Brevet FR2479465A1 — publié le 19811002

La présente invention concerne un dispositif indi- cateur optique, notamment pour actionnement pneumatique, comportant dans un boitier une partie fixe réfléchissante et visible de l'extérieur et une partie d6plaçable relati- vement à la première sous l'effet d'un changement d'état dans l'espace à surveiller, par exemple une augmentation de pression, et qui, lors de son déplacement, modifie la qualité de la lumière incidente. Les dispositifs indica- teurs de ce type sont utilisés par exemple dans des systè- mes de commande ou il s'agit de rendre perceptible l'ap- parition de signaux, ordres ou informations en retour. L'invention vise à remédier aux inconvénients des dispositifs connus du même type en en réalisant un qui, tout en étant d'une fabrication peu coûteuse, présente un faible encombrement et peut être utilisé pour des plages de pression très étendues. A cet effet, le dispositif selon l'invention com- porte, d'une part, un cylindre de guidage, dont la partie qui saille à l'extérieur a la forme d'un chapeau fait d'u- ne matière transparente, et, logé dans ce cylindre, un é- lément intérieur fixe, dont l'extrémité qui fait face au chapeau est en forme de pointe et rendue réfléchissante, puis, d'autre part, un piston guidé dans le cylindre de façon à pouvoir exécuter un mouvement alternatif dans le sens axial, qui est lié cinématiquement sans serrage à un manchon de protection entourant l'6l6ment intérieur et guidé dans le cylindre. L'ensemble peut être agencé en outre de façon que le corps de l'élément fixe soit formé par un tube dans lequel est guidé un ressort de rappel qui prend appui par une de ses extrémités contre la zone de transition entre le tube et la pointe de l'élément in- térieur fixe et, par son autre extrémité, contre la paroi en bout du manchon tournée vers le piston, la pointe de l'élément intérieur étant formée d'un corps principal à peu près cylindrique et de la pointe proprement dite en forme de solide de révolution qui va se rétrécissant vers son extrémité libre et qui est rendu réfléchissant, et dont la génératrice- peut être une courbe dont la concavité est tournée vers l'extérieur, par exemple une hyperbole, une parabole ou une partie d'ellipse. Ce dispositif indicateur nouveau se distingue par son faible encombrement, il convient pour une plage de pression très étendue, le frottement entre les éléments qui le constituent est minime, le coût de sa fabrication est modique, car on peut mouler par injection la plupart de ses éléments intérieurs. Le montage aussi est simple et, dans une certaine mesure, exempt de tout risque d'erreur; il est pratiquement impossible d'égarer l'une ou l'autre pièce--en cours de montage. Au total, il convient pour les gros dis- positifs de commande, o les arrivées d'informations en retour et les départs d'ordres et de signaux doivent être affichés en permanence, la possibilité de monter un grand nombre d'appareils indicateurs sur un socle de dimensions relativement faibles étant essentielle pour une utilisation avantageuse de ce dispositif. Pour des raisons de montage, ainsi que de fabrica- tion, il est particulièrement avantageux que le cylindre de guidage soit formé de deux moitiés assemblées par exem- ple-par vissage, dont l'une est fermée à son extrémité li- bre par le chapeau de matière transparente, l'autre étant fermée, à son extrémité libre également, par une paroi en bout qui porte le raccord par lequel l'intérieur du cylin- dre communique avec l'espace à signaler, c'est-à-dire par lequel les ordres et les signaux en retour peuvent péné-- trer à l'intérieur du cylindre pour que leur existence ou leur formation puisse se manifester sous une forme visible. C'est dans ce même but de faciliter le montage et de sim- plifier la construction qu'une autre caractéristique de 1' invention consiste en ce que le manchon est formé de deux moitiés de diamètres différents, placées l'une à la suite de l'autre dans le sens axial, raccordées l'une à l'autre par un épaulement et dont celle associée à la pointe de l' élément intérieur fixe est celle qui a le plus grand dia- mètre et entoure à une certaine distance le tube du dit é- lément, ainsi que sa pointe, qui est avantageusement plus large que le tube, tandis que lvautre moitié de manchon a un plus petit diamètre, qui n'est que légèrement supérieur à celui du tube. L'ensemble peut âtre age&c& de façon que la moitié de cylindre qui porte le chapeau de matière transparente présente vers le mil]en de sa longueur uné- paulement intérieur contre lequel prend appui l'épaulement qui forme la transition entre lez deux moitiés de manchon lorsque ce dernier est ean position d'attente, la moitié de le cylindre qui porte le chapeau tr'ansparent étant avantaseu- sement munie, près de 1épau:lements d'un orifice radial de décharge qui sert à l'évacuation de l'air contenu dans le cylindre. 