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Appareil de commutation à retardement La présente invention a pour objet un appareil de commutation à retardement.
De tels appareils sont bien connus, par exemple sous la forme de commutateurs à retard thermique au moyen desquels l'application d'énergie haute tension à un équipement à tube thermoionique peut être retardée jusqu'à l'échauffement complet des filaments du tube, ceux-ci étant alors capables d'émission électronique.
Les intervalles de temps qui peuvent être obtenus par ces appareils ou par d'autres dispositifs connus, par exemple des relais à retard, n'excèdent pas quelques minutes (moins de cinq minutes, et généralement de l'ordre d'une demi-minute à deux minutes), et ils présentent en outre le désavantage qu'après chaque interruption de courant - même de quelques secondes seulement-la période de retardement tout entière doit être observée de nouveau avant que l'équipement commandé soit à nouveau en fonctionnement.
La présente invention a pour objet un appareil de commutation à retardement comprenant des moyens de commutation destinés à commander un circuit extérieur et un mécanisme de retardement pour retarder le fonctionnement desdits moyens de commutation, caractérisé en ce que ledit mécanisme est agencé de manière à retarder le fonctionnement desdits moyens de commutation d'un intervalle de temps déterminé après une première application de l'énergie électrique à ce mécanisme, une interruption de l'énergie électrique appliquée à ce mécanisme provoquant le relâchement des moyens de commutation, le tout étant agencé de manière que, lorsque l'énergie électrique est de nouveau appliquée au mécanisme après un certain laps de temps consécutif à ladite interruption, le nouveau fonctionnement desdits moyens de commutation est retardé,
à partir du moment où l'énergie a de nouveau été appliquée, d'un délai fonction de la durée de ladite interruption et au maximum égal audit intervalle déterminé.
Les dessins ci-annexés représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil objet de l'invention.
La fig 1 montre les détails du circuit électrique de l'appareil.
La fig. 2 montre schématiquement les détails de la partie mécanique de l'appareil, comprenant à, la fois un mécanisme d'horlogerie à entraînement électrique et un mécanisme d'horlogerie mû par un ressort ayant certaines parties en commun.
La fig. 1 montre un moteur électrique synchrone XI comportant des enroulements d'excitation 1, 2 et X, Y, et un condensateur correc-
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teur de phase Cl et commandé par un micro- commutateur SI, de même qu'un électroaimant MAG, agencé de manière à être excité par une source de courant alternatif au moyen d'un pont redresseur Wl. Un second micro- commutateur S2 commande un circuit extérieur. SI et S2 pourraient être constitués par tout autre type de commutateur présentant une faible différence entre les positions de fonctionnement et de non-fonctionnement.
Le moteur est agencé de manière à fonctionner à des fréquences de l'ordre de 45 à 65 cycles par seconde. Il est pratiquement synchrone à n'importe laquelle de ces fréquences, c'est-à-dire que sa vitesse est linéaire par rapport au changement de fréquence.
Un courant alternatif de voltage et de fréquence déterminés - dans cet exemple 240 volts avec une fréquence comprise entre 45 et 65 cycles par seconde - est appliqué aux bornes B et C d'une prise multiple PLI, et excite immédiatement le moteur Xl par l'intermédiaire du commutateur normalement fermé SI et l'électroaimant à travers une résistance RI et le redresseur susmentionné Wl.
Le mécanisme d'horlogerie à ressort est entraîné par un ressort principal 1 qui est enroulé dans un tambour (non montré) l'extrémité extérieure 2 du ressort pouvant être fixée de façon rigide soit au châssis de l'appareil, comme montré, soit à un tambour fixe (non montré), tandis que l'extrémité intérieure est accrochée à un arbre central qui porte un pignon d'enroulement 3 et un pignon 4. Le ressort est enroulé autour de son axe dans le sens des aiguilles d'une montre, ayant ainsi tendance à entraîner les pignons 3 et 4 dans le sens des aiguilles d'une montre lorsqu'il est enroulé et libre d'entraîner le reste du mécanisme.
Le pignon 3 entraîne un second pignon 5 et une roue dentée 6 (dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre) et la roue 6 entraîne un troisième pignon 7 fixé de façon rigide avec une roue à rochet 8 sur un axe central 9. Une roue dentée 10 coaxiale avec les roues 7 et 8 est montée librement sur l'axe 9 et couplée à la roue à rochet 8 par un cliquet 11 afin de permettre un entraînement dans le sens des aiguilles d'une montre. La roue dentée 10 entraîne une roue à échappement 12 par l'intermédiaire d'un pignon 13, et la roue 12 est couplée à une roue à balancier 14 par l'intermédiaire d'un levier à échappement 15.
