Installation de signalisation électrique pour chemins de fer, tramways etc. Cette invention se rapporte à une instal lation de signalisation électrique suivant la revendication du brevet principal et elle pré sente la particularité que le relais t1iermo- sensible est établi de manière que la subs tance thermo-sensible, et les électrodes par lesquelles @du courant y est amené sont ré unies les unes aux autres par joint intime de façon à assurer un contact permanent en tre elles.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, .des formes d'exécution .de l'objet de l'invention en tant que cela est nécessaire pour faire comprendre celle-ci.
La fig. 1 est une vue, partie schématique et partie en coupe longitudinale., d'une pre mière forme de relais; Les fig. 2, 3 et 4 sont des coupes longi- ludinales d'autres formes d'exécution. du re lais; La fi-. 5 est une vue -en perspective mon trant un support ou socle disposé pour re cevoir l'un .ou l'autre des relais représentés dans les figures précédentes.
Le relais représenté en fig. 1 est un dis positif .désigne dans son ensemble par R et comportant un tube de verre 7 dans lequel il y a un élément ide chauffage H. Cet élé ment est représenté ici sous la forme d'un filament fin dont les extrémités sont connec tées avec des pièces de contact 9 et 12.
Le tube 7 est entouré d'une ,èlectrode intérieure tubulaire 10 en matière conductrice d'électri cité, cette électrode étant relativement mince et .ayant une surface intérieure noircie de fa çon que cette surface possède un pouvoir d'absorption de chaleut considérable. L'élec trode 10 est entourée d'une enveloppe E d'une substance ayant la particularité @de varier sa résistance électrique en dépendance de varia tions de température, cette substance étant appelée la substance "thermo-sensible". Cette substance a ,,
de préférence un coefficient néga tif élevé de façon que sa résistance électri que .diminue lorsque sa. température augmente et s'élève de nouveau, lors d'un refroidisse ment, sensiblement à sa valeur originale. Cette substance peut être par exemple de l'oxyde de cuivre, de l'oxyde cuivreux. du sélénite d'argent, du sulfure d'argent, de la pâte de carborundum, du ciment de corindon, une fusion .de cuivre et de mica, les oxydes de terre rare utilisés dans le filament des lampes Nernst. La substance thermo-seilsible E est entourée d'une seconde électrode tubu laire ou électrode extérieure 11, également en matière conductrice d'électricité.
L'élec trode intérieure 10 est reliée électriquement à une pièce de contact 9a par un fil 13, et l'électrode extérieure 11 est reliée par lin fil 1.1 à une pièce de contact 12a.
L'élément de chauffage H est compris dans un circuit primaire qui renferme une source de courant et des moyens pour com mander ou modifier le passage -de courant dans l'élément de chauffage. Comme repré senté, ce ,circuit primaire part d'une batte rie B, renferme le fil 21, l'interrupteur aS', le fil 22, la pièce de contact 20, la pièce de contact 9, l'élément de chauffage H, la pièce de contact 12 et la pièce de contact 19 pour rejoindre par le fil 13 la batterie B.
Le circuit secondaire comprend une source de courant représentée ici par la batterie BS el un dispositif indicateur électrique repré senté ici par une lampe électrique L. Le circuit secondaire représenté en fig. 1 part de la batterie BS et renferme le fil 2.1, la pièce de contact 19a, la pièce de contact 1\2a, le fil 1.1, l'électrode extérieure 11, la subs tance themno-sensible E, l'électrode intérieure 1.0, le fil 13, la pièce de contact 9a,. la. pièce.
de contact 20a, le fil 25 et la lampe L pour rejoindre la, batterie BS.
Comme représenté, les pièces de contact 9 et 12 sont réunies. en une douille 8 fixée îî l'une des extrémités du tube 7. tandis que les pièces de contacts 9a et 12a sont réunies en une douille similaire 8a fixé à l'autre extré mité du tube. Les pièces de contact 19 et 20 sont en forme de doigts de contact, faisant ressort, fixés sur une plaque de support 2 comme représenté en fig. 5 et les fils exté rieurs des circuits primaire et secondaire sont connectés à ces doigts-ressorts de contact.
