Brevet FR2137305A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne un manomètre pourvu de deux échelles de pression et de deux index, l'un pour indiquer les faibles pressions sur l'une des échelles, l'autre pour indiquer les pressions plus élevées sur l'autre échelle. Dans certaines applications où on utilise une pression qui varie dans une large gamme de valeurs et où la valeur de la pression doit pouvoir être contrôlée sur toute l'étendue de la gamme, il est nécessaire de faire appel à un manomètre capable de mesurer des pressions au moins égales aux pressions mashessus > tiEésd'eFre rencontrées, c'est-à-dire des pressions dont la valeur est au moins égale à la valeur maximale de la gamme sus-mentionnée. I1 en ré sulte que, lorsque la pression est faible, la lecture de la valeur de la pression affichée par un tel manomètre est non seulement mal commode,mais encore péu précise du fait qu'elle est effectuée dans la première partie de l'échelle graduée du manomètre et qu'il est bien connu que la précision d'un appareil de mesure est moins bonne en début d'échelle qu'en fin d'échelle. On est donc conduit à utiliser deux manomètre, distincts ou combinés dans un même boîtier, l'un pour la mesure des faibles pressions, l'autre pour la mesure des pressions plus élevées, et il est également nécessaire de prévoir un dispositif pour mettre hors circuit celui des deux manomètres qui est destiné à la mesure des faibles pressions, lorsque la pression dépassé la pression maximale mesurable par ce manomètre. La présente invention vise essentiellement à remédier à cetinconvénient en procurant un manomètre permettant de mesurer très commodément des pressions pouvant varier dans une large gamme de valeurs. A cet effet, le manomètre selon l'invention comprenant un équipage de mesure essentiellement constitué par un organe déformable par la pression, et par une transmission actionnée par ledit organe déformable et propre à déplacer l'un par rapport à l'autre un index et une échelle graduée de O à n unité de pression, est caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde échelle, graduée de O à m unit de de pression (m étant un nombre entier plus petit que n) et présentant une étendue totale plus grande que l'étendue de la partie de la première échelle comprise entre les graduations O et m de cette dernière, un second index et une seconde transmission propre à déplacer l'un par rapport à l'autre, en fonction de la pression agissant sur l'organe déformable, le second index et la seconde échelle graduée, simultanément au mouvement relatif entre le premier index et la première échelle, la première et la seconde transmission ayaht des rapports de transmission différents, mais qui sont dans un rapport tel que lorsque le second index se trouve en face de la graduation m à la fin de la seconde échelle, le premier index se trouve en face de la graduation m de la première échelle. Selon un mode préféré d'exécution de la présente invention. qui sera décrit en détail plus loin, la première et la seconde échelle peuvent être avantageusement tracées sur un cadran fixe par rapport au boîtier du manomètre, selon deux arcs de cercle concentriques s'étendant de préférence sur environ 3600, les graduations zéro des deux échelles étant mutuellement en regard, tandis que la graduation m de la seconde échelle est en regard de la graduation n de la première échelle. te premier et le second index peuvent être alors constitués respectivement par une première et une seconde aiguille, qui sont solidaires en rotation respectivement d'un premier et d'un second axe coaxiaux, qui passent par le centre du cadran et sont entraînés en rotation respectivement par la première et la seconde transmission.Dans ces conditions, et en supposant que m et n sont par exemple dans un rapport 1/3, on dispose alors, pour la mesure des faibles pressions dont les valeurs sont comprises dans le tiers inférieur de la gamme totale des valeurs