Brevet FR2217661A1 — publié le 19740906

L'invention se rapporte à un indicateur électrique de la présence d'un mobile à certaines positions, désigné parfois sous le nom du sélecteur. Un tel appareil a pour but de réaliser-des commutations en vue de produire, soit la signalisation de la position d'un certain mobile, soit l'actionnement d'un système de positionnement agissant sur le mobile, soit encore la régulation d'une grandeur physique dont l'état est défini par la position du mobile. Un champ d'application particulièrement indiqué pour les appareils en question est celui des détecteurs de niveau, qu'il s'agisse du niveau d'un liquide ou de la position de certains organes d'un engin de levage. Ces appareils sont généralement constitues par un mécanisme réducteur qui est relié au mobile et provoque le déplacement d'organes de commutation en regard d'interrupteurs; le deplacement des organes de commutation ou.de l'élément de sortie du reducteur sont par suite une image de la position du mobile On connaît des indicateurs électriques de la position d'un mobile dans lesquels l'organe mobile transmet ses mouvements par l'intermédiaire d'un câble a un tambour rotatif associé à un mécanisme réducteur qui provoque une échelle réduite, le déplacement d'organes de commutation en regard d'interrupteurs fixes. Ces appareils sont généralement très encombrants, difficiles à regler car le faible déplacement des cames ne donne qu'une idée imparfaite de la position du mobile, tandis que la complexité du mécanisme réducteur provoque des frastements si importants qu'une énergie non négligeable doit être empruntée au mobile; ce dernier inconvénient devient déterminant lorsque l'on recherche la precision ou la sensibilité. L'invention se propose par suite de fournir un appareil rem mais plissant les fonctions des appareils déjà connus,/dans lequel des mesures sont prises pour augmenter la sensibilité, faciliter le réglage et reduire l'encombrement. Selon l'invention, ce résultat est atteint grâce au fait que le mécanisme réducteur comprend un organe de commutation relié à un organe explorateur dont le déplacement le long d'une rainure en spirale concentrique au tambour provoque le coulissement de l'organe de commutation le long d'un guide, que les interrupteurs sont solidaires de l'arbre sur lequel pivote le -tambour, et que le tambour comporte un logement cylindrique à l'intérieur duquel sont rassemblés les organes ci-dessus. Selon un premier mode de réalisation de l'invention donnant des courses maximum de l'organe de commutation proportionnelles à la rotation du tambour, l'organe de commutation est constitue par un coulisseau en forme de cadre, suivant un guidage rectiligne place de part et d'autre du moyeu. Selon une variante qui bénéficie d'un guidage simplifié tout en procurant une course de l'organe de commutation sensiblement proportionnelle à la rotation du tambour, l'organe de commutation est pivoté sur un axe parallèle à celui du tambour et la-trajectoire des cames qu'il porte passe sensiblement par un diamètre. Dans un second mode de réalisati9n, procurant une sensibilité accrue grâce à l'augmentation de la course de l'organe de commutation, celui-ci se déplace en decrivant une courbe en spirale résultant de son entraînement angulaire le long de la piste en spirale restant fixe. Enfin, une mesure procurant une grande facilite de réglage consiste à donner à la périphérie du tambour des dimensions telles que l'on puisse le graduer en valeurs rondes présentant des déplacements connus du mobile à observer. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit. Au dessin annexe : La figure 1 représente une vue de côté, en coupe selon XX' de la figure 2, avec enlèvement de la partie inférieure de l'organe de commutation d'un sélecteur, selon le premier mode de réalisation ; la figure 2 représente une vue en élévation de l'appareil, couvercle enlevé, avec arrachement partiel du support fixe ; la figure 3 représente une. vue de dessus, en coupe selon YY' de la figure 2 ; la figure 4 représente une vue en coupe diamétrale selon un second mode de réalisation. L'appareil representé à la figure 1 est destiné à être fixé sur un bâti, non représenté, par l'intermédiaire d'une equerre 1. Cette dernière porte un piot cylindrique creux 2 sur lequel est pivoté un tambour-evide 3 ne comportant qu'une toile 23. Pour une raison qui apparaltra ulterieurement, l'extrémité du moyeu 2 débouche dans le volume 32 defini à l-'interieur du tambour. L'extrémité 24 de ce moyeu, qui est fixe en raison de sa fixation permanente sur l'équerre 1, porte à son tour un support 6 qui prend la forme générale d'une plaquette rectangulaire dont le plan est perpendiculaire à l'axe du pivot et dont les deux extrémités opposées voisines de