Grâce à cette construction, le tube 7 peut fa cilement être assujetti sur la. plaque de base 2 et enlevé de celle-ci, et lorsqu'il est en place sur la plaque de base, les membru de con tact 1? et 19, 20 et 9, 12a et 19a, 20a et 9a sont tous en connexion électrique respective ment.
Le fonctionnement de l'appareil repré senté en fig. 1 est le suivant: Lorsque l'interrupteur S est ouvert, comme représenté en traits pleins dans le des sin, l'amenée de courant à l'élément de chauf fage H est interrompue, de façon que cet élément et la substance thermo-sensible E sont relativement froids.
Dans cette condi tion, la. résistance de la substance thermo- sensible E est: suffisamment élevée pour que le courant qui passe dans le circuit secon daire à partir île la- batterie BS, ne soit pas suffisant pour allumer la. lampe L. Lorsque cependant l'interrupteur S est fermé de fa çon que la batterie primaire B fournit du cou rant à l'élément de chauffage H, cet élément devient chaud et au-mente à son tour la tem pérature -de la. substance thermo-sensible E.
La résistance de cette substance se trouve alors réduite à une valeur telle que le cou rant de la batterie BS passant dans le circuit secondaire soit suffisamment fort pour allu mer la lampe L. Quand l'interrupteur est de nouveau ouvert, l'élément de chauffage H et la, substance thermo-sensible E se refroidis sent de nouveau de façon que la lampe L s'éteint.
Si on le désire. le rendement du disposi tif peut être augmenté en prévoyant une couche mince d'une matière conductrice d'élec tricité -condui,,z#a.nt la chaleur, comme par exemple une mince feuille d'or interposée en tre l'électrode 1.0 et la substance thermo sensible E. Cette couche, qui peut être appe lée électrode intérieure auxiliaire, mettra en effet l'électrode intérieure principale<B>10</B> en contact électrique avec sensiblement toute la surface intérieure de la substance E et fera ainsi augmenter l'efficacité du dispositif à lin maximum.
Il a été trouvé que lorsque certaines subs tances thermo-sensibles sont appelées à fonc tionner dans l'air. il se produit un change ment graduel dans la, nature de la substance thermo-sensible et, par conséquent, d e ses caractéristiques. Ainsi par exemple, l'oxyde cuivreux se transforme graduellement en oxyde cuivrique avec le résultat qu'il se forme un changement des caractéristiques d'un dispositif .dans lequel cette substance est employée. Ce changement peut être évité en faisant travailler ces substances dans le vide ou clans un gaz n'ayant point d'effet sur la substance.
D'autres dispositions .appropriées à ce but peuvent également être employées; par exemple, la substance thermo-sensible peut être pourvue .d'une couche de protection en .émail.
Le dispositif RZ de la forme d'exécution représentée en fig. 2 comporte un tube 7 pourvu de douilles terminales 8 et 8a. Dans le tube est monté un- élément de chauffage H en forme d'un fil .de matière appropriée, par exemple du chrome-nickel, dont .les deux ex trémités sont reliées aux bornes 9, 12 respec tivement de la -douille 8.
Cet élément de chauffage passe par un corps globulaire (le substance thermo-sensible E'. Sont égale ment noyées dans le corps El, :deux électrodes 10a et 11a en forme de fils qui sont connec tés aux deux pièces de contact 9a et 12a res pectivement de la douille 8a. Les électrodes sont distancées l'une de l'autre et de l'élé ment de chauffage H par le corps E'.
Le corps E'" les électrodes et l'élément de chauffage peuvent être assemblés en fixant les électrodes en relation espacée. puis -en ap pliquant de la chaleur à des portions res treintes de celles-ci, en plongeant alors les portions chauffées -des électrodes dans une substance thermo-sensible pulvérisée de fa çon qu'une petite partie de la substance reste adhérente aux électrodes pour former une masse globulaire dans laquelle elles sont noyées.
On peut passer l'élément -de Phauf- fage à travers .cette masse globulaire pendant que celle-ci est encore-,chaude. Comme modi fication de ce procédé, tant les deux électrodes que l'élément de chauffage peuvent tous être assemblés avec l'espacement nécessaire et le corps E' y être appliqué comme précédem ment décrit. Une autre modification est en core celle d'assembler les deux électrodes. ou ces électrodes et l'élément de chauffage, avec l'espacement nécessaire, et de plonger le tout dans une substance thermo-sensible fondue, obtenant ainsi une masse globulaire dans la quelle les fils sont incorporés.