de pressions que permet de mesurer le manomètre, d'une échelle trois fois plus étendue qui permet donc une mesure plus commode et plus précise des faibles pressions sus-mentionnées. On donnera maintenant une description détaillée d'un mode préféré d'exécution de la présente invention en faisant référence au dessin annexé sur lequel - La figure 1 est une vue en élévation d'un manomètre conforme à la présente invention. - La figure 2 est une vue partielle en coupe de l'équipage de mesure du manomètre représenté sur la figure 1. - La figure 3 est une vue coupe suivant la ligne III-III de la figure 2. - La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2. - La figure 5 est une vue partielle en coupe, analogue à celle de la figure 2, mais montrant une variante de réalisation de l'équipage de mesure. te manomitre-représenté sur les figures 1 à 4 comprend essentiellement un boîtier 1 pourvu d'une paroi frontale transparente et renfermant un équipage de mesure 2. Cet équipage de mesure est essentiellement constitué, de façon connue en soi, par un organe déformable par la pression 3 et par une transmission 4 actionnée par l'organe déformable 3 et agencée pour déplacer une aiguille 5 devant une échelle 6 graduée de zéo à n unités due pression, par exemple de zéro à 24 bars. L'échelle 6 est tracée ou gravée sur un cadran circulaire 7, fixe par rapport au boîtier 1 et disposé parallèlement en-dessous de la face frontale transparente dudit boîtier.L'échelle 6 s'étend selon un arc de cercle qui est de préférence pratiquement égal à 3600 (en réalité un peu moins) et, pour des raisons qui seront expliquées en détail plus loin, elle ne comporte aucune graduation entre zéro et 8 bars. Dans ces conditions, l'aiguille 5 est montée pivotante au centre du cadran 7. Dans l'exemple représenté, l'organe déformable 3 est constitué par un tube manômétrique recourbé, dont l'une des extrémités est fixée au boftier et communique avec une tubulure de raccord 8 permettant le montage du manomètre sur une canalisation, une conduite, un récipient ou toute autre enceinte à l'intérieur de laquelle règne une pression que l'on veut mesurer. L'autre extrémité 3a du tube manométrique du tube 3 est bouchée et libre de se déplacer dans la direction de la flèche F (Figures 3 et 4) lorsque la pression à mesurer est envoyée à l'intérieur du tube manométrique et que celui-ci se déforme sous l'effet de cette pression. ta transmission 4 qui, de meme que le tube manométrique 3, est disposé dans l'espace compris entre le cadran 7 et lefond (non représenté) du boîtier 1, est montée entre deux platines espacées 9 et 10, parallèles entre elles et au cadran 7. La platine 10 est également espacée et parallèle à une troisième platine 11 fixée par des vis 12 à un socle 13 qui est lui-même fixé ou fait partie intégrante du fond du boîtier 1. Les platines 9 et 10 sont maintenues espacées par des entretoises 14 et 15, tandis que les platines 10 et 11 sont maintenues espacées par des entre toises 16 et 17. t'aiguille 5 est montée à l'extrémité d'un arbre creux 18, qui traverse une ouverture percée au centre du cadran 7 et est tourillonné dans les platines 9 et 10. Entre ces platines 9 et 10, l'arbre 18 porte un pignon 19 qui est calé en rotation sur cet arbre 18 ou en fait partie intégrante. Un secteur denté pivotant 20, qui est en prise avec le pignon 19, constitue avec ce dernier la transmission 4. te secteur denté 20 est porté par un axe 21 qui est tourillonné à ses extrémités dans les platines 9 et 10. te secteur denté 20 est prolongé, du côté opposé à ses dents par un bras 20a dont l'extrémité libre est reliée à l'extrémité libre 3a du tube manométrique 3 par l'intermédiaire d'une tige de liaison 22 articulée par ses extrémités aux extrémités libres sus-mentionnées du bras 20a et dru tube manométrique 3.Ainsi, lorsque sous l'effet de la pression à mesurer le tube 3 se déforme et que son extrémité 3a se déplace dans le sens de la flèche