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" Interrupteur à temps "
L'invention concerne des interrupteurs électriques à temps, dans lesquels un récipient analogue à un sablier mon- té à pivotement autour de son axe transversal, travaillant par déplacement du poids d'un agent circulant, est mis à la main ou mécaniquement dans une position dans laquelle un circuit est fermé, et, après déplacement du poids, interrompt de nou- veau le contact qui ferme le circuit.
Dans les interrupteurs à temps que l'on connaît de cet- te espèce , la force qui est capable de provoquer le déplace- ment du poids de l'agent circulant est très réduite. -fin par- ticulier elle ne suffit pas à déclencher des contacts soumis à l'action de ressorts puissants. Elle ne peut être renforcée qu'en augmentant la quantité d'agent circulant, l'interrup- teur devenant alors trop grand.
L'invention s'est proposé la tâche d'engendrer, en uti- lisant un sablier, un instrument de mesure du temps à liqui- de ou un dispositif analogue, de dimension extrêmement rédui- tes, donc avec une quantité d'agent circulant très réduite, des forces relativement grandes qui conviennent donc pour le
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déclenchement rapide et sûr de dispositifs d'interruption rapides soumis à l'action de ressorts puissants.
L'inven- tion résout ce problème d'une manière simple qui consiste en ce que par oscillation du sablier, de l'instrument de mesure du temps à liquide ou d'un dispositif analogue,que celle-ci se fasse à la main ou mécaniquement, par exemple par un électro-aimant, un corps pondéreux est soulevédans une position dans laquelle il est prêt à fonctionner, ou position parée, de laquelle il est entraîné progressivement par le sablier qui, par suite du déplacement du poids de l'agent circulant, tourne dans la même direction, tellement loin qui puisse tomber librement de son point d'appui élevé dans sa position basse initiale et déclenche ainsi l'inter- rupteur tendu par un ressort.
Une forme simple et? avantageuse de réalisation de cet- te idée inventive consiste en ce que le poids est disposé dans un guide tubulaire et, lors de la rotation de celui- ci autour de l'axe de rotation commun au sablier est amené vers le haut sur une surface d'appui qui pénètre dans le guide, qui, à cause de son action, sera désignée dans ce qui suit sous le nom de rampe " , et se termine presque verticalement au-dessus de l'axe de rotation du sablier et du guide du poids accouplé au sablier. Dans cette po- sition parée dans laquelle l'interrupteur est enclenché, le corps pivotant est encore un peu incliné sur une ligne verticale imaginaire passant par l'axe de rotation. Par le déplacement progressif du poids de l'agent circulant le corps pivotant se rapproche petit à petit de la posi- tion verticale.
Ainsi, le poids, qui a de préférence la forme d'une 'bille, arrive à l'extrémité de la rampe, qui de préférence sera à peu près horizontale, et tombe tout à coup librement avec poids sur l'extrémité d'un organe, en forme de levier, calant l'interrupteur dans la position d'en clenchement et déclenche sûrement cet organe, même quand dans le but d'empêcher la formation d'arcs lumineux au point
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de séparation, il est soumis à l'action de ressorts puissants.
L'agent circulant a donc uniquement pour tâche de dépla- cer le poids sur la partie plate de la rampe vers le bord de celle-ci, par conséquent sur une très petite distance, tandis que le poids lui-même se charge du déclenchement des contacts ce qu'il est en état de réaliser facilement par suite du mou- vement de chute libre. En tous cas la dimension totale du dis- positif ne doit pas pour cela être considérablement accrue.
Il est absolument possible de construire de cette manière des interrupteurs à temps avec commande par poussoir pour des grandes puissances de courant, qui peuvent être logés aisé- ment dans les boîtes de protection usuelles d'environ 50 mm de diamètre, ce qui n'était pas possible avec les dispositifs connus.
Le guide du poids à chute et l'enveloppe du sablier sont montés sur un axe pivotant commun, disposé dans un châssis, qui porte en même temps une denture, qui est déplacée par un orga- ne d'entraînement accouplant dans la direction de montée de la rampe, mais tournant en revanche librement dans la direction opposée.
Le guide du poids dans cette forme de réalisation est percé de part en part des deux côtés de l'arbre de rotation de telle manière que la voie en forme de rampe semi-circulai- re qui y pénètre n'empêche pas le mouvement de rotation du corps pivotant.
