Brevet FR2085560A1 — publié le 19711224

i 2085560 La présente invention se rapporte à un régulateur pneumatique d'équilibrage de forces à pivot d'appui transversal élastique qui en éliminant les jeux, frottements et moments indésirables, possède une sensibilité at une précision élevées et pemet une 5 régulation de gain facile et continue. On sait que pour la conception d'un régulateur pneumatique d' équilibrage de forces on doit pew-dessus tout résoudre les problèmes suivants t a- réaliser une balance dont le pivot d'appui ne présente ni X) jeux ni frottements de manière à permettre d'obtenir une grande sensibilité, b- égaliser le plus possible les surfaces effectives des éléments de mesure (soufflets) des pressions pris deux à deux afin d'obtenir une grande précision de régulation, 15 o- pouvoir faire varier de façon simple et avec continuité' le rapport des poussées agissant sur la balance (et par suite le gain de régulation) en modifiant la position du pivot d'appui, sans introduire de forces parasites sur la balance qui réduiraient de façon appréciable à la fois la sensibilité et la préci-20 sion de régulation du régulateur. Selon la technique antérieure, on connaît différents types de régulateurs pneumatiques à équilibrage de forces mais aucun d'entre eux ne satisfait en même temps aux trois conditions sus-men-tionnées. 25 C'est ainsi qu'on connaît des régulateurs ayant pour pivot d'appui des roulements à billes, des pierres dures ou de petits galets, qui satisfont très bien la condition c mais pas la condition a. Oes régulateurs, en conséquence, ne sont pas très sensibles. 30 D'autres régulateurs pneumatiques â équilibrage de forces utilisent des pivots d'appui élastiques, ce qui satisfait très bien à la condition a mais rend très difficile la solution du problème e, qui n'est alors résolu qu'au moyen de dispositifs complexes avec des compromis appréciables au détriment de la pré-35 oision de régulation. Par suite, oes régulateurs, outre leur précision limitée, ne permettent pas un réglage facile et continu du gain. En ce qui concerne la condition b on a conçu des régulateurs pneumatiques d'équilibrage de forces dans lesquels l'égalité des BAD ORIGINAL 2 69 39875 2085560 surfaces effectives est réalisée en •utilièant seulement un soufflet avec comparaison des pressions régnant r s 3peoti veinant â 1' intérieur at â l'extérieur du soufflât. Geo régulateurs ont cependant l'inconvénient suivant : la liaison antre le soufflet# placé â l'intérieur d'une chambre de pression et la balance qui est â l'extérieur de la chambre introduit, du fait des frotte-liants qu'elle produit, des distorsions qui se traduisent par une réduction notable de la préoision de régulation deedits régulateurs. l'objet de la présente invention est d'obvier aux inconvénient» mis-mentionnés et donc de réaliser un régulateur pneumatique d'é quillbrago de forces qui, en satisfaisant aux trois conditions ci—des mus -nentionnéea, présente une sensibilité et une préoision élevées et r-eariet un réglage facile at continu de son gain, Cooi est accompli en utilisant un pivot d'appui élastique et ssul orient un soufflet par couple do pressions à comparer0 Snlon une caractéristique essentielle de l'invention on en-, ploie un pivot élastique de .3truo.u-:re particuliers qui permet de fairs v-irior de façon oontinue lu gJLn du régulateur en faisant oimplonent tourner ledit pivot autour d'un axe perpendiculaire à l'axe- d'oscillation de la balance reliant les deux souffleté. Une autre caractéristique da l'invention est constituée par le fait que les soufflets sont reli's â la balance au moyen de traverses dont les axes sont dans la même plan que l'axe d'oscillation de la balance, grâce à quoi le3 poussées parasites^ agissant sur lesdites traverses et les nei.