ce- lui-ci est calculé de manière telle que son armature soit attirée quand il est traversé par le courant de l'indicateur. De cette manière on ferme les paires de contacts kl et k3 et on écarte les contacts k2. Ceci n'a toutefois, comme dans le cas du feu "stop", aucune influence sur le fonctionnement du re- lais K.
Par la fermeture du contact kl, la lampe-témoin KL reçoit du courant comme expliqué plus haute Gemme, par la fermeture des contacts k3,, on courtcir- cuite la seule bobine, traversée par le courant, l'armature doit revenir à sa position de repos ce qui ouvre les contacts kl et k3 de sorte que le cycle re- commence. En actionnant un des indicateurs le relais K émet un ronflement et la lampe-témoin KL clignote. On rappelle donc au conducteur, après le virage et par un ronflement et un clignotement, qu'il doit rentrer son indicateur.
On considère maintenant le cas, qui se présente le plus souvent en pratique, que l'on fait fonctionner en morne temps un indicateur de direction et le feu "stop". En pratique ce cas se présente généralement comme soit. Le conducteur veut, par exemple, faire un virage à droite. Bien avant de commen- cer le virage, il faut sortir l'indicateur de droite Wi2 et se rapproche du croisement. Comme à l'habitude, avant d'aborder le tournant, il agit sur le frein pour réduire la vitesse du véhicule à la valeur voulue. Dans le virage même il cesse de freiner et appuie généralement un peu sur l'accélérateur.
Le dispositif de commande intervient alors comme suit. Dès que l'indicateur Wi2 est sorti, le relais K commence à ronfler et la lampe-témoin KL commence à clignoter comme expliqué plus haut. Si le conducteur appuie ensuite sur la pédale du frein ce qui allume, par l'interrupteur A, le feu "stop", la bobine W5 est traversée par le courant passant par ce feu ce qui magnétise en supplé- ment le noyau du relais K. L'effet magnétique, produit par la bobine W5 seule.. n'est pas suffisant pour maintenir l'armature attirée. Le courtcircuitage de la bobine W4 par la paire de contacts k3 diminue bien l'effet magnétique mais ce- lui obtenu par la bobine W5 est suffisante pour que l'armature reste attirée.
Le ronflement du relais cesse et le clignotement de la lampe-témoin KL est remplacé par un allumage permanent. Cet état persiste aussi longtemps qu'on appuie sur la pédale du frein. Dès qu' on cesse de freiner, le feu stop s'éteint et l'effet de la bobine W5 est interrompu de sorte que le ronflement du relais K et le clignotement de la lampe-témoin KL recommencent. Le fait que le ronfle- ment cesse quand on freine pendant qu'un indicateur de direction est sorti est particulièrement important pour la circulation en ville car il arrive souvent qu'on est obligé d'attendre plusieurs minutes avant de pouvoir faire le virage.
Un ronflement de plusieurs minutes serait alors une gène pour le conducteur et les autres personnes occupant le véhicule. En appuyant sur la pédale du frein pendant cette attente on supprime automatiquement le ronflement et, par con- séquent, la gêne. Il est à noter que tous les conducteurs abaissent automati- quement la pédale du frein pendant ces arrêts temporaires de sorte que la pré- sence du dispositif de commande ne nécessite pas une attention ou manoeuvre par- ticulière de la part du conducteur.
Il est évident qu'indépendamment du fonctionnement du relais K, par la manoeuvre du feu "stop" et/ou des indicateurs de direction, le re- lais U peut fonctionner pour signaler des perturbations dans le circuit des feux de position SL. Il est important que dans le relais U les contacts ul et u2 se trouvent, tout-au-moins, sur une armature commune.
La compensation mag- nétique des effets des deux bobines W1 et W2 est calculée pour un courant per- manent. Comme la mise en action des feux de position SL fait passer un courant multiple par la bobine Wl, la compensation ne se produit pas de sorte que le
<Desc/Clms Page number 7>
relais fonctionne. Comme les deux contacts ul et u2 sont fermés, ce qui sup- prime le courant dans les bobines, l'armature peut retourner à sa position de repos à laquelle elle reste car,entretemps, une intensité de courant, qui convient à la compensation, s'est produite.