Afin que le corps pivotant, quar.d l'organe d'entraînement revient en arrière ne puisse pas, par retour en arrière, sor- tir de la position d'enclenchement par le poids de l'agent circulant et du corps à chute, avant que l'agent circulant se soit écoulé dans une mesure suffisante dans la partie vide du réservoir au-dessous de l'axe de rotation, un appui élas- tique vient se placer immédiatement comme dispositif d'arrêt dans l'orbe du corps pivotant. Si ce ressort d'arrêt est fixé au châssis du corps pivotant, il peut en même temps opérer un freinage du mouvement de rotation du corps pivotant dans sa
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dernière partie.
Le même ressort d'arrêt peut en outre être prolongé en forme de cercle autour de l'axe de rotation du corps pivo- tant comme centre, de manière à empêcher le poids de faire sur son parcours dans la position enclenchée, un autre mou- vement vers le bas, jusqu'à ce que celui-ci soit parvenu à proximité de la surface d'appui en forme de rampe. Le ressort d'arrêt et son prolongement sont de préférence formés d'une bande de tôle élastique qui sert encore en même temps de dis- positif d'arrêt pour le contact mobile de l'interrupteur et lors de l'impact du poids est poussé vers le bas., le contact mobile étant aussi libéré et la liaison avec le contact fixe étant interrompue brusquement.
Le ressort de contact mobile peut même comme le ressort d'arrêt susmentionné pénétrer dans l'orbe du corps pivotant de manière à être poussé par le corps pivotant vers l'exté- rieur contre le contact fixe et saisi alors par en-dessous, par le ressort d'arrêt de manière qu'il reste dans cette posi- tion. Cette opération peut encore se faire par la tige de pression.
Conformément à l'invention dans un interrupteur en forme de boîte, l'axe de rotation du corps pivotant est placé paral- lèlement à la plaque frontale. Le poussoir est monté à l'extré- mité d'une tige de commande qui est pourvue d'une seule dent de commande. Le support du guide du poids et du boîtier du sa- blier, facilement interchangeable par un filetage , placé dans celui-ci, a au centre la forme d'une bande plate et est incli- né dans toute la largeur par rapport à son plan de telle ma- nière que, lorsque le corps pivotant est vertical et que le support forme en conséquence un petit angle avec l'horizonta- le, la saillie d'accouplement pénètre sous lui et le fasse os- ciller.
La tige de commande fait osciller un organe métallique ayant la forme d'un levier double, qui est monté à pivotement sur le flanc d'un appui formé de matière isolante. Cet organe
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dès qu'il a oscillé suffisamment loin est saisi par derrière et, par le fait même, calé par un levier, également monté à pivotement sur le même appui, à l'extrémité duquel vient frapper le poids lors de sa chute.
D'autre part, le levier double est utilisé comme pon connecteur pour les deux contacts. Le mouvement de déclenche- ment pour de grandes puissances de courant se fait très ra- pidement. Afin que l'enclenchement aussi se fasse soudaine- ment, le levier double porte à cette extrémité une pièce iso- lante oscillant librement et taillée en biseau d'un côté qui s'avance sous l'un des contacts élastique d'amenée, le soulè- ve d'environ 2 millimètres et heurte, par la partie prolongée au delà du point de pivotement, contre un redan de l'interrup- teur, de manière à se dégager par oscillation et à laisser ainsi retomber rapidement le contact élastique sur l'endroit laissé libre du pont connecteur.
Le tiroir portant la dent d'enclenchement entre également en contact avec le dessus du support du corps pivotant, de manière à empêcher un renverse- ment de celui-ci lors d'une poussée trop rapide.
En outre, le levier d'arrêt, qui est influencé par le poids, est recourbé à angle droit autour de l'appui corres- pondant. Sur son extrémité éloignée du point de pivotement agit une tige de pression sortant de la plaque de l'interrup- teur, qui permet de déclencher de nouveau l'interrupteur, sans que le mécanisme du sablier ou instrument analogue entre en activité. En conséquence on peut utiliser l'interrupteur comme interrupteur ordinaire.
