Brevet FR2422149A1 — publié le 19791102

La présente invention, due à la collaboration de M. Ancré LEFEUVRE, est relative à un nouveau débitmètre à fluide, équipé dtun dispositif indicateur de consommation, qui peut être monté sur le tableau de bord dtun véhicule automobile pour permettre au conducteur du véhicule de surveiller sa consommation. Les débitmètres disponibles actuellement sur le marché sont encore trop complexes et par conséquent dtun prix trop élevé pour pouvoir etre montés sur les véhicules qui sortent en série des chaines de fabrication. Ctest ainsi que lton connait un dispositif comportant une capacité réglable prévue pour débiter cycliquenent un volume unitaire prédéterminé de fluide et des moyens dtexpulsion de ce volume unitaire de fluide qui doivent permettre, en outre,de réguler la pression d'échappement .La capacité comporte, de plus, des moyens de détection de variation de volume ou de pression, qui sont couplés avec des moyens de commande dont le role est d'ouvrir et de fermer alternativement une éleetrovanne d'admission du fluide sous pression d'entrée, et une électrovanne d'échappement du fluide de la capacité sous pression de sortie régulée, ladite électrovanne d'admission étant bien entendu située en amont de la capacité, tandis que ladite électrovanne d'échappement est située en aval par rapport à l'écoulement. Dans le dispositif de l'art antérieur, les électrovannes sont du type à billes. De ce fait, un écoulement d'échappement résiduel se produit pendant le remplissage de la capacité, ce qui nuit à l'évidence à la précision des mesures éventuelles. De plus, la capacité réglable est d'une réalisation complexe par le fait qu'elle comporte une membrane fixée à la tête d'un piston comportant une tige filetée verticale recevant un écrou mobile venant en butée contre une armature et un ressort s'appuyant, d'une part, sur la tête du piston, d'autre part, sur une manette de réglage montée à rotation dans un alésage fileté du corps de la capacité. Enfin, les moyens de commande des vannes d'entrée et de sortie sont électriques et réalisé a par un inverseur qui met sous tension alternativement ltélectrovanne d'admission et l'électrovanne de sortie, cet inverseur étant situé au-dessus de la capacité et de la tige filetée du piston. La présente invention permet d'éviter les inconvénients inhérents à l'utilisation - de deux électrovannes qui sont des éléments chers et délicats, d'un réglage difficile, - d'électrovannes à billes pour les raisons fournies précédemment, - de toute alimentation électrique, par sa suppression pure et simple. Le débitmètre à fluide liquide ou gazeux suivant la présente inven tion qui est du type comportant à l'intérieur dtun citier une canalisation d'entrée, une canalisation de sortie, une capacité réglable prévue pour débiter cycliquement un volume unitaire prédéterminé de fluide, cette capacité réglable constituée par une chambre pourvue dune membrane ou de tout autre dispositif déformable souple équivalent ; un moyen de détection des variation9 du volume et/ou de la pression de fluide dans la capacité commandant alternativement la fermeture de la canalisation entrée et de la canalisation de sortie, est caractérise par un clapet unique à deux têtes fermant alternativement la canalisation entrée et la canalisation de sortie, sous la commande d'une tringlerie, dont une extrémité est solidaire du dispositif déformable souple. Suivant une premiere caractéristique de réalisation de l'invention, le clapet unique est monté fou sur l'extrémité de la tringlerie opposée à celle qui est solidaire du dispositif déformable souple Suivant une seconde caractéristique de réalisation de l'invention, la tringlerie comprend 'deux bras de levier formant un angle obtu dont le sommet pivote autour diun point fixe et dont la valeur change brutalement de signe quand les deux bras de levier se trouvent dans le prolongement l'un de l'autre. D'autres caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre et qui n'est donnée qu'à titre d'exemple. Â cet effet, on se reportera aux dessins joints dans lesquels : - la figure 1 représente le débitmètre à fluide suivant l'invention, en section par un plan vertical au début d'une phase de remplissage, - la figure 2 représente le débitmètre à fluide suivant l'invention en section par un plan vertical au début d'une phase d'expulsion du fluide emmagasine. Suivant les figures 1 et 2, le débitmètre à fluide est compris à l'intérieur d'un boitier en matière