0n obtient un mode de fonctionnement particulière- ment simple et avantageux lorsque E'll6ment intérieur fi- xe et le manchon qui,41 eutourvi sont disposés l'un relati- vement & l'autre de façon qu'en position de départ, le manchon, sous l'action du ressort de rappel, libère entiè- rement ou presque la pointe de l'élément intérieur fixe et, en position de travail, lorsque le dispositif réagit A un changement d'état, par exemple une augmentation de pres- sion, la recouvre entièrement ou presque. Pour simplifier le montage, il peut- tre avantageusement prévu que la moi- tié de cylindre qui porte le chapeau de matière transpa- rente présente dans la zone de son extrémité avant, de pré- férence dans celle de son raccordement au chapeau, un é- largissement de sa paroi en forme de bride saillant radia- lement vers l'extérieur, cette même moitié de cylindre por- tant avantageusement sur sa face périphérique un ressort de compression hélicoïdal qui est avantageusement maintenu entre la face en bout libre de la moitié de cylindre qui est vissée sur l'autre et l'élargissement de paroi en for- me de bride sur la moitié de cylindre vissée dans l'autre, l'ensemble étant agencé de façon que lersque le dispositif est monté sur une paroi formant support, son extrémité qui porte le chapeau saille à l'extérieur de cette paroi par un trou ménagé à cet-effet dans celle-ci, l'élargissement en forme de bride prenant appui de l'extérieur contre cet- te paroi, tandis que le ressort de compression s'appuie, par une de ses extrémités, contre l'autre face de la paroi et, par son autre extrémité, contre la face en bout libre de la moitié de cylindre qui se viasse sur l'autre. Pour monter le dispositif sur la paroi support, on enfile tout d'abord dans le trou la moitié de cylindre qui se visse dans l'autre jusqu'à ce que la partie élargie en forme de bride vienne en appui contre la face externe de la paroi, puis on enfile de l'extérieur dans cette moitié de cylin- dre le manchon et l'élément intérieur fixe contenant le ressort de rappel, après quoi on met en place le chapeau de matière transparente et, de l'intérieur, on enfile sur cette moitié de cylindre le ressort de compression et on visse sur elle l'autre moitié de cylindre contenant le pis- ton et les autres pièces intérieures. Le montage est ainsi considérablement simplifié, il est dans une certaine mesu- re exempt de risques d'erreur et il ne peut pratiquement pas arriver qu'une pièce s'égare en cours de montage. Il va de soi qu'il permet aussi un gain de temps appréciable. De toute façon, l'invention sera bien comprise A 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, dont l'unique figure est une vue en coupe longitudinale, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif. Le dispositif indicateur optique selon l'invention qui est représenté dans la figure et est destiné notam- ment a être associé à un système d'actionnement pneumati- que est du type de ceux qui comportent dans un botiier une partie fixe réfléchissante et visible de l'extérieur et une partie déplaçable relativement à la première sous 1' effet d'un changement d'état-dans l'espace à surveiller, par exemple une augmentation de pression, et qui, lors de son déplacement, modifie la qualité de la lumière inciden- te. Le dispositif représenté comporte un cylindre de guidage 1, qui appartient au groupe des parties fixes et dans lequel est prévu un élément intérieur fixe, et un piston 5, qui sert deélément mobile et qui est guidé dans le cylindre de façon à pouvoir exécuter un mouvement al- ternatif dans la direction de l'axe du dispositif, maté- rialisée par les flèches,9 piston qui est lie cinémati- quement sans serrage à un manchon 6, lequel entoure l'élé- ment fixe 2 et est guidé aussi dans le cylindre. Le cylindre de guidage 1, dont la partie qui