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L'invention est relative à une conception perfectinnés de systèmes de commutation électrique à gradins, avec des résistances étalons prévues aux positions d'émission et de réception et avec, un moteur de commutation réversible, servant à la transmission des commandes de commutation, qui déplace l'organe de commande des éléments de commutation réceptours dans l'un ou l'autre sens et
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vient automatiquement à l'arrêt en atteignant les contacts de com- mutation individuels.
Les systèmes de commutation électrique à gradins ou étages déjà. connus ne sont expérimentalement pas satisfaisants en fonc- tionnement et en fait principalement parce que les déplacements de commutation commandés depuis la position émettrice ne peuvent pas être transmis avec une préoision suffisante à l'élément de com- mutation récepteur. Ce défaut provient de l'utilisation de groupes individuels inapprppriés et de l'assemblage non moins inapproprié de tels groupes. Il était aussi désavantageux que, jusqu'à pré- sent, on utilisait pour la transmission du courant à la position de commande aussi bien qu'à la position réceptrice des ordres des résistances continues avec les enroulements de fil serrés usuels, .. qui étaient à nu et sur lesquels frottait l'élément conducteur du courant.
De ce fait, les modifications de position de l'élément de commutation donnant les ordres exécutées pour la commutation en gra- dins envisagée ne peuvent être transmises du côté émetteur au côté récepteur de façon préoise déterminée. Cet inconvénient appa- raissait particulièrement dans les installations de commutation très étendues, dans lesquelles plusieurs ensembles, par exemple des groupes de moteurs de traction ou d'unités motrices à contrôler dans des véhicules individuels ou des. trains de voitures comprenant plusieurs groupes de moteurs de traction ou également des unités motrices, sont utilisés simultanément.
Avec les résistances bobi- nées utilisées précédemment, sur lesquelles glisse un élément con- ducteur du courant, la forte usure est désavantageuse, car des ram- placements fréquents des pièces détachées sont nécessaires. De plus, dans le cas de déplacements trop faibles d'un émetteur à résistance oontinue, il se produit une pression incertaine des oon- taots du relais polarisé se trouvant inséré dans une branche d'un / pont et par conséquent une imprécision soutînt importante du régla- ge en gradins du dispositif suiveur.
Les désavantages ci-dessus sont éliminés par l'invention.
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Il est maintenant possible de transmettre avec précision les gradins de réglage de l'élément réglable se trouvant à la, position d'émis- sion, c'est-à-dire le bra.s de commutation donnant les ordres ou @ élément analogues, au récepteur. La caractéristique principale de- l'invention réside dans le fait qu'il est prévu, entre le moteur de commutation et l'organe de commande de l'élément de commutation du récepteur entraîné par ledit moteur, un dispositif d'entraînement à double jeu et que ledit organe de commande présente une série d'encoches ou de crans dans lesquels peut pénétrer un organe, de blocage soumis à l'influence d'un ressort et réalise ainsi mécanique- ment la position de commutation envisagée, indépendamment de l'action de commande du moteur de commutation.
Ledit disposition d'entraîne- m.-ent à double jeu est avantageux dans ce cas et plus précisément parce qu'il donne à l'organe de commande de l'élément de commutation du récepteur une liberté de déplacement correspondante. Des moyens sont de plus prévus, grâce auxquels,après la mise en circuit du mo- teur de commutation, le circuit d'alimentation, déjà en service, du- dit moteur de commutation est maintenu fermé entre les positions de commutation de l'élément de commutation du récepteur.
Cet agence- ment du système de commutation est toujours irréprochablement précis en fonctionnement, étant donné que le moteur de commutation coopère en parfait unisson avec le dispositif suiveur mécanique constitué par la série d'encoches ou de crans et l'organe de blocage à res- sort, quand la lame de contact mobile du relais polarisé est maintenue à sa position de fermeture du circuit d'alimentation pour l'un des sens de rotation du moteur de commutation jusqu'à ce que la.mise en action de l'organe de blocage à ressort sur la série d'encoches ou de crans ait pu avoir lieu correctement latéralement;
grâce à l'en- clenchement résultant, sous l'action du ressort, de l'orge-ne de blo- cage, le point de commatation envisagé de l'élément de commutation du récepteur est atteint et le moteur de commutation est alors auto- matiquement arrêté et même également freiné. Les moyens réalisant le maintien de la lame de contact du relais polarisé, de la façon exposée ci-avant,
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peuvent être de n'importe quel genre voulu et plus précisément aussi bien mécaniques qu'électriques ou encore électro-mécaniques.
