Brevet FR2081016A1 — publié le 19711126

L'invention concerne un élément logique agissant sous l'effet d'une pression fluidique et muni d'au moins trois portes fluidiques ainsi que de moyens qui réagissent sur une différence de pression et qui sont â même d'obturer la liaison entre d'une part chacune de deux 5 entrées et d'autre part une sortie. Du brevet français N° 1.421.167 , connaît un élément logique agissant sous l'effet d'une pression de fluide et constitué essentiellement dedaun parties identiques communiquant à l'aide d'un conduit, chaque partie comportant trois portes fluidiques dont une est 10 raccordée audit conduit de liaison. Les deux autres portes de l'une des deux parties identiques, la première partie, sont utilisées comme portes d'entrée tandis que lesdites autres portes de l'autre partie, la seconde partie, sont utilisées comme porte d'entrée et porte de sortie. Les deux parties comportent une chambre qui est divisée en deux compartiments par 15 un diaphragme muni d'une ouverture. Suivant que la pression d'un côté de la membrane est supérieure â celle régnant de l'autre côté, cette ■embrane coopère avec un des deux arrêts élaborés de part et d'autre de la membrane. Pour la première partie, la liaison est alors rompue entre d'une part l'une ou l'autre desdites portes d'entrée et d'autre part le 20 conduit de liaison, et pour la seconde partie, la liaison entre le conduit de liaison et la porte de sortie ou entre la porte d'entrée et la porte de sortie. L'élément logique décrit ci-dessus comporte donc en tout quatre portes fluidiques, à savoir trois portes d'entrée et une porte de sortie; chaque partie distincte de l'élément comporte deux portes d'entrée et 25 une porte de sortie. Le fonctionnement de cet élément logique correspond à celui d'une porte OU, la valeur maximale des pressions de fluide appliquées à l'élément existant à iai*>rte de sortie de la deuxième partie, et les variations de cette pression de sortie suivant fidèlement celles de 30 ladite pression maximale. Ceci signifie qu'avec cet élément logique, il n'est pas possible d'obtenir un effet de mémoire; en effet, un tel effet signifie qu'à une sortie, une pression obtenue par une pression déterminée correspondante (s'identifiant à tua signal de commande), fournie à une porte d'entrée reste disponible sans limitation après la suppression de 35 ce signal de commande, et n'est ramenée dans la situation initiale que par un signal de restauration utilisé spécialement à cet effet. Or, le but de l'invention est de fournir un élément logique permettant d'obtenir un effet de mémoire. A cet effet, un élément de mémoire conforme à l'in-4:" vo-tlrm est remarquable en c-? que lesdits moyens comportent deux soupapes 71 05550 2081016 de retenue automatiques parmi lesquelles, pour obtenir un effet de mémoire, une est incorporée dans la liaison entre une porte d'entrée et une porte de sortie alors que l'autre soupape est incorporée dans la liaison entre une autre porte d'entrée et la porte de sortie, alors que 5 vues â partir de la porte de sortie, lesdites soupapes agissent dans des sens opposés tandis que celles-ci étant en position neutre, la liaison entre la porte d'entrée correspondante et la porte de sortie est ouverte. A remarquer que du brevet français N° 1.440.344» on connaît déjà un "dispositif de mémoire à fluide" dans lequel un effet 10 de mémoire est obtenu à l'aide d'un bossage dans une membrane, ce bossage pouvant occuper un premier et un second état stables possibles dans lesquels il peut être amené sous l'effet d'une force prédéterminée pouvant agir dans deux sens opposés.La position occupée par le bossage fait naître une pression élevée ou une pression faible dans un conduit de 15 sortie raccordé à un des conduits de refoulement. Si l'on veut que ce dispositif ait un effet de mémoire dont il a été question dans ce qui précède, trois niveaux de pression sont indispensables. Un autre inconvénient est que le dispositif doit recevoir en permanence une pression pour qu'il existe un signal de sortie qui indique la position de la mem-20 brane, ce qui requiert une énergie continuellement présente, surtout lorsqu'on utilise ces éléments en grand nombre. La description suivante, en regard des dessins ftnnexés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 25 La fig. 1 est une coupe d'un élément logique conforme à l'invention, agissant sous l'effet d'une pression fluidique et occupant une position pour laquelle la pression de fluide est constante partout dans l'élément. Les figures 2 et 3 montrent l'élément logique précité 30 dans deux de ses phases de fonctionnement consécutives. La fig. 4 est une coupe d'unautre élément logique conforme à l'invention, agissant également sous l'effet d'une pression fluidique. Sur la fig. 1, l'élément logique comporte un boîtier 35 constitué par quatre parties 1, 5» 5 et 7 forme de plaque. Dans la suite de l'exposé, ces parties seront dénommées "plaques". Une membrane 