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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
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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;
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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-
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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.
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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
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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
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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.