L'utilisation d'une armature com- mune présente cet autre avantage que les vibrations mécaniques, qui sont inévi- tables dans un véhiculeagissent uniformément sur les deux contacts de sorte que l'état normal n'est pas modifié par une fermeture unique des contacts ul et u2 à la suite d'une secousse
Un défaut des dispositifs, connus jusqu'ici, réside dans le fait que les contacts des relais utilisés sont soumis à une sollicitation intense par le courant de sorte qu'après une durée d'usage relativement courte il se produit des troubles par carbonisation ou collage des contacts. Pour le mon- tage selon l'invention les contacts sont en dérivation par rapport aux bobines qui n9ont qu'une résistance ohmique réduite.
Si l'on considèrepar exemple, la paire de contacts k3, qui est montée en parallèle par rapport à la bobine W4, on constate sans difficultés que ces contacts ne doivent en aucun cas interrompre le courant total des indicateurs de direction mais doivent seule- ment courtcircuiter la bobine W4. Le courant, passant par les indicateursn'est modifié que de très peu par la fermeture ou l'ouverture des contacts car la ré- sistance ohmique de la bobine W4 est tellement basse qu'elle peut être négli- gée. Il en est évidemment de même en ce qui concerne les autres contacts.
On a constaté qu'il est recommandable, pour la pratique, que 1' on puisse régler, depuis l'extérieur, la position de la ou des armatures ou la tension du ressort de celles-ci afin que la sensibilité du déclenchement du dispositif puisse être réglée entre certaines limites . Cette possibilité de réglage est avantageuse pour la raison qu'en pratique, même si on utilise des lampes ayant le même wattage, il se produit certaines variations dans l' intensité du courant que l'on peut compenser par le réglage de l'armature.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS TO DEVICES FOR REMOTE MONITORING OF
INTERRUPTIONS IN ELECTRICAL CIRCUITS.
The invention relates to a mounting device or to an apparatus for monitoring electrical circuits in order to be able to immediately detect, at an observation post, a modification in the intensity of the current in the circuit or circuits to be monitored, monitoring extending not only, with regard to their exact operation, to current-consuming devices which operate continuously, but also to those which operate intermittently
The object of the invention is particularly suitable for motor vehicles for which it is necessary to monitor both the position lights which burn continuously as well as the direction indicators and the stop light (brake) which only function. temporarily.
The monitoring indications are both acoustically and optically.
Numerous monitoring devices are known with the aid of which, by means of relays, irregularities or disturbances in the operation of current-consuming devices which are monitored are indicated. Thus, for example, in order to monitor Constantly burning lamps, such as sidelamps, have been used with closed-circuit relays which come into operation when the circuit is interrupted to operate optical or acoustic indicators.
The monitoring of current-consuming devices, which operate intermittently, such as direction indicators and the "brake" light, are monitored by open-circuit relays through which, when an indicator is operated, direction, we trigger the production of a vibrating sound (snoring) which at the same time reminds the driver that he must return the indicator to its inactive position when the turn is completed.
It is also known to use, for monitoring, relays which comprise two coils of electromagnets, connected in opposition, one
<Desc / Clms Page number 2>
coil being traversed by an auxiliary current of constant intensity while the other coil is in the circuit to be monitored. As long as this last circuit is crossed by a current having a normal intensity, the magnetic windings compensate each other so that the relay remains inactive. On the other hand, when the electric equilibrium is disturbed, by the interference of the circuit to be monitored or by an overload, the armature of the relay is obtained which is attracted which then causes the triggering of a signal in the known manner. .
The devices, known hitherto, are relatively complicated since it is necessary that each circuit to be monitored comprises a particular relay and individual indicators such as pilot lights, buzzers or the like. The invention overcomes these drawbacks.
According to the invention, a mounting device is arranged in such a manner for indicating from a distance the disturbances in electrical circuits that for normal operation the compensation of the magnetic effects is obtained and that by the attraction of the armature of the relay one or more windings of the latter are short-circuited. In this way the release of the armature attracted as a result of a disturbance is obtained since, by short-circuiting the winding (s), the magnetic effect ceases to exist. The armature returns to its rasps position which interrupts the short-circuiting and the armature can therefore be attracted again.