Par conséquent, lorsqu'il n'est soumis à aucune autre retenue, le ressort principal se déroule à une vitesse réglée par le mécanisme à roue à balancier et à échappement 12, 14 et 15.
Le pignon 4 entraîne une grande roue dentée 16 qui porte un disque de réglage 17 portant deux graduations équi-angulaires indiquant un retard en minutes Td, et comportant une came montrée en 18. L'appareil représenté comporte deux graduations afin de permettre de l'utilisen avec une alimentation de courant alternatif de 50 ou de 60 cycles par seconde. Le disque gravé et la came 18 sont fixés à la roue dentée 16 au moyen d'un écrou de serrage 19, et, sur la figure, le disque est montré comme étant réglé pour un retard de 14 minutes.
Une came 20, conçue pour venir buter contre un arrêt 21 fixé à la roue dentée 16, est attachée de façon rigide à l'extrémité du pignon 4. Ainsi, lorsque le mécanisme d'horlogerie a fonctionné durant une période de temps suffisante pour que la came 20 vienne buter contre l'arrêt 21, il lui est impossible de fonctionner plus longtemps et le mécanisme s'arrête. Il est à noter que dans ces conditions le pignon 4 entraîne la roue dentée 16 dans le sens opposé aux aiguilles d'une montre. Le ressort a subi un enroulement initial de 5 à 6 tours lors de l'assemblage de manière qu'il exerce une traction suffisante pour faire fonctionner le mécanisme d'échappement en toutes circonstances.
Il est également de longueur suffisante pour éviter une vitesse indûment élevée, ce qui serait indésirable lorsqu'il est enroulé complètement.
Si l'on se réfère maintenant au mécanisme électrique, on voit que le moteur électrique XI entraîne une roue dentée 22 qui comporte une vis sans fin 23 entraînant un engrenage réducteur 24, 25, 26. L'électro-aimant MAG, excité en même temps que le moteur, attire son armature 27 et celle-ci, pivotant autour de l'axe 28 amène une roue dentée d'embrayage 29 à s'engrener avec les roues dentées 6 et 26 d'où il résulte
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que la roue 6 est entraînée dans le sens des aiguilles d'une montre par la roue 26. On observera que ce sens de rotation est contraire au sens de rotation de la roue 6 lorsqu'elle est entraînée par le ressort 1, et le moteur tend ainsi à enrouler le ressort 1 en entraînant en même temps la roue 16 et le disque 17 dans le sens des aiguilles d'une montre.
La vitesse de rotation ainsi impartie à la roue 16 par l'intermédiaire des engrenages intermédiaires est calculée de manière à être approximativement la même que celle de la rotation en direction opposée provoquée par le mouvement d'horlogerie et après la période de temps Td, indiquée par la position du disque 17 sur la roue dentée 16 (dans ce cas 14 minutes pour une alimentation de 50 cycles par seconde, et 11,7 minutes pour une alimentation de 60 cycles par seconde) la came 18 atteint une position dans laquelle elle vient buter contre un levier vertical rigide 30 en le déplaçant et en l'amenant à actionner les micro-commutateurs S2 et SI, dans cet ordre.
Le fonctionnement de SI coupe l'alimentation du moteur XI mais non de l'électro-aimant, et le léger dépassement qui se produit assure un bon fonctionnement des commutateurs. Le fonctionnement continu de l'élec- tro-aimant et l'enclenchement continu qui en résulte pour les engrenages 29, 6 et 26, du mouvement d'horlogerie empêchent celui-ci de démarrer en raison de l'effet de non-réversibilité de la vis sans fin.
Durant l'opération d'enroulement, on remarquera que la roue à rochet et à cliquet 10 et 11 a empêché le balancier d'être entraîné par le moteur, réduisant ainsi l'usure. Une autre précaution consiste à utiliser un cliquet à ressort léger 31 qui empêche une rotation inverse de la roue à échappement, la maintenant dans la position la plus favorable pour un démarrage correct du mécanisme à échappement.
Ainsi l'application de l'alimentation en courant alternatif au circuit extérieur commandé par l'appareil a été retardée d'une période de temps Td déterminée conjointement par la vitesse du moteur électrique ei le réglage précis de la came 18.