Le dispositif Rz de la fig. 2 peut être substitué au dispositif R de l'appareil repré senté en fi-. 1, et le fonctionnement de l'ap pareil sera comme expliqué ci-dessus.
Le dispositif R3 suivant la forme d'exé cution représentée en fig. 3 comporte un Mé- ment de chauffage H et :deux électrodes '0a et 11a, tous trois en forme de fils. Les élec- trofdes peuvent par exemple être en nickel plaqué de cuivre. Les électrodes sont d'abord enroulées -ensemble ou enlacées de façon former deux conducteurs hélicoïdaux, les tours de l'un alternant avec les tours de l'au tre, et l'élément de chauffage H est alors en roulé autour des électrodes.
Toute l'unité est alors chauffée dans un four pour transfor mer le revêtement de cuivre en oxyde de cui vre qui est une substance thermo-sensible, de façon .que chaque tour de chaque électrode soit séparé des tours adjacents par un revête ment de cette substance. Ou 'bien, pour ex primer la. même chose d'une différente ma nière, les électrodes enlacées sont noyées dans de la. substance thermo-sensible. .Évi demment, les électrodes pourraient être en fil de cuivre, dans ce cas le revêtement de cuivre serait superflu. Cette forme -d'exécu- t#on du dispositif est capable de supporter des courants très forts.
Le dispositif représenté en fig. 4 com porte un tube de verre 7 pourvu de deux douilles 8 et 8a comme dans les précédentes figures. Dans cette construction, les élec trodes lob et llb ont la forme de fils ou de bandes placées .côté à côté, et l'élément de chauffage H est enroulé autour de ces élec trodes. Les électrodes peuvent être en cui vre, ou être établies en tout .autre ,métal ap proprié comme par exemple du nickel pla qué .de cuivre.
Dans les ,deux cas, après avoir assemblé les parties, l'unité est cuite dans un four pour transformer la surface de cuivre des électrodes en oxyde de cuivre de façon que ces électrodes soient séparées l'une de l'au tre et de l'élément de chauffage par la: couche d'oxyde de cuivre formant substance thermo- sensible. Lorsque cette cuisson est terminée, les parties sont ,montées dans le tube 7 et connectées avec les douilles de contact comme représenté.
Dans chaque forme d'exécution décrite des appareils, les partie sont proportionnées de façon que les variations -de la conducti- bilité de la substance thermo-sensible sont dues presqu'entiërement à des changements de température de l'élément d'e chauffage <I>II.</I> et sont sensiblement;
indépendantes des v@z- riations de température dues au courant se condaire transporté par la substance thermo- sensible, de façon que dans aucune condition l'état chauffé de la substance thermo-sen- sible ne sera maintenu par le courant secon daire.
Cela veut dire que les proportions son!: telles que le courant secondaire aura un effet relativement petit pour la détermination de la température et la conductibilité de la, subs tance thermo-sensible. Dans ce but, la subs tance thermo-sensible présentera de préfé rence pour le passage du courant secondaire. un chemin relativement court et une section relativement grande.
Bien qu'on n'ait représenté qu'un seul cir cuit commandé par une unité thermo-sensil)lc#, il est évident que plus d'un seul circuit peu- veut être commandés et également qu'un seul élément de chauffage peut agir sur plus d'un seul dispositif thermo-sensible.
On comprendra également que, bien que deux batteries soient représentées en fi-. 1, dans bien des c.as une seule batterie peut Aire employée.
Bien qu'en général le dispositif soit pro portionné, comme il a été dit, de façon que dans aucune condition de son emploi, le cou rant secondaire ne continue le chauffage de la substance thermo-sensible à la température de fonctionnement, il peut parfois être désirable de construire des appareils tels que la, cou- dition conductive une fois établie persiste jus- qua ce que le circuit soit interrompu,
Installation of electrical signaling for railways, tramways etc. This invention relates to an electrical signaling installation according to the claim of the main patent and has the feature that the third-sensitive relay is set so that the temperature-sensitive substance, and the electrodes through which the current flows. is brought are joined to each other by an intimate seal so as to ensure permanent contact between them.
The accompanying drawing shows, by way of example, embodiments of the object of the invention as necessary to make it understood.