This results in a continual oscillation of the armature as in the case of a Wagner hammer. This oscillation of the armature serves to produce an acoustic signal which indicates that the circuit to be monitored is not in order. As a relay of this type must, in any event, comprise at least two coils, one of which is traversed by the normal current of the circuit to be monitored while the other is continuously traversed by a constant current, it is possible to establish the test lamp as an additional resistance in the circuit of this relay coil. By a suitable choice of the resistance of the coil it is possible to give the intensity of the current a value such that the indicator lamp does not light up.
When the armature, controlled by this coil, is attracted and when the coil is short-circuited, the pilot lamp is supplied with a current having full intensity. To obtain current conditions - suitable for a given resistance of the coil, a shunt resistor can be connected to this pilot light, this resistor being automatically switched off when the armature is attracted so that current only flows through the pilot light. As the armature is subjected to an oscillating movement, as explained above, the indicator lamp does not stay on permanently but flashes at the rate of movement of the armature, which attracts more forcefully. Warning.
A further object of the invention is the combination of two mechanical relays by which it becomes possible to monitor not only current consumers operating permanently but, at the same time, consumers which are only working temporarily, for example. for example the direction indicators and the "stop".
The essential functions of a device of this type result from the explanations below for which it is admitted, for the sake of simplicity, that it is a device mounted on board a motor vehicle which includes burning position lights. constantly as well as direction indicators and a "brake" light which operate intermittently. It is obvious that this device can also be used for other uses, for example for airplanes, seaplanes and the like.
In principle, the following operating conditions can occur:
I the position lights are on;
II the direction indicator is working;
III the "stopH is on,
IV the position lights and the indicator are working,
V the position lights, the indicator and the "stop" function;
<Desc / Clms Page number 3>
VI the indicator and the "stop" are working;
VII the position lights and the "stop" are on.
For all these operating conditions, the device must give certain indications. In practice, it has been observed that it is advantageous for the device to come into action when, for current consumers which operate continuously, such as sidelamps, a fault occurs for them, for example when a or more of these lights go out. For consumers who only work intermittently, that is to say the direction indicators and the "stop", the device intervenes when these devices are brought into play, for example by causing a snoring as long as the indicator is clear. . When you act on the brake pedal, which lights the "stop", there is not an acoustic signal, but a continuous lighting of a warning light.
By acting at the same time on the indicator and on the "stop" it occurs, when the stop is on, an interruption of the snoring and the flashing of the pilot lamp is replaced by a permanent lighting. This arrangement has the advantage that while waiting to be able to make a turn, with the indicator clear, there is no continual snoring. Only, after having stopped acting on the brake pedal, which turns off the "stop", the snoring starts again to remind that the indicator is still out.
In order to satisfy the conditions indicated above, recourse is had, in accordance with the invention, to the combination of two mechanically independent relays, among which the relay, which is responsible for monitoring the devices operating permanently, works with compensation. .magnetic, while the one which monitors intermittent operating devices, such as direction indicators and stop, is a normal relay which has a number of magnetic windings corresponding to the number of circuits to be monitored. The two relays are arranged in such a way that they trigger the production of a hum when they are put into action. The assembly, described below, makes it possible to amplify the acoustic effect by causing the hum of the two relays.
In addition, only a single warning light is used which, when the relays are operating, flashes, which attracts the driver's attention very strongly.
The accompanying drawings show, schematically, some embodiments of the invention.
Fig. 1 shows a basic diagram of the coils of a relay as used for the device forming the subject of the invention.
Fig. 2 shows the assembly diagram of a device established according to the invention.
Fig. 3 shows the assembly diagram of a device established according to the invention on a motor vehicle.
Fig. 4 shows the circuit diagram of a device for simultaneously monitoring current consuming devices which operate continuously and intermittently.