F, l'extrémité 3a tire sur la tige 22 qui, à son tour, tire sur l'extrémité du bras 20a, ce qui a pour effet de faire pivoter le secteur 20 dans le sens de la flèche G, et par suite, le pignon 19 dans le sens de la flèche H, si bien que l'aiguille 5 pivote dans le sens de la flèche I (figure 3) de façon à se. déplacer dans le sens des aiguilles d'une montre devant l'échelle 6 du cadran 7 (figure 1).Un ressort de rappel (non représenté), par exemple un ressort spiral. , peut être fixé par l'une de ses extrémités à l'arbre 8 et, par son autre extrémité, en un point fixe par rapport au boîtier 1, par exemple à la platine 9 ou à l'une des entretoises 14 et 15, afin de ramener l'aiguille 5 vers une position de repos, en face de la graduation zéro, qui est déterminée par un doigt d'arrêt 23 (figure 1). On peut considérer que la tige de liaison 22 fait partie de la transmission 4', toutefois. une telle tige de liaison n'est pas toujours indispensable. En effet, si, dans le cas présent, elle est rendue pratiquement nécessaire par suite de la disposition relative de l'axe 21, de l'extrémité 3a du tube manométrique et de la direction d'action F de cette extrémité 3a, on pourrait envisa- b gen dans d'autres cas, avec une disposition relative des éléments sus-mentionnés différente de celle représentée sur la figure 3, de raccorder l'extrémité libre du bras 20a directement à l'extrémité libre 3a du tube manométrique, sans passer par l'intermédiaire de la tige de liaison 22. Selon une caractéristique de la présente invention, le manomètre comporte en outre une seconde échelle 24 graduée de zéro à 8 bars dans l'exemple considéré. L'échelle 24, qui est également gravée ou tracée sur le cadran 7, est concentrique à l'échelle 6 et s'étend selon un arc de cercle approximativement égal à 3600 (en réalité un peu moins) de telle façon que sas graduations zéro et 8 se trouvent respectivement en face des graduations zéro et 24 de l'échelle 6. te manomètre comprend en outre une seconde aiguille 25 qui est montée pivotante au centre du cadran 7 et peut être déplacée par rapport à la seconde échelle 24, par une seconde transmission 26 qui, dans l'exemple représenté sur les figures 2, 3 et 4, est similaire à la transmission 4.En effet, ainsi que cela ressort plus particulièrement des figures 2 et 4, cette transmission 26, qui est disposée entre les platines 10 et 11, est constituée par un pignon 27 qui est calé en rotation ou fait partie intégrante d'une des extrémités d'un arbre 28 qui s' étend coaxialement à l'intérieur de l'arbre creux 18 et dont l'autre extrémité porte l'aiguille 25, et par un secteur denté pivotant 29 , qui est en prise avec le pignon 27. te secteur denté 29 est porté par un axe 30 qui est tourillonné dans les platines 10 et 11, et il est prolongé, comme le secteur denté 20, par un bras 29a, analogue au bras 20a, dont l'extrémité libre est reliée à l'extrémité libre 3a du tube manométrique 3 par un ressort à boudins 31.Ce ressort 31 a pour but d'empêcher que le mécanisme ne se bloque lorsque, la pression dépassant 8 bars, l'aiguille 25 a effectué un tour complet et vient buter contre le doigt d'arrêt 23, afin de permettre ainsi au mécanisme de continuer à entraîner l'aiguille 5 pendant que l'aiguille 25 est en butée contre le doigt 23. A cet effet, la force du ressort 31 est choisie de telle façon que celui-ci se comporte comme un organe rigide de liaison, comme la tige 22,tant que la pression ne dépasse pas 8 bars, et de telle façon qu'il s'allonge sous l'effet de la traction exercée sur lui par le tube manométrique, lorsque la pression dépasse 8 bars et que l'aiguille 25 vient buter contre le dos d'arrêt 23, et ceci en exerçant sur le tube manométrique 3 une force de rappel aussi faible que possible pour ne pas diminuer la sensibilité du manomètre. Comme dans le cas précédent, lorsque sous l'effet de la pression à mesurer le tube manométrique se déforme et que son extrémité 3a se déplace dans le