Une solution électrique préférée consiste à munir le relais polarisé (De- mandant le moteur de commutation d'un second enroulement, dit enrou- lament de maintien, dont la mise en ou hors circuit dépend de la ppsition de l'organe de commande mobile présentant l'élément de commu- tation du récepteur, c'est-à-dire qu'il est suceptible de participer à la coopération déjà exposée de la série d'encoches ou de crans et de l'organe de blocage y relatif. L'élément de commutation du récep- teur est avantageusement un bras de contact pivotant connecté au pôle positif,qui est disposé sur un axe mis en rotation par le moteur de commutation et sur ce même axe est fixée la série d'encoches ou de crans, sous la forme d'un disque à crans en étoile.
D'autres ca- ractéristiques rentrent également dans le cadre de l'invention. Ain- si, il est prévu, pour la commutation par gradins dans un sens ou dans les deux, un dispositif de retard. De plus, aussi bien à la position d'émission qu'à celle de réception, des résistances unitai- res réglables, connectées en série, sont prévues. Dans la, connexion entre l'élément de commutation de commande à la position d'émission et les résistances-étalons à la position de réception, est intercalé un relais à intensité de sécurité, qui empêche, lors d'une éventuel- le rupture de connexion, le déplacement du système de commutation jusqu'à l'uns ou l'autre position de fin de course.
Il est prévu pour l'élément de commutation du récepteur, ou pour son organe de commande, des contacts d'arrêt qui sont ouverts un à la fois lors du déplacement de leur support jusqu'à l'une ou l'autre position de fin . de course, de telle sorte que le circuit d'alimentation fermé corres- pondant est.interrompu et que le moteur de commutation s'arrête.
Dans les dessins annexés :
La figure 1 est un schéma de réalisation du système de com- mutation à gradins,utilisé à titre d'exemple pour la commande gra- duelle de la pompe d'injection d'un moteur de véhicule.
La figure 3 raprésente une variante du système de commutation
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de la figure 1.
La figure 3 représente l'utilisation d'un organe de commande réalisé sous la forme d'un disque rotatif conjointement avec un système de commutation suivant les figurer 1 et 2.
La figure 4 représente une autre forme de réa.lisation que celle de la figure 3 de l'organe de commande.
A la position d'émission se trouve un élément de commutation
2 donnant des ordres, qui peut être déplacé par rapport à une série de points de contact 1 à VI et plus précisément soit directement manuellement,' soit par l'intermédiaire d'impulsions électriques, de point en point. Les points de contact sont raccordés par des con- nexions intermédiaires à une série de résistances individuelles ré- glables 3, qui font partie d'un circuit à courant continu. La dis- position à la réception est du même type, où l'élément de commuta- tion 5 du récepteur est à déplacer point par point par rapport à une série de points de contact, ces derniers étant raccordés aux résistances individuelles 6 par des connexions intermédiaires corres- pondantes.
Les points de contact correspondent aux points de contact 1 VI de la position d'émission du système de commutation. L'élé- ment de commutation 5 faisant partie du récepteur est fixé à un axe 7 disposé à rotation, qui reçoit son entraînement d'un moteur de commutation électrique réversible 8. L'entraînement a lieu avanta- geusement au moyen d'un démultiplicateur, par exemple la paire de roues dentées 10 et 11. Le pignon 10 est fixé sur l'arbre 12 du moteur, tandis que la roue dentée 11 est disposée libre sur l'axe 7. La roue dentée 11 présente deux goupilles d'entraînement en sail- lie 13 à une certaine distance l'une de l'autre, entre lesquelles pa e un bras d'entraînement 14 fixé sur l'axe 7.
