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"Perfectionnements aux systèmes d'horloges synchronisantes"
La présente invention est relative aux systèmes d'horloges et concerne, plus particulièrement, les systèmes d'horloges marchant avec du courant alternatif.
L'un des objets de l'invention consiste dans un système d'horloges à courant alternatif se remettant au- tomatiquement à l'heure et se synchronisant également lui- même
L'invention a aussi pour objet un système d'horloges synchronisantes dans lequel on utilise une augmentation de voltage du courant alternatif pour accélérer et remettre à l'heure, après un manque de courant, toutes les horloges réceptrices. -13. 1
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L'invention a encore pour objet un système d'hor- loges synchronisantes dans lequel un conducteur unique, commun à toutes les horloges réceptrices,fournit à in- tervalles réguliers des courants synchronisants destinés à corriger ces horloges réceptrices quand celles-ci ces- sent d'être synchrones avec une horloge synchronisante principale.
L'invention a encore pour objet un mécanisme d'hor- loge réceptrice qui se trouve accéléré(si l'horloge re- tarde) et retardé (si l'horloge avance) par les inver" sions respectives du courant alternatif qui traverse une bobine régulatrice.
Enfin, l'invention a pour objet un mouvement d'hor- loge réceptrice dont la vitesse peut être modifiée en réglant la position d'un électro-aimant permanent par rapport à un organe tournant , tel que le disque qui ac- tionne un wattmètre heure de courant alternatif.
Sur le dessin annexé on a représenté, uniquement à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente schématiquement un système d'horloges conforme à l'invention marchant au courant alternatif, à remise à l'heure automatique et à auto- synchronisation;
La figure 2 est une vue, en prespective, du moteur chargé d'actionner l'horloge synchronisante principale et les horloges réceptrices;
La figure 3 est une vue perspective de détail, à échelle agrandie, du dispositif de la figure 2, montrant le pivot des minutes et le mécanisme interrupteur associé avec ce pivot;
La figure 4 est une vue semblable montrant le mé- canisme qui relie l'horloge synchronisante principale avec l'horloge mère ou directrice, ainsi que certains interrupteurs actionnés par le mécanisme en question.
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La figure 5 représente, en perspective, le disposi- tif de la figure 4 vu de la droite;
La figure 6 est un diagramme montrant la succession des périodes de fonctionnement des interrupteurs qui com- mandent l'horloge réceptrice et l'horloge synchronisante principale.
Comme on le voit sur la figure 1, une source de cou- rant alternatif (non figurée) est reliée, par des conduc- teurs 1 et 2, aux bornes extrêmes 3 et 4, respectivement d'un auto-transformateur 5 comportant une connexion de branchement intermédiaire réglable 6, Un circuit princi- pal 7 desservant une horloge synchronisante principale 8, et plusieurs horloges réceptrices 9, comprend un conduc- teur 11, qui part de la borne 3 de l'auto-transformateur 5, et un conducteur 12. Ce dernier peut être relié soit à la connexion de branchement intermédiaire 6, soit à la borne 4 de l'auto-transformateur 5, par l'intermédiaire d'inter- rupteurs à connexion mécanique 13 et 14, et de conducteurs 15 et 16, respectivement.
Comme le montre la figure 2 la présente invention concerne un moteur 17, qui actionne chacune des horloges réceptrices 9 et l'horloge synchronisante principale 8; ce moteur comporte une bobine de champ 18 et une bobine régu- latrice 19 montée sur un noyau feuilleté 21, de manière à donner naissance à des flux magnétiques qui, à un instant donné, soient déplacés l'un par rapport à l'autre de 90 degrés environ. Les bobines 18 et 19 sont suffisamment éloignées l'une de l'autre pour laisser entre elles un entrefer 22 dans lequel peut être placé un disque 23, Ce dernier est monté,de façon à pouvoir tourner, sur un arbre vertical 24 et est connecté au mécanisme d'engrenage ordi- naire 25 dont on a représenté seulement un engrenage par vis sans fin.
