Brevet FR2476307A1 — publié le 19810821

La présente invention cor.cerne un dispositif de repérage de niveau pouvant être utilisé, mais non exclusi- vement, dans un appareil servant à diviser en parties égales un segment de longueur variable par un nombre diviseur quelconque entier. Elle s'applique notamment au dosage de produits liquides et en particulier à la réalisation de mélanges de peinture dans lesquels les différents constituants sont dosés en parties de mélange. Onr sait qu'un tel dispositif de repérage de niveau comprend habituellement une sonde, mobile verticalement et dont la position par rapport à un point fixe tel que par exemple le fond d'un récipient, est relevée gràce à au moins deux transducteurs, à savoir, un transducteur ser- vent à régler l'amplification de l'appareil, c'est-à-dire la longueur du segment à diviser qui est concrétisée par l'écart maximnti entre le point fixe et la sonde, et un transducteur pour mesurer le déplacement entre le point fixe et la sondelorsque l'on déplace cette dernière dans l'intervalle du segment. A l'aide des informations délivrées par ces deux transducteurs, il est possible, à l'aide d'un dispositif du type de celui décrit dans la Demande de brevet PR 77 39 839, de diviser le segment en parties égales par un diviseur quelconque entier et d'afficher successivement, lorsqu'on déplace la sonde par rapport au point fixe, dans l'intervalle du segment, les divisions successives avec leur uiumération en partie. Dans ltapplication du dispositif selon l'invention au dosage volumétrique des parties de liquides, le segment de longueur variable est concrétisé par la distance qui sépare l'extrémité de la sonde et le fond du récipient de dosage. Ainsipour effectuer un dosage à l'aide d'un disposi- tif pour diviser en parties égales un segment de longueur variable du type de celui précédemment mentionné, on affiche tout d'abord la longueur du segment à diviser,c'est- à-dire la hauteur totale désirée de liquide à préparer, par exemple 130 mm pour 1 000 divisions du compteur ou 195 mm pour _2- 1 500 divisions,avec La meme amp:ification. En déplagçant la sonde du fond du récipieint de dosage jusqu'tà la hauteur totale de liquide à praparerIaffichage indiquera les fractions successives, de O à 100!0 (e même au-delà, en cas de millièmes suppl!mentaires à rajouter). L'invention a plus particulièrement pour but, la réalisation d'un disposiii-ú de repérage d niveau présen- tant une grande précisior et facile à manipuler de manière à ce qu'il puisse être ui!isé par une main-d'oeuvre peu familiaiisée aux technJquES de docage, par exemple pal des c ?oss:;'r; en auuomobile. A cet effet, le dispositif de repérage selon lt'nven- tion comprend: - une sonde portant à son extrémité inférieureun détecteur de niveau et qui est montée avec possibilité de réglage en hauteur sur un élément de support solidaire d'une colonne verticale coulissant axialement dans une glissière fixée dans le corps du dispositif, - une tige filetée verticale montée pivotante dans ledit corps à proximité de ladite colonne et pouvant être entrainée en rotation au moyen d'un dispositif dientratne- ment commandable manuellement, - un écrou débrayable axialement solidaire de la susdite colonne et qui, sous l'effet d'un dispositif de commande, peut prendre deux positions à savoir: - une position embrayée dans laquelle les filets de l'écrou coopèrent avec le filetage de la tige filetée de manière à obtenir un déplacement axial de la colonne lors de la rotation de la tige filetée, - une position débrayée dans laquelle les filets de l'écrou sont écartés du filetage de la tige filetée, cette position débrayée autorisent un libre coulissement de la colonne dans sa glissière, - et un dispositif de transmission assurant la com- mande d'un potentiomètre en fonction de la position de ladite colonne. Selon une caractéristique de l'invention, ledit dispositif de transmission consiste en un système mécanique 24753'37 - 3 - a action positive tel qu'une courroie crantée ou d'une chaîne sans fin, s'étendant parallèlement à ladite colonne et montée sur deux galets dont l'un entraine le potentio- mètre, ladite courroie ou ladite chaine étant entraînée par ladite colonne au moyen d'une pièce de liaison. Le détecteur de niveau peutquant à lui consister en une palette comportantidans sa bordure inférieure,une protubérance prévue de manière à provoquer, lorsqu'elle rentre en contact avec le liquide, un pré-flash capillaire, et, une partie inclinée portant un repère indiquant le moment ou le liquide atteint le niveau définitif. Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels t La figure 1 est une coupe schématique permettant d'expliquer le principe du dispositif de repérage de niveau selon l'invention; Les figures 2 et 3 représentent respectivement en coupesqverticale longitudinale (figure 2) et transver- sale (figure 3); La figure 4 est une coupe verticale transversale partielle permettant de mettre en évidence le mode du montage du potentiomètre; La figure 5 est une coupe horizontale selon A-A de la figure 2; La figure 6 représente le dispositif de repérage, vu de coté; Les figures 7 et 8 représentent deux types de détec- teurs à palettes actuellement utilisés sur le marché A La figure 9 représente un détecteur à palette per- fectionné selon l'invention.; La figure 10 est un croquis à plus grande échelle représentant le profil du détecteur à palette représenté figure 9, avec, au-dessous sa courbe de sensibilité. Avec référence à la figure 1, le dispositif de repérage de niveau comprend une sonde 1 constituée par une tige verticale 2 portant, à son extrémité inférieurejune palette de détection de niveau 3 et qui passe, dans sa 247630O 4 - partie supérieure, au travers d'un perçage 4 ménagé dans une traverse horizontale 5. La fixation de cette tige 2 dans la traverse 5 peut être réalisée grace à une vis à tète moletée 6 venant se fixer dans la traverse 5. La traverse 5 est elle-même solidarisée au moyen d'un montage similaire (perçage 7, vis moletée 8) à une colonne verticale 9 montée coulissante dans une glissière (représentée schématiquement en traits interrompus) montée fixement à l'intérieur du bottier 11 du dispositif. A proximité de cette glissière 10 et à l'intérieur du bottier 11,est montée pivotante une tige filetée verti- cale 12 entraînée, à partir d'un volant de maneeuvre 13, par l'intermédiaire de deux pignons hélicoïdaux 14, 15 dont l'un est solidaire de la tige filetée 12. Cette tige 12 pourrait également être entraînée à partir d'un moteur télécommandé 16 (représenté en traits interrompus). Par ailleurs sur ia partie inférieure de la colonne 9 est monté un écrou débrayable 17 commandé par une tige 18 actionnable par un bouton 19. - Sous la commande de cette --tige 18, ltécrou débrayable 17 peut prendre deux positions à savoir: - une position embrayée dans laquelle il coopère avec la tige filetée 12,de sorte que la rotation de la tige filetée 12 entraîne un coulissement axial de la colonne 9, et - une position débrayée dans laquelle les filets de l'écrou 17 sont dégagés du filetage de la tige filetée 12, de sorte que la colonne 9 peut coulisser librement dans sa glissière 10. L'extrémité inférieure de la colonne 9 est reliée, grâce à une pièce de liaison 20,à une courroie crantée 21 montée sur deux galets 22, 23 dont l'un, le galet 22 entraîne un potentiomètre 24 qui fournit en conséquence, à tout moment, une tension représentative de la position de la colonne 9. Les figures 2 à 6 ne font que préciser des détails d'exécution d'un mode de réalisation d'un dispositif de repéra-, de niveau fonctionnant sur un même principe que celui représenté figure 1. ^inrsi, dans ce dispositif, d'une façon analogue à celle précédemment décrite, un volant de manoeuvre 13 commande la rotation d'une tige filetée 12 par l'intermé- diaire de pignons hélicoïdaux 14,15. Sur cette tige filetée 12 engrène un écrou débrayable 17 (figure 5) qui ne comprend qu'une fraction de filet 25 et est commandé au moyen d'une tige verticale 18 excentrée actionnée par un bouton t9. L'écrou 17 est monté coulissant avec rappel par ressort dans un bottier 26 qui est lui même solidaire d'une colonne verticale 9 par l'intermédiaire d'une plaque 27, laquelle est bloquée en rotation par l'intermédiaire d'un roulement à billes 28 coopérant avec un chemin de eroulement solidaire du corps de l'appareil. Sur cette colonne verticale 9, qui coulisse entre deux paliers 30, 31, est fixée une traverse 5 qui porte e son aut.r,e extrémité la sonde 1 dont la position en hau- teur est réglable au moyen de la vis à tête moletée 6. Sur la plaque 27 vient se fixer grâce à une vis 32 (figure 5) une courroie crantée 21 qui engrène sur deux manchons dentés 22,23, qui tournent librement dans des rou.lem;nts à billes. A l'intérieur du manchon 22, est prévu imn alésage recevant l'extrémité de l'axe 24' du poten- "i>îulitre 24, l'axe étant immobilisé par une vis 33. Le corps du potentiomètre 24 est bloqué en rotation par une pla- quette 34 elle-même empochée de tourner par un ergot 35 (figure 4). On notera, quepar cette disposition, le potentiomètre 24 ne subit aucune contrainte qui pourrait être créée par