9 est serrée entre les plaques 1 et 5» alors qu'une membrane 11 est serrée entre les plaques 3 e't 5• ï->a membrane 9 est munie d'une ouverture centrale 13, la membrane 11 étant munie d'une ouverture centrale 15. La 40 plaque 1 présente une chambre cylindrique 1 ?. Les plaques 3 et 5 sont 71 05550 2081016 pratiquement identiques et sont positionnées de la même façon par rapport aux membranes 9 et 11. A un de leurs côtés (sur la figure le côté inférieur), les plaques 3 et 5 sont munies de chambres cylindriques 19 et 21 tandis que de l'autre côté, elles sont munies de chambres cylindriques 5 peu profondes 23 et 25 à creux annulaires 27 et 29, de façon que l'on obtient ainsi des surélévations 31 et 33 en forme de disque, servant d'arrêt. Lesdites soupapes de retenue automatiques sont donc formées p*=r les membranes 9 et 11 avec lesquelles coopèrent les arrêts 31 et 33- Les chambres formées de part et d'autre des plaques 3 et 5 communiquent par 10 les ouvertures 35 et 37. Les ouvertures centrales 13 et 15 dans les membranes 9 et 11 se trouvent en face du centre des surélévations et 33 dans les plaques 3 et 5. La plaque 7 supprime la liaison entre la chambre 21 de la plaque 5 et l'air extérieur. La chambre 17 dans la plaque 1 est munie d'une entrée 15 fluidique 39» tandis que la chambre 21 de la plaque 5 est munie d'une entrée fluidique 41, la chambre 19 de la plaque 3 étant munie d'une sortie fluidique 43. En référence aux 1, 2 et 3 portant des repères correspondants, on explique ci-après le fonctionnement de l'élément lo-20 gique décrit ci-dessus. En pratique, l'entrée fluidique 39 de l'élément logique illustré sur la fig. 1 est raccordée à un réservoir (non représenté) dans lequel règne une pression relativement élevée (ce niveau de pression étant ensuite appelé le niveau "1") et communique avec ce réservoir pendant pratiquement le cycle de fonctionnement entier à dis-25 cuter ci-après. Lorsqu'à l'entrée 41 on fait régner maintenant le niveau de pression "1" â l'aide d'un signal de commande s'identifiant à ce niveau de pression "1", la sortie 43 devient le siège d'une pression de niveau "1" par l'intermédiaire de l'ouverture 15 de la membrane 11. Les membranes 9 et 11 occupent maintenant la position illustrée sur la fig. 1. 30 Cette position ne diffère en rien de celle qui serait occupée par ces membranes 9 et 11 lorsque dans l'élément logique entier règne une pression de niveau relativement faible (appelé "par la suite niveau de pression "0"), et, de ce fait, cette position est appelée la position neutre. Cependant que ie réservoir, dans lequel règne le niveau de pression "1", reste en 35 communication avec la chambre *>1 dans la plaque 1, le signal s ' identifiant au niveau "1" est ramené au niveau "0". Par la différence de pression qui se produit maintenant entre le côté supérieur et le côté inférieur de la membrane '1 qui est maintenue en état par le réservoir par l'intermédiaire de l'ouverture 13 de la membrane 9» en position neutre, ladite 40 membrane 11 bute contre la surélévation 35 servant d'arrêt et obture la 7i 05550 4 2081016 liaison entre d'une part la .chambre 19 dans laquelle règne le niveau de pression "1" et d'autre part l'entrée 4"! où existe le niveau de pression "0". En l'absence d'un signal de commande s1 identifiant au niveau de pression "1" dans l'entrée 41» la sortie 43 reste ainsi au niveau de 5 pression "1". Ceci constitue l'effet de mémoire que l'on veut obtenir. Avec la pression de niveau "1" de la sortie 43» on commande par exemple un dispositif fluidique et le maintien dans la situation correspondante par le maintien de ce niveau "1". L'élément logique se trouve maintenant dans la situation illustrée sur la fig. 2. Pour compenser une fuite de 10 fluide généralement inévitable dans par exemple le dispositif fluidique raccordé â la sortie 4?» il est indispensable de maintenir la communication entre le réservoir et la sortie 43» également dans le cas oû la pression dans la chambre 19 diminue légèrement. A cet effet, la distance entre l'arrêt 31 et la membrane 9 en position neutre est telle qu'en" pré-15 sence d'une fuite normale dans des cas pratiques, et de la réduction qui en découle en ce qui concerne la pression dans la chambre 19, la membrane 9 ne repose pas contre l'arrêt 31» ce qui permet donc la compensation de la quantité de fluide qui s'est échappée. En donnant un volume suffisamment grand (effet tampon) à la chambre 19» à la sortie 43 et â l'espace 20 qui dans le dispositif fluidique doit être maintenu au niveau de pression "1", on empêche que dans le cas où. le signal de commande est amené au niveau de pression "0", la pression dans la chambre 19 diminue tellement que la membrane 9 rencontre l'arrêt 31» ce qui empêcherait la compensation de fluide. A remarquer que la dimension de l'ouverture 13 dans la 25 membrane 9 et la rigidité de celle-ci contribuent également à ce que dans le cas de fuite, cette membrane 9 entre ou n'entre pas en contact