Le disque 23 est placé, par rapport aux bo-
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CI/ bines 18 et 19, de manière à induire des courants para- sites donnant naissance à un couple moteur qui tend à faire tourner le disque 23.
Un résister 26 et une deuxième bobine régulatrice 27 peuvent également être montés sur le noyau 21. Comme on le voit sur la figure 1, les bornes de la bobine de champ 18 sont réunies par des conducteurs 28 et 29 aux bornes de la bobine régulatrice 19; grâce à cette disposition, cette dernière peut être intercalée dans de multiples circuits et le résistor 26 est intercalé dans le conduc- teur 28.
Les constantes électriques des bobines 18 et 19 sont déterminées de manière que le disque 23 fasse 5 à 10 tours à la minute ce qui correspond à la vitesse ho- raire normale de l'horloge. Le disque 23 peut tourner devant une petite ouverture (non figurée) qui permet de @ graduer facilement la vitesse de l'horloge, en notant le passage d'un repère 31 devant l'ouverture en question.
La vitesse de rotation du disque 23 peut être com- mandée au moyen d'un aimant amortisseur 32, dont les pôles 33 peuvent être réglés radialement par rapport au disque 23, et immobilisés dans toute position désirée. Les bornes de la bobine de champ 18 peuvent être reliées, par les conducteurs 34 et 35, aux conducteurs 12 et 11 du cir- cuit principal de force motrice 7 respectivement
Si une interruption vient à se produire dans l'arri- vée du courant au transformateur 5, ou si le voltage ou la fréquence du courant alternatif viennent à varier et si, par suite, la vitesse horaire des horloges réceptrices 9 et de l'horloge synchronisante principale 8 vient à s'é- carter de la vitesse normale des moyens prévus par la pré- sente invention des moyens ramènent automatiquement, à une vitesse relativement rapide (au moment d'une reprise du courant normal),
les aiguilles des horloges secondaires
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et synchronisantes principales à leur position correcte.
On utilise,dans ce but, une horloge mère 36, dont le pivot de transmission 37 est monté sur un châssis 38, Une pièce 39, qui est rigidement fixée à l'arbre 37 d'une horloge mère, porte sur l'une de ses faces un manchon, isolant 42 muni de bagues collectrices 43 et 44 ayant pour fonction de relier électriquement des pièces de contact mobiles 45 et 46 à des balais fixes (non représentés). La pièce de contact 46 est fixée rigidement à la face 41 de la pièce 39 auprès de la périphérie de cette dernière, La pièce de contact mobile 46 est disposée à l'extrémité d'un bras 47 qui pivote sur un axe 48 formant saillie sur la face 41.
Un ressort 49, coopérant avec le bras 47, provoque des in- terruptions rapides entre les pièces de contact coopérantes 45 et 46, Dans le bras 47 est ménagée une rainure 51 des tinée à laisser passer l'une des extrémités 52 d'une tige 53 dont l'autre extrémité 54 traverse une ouverture 55 mé- nagée dans la pièce 39, et est rigidement fixée à un bras 56 articulé en 57, Un ressort 58 tend à appuyer 1'extrémi- té 59 contre une butée 61, et dans cette position, les pièces de contact 45 et 46 sont dégagées l'une de l'autre (figures 4 et 5).
Quand le bras 56 est écarté de la posi- tion représentée sur la figure 4, la pièce de contact mobile @ 46 est annexée en contact avec la pièce de contact 49 mal- gré la résistance du ressort antagoniste 58,
Pour provoquer l'écartement des pièces de contact 45 ! et 46, quand l'horloge synchronisante principale 8 cesse d'être synchrone avec 1;horloge mère 36, on a prévu le mé- canisme suivant. Sur le chomin support 38 est monte, de manière à pouvoir tourner, un pivot récepteur de l'horloge synchronisante principale 8, Ce pivot est relié, au moyen du pignon 63, à une roue dentée 64 montée folle sur l'ex- trémité de l'axe 37 de l'horloge mère, entre le châssis 38 et la pièce 39.