-ibranes d'étanchéité qui en dépendent, sont dirigées le long des axes des traverses, et n'affectent pas du tout l'équilibre de la balance ni par conséquent, la préoision de réglage du régulateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est possible ausci de faire varier le gain du régulateur en cours de femotionnement, puisque les moments sur la "balance dus aux frottements par rotatiofe du pivot d'appui élastique sont compensés par une tige de jonction dont l'axe se trouve dans le plan contenant l'axe d'oscillation «Je la balance. L'invention sera maintenant illustrée en détail en se référant aux figure» annexées, -qui représentent un mode de réalisation préféré .de. l'invention donné seulement â titré d'exemple non-li-initatif*,, des* modifications techniques et structurelles pouvant y BAD ORIGINAL 69 39875 i 2085560 être apportées sans sortir du cadre de la présente invention . Dans oeB figures : La figure 1 représente une vue en coupe de la partie anté--rieurs du régulateur pneumatique d'équilibrage de forces avec pi-5 Tôt d'appui élastique, selon l'invention. la figure 2 représente une vue perspective éclatée du pivot d'appui élastique selon l'invention. La figure 3 représente une vue en coupe du dessus de régulateur pneumatique de la figure 1. 10 Dans oes figures, la référence 1 indique le plateau suppor tant le régulateur pneumatique sur lequel, au moyen rien vis filetées 2 et de joints appropriés, les compartiment» 3 et 4 sont hermétiquement fixés. Sans chacun des compartiments 3 et 4, et dans des cavités 15 appropriées 5 et 6 ménagées dans le plateau-support 1, oont respectivement logées les installations mobiles ? et 8 à l'intérieur desquelles sont respectivement soudés, par l'une de leurs extrémités, les soufflets 9 et 10, tandis que les autres extrémités des soufflets susmentionnés sont respectivement fixées de façon 20 hermétique, aux sommets des compartiments 3 et 4. Quatre chambres sont ainsi délimitées : deux d'entre elles, respectivement 11 et 12, à l'intérieur des soufflets 9 et 10, et les tdeux autres, respectivement 13 et 14, â l'extérieur de ces soufflet», les surfaces utiles de ces chambres étant exactement 25 égales entre elles. Peux ressorts hélicoïdaux 15 et 16, situés respectivement à l'intérieur des soufflets 9 et 10, sont maintenus à une extrémité par des supports d'appui 17 et 18 respectivement vissés au fond des ensembles mobiles et à l'autre extrémité par d'autres 30 supports d'appui 18* et 19, pouvant être fixés sur les vis de réglage 20 et 21 que comportent à leurs sommets les compartiments 3 et 4. Ces vis de réglage 20 et 21, en faisant varier la tension des ressorts 15 et 16 et par conséquent, la position verticale des 35 ensembles mobiles 7 et 8 permettent la mise â zéro du régulateur. Les deux ensembles mobiles 7 et 8 sont solidement reliés au -fléau 22 du régulateur au moyen des traverses 23 et 24, nui, disposées dans une dlréotlon perpendiculaire au mouvement des ensembles mobiles et débordant des compartiments 3 et 4 par des orifi- BAD ORIGINAL 69 39875 * 2085560 oes qui y sont ménagés, sont fixées â ladite balance au moyen dea vis 25. Pour réaliser la fermeture hermétique, deB deux chambres 13 et 14, les deux orifices des compartiments 3 et 4, oi-dessus mentionnés, sont fermés par des raembraùes d'étanchéité élastiques 5 26 qui n'autorisent que de faibles débattements verticaux des traverses 23 et 24 et donc des ensembles mobiles 7 et 8. Puisque la pression d'affichage est amenée dans la chambre 13» par le conduit 27, la pression â contrôler et à maintenir toujouœ égale à la pression d'affiohage, est au contraire amenée dans la 10 chambre 11 par le conduit 28. Une inégalité entre les deux pressions ci-dessus mentionnées se traduira par conséquent pair un déplacement vertical de l'ensemble mobile 7 et donc engendrera une force qui, transmise par lia traverse 23 au fléau 22, le déséquilibrera en le faisant osciller autour de son pivot d'appui, 15 Ce déséquilibre du fléau sera alors compensé par l'action de deux autres pressions de réaction produites par un relais pneumatique (non représenté sur les figures) commandé par un système à ajutage 29 et plaque obturatrice, la fonction de plaque obturatrice étant remplie par le fléau 22. 