Sur l'axe 7 est calé un disque 15, qui présente avantageusement des crans 16 délimi- tés par des surfaces obliques, en nombra correspondant à celui des étages I à VI à commuter. Un organe de blocage, avantageusement une roulette 18, se trouvant sous l'influence d'un ressort de pres- sion 17 est prévu, adapté aux crans 16, organe qui peut penetter
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dans chacun des crans 16, afin d'assurer la position correspondante de l'axe 7 ou de l'élément de oommutation du récepteur.
Les gou- pilles d'entraînement 13 sont disposées à'une distance pré-déterminée l'une de l'autre, de telle sorte qu'il existe, de chaque côté du bras d'entraînement 14, un jeu, ce qui permet,,par la mise en contact de l'une ou l'autre des goupilles 13 avec le bras 14,,de faire tourner 'l'axe 7 et de donner en même temps au bras 14 assez de place lors- qu'il est amené à la position d'enclenchement finale par suite de l'introduction de l'organe de blocage 18 dans le cra.n 16 suivant du disque 15, dans le même sens. Sur l'axe 7 est également calé un pi- gnon 20 qui est en prise avec un secteur denté 21. L'axe 22,'sur. lequel est fixé le secteur 21, porte un levier 23,et à celui:-ci est articulé une barre 24 qui, à son tour, est reliée au levier de 'régla- ge 25 de la. pompe d'injection 26.
Au moteur de commutation 8 est ad- joint le relais polarisé avec un dispositif de contact à position médiane 29 (lame de contact), le raccord de contact 30 servant à l'excitation de l'enroulement 32 du moteur pour la commutation en avantét le raccord de contact 31 servant à l'excitation de l'enroule- ment 33 du moteur pour la commutation en arrière. La lame de contact 29 intermédiaire est connectée au pale positif. Le relais polarisé
28 est équipé, en plus de l'enroulement d'attraction 35, d'un enrouler ment 36 dit "de maintien". Cet enroulement sert à maintenir l'opéra- tion de commutation engagée pendant le déplacement de l'organe de commande 7 jusqu'au gradin suivant quelconque.
Dans la connexion 37 du point de contact 30 à l'enroulement de moteur 32 est intercalé un relais de retardement 38, auquel sont' . adjoints une résistance réglable 39 et un condensateur 40. Dans la. connexion 37 sont également intercalés deux points de contact 41, 42 qui peuvent être mutuellement relies ou séparés par le relais de re- tardement 32. A ces points de contact sont ajoutés les points de contact 43,44, dont le point 43 se raccorde à la connexion 37 et le point 44 fait partie d'une connexion qui, d'une part, relie l'en- roulement du relais 38, pur l'intermédiaire d'une résistance réglable
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39, à la masse et,d'autre part,est reliée,par l'intermédiaire d'un contact d'interruption 46, au pale positif.
Entre une extré- mité de l'enroulement du relais de retardement 38 et le point de contact 44 est disposée une cellule de blocage 58. Le contact 46 est normalement maintenu à sa position ouverte par une force élas- tique. La partie résiliente repose contre le disque à cran 15 de l'axe 7 et en fait dans l'une des crans 16 à l'arrêt du disque 15, quand une position de commutation envisagée est directement utilisée.
Une autre partie résiliente d'un contact 47 est reliée; par une con- nexion 48,au point de-contact 30 du relais 28. La partie fixe du contact 47 se raccorde, par une connexion 50, à une extrémitce de l'enroulement de maintien 36 du relais polarisé 28, tandis que l'au- tre extrémité dudit enroulement est en liaison avec le point de con- tact 31. La partie de connexion 52;, allant du point de contact 31 à l'enroulement 33 du moteur, cojprend un contact d'interruption 53.