La roue dentée 64 présente des bras 65 et
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66 dirigés en sens contraire dont le dernier porter un contre-poids et dont le premier porte une saillie laté" rale 67 sur laquelle est monté un doigt 68.
Ce dernier est disposé de manière à accrocher nor- malement l'épaulement 59 du bras 56 et à établir ainsi un contact entre les pièces 45 et 46, tout en permettant à l'épaulement 59 du bras 56 de passer sur l'avant du doigt 68 quand l'horloge synchronisante principale cesse d'être synchrone avec l'horloge mère. Ceci toutefois ne se produit pas tant que l'horloge synchronisante 8 ne retarde pas sur l'horloge mère et le doigt 68 est placé derrière l'épaule- ment 59 du bras 56. L'accrochage normal du doigt 68 avec l'épaulement 59, pendant que l'horloge synchronisante prin- cipale et l'horloge mère sont synchrones, peut être obtenu en construisant la bobine régulatrice 19 de l'horloge syn- chronisante principale 8, de manière que celle-ci tourne un peu plus vite que l'horloge mère 36.
Comme on le voit sur la figure 1, la pièce de contact 45 est reliée par les conducteurs 69 et 70 à la borne 3 du transformateur 5. La pièce de contact 46 est reliée par les conducteurs 71 et 15 à la connexion de branchement intermédiaire 6. Le con- ducteur 71 comprend une bobine 72 destinée à actionner les interrupteurs mécaniques 13 et 14 qui peuvent aussi être écartés de leur position normale représentée sur le des** sin.
Quand l'horloge synchronisante principale 8 et l'horloge mère 36 sont synchrones, le doigt 68 accroche l'épaulement 59 du levier 56, établissant ainsi'le contact de.la pièce 46 avec la pièce 45. Le circuit ainsi formé passe de la borne 3 du transformateur 5, par les conducteurs 70 et 69, les pièces de contact coopérantes 45 et 46, le conducteur 71, la bobine de commande 72 et le conducteur 15, pour aboutir à la connexion de branchement intermédiai- re 6.
L'excitation de la bobine 72 a pour effet de fermer
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l'interrupteur 13 et d'ouvrir l'interrupteur 14 et de relier ainsi le conducteur 12 du circuit d'énergie prin- cipal 7 à la connexion de branchement intermédiaire 6, Ainsi des courants d'un voltage relativement sont normalement amenés au circuit d'énergie principal 7, voltage qui est juste suffisant pour faire tourner, syn- chroniquement avec l'horloge mère 36, le mécanisme des horloges réceptrices 9 et de l'horloge synchronisante principale 8,
Si, pour raison quelconque, l'horloge synchroni- sante principale 8 cesse d'être synchrone avec l'horloge mère 36, ce qui se produit, par exemple, en cas d'abais- sement du voltage du courant amené au transformateur 5, la vitesse de déplacement de la pièce 64 ne concorde plus avec celle de la pièce 39 ;
ces conditions l'épaule- ment 59 du bras n'accroche plus le doigt 68 et la tige 53, sous l'action du ressort 58, déplace le bras 47 de manière à rompre le contact des pièces 45 et 46, supprimant ainsi l'excitation de la bobine 72 chargée d'actionner les in- terrupteurs 13 et 14,, L'interrupteur 13 s'ouvre alors sous l'action de la pesanteur, coupant le conducteur 12 du conducteur 15, pendant que l'interrupteur 14 se ferme de manière à relier le conducteur 12 au conducteur 16, Cette fermeture de l'interrupteur 14 produit,dans les conducteurs 11 et 12 du circuit principal d'énergie, une augmentation de voltage qui correspond à la totalité du voltage du transformateur 5.