20 Ces pressions de réaction transmises aux chambres 12 et 14, respectivement par les conduits 30 et 31, ramenant le fléau en position d'équilibre, obligeront la pression à contrôler à devenir et à se maintenir égale à la pression d'affiohage. Le pivot d'appui du fléau 22, selon une caractéristiquedeceite-25 invention, est constitué par deux plateaux 32 et 33 de forme appropriée comme le montre plus clairement la figure 2 , ayant deux pivots 34 et 35 qui leur sont associés. Le plateau supérieur 33 s'insère avec son pivot 35 dans un orifice approprié ménagé dans une plaque de dessus 36, solidement fixée a la plaque jfte support 30 1 au moyen de petits montants 37 vissés, et il est fixé à ladite plaque de dessus par un écrou 38 et par le ressort 39. Le même, le plateau inférieur 32 s'insère avec son pivot 34 dans un orifloe approprié du fléau 22 et y est fixé par un écrou 40 et un ressort 41. De cette manière, les deux plateaux 32 et 33 sont rendus soli-35 daires respectivement du fléau 22 et de la plaque-aupport 1, mais peuvent pivoter librement autour d'un axe vertical de rotation aa passant par leurs pivots. Chaque plateau est muni aux extrémités de son diamètre d'une paire de lames flexibles, en forme de double L, par lesquelles BAD ORIGINAL 69 39875 5 2085560 les deux plateaux liés entre eux par transmission élastique de contraintes transversales»Plus précisément» les lame3 flexibles 42, dont chacune a un côté du double I soudé à la paroi verticale du plateau 33 (voir la figure 2), sont encastrées dans la rainure 5 des lames flexibles 43 du plateau 32 et sont soudées avec les autres côtés du double 1 aux parois verticales 44 du plateau 32» les lames flexibles 43# soudées par un oÔté du double L â la paroi supérieure du plateau 32, sont au contraire soudées par les autres côtés du double D sous la paroi inférieure du plateau 33» 10 Par une telle liaison les deux plateaux 32 et 33 sont rendus solidaires en rotation autour de l'axe de rotation aa tout en rêndant possibles les oscillations du plateau inférieur 32, et par conséquent du fléau 22, autour de l'axe bb passant au travers des lames et perpendiculaire à l'axe de rotation aa . Cet axe d' 15 osaillvation bb représente précisément l'axe autour duquel le flAu 22 va osciller pour rétablir l'équilibre entre les forces engendrées par les pressions agissant sur les chambres 11, 12, 13 et 14» Or, selon une caractéristique de structure de l'invention, lf axe d'oscillation bb se trouve toujours dans le plan (désigné 20 par oe dans la figure 1) passant â travers la ligne centrale des traverses 23 et 24. Ceci a comme conséquence d'éliminer toutes les distorsions qui se produisent dans le© régulateurs habituels et qui sont dues à la liaison d'un soufflet situé â l'intérieur d'une chambre de pression à un fléau situé à l'extérieur de la-25 dite chambre, distorsion qui aboutit à une diminution importante de la préoision de la régulation du régulateur» En effet, les poussées parasites exercées par les pressions en Jeu sur les traverses 23 et 24 @t sur les aembranss d'étanchéité élastiques 26 qui leur sont associées, provoquent des for-30 Oes directes le long de l'axe des traverses, c'est-à-dire des forces qui, en agissant dans le plan co contenant l'axe d'oscillati-on bb ne peuvent absolument pas produire des moments tendant â faire osciller le fléau 22 autour de l'axe bb et par conséquent de déranger l'équilibre de la balance,, 35 D'un autre