Les contacts 45 et 53 sont disposés aux positions extrêmes de la course de déplacement du secteur denté 21, de telle sorte que l'un ou l'autre des contacts 45 et 53 est ouvert, interrompant l'alimenta- tion en courant du moteur de commutation. 8, lorsque le segment dent'
21 atteint l'une ou l'autre de ses positions de fin de. course. Un frein de type voulu peut être prévu pour le moteur de commutation 8.
Par exemple, l'arbre 12 du moteur porte un collier fixe 55 contre lequel est maintenu élastiquement un sabot de frein 56. Pour le relâchement du frein ou son maintien relâché, il est prévu un relais connecté au moteur de commutation 8. A la position d'émission, auasi bien qu'à la position de réception, sont intercalés des relais à in- tensité de sécurité 59 et 60, dans la oonnexion positive commune 61 aux bras de contaat 2 et 5, respectivement. le mode de fonctionnement du système de commufation à gradins représenté et décrit est le suivant : @
Si le bras de commutation 2 de l'émetteur est, par exemple, déplacé d'un pas en avant, par exemple de II à III, l'enroluement35 du courant du relais polarisé 28 reçoit, par l'intermédiaire du pont.
La lame
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de contact 29 se pose oontre le point de contact 30 et envoie du courant à l'inducteur de marche avant 32, par l'intermédiaire des pointa de Contact 41, 42 au relais de retardement 38 et du c .tact de fin de course 45 n série avec le moteur 8, l'aimant de desser- rage'du frein 57 reçoit du courant et relâche le dispositif de frein 55,56, le moteur de commutation se met alors à tourner et entraîne, par l'intermédiaire de la paire de roues dentées 10 et 11 et du dis- positif d'entraînement à double jeu, l'axe 7 et, avec/celui-ci, par l'intermédiaire de la paire de roues dentées 20,21,
le levier de réglage 25 de'la pompe d'injection 26. Avec l'axe 7 tournent simul- tanément le disque à crans 15 et le bras de contact 5 de la série de gradins du récepteur. lorsque le bras 5 se , éplace du point de contact II vers le point de contact III, l'enroulement 35 du relais polarisé 28 cesse de ::recevoir du courant par cette connexion, entre les points de contact II et III.
Pendant la continuation', de l'avan- cament du bras de commutation 5 et,par conséquent, de.la rotation du disque à erane 15, la paire de contacts 47 s'est fermée et envoie du courant de polarité correspondante à l'enroulement de maintien 36 du relais polarisé 28, Lorsque la rotation de oommutation du disque à crans 15 continue, par l'intermédiare du sterne de maintien, le ressort armé 17 pousse, par l'intermédiaire du galet 18, rapidement en avant le disque à crans 15 grâce au jeu 13,14, à la nouvelle posi- tion de gradin. La Paire de contacts 47 est ouverte un peu avant l'enclenchement et l'enroulement de maintien 36 est à nouveau hors- circuit. La lame 29 reprend alors sa position médiane et le moteur de commutation 8 est coupé.
Simultanément, l'enroulement de freinage .57 cesse d'être alimenté et le moteur tournant encore est freiné.
Par suite de l'existence du jeu 13, 14, l'axe 7, et par conséquent le levier de réglage de la pompe de réglage, n'est pas influencé .
Le réglage du levier 25 a lieuen conséquence très exacte-ment suivant les étapes ou gradins déterminés par le disque à crans 15. Lors de la commutation de plusieurs gradins à l'émetteur, la paire de con- tacts 47 pour l'enroulement de maintien 36, pendant le déplacement
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du bras 2 sur les points de contact passés, est en fait ouverte à chaque gradin; cependant., l'enroulement 35 du relais polarisé 28 est d'abord mis hors-circuit jusqu'à ce que la position atteinte par le bras de commutation 5 du récepteur corresponde à celle de l'émetteur.
L'enroulement de maintien 36 reste jusqu'à ce moment sans influence.