l'interieur-du tambour sont repliées à 90" pour former deux nervures 16 et 25 visibles également sur la figure 2. Deux tiges cylindriques 9 et 10 sont fixées sur ces deux nervures de façon être parallèles'entre elles et de façon que le plan passant par leurs axes soit perpendiculaire à l'axe du moyeu, c'est-à-dire paralle-le au plan de rotation du tambour. Ces deux tiges sont situées de part et d'autre du moyeu 6. Sur la face du support opposée à la toile 23, sont disposés plusieurs interrupteurs tels que 7, 7', 7" équipés chacun d'une roulette de manoeuvre 8. L'organe de commutation 11 destine à actionner ces interrupteurs est un équipage coulissant, en forme de cadre, monte sur les deux tiges cylindriques 9 et 10, et portant des cames telles que 14 fixées sur une paroi 13 de façon réglable grâce-aux vis 15. Cet organe de commutation 11 prend la forme d'un cadre pour que son ouverture 12, voir figure 2, permette un mouvement vers la droite ou vers la gauche qui ne vienne interférer ni avec le moyeu 26 du tambour ni avec le pivot, et pour que la qualité du guidage soit assurée. Dans ses mouvements lateraux l'organe de commutation peut donc provoquer l'actionnement es interrupteurs. On voit sur la figure 2 que la course de ce mobile est la plus grande lorsque celui-ci se déplace le long d'un diamètre du.tambour; c'est la raison pour laquelle les interrupteurs 7, 7', 7" sont disposés de part et d'autre d'un plan passant par l'axe du pivot et parallèle au déplacement de l'organe de commutation. Les mouvements de cet équipage coulissant devant être une image reduite des mouvements du mobile à observer ou à contrôler, un câble 4 est relié à ce dernier et vient s-'enrouler sur la surface exterieure du tambour 3. La réduction recherchée est obtenue grâce à la cooperation d'une piste en spirale, qui peut se présenter sous forme d'une rainure 18 pratiquée dans un plateau cylindrique 19, solidaire du tambour et d'un organe explorateur, ici une goupille 17 qui pénètre dans la rainure 18, voir les figures 2 et 3. Comme cette goupille 17 est solidaire de l'organe de commutation 11, il est clair- que tout mouvement de rotation du tambour provoquera celui du plateau l9 auquel il est relie par une vis 20 et obligera la goupille 17 à se déplacer en entrainant l'organe de commutation le long des tiges cylindriques 9 et 10 qui lui servent de guide. Comme l'appareil selon l'invention est frequemment exposé à des atmosphères agressives, notamment dans son utilisation en détecteur de niveau, on ferme le volume intérieur 32 du tambour dans lequel sont situés tous les organes qui viennent d'être décrits, par un couvercle encliquetable 5 et on fait passer par l'ouverture centrale du pivot le câble de raccordement 22 dont l'étanchéité est assurée par le presse-étoupe 21. Un joint d'étanchéite tel que 27 peut être encore utilisé entre moyeu et pivot pour parfaire l'étanchéité. On se rend compte que la disposition choisie permet de regrou per les avantages suivants - volume extrêmement réduit - accès facile pour le réglage et l'entretien ; - possibilité.d'adapter l 'appareil à diversescourses des mobiles par changement aisé du plateau à rainure spirale ; - sensibilité et précision accrue en raison des faibles frottements et de l-'utilisation de la plus grande course possible ; - étanchéité facile à obtenir et à conserver. Au cas ou un raccourcissement du câble viendrait à se produire, on pourrait sans modifier le réglage des cames 14, décaler le plateau à rainure spirale par rapport au tambour et le rebloquer à l'aide de la vis 20. Enfin, il est possible de disposer sur le support fixe 6 un repère 28 coopérant avec une graduation 29 disposee sur le tambour l'intervalle séparant deux graduations correspondant à une course connue du mobile; le diamètre du tambour sera évidemment choisi en conséquence. L'appareil qui vient d'être décrit peut faire l'objet de variantes : c'est ainsi que la goupille 17 et le plateau 19 pourraient être placés dans la~region voisine du couvercle 5, le plateau pouvant même jouer le rôle de ce dernier ; on pourrait alors avoir accès aux divers réglages à l'aide de lumieres pratiquées dans la toile 23 du tambour. Le dispositif de guidage de l'organe de commutation pourrait, au lieu d'être coulissant de façon rectiligne, faire appel à un pivot fixe d'axe parallèle à celui du tambour, qui serait placé au voisinage de la surface intérieure du tambour et supporterait un élément de commutation pivotant portant des cames dont les trajectoires seraient- sensiblement-diamétrales. Une variante particulièrement intéressante en raison de la précision qu'elle apporte consiste, ainsi que cela est visible à la figure 4, à rendre l'organe explorateur 117 mobile le long d'un guidage rectiligne 109 entraîné