Cette augmentation du vol- tage des moteurs de commande 17 de l'horloge synchroni- sante principale 8 et des horloges réceptrices 9, a pour effet d'accroître la vitesse desdits moteurs, jusqu'à ce que l'horloge synchronisante principale soit redevenue synchrone avec l'horloge mère 36. Si la cause initiale qui avait détruit le synchronisme se trouve supprimée, la pièce de contact 46 est maintenue en contact avec la
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pièce de contact 45, et des courants de voltage normal sont de nouveau envoyés aux conducteurs 11 et 12 du circuit principal d'énergie,.
SYNCHRONISME DES HORLOGES RECEPTRICES
AVEC L'HORLOGE SYNCHRONISANTE PRINCIPALE
La présente invention comprend, en outre, des mo- yens permettant de synchroniser les horloges réceptrices 9 avec l'horloge synchronisante principale 8; quand ce synchronisme se trouve altéré. On utilise, dans ce but, un conducteur synchronisant 73, qui est relié, par les pièces de contact 74 et 75 d'un relais 76 (mobiles l'une par rapport à l'autre) aux pièces de contact mobiles 77 et 78 des interrupteurs 13 et 14, Les pièces de contact coopérantes 79 et 81 des interrupteurs 13 et 14 sont res- pectivement reliées aux conducteurs 15 et 16, Le fonc- tionnement du relais 76 peut être commandé au moyen d'in- terrupteurs 82 et 83.
L'interrupteur 83, qui comprend les pièces de contact mobiles 84, 85 et 86, peut affecter la disposition repré- sentée sur la figure 4, dans laquelle les différentes pièces de contact sont montées sur des bras 87, 88 et 89 qui oscillent sur un pivot commun 91 monté dans le chas- sis support 38, Ces bras sont disposés de manière à tou- cher les périphéries de cames 92, 93 et 94 respectivement lesquelles sont montées sur l'arbre 62.
Les parties qui viennent d'être décrites sont éta- blies de manière que l'interrupteur 83 fonctionne régu- lièrement, à des intervalles d'une demi-heure, pour lan- cer le courant dans le conducteur synchronisant 73 quand les contacts 85 et 86 se touchent : cette période pen- dant laquelle le courant parcourt le conducteur 73, dure dix minutes. La période en question prend fin, de la manière qui va être décrite plus loin, quand les pièces de contact 84 et 85 se touchent. Les périodes pendant lesquelles le conducteur 73 est parcouru par un courant
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peuvent être représentées par la distance m indiquée sur la périphérie du cercle 95 (figure 6).
Les moments précis du début et de la fin de chaque intervalle sont exactement déterminés, de préférence du moyen d'un interrupteur 82,
L'interrupteur 82 comprend des pièces de contact mobiles 96 et 97 qui peuvent être actionnées à des inter- valles d'une minute par l'horloge synchronisante princi pale 8, de la même manière que les différentes pièces de contact de l'interrupteur 83,
Comme on le voit sur la figure 1, la bobine de com- mande 98 du relai76 a l'une de ses bornes 99 reliée, par un conducteur 101 qui comprend un résistor 102, au conduc- teur 70 et à la borne 3 du transformateur, L'autre borne 103 de la bobine de commande 98 est reliée, par un conduc- teur 104, les pièces de contact 96 et 97, le conducteur 105,
les pièces de contact 85 et 86 de l'interrupteur 83, le conducteur 106, et le conducteur 15, à la connexion de bran- chement intermédiaire 6, Si l'on suppose que les pièces de contact 85 et 86 viennent d'être mises en contact, la bo- bine de commande 98 est excitée, ce qui provoque le con- tact des pièces 74 et 75 et, par suite, fait passer dans le conducteur 73 un courant dont le voltage varie suivant que le conducteur 12 est relié à la borne 4 ou à la conne- xion de branchement intermédiaire 6 du transformateur 5, Si l'horloge synchronisante principale 8 et l'horloge mère 36 sont synchrones c'est cette dernière connexion qui s'é- tablit.