In figo 1 the iron core EK of the relay R carries two windings or coils W1 and W2 which are supplied by a battery E, respectively via the resistors SL and KL. By a suitable choice of the number of turns and the values of the resistors SL and KL it is possible to obtain that the magnetic effects of the two coils W1 and W2 are compensated for. If the intensity of the current in any of the circuits is increased or decreased for any reason, the magnetic balance is disturbed and the EK core is magnetized so that it can attract an armature (not shown) .
Starting from the device described above and as shown in fig 2, the armature (s) and the contacts can be formed in such a way that the attraction of the armature (s) causes the coils to short-circuit. The current, supplied by the battery B, crosses the fuse Si, the coil W1, the signal lamp SL and the ground M before returning to the battery.
<Desc / Clms Page number 4>
terie B. In order for the coil to have as low a resistance as possible, it is advantageously formed using a thick wire with a reduced number of turns.
To compensate for the magnetic field produced in the coil, use is made of coil W2 which is also supplied by battery B. In the circuit of coil W2 is interposed a pilot lamp KL on which a resistor SW is connected in parallel . The intensity of the current and the number of turns of this circuit W2 are calculated in such a way that the same number of ampere-turns is obtained as in the circuit to be monitored with the coil W1.
In any case, 9 1-'intensity of the current in the pilot lamp must be such -. that this lamp does not light up under normal operating conditions.
In shunt on coils W1 and W2 is connected a switch device with contacts r1 and r2. It is therefore irrelevant whether to use a common armature with isolated contacts or two separate armatures. If a disturbance occurs in the circuit of the lamp to be monitored SL, for example by the burnout of this lamp, the magnetic effect of coil W1 disappears and the core EK is magnetized by the current flowing through coil W2 so that the armature (s) are attracted and the contacts r1 and r2 are closed. By short-circuiting the coil any magnetic effect disappears in the core EK so that the armature (s) return to their rest position by the effect of the tension of a spring.
The cycle then begins again so that the armature (s) oscillate periodically giving a light signal. By closing contact r2 the ohmic resistance of coil W2 is eliminated so that pilot lamp KL receives the total current from the battery and lights up. At the same time, for the assembly shown in fig.
2, the resistor SW so that the current flows only through the pilot lamp KL. As the armature is animated by an oscillating movement the .. KL lamp does not receive a current permanently but a current interrupted according to the. rhythm of the oscillating movement of the armature so that the lamp does not burn continuously but flashes, which attracts more attention than a permanent ignition.
Fig. 3 shows, schematically, the mounting on a motor vehicle, of a device established according to the invention. On the dashboard A is mounted the socket B to which the position light (s) SL are normally connected. The current socket replaces, in this case, battery B in the diagram in fig. 2. Instead of directly connecting the socket to the position light SL, the KO control device is inserted between them, from which a wire goes to a warning lamp KL, mounted on the dashboard and from where it leaves. also a ground link just in case. the device would not itself be connected to ground.
There is further provided a protected wire, independent of the wire with fuse which terminates at the position light, so that the control device can continue to function in a dead state if the fuse of the wire terminating at the position light is broken.
The control device, shown in fig. 4, essentially comprises a monitoring relay U and a monitoring relay K which are housed, advantageously, in a common boot. The monitoring relay comprises two coils W1 and W2 mounted on a common core, the ends of the coils being connected in such a way that for normal consumption of the current by the position lights SL the two magnetic effects are compensated for. Three contact pairs ul, u2 and u3 are mounted on a common frame. Coil W1 is interposed, as shown in the diagram, in the parking lights circuit.
The pair of contacts u1 is interposed between the start and the end of the coil Wl. Normally the contacts of this pair are wide apart. The coil W2 receives, through an auxiliary resistor R, a current of constant intensity which is calculated in such a way that the magnetic effects of the coils W1 and W2 are substantially compensated for. The contacts u2 are connected in parallel on the ends of the coil W2 and these contacts are also separated normally. The contacts of pair u3 are also open. The control relay K has three coils W3, W5 and W4. The end of coil W5 is connected to the start of coil W4. Relay K also includes three pairs of contacts kl, k2 and k3.