saille à l'extérieur a la forme d'un chapeau 2 en matière trans- parente, comme il sera expliqué plus loin en détail, est formé de deux moitiés la, lb qui, dans la forme d'exécution représentée, sont assemblées par vissage et dont l'une la est fermée à son extrémité libre par le chapeau transpa- rent, tandis que l'autre lb est fermée, à son extrémité libre également, par une paroi en bout 14, qui porte le raccord 15, par lequel l'espace à surveiller - d'o pro- viennent les signaux, ordres ou informations en retour - peut communiquer avec l'espace intérieur 16 du cylindre. Le chapeau transparent 2 et la paroi en bout 14 sont assem- blés avec leur moitié de cylindre respective par emmanche- ment dur ou d'une manière analogue, par exemple encliqueta- ge ou clipsage. Le corps de l'élément fixe 2 est constitué par un tube 9, dans lequel est guidé un ressort de rappel 7Z, qui est conformé par exemple en ressort hélicoïdal et agit dans le sens axial, et qui prend appui, d'une part en 8, dans la zone de transition entre le tube 9 et la pointe 4 de l'6lément fixe, et, d'autre part, contre la pa- roi en bout 10 du manchon qui est tournée vers le piston et qui présente un alésage central 31, dont le diamètre est inférieur à celui du ressort 7 et dont la présence s' explique principalement par des raisons de commodité de fa- brication, notamment lorsque cette pièce est en matière plastique, pour faciliter le démoulage. Comme il a été dit plus haut, l'élément fixe comporte dans la zone du chapeau 2 une pointe 4, rendue réfléchissante, qui est plus large que le tube 2, comme le montre clairement la figure. Cette pointe 4 comprend un corps principal 4a, de forme à peu près cylindrique, et la pointe proprement dite 4b, qui a la forme d'un solide de révolution dont la section va se rétrécissant vers l'extrémité libre et dont la génératrice est une hyperbole, une parabole ou une partie d'ellipse. L'extrémité libre 12 de la pointe prend appui dans le fond d'une cavité 13 de la face interne du chapeau 2. Le piston 5 de la partie mobile du dispositif indi- cateur a la forme d'un cylindre plein, dont la face en bout tournée vers le manchon 6 présente un évidement cylin- drique 11 d'un diamètre supérieur à celui du manchon, évi- dement dans lequel vient se loger une extrémité de ce der- nier. Au piston est associée une bague d'étanchéité 19 en forme de joint torique, qui prend appui contre une paroi annulaire 17 saillant radialement vers l'intérieur du-cy- lindre vers le milieu de la longueur de la moitié de cylin- dre lb munie de la paroi en bout 14, et contre laquelle vient porter le piston 5 dans sa position avancée (dans la figure, le piston est représenté dans sa position de re- cul, dans laquelle il est maintenu par le ressort de rap- pel 7). Sur l'autre face de la paroi annulaire 17 s'appuie l'extrémité intérieure 18 de la moitié de cylindre la qui porte le chapeau transparent 2. Le joint torique sert à isoler du reste de l'intérieur du cylindre l'espace 32 si- tué en arrière du piston lorsque celui-ci a été amené en position avancée par de l'air comprimé. Le manchon 6 est formé lui aussi de deux moitiés 6a, 6b, qui se succèdent dans le sens axial, ne forment qu'une seule pièce et ont des diamètres différents, la moitié 6a associée à la pointe 4 de l'élément intérieur fixe 3 ayant un diamètre supérieur à celui de la moitié 6b. La transi- tion entre ces deux moitiés de manchon forme un épaulement 20. La moitié 6a de plus grand diamètre entoure à une plus grande distance le tube 9 de l'élément fixe et à une plus petite distance la pointe 4, plus large que le tube, de cet élément. La moitié 6b a un diamètre qui est inférieur à celui de l'autre moitié 6a et qui n'est que légèrement supérieur à celui du tube 9. L'épaulement 20 entre les deux moitiés de nmanchon 6a et 6b est dans la position d-'atten te du manrchon, e butte contro un épaulement int6rieur 21, du cylindre, situ6 vorr' le milieu do la lomueur de la moitié de cylindre laqui porte le chapeau transparent Cette moiti6 de cylindre la prIsento a peu prèe au niveau de cet epaulemient unerLsice de decarge 27 par lequel s' évacue l'air en excèS ntre le cahpeau et le piton lors- que celui-ci s'enfonce dans le cylidreo L'élément fiîxe 2 et le machon 6 ont approxdmative- nment la mee leongueur et ils 3ont disposs l'un relative- ment à l'autre de telle