Brevet FR2092681A1 — publié le 19720128

La présente invention concerne les relais de temporisation dits minuteries, à affichage numérique par action sur des rouleaux chiffrés agissant mécaniquement sur des dispositifs de commutation électrique. Dans les dispositifs connus de ce genre, la base de temps peut être, soit un moteur synchrone associé à un électro-embrayage, soit directement la fréquence du réseau de distribution d'énergie électrique comme dans le cas des compteurs d'impulsions fonctionnant en minuterie. Dans tous les cas, le décomptage du temps est assuré par un rouage, solidaire des rouleaux décompteurs, engrenant avec une série de pignons dits de report.Le recyclage automatique de tels dispositifs est obtenu par 11 action d'un dispositif retardateur électronique (capacité, résistance), incorporé ou non à l'appareil, qui empeche momentanément la mise sous tension de la base de temps, en fin de cycle, afin de permettre la remise à valeur affichée des rouleaux décompteurs sous l'action d'un peigne sur des cames cardicides. Ce procédé, qui fait appel à des composants onéreux, n'est pas sans inconvénient. En effet, si pour une cause fortuite, le retour à zéro nécessite un temps supérieur au retard initialement prévu pour la remise sous tension de la base de temps, la minuterie effectuera un nouveau cycle de temporisation à partir d'une valeur quelconque, inférieure à l'affichage initial.En outre, la chiffraison de ces dispositifs connus est à base décimale, ce qui rend leur utilisation sujette à erreurs lorsqu'il faut apprécier des minutes et à fortiori des secondes particulièrement pour des temporisations supérieures à l'heure. La minuterie suivant l'invention a pour but, d'une part, d'éviter les inconvénients cités ci-dessus, en effet - son recyclage automatique se fait par des moyens purement mécaniques et et n'est pas tributaire du temps nécessaire pour la remise à valeur affichée, éliminant ainsi les risques de temporisations erronées - sa lecture est rendue plus aisée grâce à son système indicateur de décomptage à mémoire utilisant des inscriptions sexagésimales d'autre part, elle vise à offrir le maximum de possibilités d'utilisation, car en effet - elle actionne quatre commutateurs électriques à fort pouvoir de coupure dont deux sont temporisés et deux instantanés dès la mise sous tension de son électro-aimant ;; - elle a la possibilité d'émettre un "signal électrique" en fin de temporisation, la durée de ce signal étant constante quelle que soit la temporisation affichée - elle offre une large gamme d'utilisation allant de la seconde à cent heures - lors d'un manque de tension, elle peut, soit revenir à valeur affichée, soit attendre et reprendre son cycle de temporisation en cours de décomptage dé comptage - sa conception technologique vise à l'économie de réalisation dans un encombrement normalisé réduit au maximum. La minuterie objet de l'invention utilise un moteur synchrone autodémarreur comme base de temps incorporée, un électro-aimant assurant concurremment les fonctions de remise automatique à valeur affichée de débrayage ou d'embrayage des pignons de report avec les rouleaux décompteurs et d'actionnement des deux contacts instantanés. La détection de la valeur zéro, correspondant à la fin de la temporisation, est assurée sur les rouleaux décompteurs par une série de galets palpeurs. L'un d'entre eux a un fonctionnement indépendant des autres sur le rouleau de dé comptage dont la rotation est la plus rapide afin d'obtenir un signal utile en fin de temporisation. Une paire de leviers, ayant un fonctionnement bistable, n'autorise l'actionnement des deux contacts temporisés qu'au retour effectif à la valeur affichée des rouleaux dé compteurs. Pour cela, à la fin de la temporisation, ces deux leviers se verrouillent successivement sur un troisième levier qui ne les libère qu'au moment où le peigne, agissant sur les cames cardioldes, chute dans une encoche à bords francs prévue à cet effet sur le plus petit rayon de ces cames. Le décomptage du temps affiché s'effectue grâce à un jeu de sept rouleaux dé compteurs unitaires par le procédé connu de pignons de report menés au passage d'une dent, dite dent haute, située sur chaque rouleau sur un diamètre identique à celui de la roue située sur son autre face. Tous les pignons de report ont uniformément huit dents. Les roues dentées des rouleaux diffèrent par contre, pour un meme diamètre, par leur nombre de dents. Elles ont vingt dents. si elles correspondent aux rouleaux