Le poids et son guide de même que la rampe peuvent enco- re adopter d'autres formes. Le poids, par exemple muni d'une perforation, peut glisser sur une tige portée par le corps pivotant. Comme la force centrifuge pendant la rotation du @@ corps pivotant pousse le poids vers l'extérieur, il suffit de disposer comme appui uniquement un rouleau ou organe ana- logue, là où se trouve 1 extrémité supérieure de la rampe.
Le poids peut encore être fixé à une tige montée folle sur l'axe du corps pivotant , de manière qu'il ait la forme @@
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d'un marteau. Dans le sens de rotation du corps pivotant, il peut osciller librement au moment de l'enclenchement. Le marteau est entraîné par une manivelle fixée sur l'axe. Au lieu de tomber librement le poids quitte sa position haute par oscillation autour de l'axe.
D'autres détails de l'invention ressortent du dessin et de la description.
Dans le dessin sont représentés plusieurs exemples de réalisation de l'objet de l'invention.
Les figures 1 à 4 montrent la première forme de réalisa- tion, à savoir, dans les figures 1 et 2 en élévation de deux côtés différents dans la position enclenchée et dans la posi- tion déclenchée, dans les figures 5 et 4 en vue de profil et en vue arrière. Les figures 5 à 16 montrent le deuxième exem- ple de réalisation, qui convient pour l'incorporation dans des boites, en différentes vues en élévation et positions d'enclenchement et, pour autant que ce soit nécessaire, les différentes pièces séparément. Les figures 17 et 18 ainsi que les figures 19 et 20 représentent encore schématiquement deux autres variantes.
Pour pouvoir conserver dans les figures 5 à 20, autant que possible, pour les mêmes pièces les mêmes notations,les pièces répétées sont désignées par des nombres qui diffèrent de 100 ou de 200 desnombres déjà employés.
La plaque de base 1 de l'interrupteur supporte un châs- sis 2, un contact fixe 3 et un contact mobile 4 qui par sa surface de contact 4a vient en contact avec le premier. Le boîtier 6, qui reqoit la bille 7 qui par sa chute déclenche l'interrupteur, et le boîtier 8 qui entoure le sablier 9, sont reliés à un corps commun et sont montés dans les bran- ches du châssis 2 à pivotement autour d'un axe 5. Cet axe 5 porte une denture d'accouplement 10. Dans le châssis 2 est disposée une tige 11 déplaçable, qui présente à son extrémité un bouton de pression ou poussoir 12.
Elle porte en outre une plaque dentée 13 oscillant autour d'un axe ou autrement,
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qui lors du déplacement vers la plaque de base 1, par la den- ture 10 fait tourner @@ autour de l'axe 5 le corps pivotant entier, mais lors du retour sous l'action d'un ressort quel- conque 14 oscille vers le haut de telle manière que les dents glissent librement par dessus la roue dentée 10.
Dans le châssis 2 est en outre fixé un ressort 15, péné- trant dans l'orbe du corps pivotant, qui, au moment de l'en- clenchement, s'avance comme appui derrière le corps pivotant et)1'arrête préalablement par freinage dans la dernière par- tie de son parcours de pivotement. Ce ressort 15 se prolonge lui-même en forme de voie circulaire 16 et empêche ainsi le mouvement de la bille 7 vers l'extérieur. Il pénètre en même temps avec un cliquet 17 derrière l'extrémité libre 4b du contact mobile 4, le cliquet pénétrant également dans l'orbe du corps pivotant de manière à être poussé par celui-ci vers l'extérieur.
Le boîtier 6, qui renferme la bille 7 est muni, des deux côtés de l'axe 5 (figure 4), d'évidements 6a, dans lesquels pénètre une voie de soutien 18 (" Rampe " ) ayant à peu près la forme d'un quart de cercle. Sur cette rampe 18 monte la bille 7, qui se mouvait jusqu'ici sur la voie 16, aussitôt que son boîtier s'est placé presqu'horizontalement, jusqu'à ce que le corps pivotant se soit mis dans la position pres- que verticale représentée dans la figure 1. A partir de ce point la rampe se termine en une surface 18a à peu près horizontale. Cette conformation a pour effet que la bille dans la suite de son parcours sous l'influence du déplacement du poids da l'agent circulant ne soit plus être soulevée.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant
Lorsqu'on pousse le boulon 12 vers l'intérieur la dentu- re d'accouplement 13 à l'aide du disque dentée 10 déplace le corps pivotant 6,8 pour l'amener dans la position représentée dans la figure 1, qui forme l'angle [alpha]avec la verticale, le ressort 15 se plaçant immédiatement Somme appui derrière le
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corps pivotant 6,8 . Pendant cette rotation, qui se fait ici suivant un angle d'environ 170 à 175 , le contact mo- bile 4 est simultanément posé sur le contact fixe 3 et assu- jetti dans cette position par les appuis 16, 17. Ainsi le circuit est fermé.