côté, en adoptant le pivot d'appui si-dessus Mentionné , le gain du régulateur peut être . facilement réglé de manière continue en faisant simplement pivoter les deux plateaux 32 et 33 autour de leur axe de rotation aa» De cette manière, en effet, l'axe dfoscillation bb est ois en rotation et par conséquent BAD ORIGINAL 69 39875 6 2085560 modifie les valeurs des distances d et e (voir figure 3) dea points 1? et 3 au dit axe bb. Gomme ces points F et 0 sont les pointa d'application des forces exero-ïes sur le fléau 22 respectivement par les pressions 5 agissant 3ur les soufflets 10 et 9 et que par conséquent le» distances d et e sont des bras de levier des dites foraen, il est évident que, en faisant varier ces bras de levier, les moaents exercés sur le fléeupar lesdites forces «ont modifiés et par concluent le rapport des poussées agissant sur le fléau et donc 10 le gain du ï-égulateur est aussi modifié. Afin de faciliter la rotation des plateaux autour de l'axe £§ pour régler le gain du régulateur on clavette sur 1g pivot 35 du plateau supérieur 33, entre 1*écrou 30 et le ressort 39, un sec- * teur denté 45 en prise avec une petite roue dentée 46, pontée 15 folle sur la plaque du desaufr 36. "De cette manière pour faire varier le gain du régulateur, il suffit de déplacer angulairement le secteur denté 45. Afin de rendre possible le réglage du gain même quand le régulateur fonctionne, et par conséquent d'éliminer les moments Z> exercés sur-le fléau 22 par le frottetoent dû à la rotation du pivot d'appui élastique autour de l'axe aa, on fixe par vissage à l'extrémité du fléau, en correspondance avec l'ajutage 29» un bloo 46 m*r lequel est articulée une extrémité d'une tige de liaison 47 dont l'autre extrémité est articulée à un autre bloo 25 -'JS solidement fixi par vissage au plateau-support 10 Le système constitué par les deux blocs et la tige de liaison est disposé de telle manière que l'axe de la tige de liaison se trouve dans le plan oc, déjà cité qui l'enforne l'axe d'oscillation bb en rsorte que le moment de rotation qu'il-engendre compense 30 toujours les moments de frottement sus-mentionnéo. BAD ORIG/nal ? 69 39875 2085560 RBVSKPIOAglONS 1- Régulateur pneumatique d1 équilibrage de forces, comprenant un plateau-support, deux ensembles mobiles à souffleta enfermés dans deux oompartimente fixéB de façon hezroétique audit plateau- 5 support, un fléau de balance muni d'un pivot d'appui élastique et de moyens pour faire varier le gain du régulateur, même en oours de fonctionnement de celui-ci, oaraotérisé par le fait que lesdits ensembles mobiles à soufflets sont reliés au fléau par des traverses disposées perpendiculairement à la direction de 10 mouvement des ensembles mobiles, et dont 1m axes se trouvent dans un plan oontenant l'axe d'oscillation ûu fléau„ 2- Régulateur pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pivot d'appui (Élastique du fléau est constitué par deux plateaux qui sont montés pivotants respectivement par 25 rapport au fléau et â une plaque de dessus solidement fixée au plateau-support, et qui sont rattaohëas entre eux par des paires de lamas flexibles en forme de double I» soudées aux extrémités d'un de leurs diamètres, 3- Régulateur pneumatique selon los revendications 1 et 2, 20 caractérisé en ae que les moyens pour faire variar le gain du régulateur même en cours de fonctionnement de celui-ci, sont constitués par un secteur denté claveté au pivot du plateau en liaison pivotante aveo la plaque de dessus et en prise avec une petite roue dentée montée folle sur cette plaque de dessus, et par 25 une tige de liaison articulée 1 la fois au fléau et au plateau-support, de telle manière que son axe ae trouve dans le plan ci-dessus mentionné oontenant l'axe d'oscillation du fléau. 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