Lorsqu'on utilise le système de commutation avec des moteurs de trac- tion à mise en charge, il est désirable que, lors d'un déplacement brusque de l'émetteur sur plusieurs gradins, par exemple de 0 pleine vitesse, le bras de commutation 5 du récepteur suive par pas plus longs. Dans ce but, le dispositif de retardement 38, 39 est prévu. Son effet est tel que, lors de la commutation en avant (sur pleine vitesse), la paire de contacts 46 est chaque fois'fermée entre les gradins et, de ce fait, le pôle positif est raccordé au relais 38 et au groupe résistance-condensateur 39. Le contact du zelais 38 passe de 42, 41 à 43, 44, les contacts étant par conséquent connectés de telle sorte qu'ils se relaient lors de la commutation.
Le moteur 8 n'est donc pas mis hors-circuit pendant la commutation.
Les con-tacts fermés 43,44 connectent le pôle positif et la paire de contacts fermée 46 fournit également le courant au moteur de commutation 8, mais uniquement entre les gradins. Lorsque le nou- veau gradin est atteint, la paire de contacts 46 s'ouvre; le moteur de commutation 8 est mis hors-circuit, étant donné que l'enroule- ment du relais 38 est encore maintenu, sous tension par le condensateur
40. Ce n'est que quand l'armature du relais 38 retombe et que les contacts 41,42 sont à nouveau fermés, que le processus de commuta- tion recommence. Pour la commutation en arrière (désaccélération), . il n'a pas été prévu dans le présent cas un retardement. Les relais à intensité.de sécurité 59, 60 ont leurs enroulements dans le circuit d'alimentation du pont de résistances et gardent, lorsque le courant les traverse, leurs contacts fermés.
Si une branche est coupée, l'enroulement 35 du relais polarisé 28 est alors mis hors-circuit par le contact correspondant, et ceci empêche que le dispositif suiveur ne parvienne à une position de fin de course. Pour que le
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condensateur ,40 ne se décharge effectivement que sur l'enroulant du relais de retardement 38, une cellule de blocage 58 est prévue, empêchant fortement une décharge latérale.' Le temps de retard du relais 38 peut être déterminé au moyen de la résistance réglable 39.
Il peut arriver qu'avec un tel système de commutation, des dérangements apparaissent, qui ne résultent cependant pas de la construction générale décrite ci-avant, mais au contraire elles sont -dues à des irrégularités dans les résistances-étalons utilisées ou encore à l'encrassement éventuel des surfaces de contact ou des voies de glissement sur lesquelles. les éléments:.de commutation à. l'émission et. à la réception se déplacent. Les irrégularités ont pour résultat qu'une oscillation indésirable de la lame de contact du relais polarisé peut se produire.
Cet inconvénient est éliminé dans la plus grande mesure suivant l'invention, grâce au fait que, dans la connexion positive allant de l'élément de commutation de commande à l'émission, par l'intermédiaire de l'enroulement d'attrac-- tion du relais polarisé, jusqu'à l'élément de commutation à la récep- tion, connexion 61 à la figure 2, une résistance 65 dépendant de la tension est intercalée. Plusieurs résistances dépendant de la ten- sion. peuvent également être prévues, qui sont ajustées ensemble pour des gammes de tension différentes.
On peut également enviager parmi les diverses possibilités d'utilisation, la commutation destinés au réglage de moteurs d'en- . traînement, pour mécanismes de commande, plus précisément pour des moteurs dans lesquels une pompe d'injection de carburant ou analogue doit être réglée d'une façon déterminée. Un tel réglage se détermine suivant les caractéristiques de fonctionnement de chaque moteur par- tioulier utilisée Il existe entre autres la possibilité que, en vue de la mise en marche du moteur froid arrêté,.dans la gamme du gradin de marche à vide, l'on désire avoir un réglage plus fin que ce n'est normalement le cas avec un réglage uniforme par gradins de l'élément de commutatuib à la réception.