sens de la flèche F, cette extrémité 3a tire par l'intermédiaire du ressort 31, sur le bras 29a, ce qui a pour effet de faire pivoter le secteur denté 29 dans le sens de la flèche J, qui entraîne à son tour le pignon 27 et l'arbre 28 dans le sens de la flèche H, si bien que l'aiguille 25 pivote dans le sens des aiguilles d'une montre (vue dans les figures 1 et 4) devant l'échelle graduée 24.Un ressort de rappel (non représenté), par exemple un ressort spiral , peut être fixé par l'une de ses extrémités sur l'arbre 28 et, par son autre extrémité, en un point fixe par rapport au boîtier du manomètre, par exemple sur la platine 10 ou il ou sur l'une des entretoises 16 et 17, afin de rappeler l'aiguille 25 vers sa position de repos, en face de la graduation zéro de l'échelle 24, qui est également déterminée par le doigt d'arrêt 23. Avec le monomètre qui a été décrit ci-dessus, lorsque la pression déforme le tube manométrique 3, les deux aiguilles 5 et 25 se déplacent simultanément, chacune devant l'échelle 6 ou 24 y associée. Pour que l'aiguille 25 vienne en face de la graduation 8 de l'échelle 24 lorsque l'aiguille 5 se trouve ne face de la graduation 8 de l'échelle 6, il faut que les arbres 18 et 28 soient entratnés en rotation , respectivement par les transmissions 4 et 26, à des vitesses différentes. Dans l'exemple représenté, l'arbre 28 doit tourner trois fois plus vite que l'arbre 18, ce qui revient à dire que la transmission 4 et la transmission 26 doivent avoir des rapports de transmission qui sont dans un rapport de 1 à 3. Avec le manomètre qui a été décrit ci-dessus, il est possihle, comme le montre la figure 1, de se passer des graduations comprises entre les graduations zéro et 8 de l'échelle 6. En effet, non seulement ces graduations font double emploi avec celles de l'échel- le 24, mais encore la précision de la mesure dans cette partie iniitale de l'échelle 6 est mauvaise. Il n'est pas absolument indispensable que la graduation 8 de l'échelle 24 se trouve en face de la graduation 24 de l'échelle 6, et les graduations zéro à 8 de l'échelle 24 peuvent ne pas être régulièrement espacées, mais réparties le long de 1' arc de cercle de façon à tenir compte, après étalonnage du manomètre, d'un éventuel défaut de linéarité du manomètre lors de la mesure des basses pressions. Il va de soi que les valeurs maximales de pression des échelles 6 et 24 pourraient être différentes de celles indiquées cidessus, et que la valeur maximale de la pression sur l'échelle 24 pourrait être différente du tiers de la valeur maximale de la pression sur l'échelle 6. Si on le désire, on pourrait très facilement concevoir le manomètre de telle sorte que le. rapport.entre les valeurs de ces deux pressions maximales soient égales à 1/2, 1/4, 2/5, 3/7 ou toute autre valeur appropriée.D'une façon générale, Si la première échelle (6) est graduée de zéro à n unités de pression, et si la seconde échelle(24) est graduée de zéro à m unités de pression, m étant un nombre entier plus petit que n, et si les deux échelles ont la même étendue (un peu moins de 3600 dans l'exemple représenté), il suffit que les première et seconde transmissions (4 et 26), respectivement associées aux première et seconde aiguille (5 et 25), aient des rapports de transmission qui soient dane un.rapport de m à n. La figure 5 montre, en une vue analogue à celle de la figure 2, une variante de réalisation de l'équipage de mesure du manomètre,. Dans cette figure 5, les éléments qui sont identiques ou qui ont la même fonction que les éléments déjà décrits et représentés sur les figures2 à 4, sont désignés par les mêmes numéros de référence'.La-variante de réalisation représentée sur la figure 5 diffère du mode de réalisation précédent en ce que la transmission 26, qui est destinée à actionner l'aiguille 25, comprend, à la place du secteur denté 29 du mode de réalisation des figures 2 à 4, un train d'engrenages composé d'une roue dentée 32, calée