des unités heures, minutes, secondes et dizaines d'heures, et vingt-quatre dents sur les rouleaux des dizaines de minutes et de secondes. Ces derniers rouleaux font une rotation complète suivant douze positions. Ils portent une double chiffraison allant deux fois de 0 à 5 et possèdent deux encoches de détection de zéro et de deux dents hautes situées respectivement à 180 l'une de l'autre. Les rouleaux so lidaires des roues à vingt dents sont gradués de 0 à 9 ils n'ont qu'une seule dent haute et une seule encoche de zéro et font un tour en dix positions successives. Le décomptage ainsi obtenu est sexagésimal.En effet, à chaque passage du nombre 59 sur les rouleaux correspondant aux secondes ou aux minutes, il lui succède deux zéros et la décade suivante évolue d'une unité. Seuls les six derniers rouleaux de dé comptage sont chiffrés ; le septième, tournant à 1 tour/seconde, n'est pas visible. Les six premiers rouleaux engrènent, à l'ouverture du couvercle de façade de la minuterie, avec une seconde série de six rouleaux homologues par leur chiffraison et leurs roues dentées. Les rouleaux de dé comptage reviennent à valeur affichée soit en fin de temporisation, soit à l'ouverture du couvercle, leur engrènement avec la seconde série de rouleaux trayant lieu que lorsque ces deux séries de rouleaux ont la même valeur indiquée. A ce moment, tout nouvel affichage sur la deuxième série de rouleaux, servant de mémoire, par l'intermédiaire de six boutonspoussoirs à cliquet, se traduira par un affichage identique sur les rouleaux de dé comptage. Pendant cette manoeuvre, les cames cardioïdes sont maintenues en position zéro, elles se décalent donc par rapport aux chiffraisons pour permettre un nouveau cycle de temporisation suivant lraffîchage sélectionné, L'ensemble de la minuterie a l'aspect d'un parallélipipède rectangle de section carrée (60 x 60mu) formant le corps, surmonté d'une lunette carrée à façade normalisée (72 x 72 mm). Les dispositifs de commutations constitués par des microrupteurs sont regroupés en un bloc situé à l'arrière et faisant directement office de bornier de branchement de la minuterie. Le dessin annexé illustre la description qui suit d'un exemple de réalisation de la minuterie objet de l'invention. - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale étagée montrant la disposition interne des éléments essentiels. - Les figures 2 et 3 montrent la channe cinématique liant les galets palpeurs de détection aux microrupteurs temporisés. - La figure 4 est une coupe partielle suivant l'axe des rouleaux décompteurs explicitant le dé comptage sexagésimal - La figure 5 montre la disposition des galets palpeurs de détection de zéro. - La figure 6 schématise les liaisons entre les fonctions mécaniques et élec triques résultant de l'ouverture du couvercle de façade. - La figure 7 représente les fonctions débrayage des pignons de report et remise à valeur affichée par manque de tension. - La figure 8 représente les memes fonctions que ci-dessus à la mise soustension dans le cas du montage dit l'inversé" de l'électro-embrayage. - La figure 9 représente le dispositif de sécurité n'autorisant l'engrènement des rouleaux-mémoire sur les rouleaux de dé comptage qu'après la fin de remise à valeur affichée. - La figure 10 représente l'aspect extérieur d'une telle minuterie. Sur la figure 1, les rouleaux de décomptage tournent librement sur un axe 1. Sur un axe commun 25 pivotent : une chape 28 servant de support à une pièce 27 composée de six galets palpeurs, un levier 23 muni d'un axe 23 a autour duquel peut tourner le septieme galet palpeur indépendant 24 (ces deux ensembles étant maintenus en pression sur les rouleaux par l'action de deux ressorts 36 et 37) et une autre chape servant de support à l'axe 2 des pignons de report 9, 9', 9", etc. ce dernier ensemble assure les fonctions embrayage et débrayage des pignons de report suivant l'état d'un électroaimant E par l'intermédiaire d'un levier 16 et d'une pièce de liaison souple 44 formant une fourchette autour d'un téton 16 a. Les galets de la pièce 27 (figure 5) sont en regard des encoches de détection du zéro 5b v 6b, 7b, etc. des divers rouleaux de décmp tage. Cette pièce se caractérise par le fait que les diamètres de ses galets vont en décroissant, le plus grand étant en regard du rouleau tournant le moins fréquemment (dizaines d'heures) et le plus petit situé en regard du rouleau affichant les temps les plus courts (unités des secondes). Ceci dans le but de réduire les