<Desc / Clms Page number 5>
Contacts kl and k3 are normally spaced apart while contacts k2 are closed. These contacts k3 are connected to the ends of the coil W4 while the contacts kl are established in the wire leading to the pilot lamp KL, the other terminal of which is connected to ground. The start of coil W5 passes through an automatic switch A, controlled by the brake pedal, and ends at the deceleration or "stop" light BL while the junction point of coils W5 and
W4 is connected by a switch to one or the other of the two direction indicators Wil and Wi2.
If both SL side lights burn normally., The relay
U is in the compensated state and its armature is not attracted so that the contact pairs are open. The same applies to relay K, the armature of which is also not attracted while contacts kL and k3 are apart and contacts k2 are closed. The circuit to the pilot lamp KL is therefore interrupted and the lamp does not work. It is first of all admitted that a disturbance occurs in the circuit of the position lights SL, for example an interruption of the current due to the burnout of one of the lamps. In this case the magnetic effect of the coil W1 of the relay U ceases to act so that only the coil W2, through which a permanent current passes, continues to intervene.
By removing the magnetic compensation, the core is magnetized and attracts the armature which closes the three pairs of contacts. As a result, the current, supplied by the battery, passes through the coil W4, the pair of closed contacts k2, the coil W3 and the pair of closed contacts u3 to ground or the battery. By the effect of the two coils W4 and W3, crossed by the current, the armature of the relay K is attracted, which closes the circuit of the pilot light KL. The current., Supplied by the battery B, passes through the pairs of closed contacts k3 and k2 towards the pilot lamp KL and returns, via the ground, to the battery.
This warning lamp therefore lights up, but only for a moment because the ar- rature of relay U as well as that of relay K are released quickly for the following reason: In relay U the coil is short-circuited through contacts ul. W1 and by contacts u2 the coil W2. In this way, the magnetic effect in the core is interrupted so that its armature is released and returns to its rest position by its own elasticity. In this way the magnetic effect is produced again by the coil W2 so that the armature is attracted and so on. As a result, the armature performs periodic oscillations and the relay hums.
A similar effect is obtained for the relay K for which the attraction of the armature causes the winding of the coil W4 which suppresses the magnetic effect and interrupts the current flowing through the coil W3 so that the contacts k2 s 'spread.
By removing the magnetic effect, the armature is released again and the same cycle begins again. When a fault occurs for the position lights SL, the armatures of the two relays are subjected to oscillations which produce an acoustic signal. As the pair of contacts kl opens and closes at the same rate, the indicator lamp flashes at a rate which corresponds to that of the oscillating armatures. As soon as the disturbance in the parking light circuit has been rectified, the normal state is restored. The relays are at rest and the KL warning light does not come on.
We now consider the case where the "stop" light is controlled by the operation of the clutch and release pedal and switch A.
The current for the stop passes from the battery B through the coils W4 and W5, the switch A, the light BL to the ground and returns to the battery. By the effect of coils W4 and W5, the armature of the relay K is attracted, which closes the contacts kl and k3 while the contacts k2 open. This opening has no effect because relay U is in the normal state and contacts u3 are open. By closing the contacts kl and k3 the warning light KL is supplied directly by a current supplied by the battery B and passing through k3, kl, the warning light KL and earth to the battery.
By attracting the armature and by closing the contacts k3, the coil W4 is actually put out of action, but the current passing through the coil W5 and the position light BL is not sufficient for main - keep the armature attracted so that the KL lamp is on continuously as long as the brake pedal is depressed and the "brake" light works. An advantage of this arrangement lies in the fact that during ignition
<Desc / Clms Page number 6>
of the stop the armature undergoes the effect of the combined magnetic forces of the coils W4 and W5 which provides the magnetic force necessary to attract the armature while for the retention of the armature the force produced by the coil W5 alone is enough.
We now consider the case where one of the direction indicators, for example that designated by Wil, is activated by the operation of the switch. The current then passes from the battery B through the coil W4, the switch, the indicator Wil, towards the mass and returns to the battery Among the three coils of the relay only the relay W4 operates and this is calculated. in such a way that its armature is attracted when it is crossed by the current of the indicator. In this way, the pairs of contacts kl and k3 are closed and the contacts k2 are removed. However, as in the case of the "brake" light, this has no influence on the function of relay K.