en rotation sur l'arbre 18, d'une roue dentée 33, en prise avec la roue dentée 32 et portée par un arbre 34 tourillonné dans les platines 9 et 11, d'une roue dentée 35, portée par l'arbre 34 et solidaire en rotation de la roue dentée 33, la dernière roue dentée 35 étant en prise avec le pignon 27 qui est solidaire en rotation de l'arbre 28. Ainsi, lorsque l'arbre 18 est entraîné en rotation par l'intermédiaire du secteur denté 20 et du pignon 19, il entraîne à son tour, par l'intermédiaire des roues dentées 32, 33 et 35 et du pignon 27, l'arbre 28.Par conséquent, en choisissant correctement les diamètres et les nombres de dents des roues dentées 32, 33, 35 et 27, il est possible d'arriver au même résultat qu'avec le premier mode de réalisation décrit plus haut. Afin d'empêchgque le mécanisme ne se bloque lorsque l'aiguille 25 vient buter contre le doigt d'arrêt 23 (figure 1) après avoir effectué un tour complet, blocage qui était empêché par le ressort 31 dans le mode de réalisation des figures 2 à 4 , il est possible de faire en sorte, dans le mode de réalisation de la figure 5, que l'une des roues dentées ou pignons 32, 33, 35 ou 27, ou l'aiguille 25 ne soisntpas rigidement calées en rotation sur leurs axes respecti1, mais s3ierrtmontéesà frottement doux surleurs axes de façon à pouvoir tourner par rapport à ceux-cio .Une disposition analogue pourrait être adoptée pour le mode de réalisation des figures 2 à 4, à la place du ressort 31, en remplaçant ce dernier par une tige de liaison rigide, comme la tige 22, et en montant l'aiguille 25 ou le pigon 27 à frottement doux sur l'axe 28. Inversement, dans le mode de réalisation de la figure 5, il serait possible de faire tourner l'arbre 28 d'un angle qui est fonction de la pression dans le tube manométrique 3, en utilisant le pignon 27 et un secteur denté analogue au secteur denté 29 du mode de réalisation des figures 2 à 4, et de faire tourner- l'arbre 18, à partir du mouvement de rotation de l'arbre 28, en utilisant non pas le pignon denté 19 et le. secteur denté 20, mais un train d'engrenages analogue à celui constitué par les roues dentées 27, 35, 33 e't 32. Il est du reste bien entendu que le mode de réalisation qui a été décrit ci-dessus a été donné à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. C'est ainsi notamment qu'au lieu de prévoir des échelles 6 et 24 fixes par rapport au bottier 1 du manomètre, et des aiguilles 5 et 25 mobiles devant les échelles 6 et 24, il est possible de prévoir au contraire, des échelles mobiles par rapport au boîtier du manomètre et des index fixes par rapport à ce dernier. Par exemple, les échelles 6 et 24 pourraient être gravées sur deux disques distincts, coaxiaux, respectivement solidaires en rotation des arbres 18 et 28, tandis que les deux aiguilles 5 et 25 pourraient être remplacées par un unique repère, formé par exemple par un trait radial tracé sur la face frontale transparente du boîtier 1. Les deux échelles pourraient en outre avoir toute autre forme et être portés par d'autres organes mobiles que les disques sus-mentionnés, par exemple des couronnes coaxiales juxtaposées ou de rubans parallèles mobiles devant des repères fixes respectifs ou un unique repère commun aux deux échelles. REVENDICATIONS 1.- Manomètre comprenant un équipage de mesure essentiellement constitué'par un organe déformable par la pression, et par une transmission actionnée par ledit organe déformable et propre à déplacer l'un par rapport à l'autre un index et une échelle graduée de zéro à n unités de pression, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde échelle, graduée de zéro à m unités de pression (m étant un nombre entier plus petit que n) et présentant une étendue totale plus grande que l'étendus de la partie de la première échelle comprise entre les graduations zéro et m de cette dernière, un second index et une seconde transmission propre à déplacer l'un par rapport à autre, en fonction de la pression agissant sur l'organe déformable, le second index et la seconde échelle graduée, simultanément au mouvement de la tige entre le premier index et la première échelle, la première et la seconde transmission ayant des rapports de transmission différents, mais qui sont dans un rapporttel, que lorsque le second index se trouve en face de la graduation m à la fin de la seconde échelle, le premier index se trouve en face( de la graduation m de la première échelle. 