L'invention présente le gros avanta- ge qu'il existe une aérien à ce problème. Il s'agit d 'une solution
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complète et en même temps simple, car, sur l'organe (par exemple un levier) servant au réglage de la pompe d'injection, il est prévu un organe de, commande supplémentaire, dépendant du mouvement de l'élément de commutation du récepteur, qui constitue des gradins de réglage supplémentaires dans les limites des gradins de commutati déterminés. Cet organe de commande supplémentaire présente avantageu- sement une voie courbe avec laquelle un organe (levier) adjoint à une pompe d'injection ou analogue est maintenu en contact par la force d'un ressort et reçoit, au moyen de ladite courbe, ses dépla- cements de réglage.
La division plus fine obtenue grâce à l'or- gane de commande supplémentaire, qui, comme exposé ci-avant, se conforme aux caractéristiques de fonctionnement du moteur d'entrai- nem..ent de mécanisme de commande employé, peut être choisie à volon- té et peut s'étendre soit sur une seule course entre gradins de l'é- lément de commutation du récepteur, soit sur deux ou plusieurs de ces courses. De même, le nombre de gradins de l'élément de commuta- tion du récepteur peut être quelconque. Dans les mêmes exemples de réalisation représentés, six gradins de commutation sont prévus.
Un plus grand nombre de gradins peut toutefois également être prévu.
La voie courbe est continuellement croissante et est constituée par des sections droites ou en forme d'arcs graduées entre elles avec des sections de raccordement courbes. L'organe de commande est avantageusement réalisé sous la forme d'un disque courbe rotatif, qui est fixé sur l'axe de l'élément de commutation du récepteur, de façon à tourner avec celui-ci. Dans ce cas, la possibilité de changement de l'organe de commande est' importante. Pour chaque ty- pe de moteur d'entraînement,on peut prévoir une courbe de commande appropriée correspondante et la mettre en place dans le système de commutation.
La, figure 3 représente l'élément de commutation 5 du récepteur qui peut être déplacé sur la série de points de contact I à VI et qui reçoit son réglage, par gradins toujours exactement égaux, à partir de la position d'émission (non représentée). Dans ce but,
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il est prévu, sur l'axe 7 de l'élément de commutation 5, le disque crans 15, dans les crans 16 duquel p ut pénétrer l'organe de bloca- ge 18.
L'organe de commande supplémentaire 70 est fixé sur l'axe 7, de façon à tourner avec ce dernier, non pas en permanence, mais au contraire de façon amovible, éta.nt donné que la conception de l'or- gane de commande doit chaque fois être différente et plus précisé- ment elle doit être adaptée aux caractéristiques de fonctionnement de chaque moteur d'entraînement de mécanisme de commande. L'organe de commande 70 est ici un disque courbe, contre lequel un levier 72, muni d'un galet de roulement 71, est maintenu en contact, au moyen du ressort 73. Le levier 72 est calé sur un axe 74 pouvant tourner et cet axe porte un levier 76, également calé, qui se rac- corde, par l'intermédiaire d'une barre 76, au levier de réglage 77 d'une pompe d'injection 78 ou analogue, adjointe à un moteur d'en- traînement de mécanisme de commande.
La configuration de la voie courbe du disque de commande 70 est ici choisie uniquement à titre d'exemple. L'on peut toutefois remarquer qu'elle est constamment croissante dans un sens et que, par eon intermédiaire, en s'éaar- tant des gradins de réglage déterminés de l'élément de commutation .5 du récepteur, le levier 72,adjacent au disque de commande 70, re- çoit un réglage supplémentaire entre les gradins de réglage individu% els I à VI, déterminés à l'endroit de réception 5, et l'on obtient ainsi la caractéristique de réglage désirée pour la pompe d'injec- tion 77; correspondant au moteur d'entraînement de mécanisme de commande particulier utilisé.
En *ce qui concerne la réalisation de la voie courbe, on peut par exemple choisir une configuration suivant la figure 4, avec laquelle la croissance continue, sur le disque 80; est obtenue en utilisant des sections en forme d'arcs
81, ayant toutes un même point central commun. Une telle forme de' disque courbe est aisément obtenue mécaniquement. Une voie courbe étendue peut être réalisée de la même façon, lorsque les sections individuelles se trouvant entre les gradins sont droites et que toutes ces sections sont dirigées parallèlament les unes aux autres.