frottements, l'appui se faisant successivement sur les rouleaux dont la rotation est la moins fréquente au fur et à mesure de la temporisation. I1 faut noter que le galet 24 ne vient pas en contact avec le premier rouleau 5 donnant la base de temps (1 tour/seconde) car son axe 23a est maintenu par l'extrémfté 27 a de la pièce 27. Dans ces conditions, la détection de zéro s'effectue en deux temps - Un premier temps (figure 2) correspond à l'alignement des encoches de zéro des six rouleaux de décomptage portant une inscription, c'est-à-dire les heures, minutes et secondes.A cet instant, la chape 28 bascule sous l'action du ressort 37 et ce mouvement entraine deux effets : d'une part, il actionne un premier microrupteur B par l'intermédiaire de deux leviers du premier genre 32 et 30 respectivement articulés autour des axes 34 et 35. D'autre part, l'axe 23 a n'étant plus maintenu, le galet 24 vient en appui sur le premier rouleau de décomptage 5 juste après le passage de son encoche de zéro 5 a. Electriquement, ce premier temps correspond à la fin de la temporisation et au début du signal. - Un deuxième temps (figure 3) correspond à la chute du galet 24 dans l'encoche 5 a du premier rouleau en actionnant, comme précédemment, par des leviers identiques 33 et 31, un second microrupteur A. Le téton 31a libère donc le levier 29 qui, sous l'action d'un ressort de rappel 38, vient verrouiller en position les leviers 31 et 30,. par leurs tétons respectifs 31 a et 30a. Les deux microrupteurs A et B sont donc maintenus dans les états correspondant à la fin de la temporisation et à la fin du signal.Si, par le jeu du câblage externe, côté utilisation, l'inversion de A coupe la tension sur l'électro-aimant E, les pignons de report 9, etc. seront débrayés des rouleaux décompteurs par le levier 3, et le peigne 26, lié au levier 16 par la biellette 42, sous la force F d'un ressort 39, assurera la remise à valeur affichée par son action sur des cames cardioïdes suivant un procédé connu. En fin de remise à valeur affichée les cames cardioïdes étant toutes alignées, les becs 26a du peigne de remise à zéro chutent dans une encoche, prévue sur chaque came cardioide, et décrivent une après course oc . L'autre extrémité 26b du peigne repousse alors le levier 29 dont l'encoche 29 a ne libère les leviers 30 et 31 et, par la même, les deux microrupteurs qu'après la- remise effective à valeur affichée. La figure 7 représente les liaisons mécaniques existant entre l'électro-aimant d'embrayage,- le peigne 26 et la chape 3, tous deux articulés sur l'axe commun 25, pour obtenir une remise à valeur. affichée par manque de tension : un levier 16 articulé sur un axe 17 est lié à l'armature mobile de l'électro-aimant par une biellette 15 ; ce levier agit, d'une part sur la chape 3 par l'intermédiaire d'une pièce souple 44 et son téton 16 a, et d'autre part sur le peigne 26 par une seconde biellette 42. La figure 8 représente le montage dit "inversé" de l'électro-aimant d'embrayage. Ce montage est utilisé dans le cas où l'on ne veut pas que la minuterie revienne automatiquement à valeur affichée, par manque de tension. Pour cela, la biellette 42 est remplacée par un levier 40 monté sur un axe 34 qui, par l'intermédiaire d'un ressort 41, pré-armé sur une butée 40 b, n'agit sur le peigne 26 que si l'électro-aimant E est excité. Un ressort de rappel 43 dont la force est inférieure à celle du ressort 41 maintient le peigne 26 en position effacée et assure l'ouverture de l'électro-aimant E par l'intermédiaire des leviers 40 et 16. L'effort de ce ressort se transmet également par une pièce souple 45 et le téton 16 a, sur la chape 3 supportant l'axe 2 des pignons de report et maintient lesdits pignons engrénés sur les roues dentées des rouleaux de décomptage, le levier 16 étant toujours accouplé à l'armature E1 de l'électro-aimant par la biellette 15. La base de temps utilisée est un moteur synchrone M dont la vitesse de rotation est réduite à un tour par seconde par un train de rouages réducteur sur une première roue 4' (figure 6) montée libre sur un axe 27. Cette roue engrène avec une roue identique 4 également libre en rotation sur l'axe 1 des rouleaux de dé comptage. Un premier pignon à huits dents 11 (figure 4) transmet le mouvement à un premier rouleau 5 de décomptage ne comportant pas de chiffraison, mais possédant une came cardioide fixe 5 b, une dent haute 5 c et une encoche de détection de zéro 5b. Les six rouleaux suivants possèdent tous une came cardioide de remise à zéro 