Le relaie 76 comprend également des pièces de contact 107 et 108, cette dernière étant mécaniquement reliée à la pièce de contact 75 ce qui fait que l'interrupteur 82 peut être shunté à la suite de son fonctionnement initial pour provoquer l'excitation de la bobine de commande du relaij 98.
Dans ce but la pièce de contact 107 est reliée à la borne
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103 de la bobine de commande 98 et la pièce de contact 108 est reliée, par un conducteur .109, au conducteur 15.
Par suite, l'interrupteur 82 n'exerce plus de commande sur la bobine d'excitation 98 puisque le courant suit un circuit comprenant le conducteur 109 et les pièces de contact 107 et 108 au lieu de suivre le circuit com- prenant le conducteur 106, les pièces de contact 85 et 86, le conducteur 105, l'interrupteur 82 et le conduc- teur 104,
Lorsque le conducteur 73 a été ainsi parcouru par un courant pendant une période de dix minutes correspon- dant à l'intervalle m de la figure 6, la pièce de con- tact 85 vient en contact avec la pièce de contact mobile 84, de manière à compléter un circuit en dérivation au- tour de la bobine 98 commandant un relais, ledit circuit en dérivation comprenant le conducteur 104, l'interrup- teur 82, le conducteur 105, les contacts 84 et 85,
et un conducteur 110 qui part de la pièce de contact mobile 84 pour aboutir à la borne 99de la bobine de commande 98 Cette bobine cesse d'être excitée, ce qui a pour effet d'ouvrir le relais 76 et de dégager les pièces de contact coopérantes 74 et 75 et 107 et 108, Les pièces de con- tact 84 et 85 sont alors écartées et les pièces de con- tact mobiles de l'interrupteur 83 sont maintenues écar- tées l'une de l'autre jusqu'à ce que le cycle précédent se répète de nouveau au bout de vingt minutes.
Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, chacune des horloges réceptrices est munie d'une bobine correctrice 27 présentant un nombre d'ampères-tours lui permettant de produire un couple moteur trois ou quatre fois plus grand que celui de la bobine régulatrice 19. Afin que la bobine 27 puisse être excitée quand il est nécessaire d'amener une des horloges réceptrices 9 en synchronisme
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avec l'horloge synchronisante principale 8, on a prévu un interrupteur 111 qui est directement actionné par le mécanisme d'horloge réceptrice.
Le mécanisme de l'inter- rupteur 111 comprend une paire d'éléments 112 et 113 qui sont mécaniquement verrouillés,
L'interrupteur 112 comprend un bras 114 dont les extrémités portent des pièces de contact 115 et 116 coopé rant avec des pièces de contact 117 et 118 respectivement, L'interrupteur 113 comprend de même un bras mobile 119 portant des pièces de contact 121 et 122 qui coopèrent res- pectivement avec des pièces de contact 123 et 124, Les pièces de contact 117 et 123 peuvent être réunies par un conducteur 125 qui aboutit à l'une des bornes de la bobine accélératrice et retardatrice 27.
L'autre borne de cette dernière bobine est reliée, par un conducteur 126, aux pièces de contact 124 et 118, Les pièces de contact 115 et 116 de l'interrupteur 112 peuvent être reliées, par un conducteur 127, au conducteur 73, et les pièces de contact mobiles 121 et 122 de l'interrupteur 113 peuvent être re- liées, par le conducteur 128, au conducteur 35.
Comme on le voit sur la figure 3, la disposition des interrupteurs 112 et 113 de même que celle de leur dispositif de commande est semblable à la disposition de l'interrupteur 83 représenté sur la figure 4, le disposi- tif de commande étant constitué par une série de cames 129, montées sur l'axe des minutes 131 xxxx de chacune des hor- loges réceptrices 9.