Fig. 1 is a view, part schematic and part in longitudinal section., Of a first form of relay; Figs. 2, 3 and 4 are longitudinal sections of other embodiments. of the leave; The fi-. 5 is a perspective view showing a support or base arranged to receive one. Or the other of the relays shown in the preceding figures.
The relay shown in fig. 1 is a positive dis. Denoted as a whole by R and comprising a glass tube 7 in which there is a heating element H. This element is represented here in the form of a fine filament whose ends are connected with contact pieces 9 and 12.
The tube 7 is surrounded by a tubular inner electrode 10 of electrically conductive material, this electrode being relatively thin and having a blackened inner surface so that this surface has considerable heat absorbing power. The electrode 10 is surrounded by an envelope E of a substance having the particularity of varying its electrical resistance in dependence on temperature variations, this substance being called the "heat-sensitive" substance. This substance has,
preferably a high negative coefficient so that its electrical resistance decreases when its. temperature rises and rises again, on cooling, substantially to its original value. This substance can be for example copper oxide or cuprous oxide. silver selenite, silver sulfide, carborundum paste, corundum cement, a fusion of copper and mica, the rare earth oxides used in the filament of Nernst lamps. The heat-sensitive substance E is surrounded by a second tubular electrode or external electrode 11, also made of an electrically conductive material.
The inner electrode 10 is electrically connected to a contact piece 9a by a wire 13, and the outer electrode 11 is connected by a wire 1.1 to a contact piece 12a.
The heating element H is included in a primary circuit which contains a current source and means for controlling or modifying the flow of current in the heating element. As shown, this primary circuit starts from a battery B, contains the wire 21, the switch aS ', the wire 22, the contact piece 20, the contact piece 9, the heating element H, the contact piece 12 and the contact piece 19 to join the battery B by wire 13.
The secondary circuit comprises a current source represented here by the battery BS and an electrical indicating device represented here by an electric lamp L. The secondary circuit represented in FIG. 1 part of the BS battery and contains the wire 2.1, the contact piece 19a, the contact piece 1 \ 2a, the wire 1.1, the outer electrode 11, the thermosensitive substance E, the inner electrode 1.0, wire 13, contact piece 9a ,. the. room.
contact 20a, the wire 25 and the lamp L to join the battery BS.
As shown, the contact pieces 9 and 12 are joined together. into a socket 8 fixed to one end of the tube 7. while the contact pieces 9a and 12a are united in a similar socket 8a fixed to the other end of the tube. The contact pieces 19 and 20 are in the form of contact fingers, springing, fixed on a support plate 2 as shown in FIG. 5 and the external wires of the primary and secondary circuits are connected to these contact spring fingers.
Thanks to this construction, the tube 7 can easily be secured to the. base plate 2 and removed from it, and when in place on the base plate, contact members 1? and 19, 20 and 9, 12a and 19a, 20a and 9a are all electrically connected respectively.
The operation of the device shown in fig. 1 is the following: When the switch S is open, as shown in solid lines in the figure, the current supply to the heating element H is interrupted, so that this element and the thermo-sensitive substance E are relatively cold.
In this condition, the. resistance of the thermosensitive substance E is: sufficiently high so that the current which passes in the secondary circuit from the battery BS, is not sufficient to ignite the. lamp L. When, however, the switch S is closed so that the primary battery B supplies current to the heating element H, this element becomes hot and in turn increases the temperature thereof. heat-sensitive substance E.
The resistance of this substance is then reduced to a value such that the current of the battery BS passing through the secondary circuit is strong enough to ignite the lamp L. When the switch is opened again, the heating element H and the heat-sensitive substance E cools again so that the lamp L goes out.
If desired. the efficiency of the device can be increased by providing a thin layer of an electrically conductive material -conducted ,, z # a.nt heat, such as for example a thin gold leaf interposed between the electrode 1.0 and the thermosensitive substance E. This layer, which may be called the auxiliary inner electrode, will in effect place the main inner electrode <B> 10 </B> in electrical contact with substantially the entire inner surface of the substance E and will make thus increase the efficiency of the device at maximum flax.