plastiqueS formé de 2 parties 5 et 6, entre lesquelles une membrane caoutchoutée, toilée 7,est fixée par sertissage. Cette membrane est rigide, déformable sans déformation locale ;elle est rigide en-particulier dans ses parties droites, pour prendre un appui correct sur un ressort 8, par ltintermédiaire d'une coupelle d'appui 9 liée à la membrane. La coupelle 9 est en un plastique résistant au fluide transitant dans le débiçratre et le ressort 8 prend appui par sa face terminale inférieure sur le fond 6 du boîtier, Une biellette 11, disposée perpendiculairement à la partie de la membrane 7, qui est solidaire de la coupelle d'appui et solidaire de cette membrane par une de ses extrémités 19, est articulée par sa seconde extrérité 22 à une tige 10 qui pivote par sa seconde extrémité autour d'un point fixe 21 situé dans un plan vertical 18 encastré à ses deux extrémités dans les parties respectives 5 et 6 du boîtier. La tige 10 se poursuit au-delà de son point d'articulation 21 par une seconde tige 13 qui pivote également par une de ses extrémités autour du point 21. En dehors de leur point de pivo tement commun 21, les deux tiges 10 et sont reliées l'une à l'autre à l'aide d'un ressort 12 qui les contraint à réaliser toujours entre elles un angle obtu, cet angle étant soit positif, soit négatif et changeant de signe sous l'action du ressort 12 à chaque fois que sous l'action de la biellette Il les deux tiges 10 et 13 sont amenées dans le prolongement l'une de l'autre.Aux dimensions près, on trouve des dispositifs semblables à l'ensemble des deux tiges 10 et 13 et du ressort 12 dans les interrupteurs électriques à ressort. Par sa seconde extrémité, la tige t3 pénètre dans une anfractuosité 20 ménagée dans le corps dun clapet double 3 susceptible d'obturer soit la canalisation I d'arrivée du fluide dans le débitmètre (figure 2), soit la canalisation 2 de sortie du fluide du débitm'etre (figure 1). De nombreuses perforations sont ménagées dans le plan vertical 18, laissant toute latitude au jeu du ressort 12. Le clapet 3 est monté fou sur l'extrémité de la tige 13, si bien qu'il ferme spontanément, grâce à sa forme tronconique, soit la canalisation 1 drap rivée, soit la canalisation 2 de sortie suivant la position de la tige 13 qui le pousse contre ltouverture de l'une ou de l'autre canalisation. La canalisation de sortie 2 est adaptée au boîtier 5 par l'interné diaire d'un filetage étanche 17, de façon à permettre d'introduire le clapet 3 lors du montage du débitmètre. La liberté laissée au clapet 3 relativement à la tringle 13 permet à ce dernier de se placer toujours de façon correcte sur chacun de ses sièges à tour de roule. Le clapet 3 étant flottant sur la tringle 13, il choisit lui-même sa position obligatoirement étanche ; il est guidé dans cette opération par sa forme générale tronconique et ses extrémités cylindriques qui le guident dans les ajutages d'entrée 1 et de sortie 2. Afin de connaître facilement le volume de fluide qui a transité dans la chambre à fluide 4 du débitmètre dans un temps donné, la biellette verticale Il se prolonge vers le bas par une tige 44 qui suit à peu près l'axe du ressort 8, traverse la paroi inférieure 6 du boîtier et est articulée avec une seconde tige 15 pivotant autour d'un point fixe 24 d'un boîtier d'enregistrement 16 muni d'un écran d'affichage numérique 23 et d'un contacteur 19 qui est écrasé par la seconde tige 15 quand la membrane 7 est dans sa position haute, ce qui signifie que le débitmètre est vide (figure 1). On remarquera que le débitmètre,suivant la présente invention, ne nécessite pour fonctionner aucune source d'énergie électrique. La pression du fluide, en général de l'ordre de 200 millibars dans le cas de l'essence débitée par une pompe à essence, est une source d'énergie suffisante. Supposant le débitmètre dans la situation de la figure 1, c'est-àdire sa chambre à fluide 4 vide, le clapet 3 est dans la position où il ferme l'ajutage de sortie 2. L'ajutage dtentrée 1 est ouvert, le ressort 8 est détendu, la membrane 7 est dans sa position haute et sous l'effet du ressort 12, les tiges 10 et 13 font entre elles un angle ebtu dirigé vers le haut. L'essence, du fait de la pression sous laquelle elle est admise dans le débitmètre, remplit progressivement la chambre 4 de ce dernier. Le poids de l'essence qui appuie sur la membrane 7 augmente progressivement. il a pour effet de repousser la membrane 7 vers le bas malgré l'effet antagoniste du ressort 8 et la biellette 