Le poids 7 dans la'première partie du par- cours est soutenu de l'extérieur par le ressort 16, dans la deuxième partie, de l'intérieur par la rampe 18, et est sou- levé dans sa position haute sur la partie antérieure 18a de la rampe. Quand alors l'agent circulant s'écoule de la partie supérieure du sablier 9 ou d'un autre dispositif ap- proprié dans la partie inférieure, le déplacement du poids de l'agent circulant agit sur le corps pivotant et l'amène progressivement en décrivant l'angle 0( dans la position ver- ticale (figure 2). Ainsi, le poids 7 est poussé au bord antérieur 18a de la rampe 18, qui se termine à une distance convenable de la verticale imaginaire passant par l'axe de rotation 5.
Lorsque tout l'agent circulant est arrivé dans la partie inférieure du sablier 9, le poids 7 tombe libre- ment de la rampe 18 sur l'organe d'interruption 16, 17 agis- sant sur le contact 4,4a, cet organe étant poussa brusque- ment vers le bas par le choc de telle manière que son cli- quet d'arrêt 17 se déclenche de la partie antérieure 4b du ressort/de contact mobile 4 et que les ressorts d'interrup- tion 4,4a, 4b puissent occuper la position de mise hors circuit (figure 2).
Conformément aux figures 5 à 16 un- support 20 (figure 8) ayant la forme d'une bande plate et disposé suivant l'axe de rotation présente par exemple un tube fileté 108, dans lequel le sablier ou l'instrument de mesure du temps à li- quide 109 est placé, et à une certaine distance de ce tube un tube métallique 106, dans lequel sont ménagées deux échancrures 106a et qui est pourvu de deux languettes 21 qui empêchent que la bille 107 qui se trouve dans le tube 106 tombe dehors. Au milieu ce corps pivotant est pourvu (fi- gure 8 et 9) d'une surface 20a inclinée des deux côtés par
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rapport à la pièce plate 20.
Ce corps pivotant est (figure 7) supporté entrepointes à l'aide de vis 105 dans deux cheva- lets 22 sar le revers de la plaque de front 23 de l'inter- rupteuret tourne d'environ 170 autour de son axe quand on presse sur le bouton 112 (figare 11). Ce boaton 112 se troave à l'extrémité d'an corps 24 à la fois plat et four- cha servant . plnsieurs asages par sa conformation partica- 1 ièrement adéquate, que l'on peut déplacer avec les dents
25 dans des rainures de guidage dès appuis 26 (figare 5) de la plaque de socle 23 de l'interrupteur. La saillie 25a des dents 25 agit ainsi contre le re ssort à boudin 27 et est toujours repoussée par celui-ci dans la position initia- le.
La saillie 28 taillée en biseaa à l'avant pénètre sous la partie de la surface 20a (figare 9) soalevée par inter- mittence par suite de l'inclinaison mentionnée, sa face in- férieare repose un pea au-dessus de l'axe de rotation da corps pivotant. Ainsi on obtient que poar un avancement ani- que et court de la tige de pression 112, 24, 25, 28 le corps pivotant pivote d'environ 170 . L'enclenchement est en oatre encore facilité par le fait que les arêtes de la surface in- clinée 20a qai se terminent parallèlement à la surface anté- rieare en biseaa de la dent saillante 28 sont taillées en biseaa. Mais sa face inférieure repose alors un instant aa- dessas de la partie de support 20a et empêche ainsi le ren- versement du corps pivotant.
Le levier 30 (figure Il) est monté à pivotement à l'en- droit de sa perforation 29a autour d'une vis 29 comme pivot.
La partie plate 30a assure à ce levier an bon gaidage le long de la paroi latérale de la saillie 26 da socle.