It has been found that when certain thermosensitive substances are called upon to function in air. there is a gradual change in the nature of the heat-sensitive substance and, consequently, in its characteristics. Thus, for example, cuprous oxide gradually turns into cupric oxide with the result that a change is formed in the characteristics of a device in which this substance is employed. This change can be avoided by making these substances work in a vacuum or in a gas which has no effect on the substance.
Other arrangements suitable for this purpose may also be employed; for example, the heat sensitive substance may be provided with a protective layer of enamel.
The RZ device of the embodiment shown in FIG. 2 comprises a tube 7 provided with end sleeves 8 and 8a. In the tube is mounted a heating element H in the form of a wire .of suitable material, for example chromium-nickel, the two ends of which are connected to the terminals 9, 12 respectively of the -shell 8.
This heating element passes through a globular body (the heat-sensitive substance E '. Are also embedded in the body El,: two electrodes 10a and 11a in the form of wires which are connected to the two contact pieces 9a and 12a res pectively from the sleeve 8a The electrodes are spaced from each other and from the heating element H by the body E '.
The body E '' the electrodes and the heating element can be assembled by securing the electrodes in spaced relation. Then applying heat to small portions thereof, then dipping the heated portions into the body. electrodes in a thermosensitive substance sprayed so that a small part of the substance remains adherent to the electrodes to form a globular mass in which they are embedded.
The warming element can be passed through this globular mass while it is still hot. As a modification of this method, both the two electrodes and the heating element can all be assembled with the necessary spacing and the body E 'applied thereto as previously described. Another modification is still that of assembling the two electrodes. or these electrodes and the heating element, with the necessary spacing, and to immerse the whole in a molten thermosensitive substance, thus obtaining a globular mass in which the wires are incorporated.
The device Rz of fig. 2 can be substituted for the device R of the apparatus shown in fi-. 1, and the operation of the apparatus will be as explained above.
The device R3 according to the embodiment shown in FIG. 3 comprises a heating element H and: two electrodes 0a and 11a, all three in the form of wires. The electrofids can, for example, be made of nickel plated with copper. The electrodes are first wound together or entwined so as to form two helical conductors, the turns of one alternating with the turns of the other, and the heating element H is then wound around the electrodes.
The whole unit is then heated in a furnace to transform the copper coating into copper oxide which is a heat sensitive substance, so that each turn of each electrode is separated from adjacent turns by a coating of this. substance. Or, to ex primer the. same thing in a different way, the entwined electrodes are embedded in the. heat-sensitive substance. Evidently, the electrodes could be made of copper wire, in which case the copper coating would be superfluous. This form of execution of the device is capable of withstanding very strong currents.
The device shown in FIG. 4 com carries a glass tube 7 provided with two sockets 8 and 8a as in the previous figures. In this construction, the electrodes lob and 11b are in the form of wires or bands placed side by side, and the heating element H is wound around these electrodes. The electrodes can be made of copper, or made of any other suitable metal, such as nickel plated with copper.
In both cases, after assembling the parts, the unit is fired in an oven to transform the copper surface of the electrodes into copper oxide so that these electrodes are separated from each other and from each other. Heating element by the: layer of copper oxide forming a heat-sensitive substance. When this firing is finished, the parts are mounted in the tube 7 and connected with the contact sockets as shown.
In each described embodiment of the apparatus the parts are proportioned so that the changes in the conductivity of the heat-sensitive substance are due almost entirely to changes in the temperature of the heating element. I> II. </I> and are significantly;
independent of temperature fluctuations due to the secondary current carried by the heat-sensitive substance, so that under no condition will the heated state of the heat-sensitive substance be maintained by the secondary current.
This means that the proportions such as the secondary current will have a relatively small effect in determining the temperature and conductivity of the temperature sensitive substance. For this purpose, the thermosensitive substance will preferably present for the passage of the secondary current. a relatively short path and a relatively large section.
Although only a single circuit controlled by a thermo-sensil) lc # has been shown, it is obvious that more than one circuit can be controlled and also that a single heating element can. act on more than one thermo-sensitive device.
It will also be understood that, although two batteries are shown in fi-. 1, in many cases only one battery can be used.
Although in general the device is proportioned, as has been said, so that under no condition of its use, the secondary current does not continue the heating of the thermosensitive substance to the operating temperature, it can sometimes be desirable to construct such devices that, once established, the conductive coupling persists until the circuit is interrupted,