avec l'arrêt 31. Pour porter de nouveau au niveau de pression "o" la pression de niveau "1" qui règne à la sortie 43» on établit par exemple 30 à l'entrée 39 pendant une courte durée le.niveau de pression "0". Ceci a lieu par exemple à l'aide d'un robinet à trois voies (non représenté), placé entre le réservoir et l'entrée 39» A travers l'ouverture 13 dans la membrane 9» il s'écoule alors une quantité de fluide provenant de la chambre 19 et de la sortie 43» la quantité de fluide étant telle que de 35 nouveau, il règne à la sortie 43 le niveau de pression "0". La membrane 11 reprend alors sa position neutre. Dès que la sortie 43 est au niveau de pression "0", l'entrée 39 est de nouveau portée au niveau de.pression "1" à l'aide du robinet à trois voies. Etant donné qu'entre le côté supérieur et le côté inférieur de la membrane 9 il se produit ainsi une 40 différence de pression» cette membrane 9 rencontre l'arrêt de sorte 71 05550 2081016 que le réservoir dans lequel règne le niveau de pression "1" et la chambre 19 dans laquelle règne le niveau de pression "0" ne communiquent plus. La sortie 43 reste ainsi le siège du niveau de pression "0" (effet de mémoire) jusqu'à ce qu'à la sortie 41 apparaisse de nouveau un signal 5 s'identifiant au niveau de pression "1". Du fait qu'en pratique la membrane 9 n'obture jamais de manière parfaite la liaison entre le réservoir et la chambre 19 et la sortie 43 dans lesquelles règne le niveau de pression "0", il se produit toujours une faible fuite de liquide sous pression de niveau "1" par l'intermédiaire de l'ouverture 13 dans la 10 membrane 9 vers la chambre 19 et la sortie 43 qui sont le siège d'une pression dé niveau "0". Pour compenser dans la chambre 19 et dans la sortie 43 l'augmentation de pression résultant de cette fuite, la membrane 11 en position neutre se trouve à une distance telle de l'arrêt 33 que cette membrane, pour la fuite en présence à partir du réservoir vers 15 la chambre 19, ne repose pas contre l'arrêt 33» de sorte que l'évacuation du fluide est possible vers l'entrée de commande où règne le niveau de pression "0". Suivant un autre mode de réalisation d'un élément logique conforme à l'invention, les ouvertures 13 et 15 dans les mem-20 branes 9 et 11 sont excentriques, tandis que les ouvertures 35 et 37 sont centrales dans les surélévations 31 et 33 en forme de disque. La partie des membranes 9 et 11, située autour des ouvertures 13 et 15 ne coopère maintenant pas avec les arrêts 31 et 33. L'élément logique ainsi conçu fonctionne de la même façon que l'élément logique illustré sur les fi-25 gures 1 à 3. Il y a lieu de remarquer qu'en principe, la mémoire fluidique dont il a été question dans ce qui précède fonctionne de la même façon lorsque tous les niveaux de pression précités sont inversés, c'est-à-dire portés d'un niveau haut â un niveau bas et d'un niveau bas 30 â un niveau haut, alors que dans le cas représenté, l'entrée 41 doit être raccordée à un réservoir dans lequel règne une pression relativement faible (niveau de pression "o"), tandis que l'entrée 31 devient l'entrée de commande. A remarquer enfin qu'il est parfaitement possible de 35 réaliser un élément logique conforme à l'invention à l'aide de billes ou de pistons, soumis â l'action de ressorts et coopérant avec des arrêts. S'il en est ainsi, les soupapes de retenue automatiques sont donc formées par les éléments précités associés â leurs arrêts. 71 05550 2081016 REVENDICATIONS 8 1. Elément logique agissant sous l'effet d'une pression fluidique et muni d'au moins trois portes fluidiques ainsi que de moyens qui réagissent sur une différence de pression et qui sont â même d'ob-5 turer la liaison entre d'une part chacune de deux entrées et d'autre part une sortie, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent deux soupapes de retenue automatiques parmi lesquelles, pour obtenir un effet de mémoire, une est incorporée dans la liaison entre une porte d'entrée et une porte de sortie, alors que l'autre soupape est incorporée dans la 10 liaison entre une autre porte d'entrée et la porte de sortie, alors que, vues à partir de la porte de sortie, lesdites soupapes agissent dans des sens opposés tandis que celles-ci étant en position neutre,-- la liaison entre la porte d'entrée correspondante et la porte de sortie est ouverte. 15 2. Elément logique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une soupape de retenue est formée par une membrane qui est munie d'une ouverture et qui sous l'effet d'une pression régnant d'un-côté de la membrane peut coopérer avec un arrêt associé à cette membrane de l'autre côté, ladite coopération étant telle que dans le cas où la mem-20 brane entre en contact avec l'arrêt, la liaison contenant la membrane est rompue entre une porte d'entrée et une porte de sortie. 3. Elément logique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie de membrane située autour de l'ouverture dans une membrane se trouve en face de l'arrêt.