'On levier plat double 32 (figure 12) est monté à pivo- tement aatoar d'une vis 31 comme pivot. Ce levier est pourvu à sa plas coarte extrémité d'une saillie 33 recoarbée angu- lairement et est pourvu en oatre à l'autre bras da levier d'une saillie 115 qui, encore après le recul de la dent
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28, empêche la rotation en arrière da corps pivotanteEn outre, il porte à son extrémité libre une saillie d'accon- plement 34 produite par courbage angalaire, qui est reuour- bée à angle droit hors de son Plan et pénètre dans le par- cours de déplacement du tiroir, et une pièce de contact 35.
A ce levier 32 est en outre fixé an levier 37 en ,matière isolante pivotant encore autour du tourillon 36, et muni d'an prolongement 38 en forme de came.
Le mouvement du bouton 112 vers l'intérieur (figure 14-16), qui a pour effet de faire osciller de 170 environ le corps pivotant, provoque en même temps une oscillation da levier 32 autour de l'axe 31, et cela par le fait que l'arête 24' (figure 10) da tiroir 24 entrains la saillie 34. Grâce à cela la saillie anguleuse 33 en forme de dent se déplace aussi vers le bas autour de l'axe 31. Le levier 30, 30a est constamment sous l'influence du ressort 27, mais le c6té rond 33a de la dent 33 l'empêchait avant cela de faire un mouvement. Tonte fois aussitôt que la saillie 33 a un pea oscillé, elle donne aussi au levier 30 la possibili- té d'osciller vers l'extérieur, c'est-à-dire vers la vis 31.
La saizl ie 33 en forme de dont arrive ainsiderrière an nez de batée 30b, et cela jusqu'à ce que plus tard la bille 107 dans le guide 106 tombe à la fin de sa chute sur l'extrémité libre du levier 30 et abaisse brusquement@ cslle-ci de manière à déclencher l'arrêt 33, 30b.
Si on le désire, ce déclenchement peut aussi se faire à la main avant la fin de l'activité da sablier ou avant la chute da poids, donc sans attendre l'action de ceux-ci en poussant contre un appendice 30o, ayant la forme d'un levier da levier oscillant 30 une tige de poussée 39 sortant de la plaqae frontale 23 de l'interrapteur et par ailleurs gui- dée dans la saillie 26 du.socle de l'interrupteur, Autour de l'axe 31 est enroulé un ressort 40 , dont une extrémité s'appuie dans une rainure de la tête de vis
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29, tandis que l'antre extrémitéagit contre la saillie
32a da levier 32.
Lorsqu'on pousse le tiroir 24 en avant et qu'en conséquence le levier 32 oscille, ce ressort est ten- du et veille à ce que la séparation de l'organe d'interrup- tion 35 se fasse brusquement plus tard sous l'influence du cotps pondéreux 107, afin de supprimer les étincelles de rupture, comme l'exigent les prescriptions en vigueur
Les fils -conducteurs sont connectés aax deux contacts
41, 42 disposés sur la saillie 26. Ils possèdent des res- sorts de contact 41a, 42a, sous l'an desquels, ±la, s'in- sère le pont connecteur 35 fixé à l'extrémité libre du le- vier 32. Cette mise en contact saffirait en elle-même aax exigences de la pratique, parce qu'au moment de la mise en circuit il ne se produit aucune formation importante d'étincelles.
Toutefois an enclenchement rapide est avan- tageax aussi. Dans le but de l'obtenir le corps isolant oscillant 37 est fixé au levier 32, qui dans la pratique est plus large qu'il n'a été représenté dans le dessin.
Son bord antérieur a la forme d'un coin. Le levier isolant 37 uniquement soumis à Inaction de son propre poids est presque horizontal dans l'interrupteur mis dans la maçonne- rie et disposé de telle manière qu'il arrive sous le res- sort de contact 4=la, lorsqu'on enfonce le pont connecteur 35, c'est-à-dire donc entre les pièces 41a, et 35, et empê- che ainsi avant tout on contact entre eux. L'extrémité da. ressort de contact 41a est ainsi soulevée d'environ 2mm.
Lorsqu'on pousse encore plus avant le levier 32 le corps isolant 37 heurte par sa saillie 38 en forme de came contre une partie saillante 26a du socle de l'interrupteur (figure 16), ce qui le force à effectuer un mouvement d'oscillation vers le haut. Son extrémité antérieure est ainsi déplacée par oscillation latéralement assez soudainement hors de sa position entre le re ssort de contact 41a et le pont connec-
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tour 35 de sorte que le ressort de contact tandu 41a tombe brusquement sur le pont connecteur 35.