L'arbre 131 peut être muni d'un épau- lement 132 qui coopère avec un cliquet de verrouillage 133, de manière à empêcher un mouvement de retour du mécanisme de l'horloge, mouvement qui pourrait se produire si la bo- bine correctrice 27 était excitée de manière à retarder le mouvement normal de l'horloge réceptrice 9,
Le mécanisme de commande des interrupteurs 112 et 113, qui a été décrit plus haut, est organisé de manière que les
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bras de contact mobiles 114 et 119 de ces interrupteurs soient maintenus dans la position représentée sur la fi- gure 1, pendant un intervalle de dix minutes qui corres- pond à la distance x marquée sur le cercle 134 de la fi- gure 6.
Pendant les dix minutes qui suivent l'intervalle x, les bras de contact mobiles 114 et 119 sont tenus d'oc- cuper une position neutre, dans laquelle les différentes pièces de contact sont dégagées, pour occuper finalement une position correspondant au contact des pièces de contact coopérantes 118, 116 et 121, 123 respectivement. Cette dernière période est représentée par la distance ± sur le cercle 134 de la figure 6.
A la fin de la période y, les différentes cames 129 obligent les bras de contact 114 et 119 à occuper la position représentée sur la figure 1, complétant ainsi un cycle de trois positions successives,
Si l'on suppose que les interrupteurs 112 et 113 occupent la position représentée sur la figure 1, il exis- te un circuit qui part du conducteur synchronisant 73 et suit successivement le conducteur 127, les pièces de contact coopérantes 115 et 117, le conducteur 125, la bobine régu- latrice 27, le conducteur 126, les pièces de contact coopé- rantes 122 et 124, le conducteur 128, et le conducteur 35, pour aboutir au conducteur 11 du circuit principal d'énergie xxxx xxxxxxx 7.
Ce circuit permet au courant de traverser la bobine 27 de manière à provoquer une augmentation de flux effectif, Quand les interrupteurs 112 et 113 sont amenés dans une position correspondant à l'établissement des con- tacts des pièces de contact 118, 116 et 121,123, les cou- rants traversent la bobine régulatrice de manière à dimi- nuer le flux effectif.
Comme on le voit sur la figure 6, les périodes ac- tives x et y des interrupteurs 112 et 113 ont, avec la pé-
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riode m pendant laquelle un courant parcourt le conducteur synchronisant 73, un rapport établi de manière que, si les horloges réceptrices 9 sont synchrones avec l'horloge syn- chronisante principale 8, la bobine régulatrice 27 soit reliée au conducteur 73 seulement quand ce dernier nest parcouru par aucun courant.
Mais si l'une des horloges ré- ceptrices 9 retarde par rapport à l'horloge synchronisante principale 8, alors la période active x, pendant laquelle la bobine régulatrice 27 est reliée au conducteur 73, che- vauche la période m de manière à accélérer le mouvement de
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la dite horloge réceptrice jusqu'àtétablissement de son synchronisme avec l'horloge synchronisante principale 8.k
Si l'horloge réceptrice 9 avance, alors la période active ± des interrupteurs 112 et 113 chevauche la période m pendant laquelle un courant parcourt le conducteur 73, et provoque ainsi une excitation inverse de la bobine ré- gulatrice 27, et par suite un effet contraire ou retarda- teur du mécanisme de l'horloge réceptrice, On voit donc que,
lorsque l'une des horloges réceptrices 9 cesse d'être syn- chrone avec l'horloge synchronisante principale 8, sa bo- bine régulatrice 27 est excitée par des courants correcteurs qui agissent de manière à rétablir le synchronisme des deux horloges.
On doit remarquer que l'effet correcteur de la bobine 27 de chaque horloge réceptrice 9 est encore augmenté quand des courants alun potentiel relativement élevé sont amenés dans le conducteur 73, ce qui a lieu quand une différence se produit dans les vitesses de fonctionnement de l'horloge synchronisante principale 8 et de l'horloge mère 36.
Le mode de réalisation de l'invention représenté ici a été donné uniquement à titre d'exemple pour montrer la construction et le fonctionnement du dispositif ainsi que
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l'organisation du circuit; mais il est bien entendu que le dispositif décrit est susceptible de recevoir diverses mo- difications, sans que l'économie de l'invention puisse être altérée par ces modifications.