façon que le sanchon maintenu en position ae départ par le ressort de rappel z libre com- plètement ou presque la pointe % de Lelénoemnt fixOe, coe le montre la figure, tadis que das sa position de tra- vail, lorsque le dispositif rMaSIt aux signans., ordres ou informatîons en reteour, il l masque enti&rement ou pres- que. Ce masquage de la partie relechissante de l'6lment fixe intérieur produib des effets optiques qui indiguent l'arrivée ou le depart de sigpaux on d'ordres0 Cet effet optique peut être encore renefoe n dora3t une couleur différente a la partie anterieure du manchon, par exemplee La moitie de cylindre la qui porte le chapenn trans- parent 2 est onfoncée dans l'autre moitié lb, dans laquel- le elle se visse. Ce fait et celui que cette noitié de cy- 23 lindre la présente, dans la zone de son extrémité avant, donc dans celle de son raccordement avec le chapeau 29 un 6élargissement 22 de sa paroi en forme de bride saillant radialement vers l'extérLeur, auquel on peut donner en ou- tre une feorme hexagonale, pac eneple, contribuent à sima plifier le montage. Y contribue aessi un ressort de com- pression M conformé en ressort hlicordal et perté par la face p6riphérique de la moitîi de cyliade la mie du chapeau, ressort qui est maintenu entre la face en bout 24 tournée vers le chapeau de la moiti6 de cylindre lb qui se visse sur l'autre et l'1élargissement 22 de la paroi de cette autre moitié de cylindre, l'ensemble 6étant agencé de façon que lorsque le dispositif est monté sur une paroi formant support, Dl 'extrémit& munie du chapeau 2 saille vers l'extérieur par un trou 26 de;cette paroi, l'élargis- sement 22 en forme de bride prenant appui de l'extérieur sur cette dernière, tandis que le ressort 23 s'appuie, par une de ses extrémités, contre l'autre face de la paroi 2, la face 25a, et, par son autre extrémité, contre la face en bout 24 de la moitié de cylindre qui se visse sur l'au- tre. On obtient ainsi, en même temps qu'une simplification du montage, une fixation solide du dispositif indicateur selon l'invention, le ressort de compression t remplis- sant en outre la fonction supplémentaire de servir de bu- tée pour la moitié de cylindre lb lors de son vissage sur l'autre moitié la et d'empêcher ainsi qu'elle obture l'o- rifice de décharge 27. Pour monter le dispositif selon 1' invention sur la paroi support 25 on procède de la maniè- re suivante: On enfonce tout d'abord la moitié de cylindre la de l'extérieur de la paroi et par son extrémité au chapeau dans le trou 26 Jusqu'à ce que l'élargissement en forme de bride-22 vienne en butée contre la face externe de la paroi. On introduit ensuite de l'extérieur dans cette moi- tié de cylindre le manchon 6, l'élément fixe 3 qu'il en- toure et le ressort de rappel Z contenu dans le tube de celui-ci jusqu'à ce que les épaulements 20 et 21 viennent en appui l'un contre l'autre. On monte ensuite le chapeau transparent 2, de sorte que le dispositif est désormais fermé vers l'extérieur. Puis on visse l'autre moitié de cylindre lb, contenant le piston 5 et le reste de l'équi- pent intérieur, dont le cas échéant, le ressort de rappel, sur la moitié de cylindre la déjà en place. Gr&ce à cet agencement, les divers éléments intérieurs et autres piè- ces du dispositif sont pratiquement imperdables. Le cylindre de guidage peut être en métal, les élé- ments intérieurs étant en matière plastique, ce qui permet d'obtenir un prix de revient particulièrement bas. Il est avantageux que l'avant du manchon soit transparent et a- voir une couleur spéciale, avantageusement phosphorente. dP - REVENDICATIONS - 1.- Dispositif indicateur optique, notamment pour actionnement pneumatique, comportant dans un boîtier une partie fixe, réfléchissante et visible de l'extérieur, et une partie déplaçable relativement à la première sous l'ef- fet d'un changement d'état intervenu dans l'espace à sur- veiller, par exemple une augmentation de pression, et qui, lors de son déplacement, modifie la qualité de la lumière incidente, caractérisé en ce qu'il comporte,d'une part, un cylindre de guidage (1), fait par exemple de métal, dont la partie qui saille à l'extérieur a la forme d'un chapeau (2) et est faite dL'une matière transparente, et, logé dans ce cylindre, un élément intérieur fixe, fait par exemple de matière plastique, dont l'extrémité qui fait face au chapeau est en forme de pointe (4) et rendue réfléchissan- te, puis, d'autre part, un piston (5) guidé dans le cylin.