L'interrupteur reste dans bette position jusqu'à ce que le déplacement de poids de l'agent circulant dans le sablier ou dans l'instraument de masure du temps à liquide soit terminé et que la bille 107 tombe de la rampe 118 (figure 5 à 7 ) . La rampe 118 , quipénètre de nouveau dans les échancrures 106a da tube de gaidage 106 est encore re- présentée seale en élévation dans la figure 13 dans une po- siti.on tournée de 90 par rapport aax figures 5, 7.
Elle est encastrée et fixée par sa partie 118a dans an évidement en forme de rainure 22' de l'appui 22, et cela par une des vis 105 jouant le rôle de tourillon. L'extrémité supérieure , presqu'horizontale de la rampe 118 est encore prolongée au delà da point où déjà le passage pour la chute de la bille 107 est rendue libre et est manie diane échan- crare 118b du côté du guide 106.
Dans les figures l1 et 18 est représenté de face et de profil an troisième exemple de réalisation du dispositif d'interruption, Sur l'axe 43 est monté le guide 208 du sablier 209.
Le poids 207 est foré et peut coulisser sar le guida 206.en forme de fil au analogie maintenu par les bras 44.
Lorsqu'on fait osciller ce dispositif par n'importe quel mécanisme d'oscillation approprié, par exemple celui de l'exemple précédemment décrit, le poids 207, soutenu par la rampe 218 représentée en traits interrompus, vient occuper une position inclinée de l'angle [alpha] sur la vertica- le. D'ici il se déplace encore d'environ 10 sous l'influen- ce du déplacement du poids de l'agent circulant jusqu'à ce qu'il paisse, la ranpe 218 aidant, tomber dans s a position initiale et coupa ainsi le circuit d'une manière quelcon- que .
La rampe 218 peut encore être remplacée par d'autres
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organes par exemple par an cylindre ou rouleau 45, car le moavement d'oscillation du corps pivotant se prodait si brusquement que la force centrifuge agissant aussi sur le podds 207 saffit absolument à faire arriver celai-ci sur le cylindre 45, ce qai fait que cette voie de soutien plus longae n'est donc pas absolument nécessaire. Le poids 207 peut aussi avantageusement être rectangulaire au lion d'être rond.
Dans les figures 19 et 2Q sont indiqués schématique- ment les éléments poar une autre forme de réalisât ion da dispositif de déclenchement.. L'arbre 43' supporté par les vis 205 est de nouveau accouplé d'une manière appropriée au mépanisme de commande et à l'instrument de mesure du temps à liqaide oa à sable.
Un levier 47 y est relié par ane cheville 46. Une saillie d'accouplement 48 de ce levier 47 entraîne an bras de levier 49 monté foa sur l'arbre 43', et pourvu d'an poids 207' dans le sens rotation correspon- dant à la phase d'enclenchement on de mise en circait,et cela de nouveau to at d'abord saivant an argle d'environ 170 , position dans laquelle le bras 207', 49 à poids peut s'appayer contre une batée par exemple une petite lame de ressort 50 après son avancement afin qu'il ne paisse pas retomber dans la position initiale , Le déplacement da poids de l'agent ci reniant a alors poar effet qae la saillie d'ac- coaplement 48 entraîne le levier 207', 49 toujours plas avant dans la position verticale représentée en traits in- terrompus.
Dès qu'il existe un moment ridait de rotation dans le sens de la flèche 51 le bras 20749 à poids peut redescendre dans sa position initiale par oscillat ion, tou- chant ainsi avec un certain poids l'organe de déclenche- ment poar la rupture du. circuit.
Naturellement sous le rapport de la structure le mode de coaplage des différentes parties, en Particulier pour le déplacement du corps pivotant et pour la mise en action
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des contacts , n'est pas limiteà la forme représentée ici, mais est au contraire susceptible de multiples modifica- tions ; de marne, l'on peut utiliser également des instra- ments demesure du, temps à mercure, à liquide et autres.
La disposition peut aussi être appliquée aux interrupteurs à commande électro-magnétique.