en rotation autour de l'axe du tambour et par ce dernier, tout en obligeant l'organe explorateur à se déplacer le long d'une piste en spirale 118 qui est solidaire du pivot fixe 2; l'organe explorateur décrit ainsi, par inversion cinématique de la solution précédente, un mouvement en spirale venant provoquer la commutation d'interrupteurs 107, 107', fixés de façon réglable sur des bras 114, 114' orientables sur l'extrémité 30 du pivot. L'organe de commutation 106 et l'organe explorateur 117 peuvent dans ce cas se présenter sous la forme d'une seule pièce 35 décolletée qui se déplace dans une rainure 110 d'une fourche dont la base 115 est pivotée sur un prolongement cylindrique 116 du plateau 119 portant la piste en spirale et fixe sur le pivot 2 du tambour, tandis que l'extrémité 112 de la fourche est rendue solidaire, par exemple, par une rainure 31, de la paroi interieure du tambour. Enfin, la piste en spirale peut, pour répondre à des besoins de précision localisés à certains niveaux de la course du mobile, être constituee par une courbe qui n'est pas une spirale d'Archimède. Un ruban déformable, fixé par tout moyen connu sur un plateau, peut être utilisé pour la réalisation de la courbe en question. REVENDICATIONS 1 - Indicateur électri-que de la position d'un mobile dans lequel ce dernier transmet ses mouvements, par l'intermédiaire d'un câble, à un tambour rotatif associé à un mécanisme réducteur qui provoque à une échelle réduite le déplacement d'organes de commutation en regard d'interrupteurs fixes, caractérisé en ce que l'organe de commutation.11, respectivement 111, est relie à un organe explorateur 17 respectivement 117 dont le déplacement le long d'une piste en spirale 18, respectivement 118, concentrique au tambour 3 provoque le coulissement de l'organe de commutation le long d'un guidage 9, 10 sensiblement diamétral, que les interrupteurs 7, 7' respectivement 107, 107' sont solidaires du pivot 2 sur lequel pivote le tambour et que le tambour 3 comporte un logement cylindrique 32 à l'intérieur duquel sont rassemblés les élé- ments ci-dessus, un déplacement relatif entre la piste et l'organe explorateur étant établi lorsque le tambour est en mouvement. 2 - Indicateur selon la revendication 1, caractérise en ce que l'organe de commutation prend la forme d'un coulisseau 11 muni de cames 14, qui se deplace, le long d'un guidage rectiligne solidaire d'un support 6 parallèle au plan de rotation du tambour, grâce à une goupille 17 qu'il porte et qui pénètre dans une rainure en spirale 18 portez par un plateau solidaire du tambour 3,23. 3 - Indicateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le guidage rectiligne est constitué par deux tiges cylindriques 9, 10 disposées de part et- d'autre du moyeu 26 du tambour et que l'organe de commutation 11 prend la forme d'un cadre traversé par ledit moyeu. 4 - Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que organe de commutation est un élément pivotant autour d'un axe fixe parallèle à celui du tambour dispose au voisinage de la surface cylindrique de ce dernier et portant des cames dont la trajectoire passe dans une zone sensiblement diametrale. 5 - Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de commutation 111 coulisse le long d'un guidage radial 109 entrainé en station par le tambour autour d'un axe qui lui est concentrique, et que l'organe explorateur 117 s'appuie sur une piste en spirale 118 solidaire du pivot fixe 2 sur lequel pivote le tambour, les interrupteurs 107, 107' étant digosés de fa çon radialement réglables sur des bras 114, 114' orientables soli daires de l'extrémité 30 du pivot. 6. Indicateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de commutation 111 et l'organe explorateur 117 sont constitués par un même élément 35 se déplaçant rions une rainure 110 d'une fourche dont la base est pivotée sur un prolongement cylindrique du plateau, portant la piste en spirale et fixé sur le pivot 2 du tambour, tandis que l'extrémité est renduesoli daire de la paroi intérieure du tambour. 7 Indicateur selon l'une des revendications 1 à 6, caracté- risé en te qu'un index 28 solidaire du pivot 2 coopère avec une graduation 29 solidaire du tambour dont le diamètre a e été choisi pour que l'intervalle séparant deux graduations corresponde à une course connue du mobile. '8. Indicateur selon l'une des revendications l a 7 caracté~ risé en ce qu'un couvercle 5 est fixé sur la partie ouverte du tambour pour permettre un accès facile au logement'intérieur 32, tandis qu'une toile 23 fixe constitue le fond du logement 9 Indicateur selon la revendication 2 ou 5, caractérisé en ce que la rainure en spirale (18 respectivement 118) est exécutée dans un plateau dont le plan est perpendiculaire à l'axe de ro tation du tambour