un mauvais alignement de l'axe 24' puisqu'il est suspendu sur un axe 24' et seulement maintenu en rotation. Par ailleurs, du fait que le potentiomètre 24 ne peut pas accepter une vitesse de rotation élevée (supé- rieure à 300 tours par minute), ce qui serait le cas si on débraye l'écrou 17 lorsque l'équipage mobile est en position haute, du fait du mouvement uniformément accéléré 2476307. -6- de descente dû au poids de cet équipage, on a prévu un limiteur de vitesse. Ce limiteur se compose d'une cloche cylindrique 51 solidaire du bâti par deux vis 52 et concentrique avec ltaxe du galet inférieur 23. Sur ce galet 23 est fixée une pièce cylindrique 53 munie de deux axes 54 qui retiennent deux masselottes 55 dont le poids est calculé de telle manière qu'au cours de la descente l'effort centrifuge les applique fortement sur la face interne de la cloche 51 provoquant un effort normal et par conséquent une réaction de frottement s'opposant au mouvement et en tout cas limitant la vitesse maximum de descente des parties mobiles verticalement. Un ressort de rappel maintient les deux masselottes éloignées de la cloche lorsqu'on utilise l'appareil en mesureafin dfléviter un frottement parasite. Le dispositif de repérage de niveau précédemment décrit, comporte, en outre, un bottier de commande 36 dans lequel est l3gée toute la partie électronique et, en particulier, un dispositif pour diviser en partie égale un segment de longueur variable du type de celui décrit dans la demande de brevet FR 77 39 839 du 30 Décembre 1977,aunom de la Demanderesse.La face avant 37 de ce boîtier de commande 36 compore les afficheurs 1uwLnescents 38 (f%-ure 6) doenant la numératni on parties de mlange, un bouton de comptage 39 commandant le potentiomètre 40 de réglage d'amplification prévu pareple pour qu'il affiche 1000 divisions pour 10 tours du poten- tiomètre, et un bouton 41 qui effectue la commande d'un potentiomètre 42 servant à la remise à zéro, en fin de course. Cette face avant comporte en outre une plaque photogravée 43 comportant un tableau à deux entrées don- nant le nombre de graduations du potentiomètre d'amplifi- cation pour différentes quantités de mélange à préparer et ce, en fonction du diamètre du récipient de dosage. Ainsi, pour effectuer un dosage, l'opérateur ayant à préparer une certaine quantité de produits, sélectionne sur la plaque photogravée 43, en regard de la quantité à préparer, le diamètre du récipient le plus convenable ainsi que l'indication du réglage correspondant pour le - 7- potentiomètre d'amplification 40. Ensuite, il place le récipient sur l'appareil, remonte la sonde 1 d'une quantité suffisante et rebloque celle-ci provisoirement avec le bouton moleté 6. Puis, en action- nant le bouton de débrayage 19, il laisse redescendre l'ensemble de la traverse 5 et de la colonne 9 jusqu'en fin de course basse. Il ajuste ensuite le compteur 38 à zéro au moyen du potentiomètre 42, et enfin, en débloquant le bouton moleté 6, il laisse descendre la sonde 1 et la palette 3, jusqu'au fond du récipient. L'appareil se trouve donc réglé à la position zéro. Il suffit ensuite de manoeu- vrer le volant 13 jusqu'à l'indication correspondant à la première quantité de produit à mélanger qui apparait sur les afficheurs luminescents 38. Ltopérateur verse alors, avec les précautions voulues, le liquide dans le récipient jusqu'à observation d'un flash sur la pointe dé la palette 3, et, ensuite, en ver- sant très doucement, jusqu'à ce que l'on atteigne le trait 48 gravé sur cette palette. On procède ensuite au réglage de la deuxième quantité, et ainsi de suite, jusqu'à la division 1000, ou plus, selon les réglages de l'appareil. Comme précédemment mentionné le détecteur de niveau disposé à l'extrémité inférieure de la sonde peut consis- ter en une palette permettant d'indiquer à l'opérateur t a) qu'il approche du niveau final, b) qu'il atteint le niveau final. A cet effet, les palettes comportent une protubérance occasionnant un préflash capillaire très visible à l'oeil nu, et, quelques millimètres plus haut, une confor- mation 46 permettant d'obtenir un deuxième flash capillaire (figure 7), soit une montée progressive 47, jusqu'à un repère gravé 48 (figure 8). L'invention propose, en vue d'augmenter la précision de cette détection, un perfectionnement consistant à obtenir une sensibilité variable et progressive depuis le moment o la protubérance 45 a provoqué un préflash, jusqu'au moment o il atteint le niveau définitif (figure -8 - 9). A cet effet, la palette comprend, dans sa bordure inférieure adjacente à la protubérance, une portion