11 qui suit le mouvement de la membrane 7 fait pivoter progressivement la tige 10 vers le bas autour du point 21. Au moment où les deux tiges 10 et 19 arrivent dans le prolongement l'une de l'autre, le ressort 12 intervient pour basculer brusquement au-dessous des deux tiges 10 et 13 et amener ces deux tiges à former alors un angle obtu dirigé vers le bas de la figure. Ce basculement s'effectue de façon très brusque. il a pour conséquence d'amener à la situation illustrée à la figure 2. Malgré la pression de ltessence dans la canalisation d'entrée 1, le clapet 3, du fait de la détente brusque de la tige 13 sous l'effet du ressortît vient fermer l'ajutage d'entrée 1 et ouvrir ltajutage de sortie 2 par lequel s'écoule immédiatement l'essence contenue dans la chambre 4. Cette expulsion de ltessence de la chambre 4 est favorisée par la détente du ressort 8 et la poussée de la membrane 7 qui ramènent la membrane 7 et la biellette 11 à leurs positions de la figure 1. Quand la chambre 4 est vide, la biellette 11 est remontée a sa position haute. Elle entraîne dans son mouvement l'extrémité de la tige 10 dont elle est solidaire. Cette dernière déclenche à nouveau le ressort 12 qui ramène la tige 13 et le clapet 3 à leurs positions de la figure 1, La tige 14 est entraînée également vers le haut par la biellette 14 et amène la tige 15 à écraser le contacteur 19. Ce dernier provoque à travers le boîtier 16, indicateur de consommation, le déclenchement d'un train d'impulsions qui modifie en conséquence l'affichage numérique indiquant en 23 la nouvelle consommation. Le débitmètre est prêt pour un nouveau cycle de fonctionnement. On remarquera qutà chaque cycle de fonctionnement, la cavité 4 ne se vide que du volume de fluide balayé par la membrane 7 entre ses positions extrêmes illustrées respectivement aux figures 1 et 2, si bien que ce volume est parfaitement défini. il y a intéret à réduire le volume de la cavité 4 au volume expulsé par la membrane à chaque cycle de fonctionnement. Le ressort 8 est taré et l'élasticité de la membrane 7 est choisie en fonction de la pression du fluide dont le volume débité doit être mesuré au moyen du débitmètre suivant la présente invention. On remarquera que ce débitmètre est d'une conception très simple et par conséquent d'une réalisation peu conteuse. REVENDICBTIONS 1 - Débitmètre à fluide liquide ou gazeux du type comportant dans un boîtier une canalisation entrée, une canalisation de sortie, une capacité régla ble prévue pour débiter cycliquement un volume unitaire prédéterminé de fluide, cette capacité réglable constituée par une chambre pourvue dune membrane ou de tout autre dispositif déformable souple équivalent ; un moyen de détection des variations du volume et/ou de la pression de fluide dans la capacité commandant alternativement la fermeture de la canalisa tion d'entrée et de la canalisation de sortie, caractérisé par un clapet unique (3) à deux tetes fermant alternativement la canalisation d'entrée (1) et la canalisation de sortie (2) sous la commande dtune tringlerie (10, 13, 11),dont une extrémité (19) est solidaire du dispositif défor mable souple (7). 2 - Débitmètre à fluide liquide ou gazeux suivant la revendication 1, carac térisé en ce que le clapet unique (3) est monté fou sur l'extrémité de la tringlerie (10, 13, 11) opposée à celle qui est solidaire du dispositif déformable souple. 3 - Débitmètre à fluide liquide ou gazeux suivant la revendication 1, caracté risé en ce que la tringlerie (10, 13, 11) comprend deux bras de levier (10, 13) formant un angle obtu dont le sommet (21) pivote autour dtun point fixe et dont la valeur change brutalement de signe quand les deux bras de levier se trouvent dans le prolongement l'un de l'autre. 4 - Débitmètre à fluide liquide ou gazeux suivant la revendication 1, carac térisé en ce que la tringlerie (10, 13, 11) comprend une biellette (11) qui traverse le dispositif déformable souple (7) dont elle est solidaire, pour se prolonger au-delà, au travers d1un ressort de tarage (8) et d'une paroi (6) du boitier renfermant le aébitmètre, grâce à une première tige (14) articulée avec une seconde tige (15) qui vient écraser un contacteur (19) lorsque le dispositif déformable souple (7) est dans une de ses positions extremes. 5 - Débitmètre à fluide liquide ou gazeux suivant la revendication 4, carac térisé en ce que ledit contacteur (19) fait partie d'un boîtier (16) indi cateur de consommation par affichage numérique sur un écran (23).