By closing the contact kl, the pilot lamp KL receives current as explained above Gemme, by closing the contacts k3 ,, the only coil through which the current passes is short-circuited, the armature must return to its position idle which opens contacts kl and k3 so that the cycle starts again. By activating one of the indicators, the relay K hums and the pilot light KL flashes. The driver is therefore reminded, after the turn and by snoring and blinking, that he must retract his indicator.
We now consider the case, which occurs most often in practice, that a direction indicator and the "stop" light are made to operate in dreary time. In practice this case is generally presented as either. The driver wants, for example, to make a right turn. Long before starting the turn, you must exit the right indicator Wi2 and approach the crossing. As usual, before approaching the bend, he acts on the brake to reduce the vehicle speed to the desired value. In the turn itself it stops braking and generally puts a little pressure on the accelerator.
The control device then intervenes as follows. As soon as the Wi2 indicator comes out, the relay K starts to hum and the pilot light KL starts to flash as explained above. If the driver then presses the brake pedal which turns on the "stop" light by switch A, the coil W5 is crossed by the current flowing through this light which additionally magnetizes the core of relay K The magnetic effect, produced by the W5 coil alone ... is not sufficient to keep the armature attracted. The short-circuiting of the coil W4 by the pair of contacts k3 indeed reduces the magnetic effect, but that obtained by the coil W5 is sufficient for the armature to remain attracted.
The buzzing of the relay stops and the flashing of the KL warning light is replaced by permanent lighting. This condition persists as long as the brake pedal is depressed. As soon as the braking is stopped, the brake light goes out and the effect of coil W5 is interrupted so that the hum of relay K and the flashing of warning light KL start again. The fact that the snoring stops when you brake while a direction indicator is out is particularly important for city traffic as it often happens that you have to wait several minutes before you can make the turn.
Snoring for several minutes would then be a nuisance for the driver and others in the vehicle. By pressing the brake pedal while waiting, the snoring and, consequently, the annoyance are automatically suppressed. It should be noted that all drivers automatically lower the brake pedal during these temporary stops so that the presence of the control device does not require special attention or maneuver on the part of the driver.
It is obvious that independently of the operation of relay K, by operating the "brake" light and / or direction indicators, relay U can function to signal disturbances in the position lights circuit SL. It is important that in relay U the ul and u2 contacts are, at the very least, on a common armature.
The magnetic compensation of the effects of the two coils W1 and W2 is calculated for a permanent current. As the activation of the position lights SL causes a multiple current to pass through the coil Wl, the compensation does not occur so that the
<Desc / Clms Page number 7>
relay works. As the two contacts ul and u2 are closed, which suppresses the current in the coils, the armature can return to its rest position in which it remains because, in the meantime, a current intensity, which is suitable for the compensation, happened.
Another advantage of using a common armature is that the mechanical vibrations, which are inevitable in a vehicle, act uniformly on both contacts so that the normal state is not changed by a single closing of the contacts. ul and u2 as a result of a jerk
A defect of the devices, known until now, lies in the fact that the contacts of the relays used are subjected to an intense stress by the current so that after a relatively short period of use, disturbances by carbonization or sticking occur. contacts. For the assembly according to the invention, the contacts are in shunt with respect to the coils which have only a reduced ohmic resistance.
If we consider, for example, the pair of contacts k3, which is connected in parallel with the coil W4, it can be seen without difficulty that these contacts must in no case interrupt the total current of the direction indicators but must only short-circuit coil W4. The current passing through the indicators is only slightly modified by the closing or opening of the contacts because the ohmic resistance of coil W4 is so low that it can be neglected. The same is obviously true of other contacts.
It has been found that it is advisable, for practice, that one can adjust, from the outside, the position of the armature (s) or the spring tension thereof so that the sensitivity of the triggering of the device can be adjusted. be set between certain limits. This adjustment possibility is advantageous for the reason that in practice, even if lamps having the same wattage are used, there are certain variations in the intensity of the current which can be compensated for by the adjustment of the armature.