8, 8', etc. décalables par rapport à leurs chiffraison pour permettre la présélection de la temporisation. Les rouleaux 6, 6', 6" et 6"', correspondant aux unités des secondes, minutes, heures et dizaines d'heures, ont une couronne de vingt dents, une seule dent haute située sur l'autre face et une encoche de détection de zéro : ils sont chiffrés de 0 à 9. Les pignons de report, possédant tous huit dents en assurent la rotation sur 3600 suivant dix positions. Par contre, les deux rouleaux 7 et 7' correspondant aux dizaines de secondes et dizaines de minutes, ont une couronne de vingtquatre dents, deux dents hautes 7 c, 7'c situées à 180 l'une de l'autre ainsi que deux encoches de zéro 7b, 7'b également calées à 180 . Ils effectuent une rotation de 360" suivant douze positions successives et, étant chiffrés deux fois de 0 à 5, permettent d'obtenir un décomptage sexagésimal. Les pignons de report 9, 9', 9", etc. ont un moyeu dont la forme extérieure est un carré 9a, 9'a, 9"a, etc. Une lame-ressort 10, appuyant sur ces formes 9a, impose auxdits pignons des positions successives de 90, quel que soit le nombre de dents de la couronne qui les mène. Par ce moyen, chaque rouleau de décomptage se positionne indépendamment du rouleau qui le précède, au jeu de deriure près, entre sa couronne dentée et le pignon de report, ce qui permet un aligne ment correct des chiffres sans effet inesthétique d'hélice. Lorsque le couvercle 13 de la minuterie est fermé (figure 6), les rouleaux-mémoire 46, 46', 46", 46"', 47 et 47' libres en rotation et translation sur l'axe 22, sont dégrenés des rouleaux de décomptage, sous l'action d'une forme I3b solidaire du couvercle 13 qui décale la chape 14 entre les bras de laquelle ils sont maintenus. A l'ouverture du couvercle, un ressort de rappel 21 assure l'engrènement des deux séries de rouleaux par déplacement de la chape 14. D'autre part, l'effacement d'un bec 13 a assure l'ouver- ture de deux contacts 18 et 18' coupant séparément l'alimentation sur le moteur synchrone M et sur l'électro-aimant E.Afin que les rouleaux-memoire n'engrènent avec les rouleaux de dé comptage qu 'après la fin de la remise à valeur affichée de ces derniers, un levier 49 (figure 9t monté sur l'axe 25 verrouille la chape 14 ; ce levier ne s'effaçant, sous la poussée du peigne de remise à valeur affichée 26 par l'intermédiaire du bec 26 c qu'au moment de la chute de celui-ci dans les encoches des cames cardioides. L'affichage sur les rouleaux-mémoire se fait par un bouton poussoir 48 et leur positionnement angulaire est assuré par une série de ressorts 50 venant en appui sur une forme en étoile à dix ou douze branches suivant le type du rouleau. Un voyant lumineux 5 1 sur la face avant, monté en parallèle aux bornes du moteur synchrone, indique Iorsque la minuterie est en fonctionnement. R E V E N D I C A T I O N S i.- Relais de temporisation électromécanique, à moteur synchrone , réglable dans une plage unique comprise entre une seconde et cent heures, dont 11 affichage numérique sexagésimal est associé à une mémoire et donnant, en fin de cycle, un signal de durée constante indépendante de la temporisation affichée, à recyclage automatique, caractérisé par le fait que les rouleaux de décomptage, associés à une deuxième série de rouleaux mémoire, n'engrenent avec ces derniers que par l'ouverture du couvercle de la face avant dont un relief particulier relEche son effort sur une chape maintenant en fourchette les dits rouleaux se déplaçant en translation sous l'effet d'un ressort de rappel. 2.- Relais de temporisation réglable selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'un levier venant en appui sur la chape maintenant les rouleaux-mémoire, empêche ces derniers de s 'engre- ner avec les rouleaux de décomptage, en cas d'ouverture rapide du couvercle en cours de cycle, tant que la remise à valeur affichée nrest pas terminée. -3.- Relais de temporisation réglable selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens pour obtenir le recyclage automatique consistent en une paire de leviers actionnant des éléments contacteurs dont la position est rendue bistable par ltac- tion dtun troisième levier les verrouillant successivement en fin de cycle jusqu'à ce que la remise à valeur affichée soit effectivement obtenue et détectée grtce à la chute d'un peigne presseur, dans un creux ménagé dans les cames cardioides associées aux rouleaux décompteurs, dont le déplacement en après-course provoque le déverrouillage du troisième levier.