2.- Manomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première let la seconde échelle sont tracées sur un cadran fixe par: rapport au boîtier du manomètre, selon deux arcs de cercle concentriques, s'étendant de préférence sur un peu moins de 3600, les graduations zéro des deux échelles étant mutuellement en regard et la graduation m de la seconde échelle étant en regard de la graduation n de la première échelle. 3.- Manomètre selon la revendication 2,"caractérisé en ce que le premier et le second index sont constitués respectivement par une première et une seconde aiguille, qui sont solidaires en rotation respectivement d'un premier et d'un second axe coaxiaux qui passent par le centre du cadran et sont entraînés en rotation respectivement par la première et la seconde transmission. 4.- Manomètre selon la revendication 3, caractérisé en ce que la seconde et la première transmission sont toutes les deux commandées par l'organe déformable. 5.- Manomètre selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque transmission comprend un pignon calé en rotation sur l'axe de l'aiguille y associée, et un secteur denté pivotant, qui est actionné par l'organe déformable et qui engrène ledit pignon. 6.- Manomètre selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'entre le secteur denté' pivotant de la seconde transmission et l'organe déformable est interposé un organe élastique qui joue le r81e d'un organe rigide de transmission pendant tout le temps où la seconde aiguille parcourt la seconde échelle, et qui s'allonge sous l'effet de la traction exercée sur lui par l'organe déformable, lorsque la seconde aiguille a effectué un tour complet et vient 'buter contre un doigt fixe d'arrêt. 7.- ManoglB;re selon la revendication 3, caractérisé en ce qu' une des deux transmissions est commandée par au moins une partie de l'autre transmission. 8.- Manomètre selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'une des deux transmissions comprend un premier pignon calé en rotation sur l'axe de l'aiguille y associée, et un secteur denté pivotant, qui est actionné parl'oaganedéformable et qui engrène ledit pignon, tandis que l'autre transmission comprend un second pignon, calé en rotation sur l'axe de l'autre aiguille, et un train d'engrenages qui est entraîné par un troisième pignon calé en: rotation sur le premier axe mentionné et qui engrène le deuxième pignon. 9.- Manomètre selon la revendication 8, caractérisé en ce que ctest la deuxième transmission qii comprend le train d'engrenages, et en ce que l'un des engrenages dudit trait, le deuxième pignon, le troisième pignon ou la seconde aiguille n'est pas rigidement calée en rotation sur son axe respectif, mais est montée à frottement doux sur son axe de façon à ne pas bloquer le mécanisme lorsque la seconde aiguille, après avoir effectué un tour coinplet, vient buter contre un doigt fixe d'arrêt, et que l'organe déformable continue à se déformer sous l'action d'une pression croissante. 10.- Manomètre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première et la seconde échelle sont tracées respectivement sur un premier et un second organe, mobiles par rapport au boîtier du monomètre et déplacés respectivement par la première et la se conde transmissions, tandis que le premier et le second index sont constitués respectivement par un premier et par un second repère fixes par rapport audit boîtier, ou éventuelnement par un unique repère fixe commun aux deux échelles mobiles.