cir- culaire Ab de rayon R et de centre X suivie d'une portion droite BCD inclinée par rapport à l'horizontale, la droite XB étant perpendiculaire au segment BD (figure 10). A titre d'exemple, on constate sur le croquis repré- senté figure 10 à l'échelle 5, que dans la première partie de la palette, la sensibilité (courbe 49) corres- pond à environ 2,4 mm de déplacement horizontal du point de contact pour 1 mm d'élévation du niveau de liquide (parties A'B' de la courbe de sensibilité). Par contre, dans B', CI, D', on constate qu'une élé- vation de liquide de 0,1 mm correspond à un déplacement horizontal du point de contact de 2,5 mm, soit 10 fois plus que précédemment. Il en résulte qu'avec un opérateur moyennement entrat- né, on peut très facilement apprécier une différence de niveau de un dixième de millimètre et même un déplacement de niveau lorsque le point de contact se situe dans la partie CD de la palette. 9 9- REVENDICATIONS 1.- Dispositif de repérage de niveau caractérisé en ce qu'il comprend une sonde 1 portant à son extrémité inférieure un détecteur de niveau et qui est montée avec possibilité de réglage en hauteur sur un élément de support 5 soli- daire d'une colonne verticale 9 coulissant axialement dans une glissière 10 fixée dans le corps du dispositif, - une tige filetée verticale 12 montée pivotante dans ledit corps à proximité de ladite colonne 9 et pou- vant être entraînée en rotation au moyen d'un dispositif d'entraînement commandable manuellement, - un écrou débrayable 17 axialement solidaire de la susdite colonne 9 et qui, sous l'effet d'un dispositif de commandepeut prendre deux positions à savoir: - une position embrayée dans laquelle les filets de l'écrou 17 coopèrent avec le filetage de la tige filetée 12,de manière à obtenir un déplacement axial de la colonne 9, lors de la rotation de la tige filetée 12, - une position débrayée dans laquelle les filets de l'écrou 17 sont écartés du filetage de la tige filetée 12, cette position débrayée autorisant un libre coulissement de la colonne 9 dans sa glissière 10. - et un dispositif de transmission assurant la com- mande d'un potentiomètre 24 en fonction de la position de ladite colonne. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de transmission consiste en un système mécanique X action positive tel qu'une courroie crantée 21 ou une chaîne sans fin, s'étendant parallèle- ment à ladite colonne et montée sur deux galets 229 23 dont l'un entraîne le potentiomètre 24, ladite courroie ou ladite chaîne étant entraînée par ladite colonne 9,au moyen d'une pièce de liaison 20. 3._ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'un 22 des deux susdits galets comprend un alésage dans lequel s'engage et est fixée l'extrémité de l'axe 24t du potentiomètre 24, et en ce 4 476 307 - 10 - que le corps du potentiomètre 24 est bloqué en rotation, par une plaquette 34, elle-même empêchée de tourner par un ergot. 4.- Dispositif selon l'une des revendications précis dentes, caractérisé en ce que l'écrou 17 est monté coulissant avec rappel par ressort dans un bottier 26 qui est lui-même solidaire de la colonne verticale 9 par l'intermédiaire d'une plaque 279 laquelle est bloquée en rotation par l'intermédiaire d'un roulement à billes 28 coopérant avec un chemin de roulement solidaire du corps de l'appareil. 5.- Dispositif selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que sur le manchon denté 23 est monté un dispositif limiteur de vitesse. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le susdit dispositif limiteur de vitesse com- prend, fixée sur le bâti, une cloche concentrique à l'axe du manchon 23, en ce que sur le manchon 23 est fixée une pièce cylindrique 53 munie de deux axes 54 qui retiennent deux masselottes 55 rappelées par ressort et qui en tournant viennent s'appliquer fortement sur la face interne de la cloche sous l'effet de la force centrifuge. 7.- Dispositif selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le détecteur de niveau peut quant à lui consister en une palette comportant dans sa bordure inférieure une protubérance prévue de manière à provoquer, lorsqu'elle rentre en contact avec le liquide, un pré-flash capillaire, et une partie inclinée portant un repère indiquant le moment oi le liquide atteint le niveau définitif. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la palette comprend dans sa bordure inférieure adjacente à la protubérance, une portion circulaire AB de rayon R et de centre X suivie d'une portion droite BCD inclinée par rapport à l'horizontale, la droite XB étant perpendiculaire au segment BD.