Si l'alimentation aux bornes B et C fait alors défaut, l'armature 27 est libérée, le mouvement d'horlogerie à ressort est également libéré et peut fonctionner sous le contrôle du mécanisme à échappement, le disque 17 tournant pendant ce temps dans le sens opposé aux aiguilles d'une montre à une vitesse commandée par le mouvement d'horlogerie. Si l'alimentation de courant est rétablie après une courte période de temps - inférieure à Td - le cadran 17 est revenu en arrière sur une portion seulement de sa distance complète de retour et le moteur XI devra l'entraîner sur une distance inférieure à celle représentée par Td, par exemple Tb, avant que le circuit extérieur ne soit rétabli par le commutateur S2.
L'arrivée du courant au circuit extérieur est ainsi rétablie plus tôt qu'elle ne le serait si la minuterie devait encore parcourir la totalité de sa période de retardement après une interruption. Ceci est particulièrement important pour les retards de l'ordre montré - 10 à 24 minutes - lorsqu'une interruption de quelques cycles seulement dans le courant alternatif serait suffisante pour remettre la minuterie en fonctionnement. Grâce à l'appareil décrit, un retard d'une seconde ou deux seulement est nécessaire pour rétablir le courant dans le circuit extérieur, et non la période de retard tout entière comme dans les dispositifs connus.
Le retard imposé par le mouvement à ressort est absolu , c'est-à-dire qu'il est fonction seulement de la roue à balancier et, pour une part négligeable, de la force du ressort principal, tandis que le retard de temps de fonctionnement, qui est commandé par le moteur, est fonction de la fréquence du courant d'alimentation et, comme dans l'exemple montré, peut varier de 20 à 24 minutes en fonction de la fréquence standard de l'alimentation.
Pour cette raison dans un appareil conçu comme l'est celui-ci, pour fonctionner avec l'une ou l'autre des deux fréquences d'alimentation communément utilisées, le mouvement à ressort est conçu pour indiquer un temps moyen entre les deux temps du mouvement électrique, c'est- à-dire 22 minutes pour un réglage à 20 minutes (50 cycles par seconde) ou 24 minutes (60 cycles par seconde).
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Les commutateurs SI et S2 fonctionnent de façon que SI coupe l'alimentation de l'énergie au moteur immédiatement après que S2 a établi un circuit extérieur par les bornes EF de PL 1.
Le circuit de l'électro-aimant demeure excité de façon permanente tant que le courant alternatif continue à être appliqué aux bornes B et C, ceci ayant pour effet d'empêcher le retour en arrière du mouvement d'horlogerie à ressort après que le moteur a cessé de l'entraîner, ce qui libérerait les commutateurs. Cependant si l'alimentation en courant alternatif vient à faire défaut, l'élec- tro-aimant est alors libéré et le mouvement d'horlogerie à ressort fonctionne, réglant le retour de la came à sa position 0. Le circuit extérieur est rompu dans les deux secondes qui suivent la suppression du courant.
Le , renouvellement ultérieur de l'alimentation en courant alternatif excite de nouveau l'électro-aimant, arrêtant ainsi le mécanisme d'horlogerie à ressort et actionne de nouveau le moteur, inversant ainsi l'opération de déroulement (si elle est encore en cours), et ramène en temps utile la came actionnant les commutateurs.
L'appareil décrit permet, par exemple, de commander un équipement électrique qui perd une réserve d'énergie, par exemple de la chaleur, approximativement à la même vitesse, dans des conditions de perte libre, que celle à laquelle il emmagasine cette énergie lorsqu'on lui applique un courant. Ceci n'est pas nécessairement vrai dans tous les cas. Par exemple, un équipement à tube thermoionique peut par exemple devenir complètement froid en 10 minutes et cependant nécessiter 20 minutes pour s'échauffer jusqu'à une température adéquate.
En conséquence, il n'est pas nécessaire que le mouvement à ressort se déroule à la même vitesse que le mouvement électrique (même si l'on suppose qu'il est utilisé sur une fréquence déterminée) et on peut graver sur le cadran une échelle pour le mouvement d'horlogerie à ressort et une pour le mouvement électrique.
Dans l'exemple décrit, le commutateur S2 est utilisé pour appliquer un courant électrique à un circuit extérieur, mais on comprendra naturellement que ce commutateur pourrait être utilisé dans un but autre qu'une alimenta- tion en courant électrique. L'appareil pourrait comprendre n'importe quelle combinaison appropriée de contacts.
De plus, le second mouvement d'horlogerie n'est pas nécessairement entraîné par un ressort. II pourrait comprendre un second mouvement actionné par une autre source d'énergie, par exemple un mécanisme à contrepoids; ce mouvement pourrait fonctionner avec une batterie d'accumulateurs, la batterie étant maintenue en charge par un chargeur par l'alimentation principale, comme l'est le remontage du ressort décrit.