- dre de façon à pouvoir y exécuter un mouvement alternatif dans le sens axial, qui est lié cinématiquement sans ser- rage à un manchon (6) entourant l'él-ément intérieur et gui- dé dans le cylindre. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le corps de l'élément fixe (3) est conformé en tube (9) dans lequel est guidé un ressort de rappel (7) qui prend appui par une de ses extrémités contre la zone de transition entre le tube et la pointe de l'élément inté- rieur fixe et, par son autre extrémité, contre la paroi en bout du manchon tournée vers le piston, la pointe (4) étant plus large que le tube (9). 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou la re- vendication 2, caractérisé en ce que la paroi en bout (10) du manchon (6) tournée vers le piston présente une ouver- ture centrale 431) dont le diamètre est inférieur à celui du ressort de rappel (7) et- en ce que le piston (5) a la forme d'un cylindre plein, dont la paroi en bout tournée vers le manchon (6) présente un évidement cylindrique (11), dont le diamètre est supérieur à celui du manchon et dans lequel vient se loger une extrémité de ce dernier. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations I à 3, caractérisé en ce que la pointe (4) de l'é- lément intérieur fixe (3) est formée d'un corps principal (4a) à peu près cylindrique et de la pointe proprement di- te (4b) en forme de solide de révolution qui va se rétré- cissant en direction de son extrémité libre et qui est rendu réfléchissant, la dite extrémité libre (12) prenant appui au fond d'une cavité (12) de la face interne du cha- peau (2). 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que le cylindre de guida- ge (1) est formé de deux moitiés (la, lb) assemblées par exemple par vissage, dont l'une (la) est fermée à son ex- trémité libre par le chapeau de matière transparente (2), tandis que l'autre est fermée, à son extrémité libre éga- lement, par une paroi en bout (14) qui porte le raccord (15) par lequel l'espace à surveiller communique avec 1' intérieur (16) du cylindre, le chapeau de matière trans- parente (2) et la paroi en bout (14) étant assemblées avec leur moitié de cylindre respective par emmanchement dur ou d'une manière similaire, par exemple par encliquetage ou par clipsage. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractéri- sé en ce que la moitié de cylindre (lb) qui porte la paroi en bout (14), porte aussi, vers le milieu de sa longueur, une paroi d'appui (17) qui saille radialement vers l'inté- rieur, contre laquelle vient s'appuyer l'extrémité inté- rieure (18) de la moitié de cylindre (la) qui porte le chapeau transparent (2) et contre l'autre face de laquelle est appliquée une bague d'étanchéité (19), par exemple un joint torique, contre lequel le piston (5) vient porter dans sa position avancée. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé en ce que le manchon (6) est formé de deux moitiés (6a, 6b) de diamètres différents, qui se suivent dans le sens axial et se raccordent l'une à l'autre par un épaulement (20), et dont celle associée Il a la pointe (4) de i1éliment intérieur fise (3) eat celle qui a le plus gra dianètre et Gntoure une certaine dis- tance le t be (9) de cet él6ent, aiai que sa poimte (4), qui est plus large que le tubo9 tandis que l'autre Wii.Ztié de manchon (6b) a zm plus petit dia&ire, qui n'est que t$- gèrement supérieur a celui du tube (9)q la rDitié de cylin- dre (la) qui porte le chapeau transparent (2) pr6sentant vers le milieu de sa longueur, par. exeEple' niveau dl un épaulement imérieur (21) un orifice radial de d&char- ge (27), l'épaulement (20) du mamzhon vanet en appui con- tre l'épaulement intieur (21) du cylinodre lorsque le an- chon est on position d'attente. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 a 79 caractéris eo ce qcue iêléement intérieur fïxe (3) et le manchon (6) qui l'entoure o4at approximati- vement la même longueur et sont disposés l'un relativement à l'antre de façon qu.en poîitiîo de départ, le wnchoz, sous l'action du ressort de rappel (7) lib(re la pointe (%) deo Lél&ment,ntr1ler fizov zowlàt6ent Ou presque, et, en position de travaM!! lorsqe le disposit r5agit à changement d état, recouvre entièrevent ou presque cotte pointe M4Y. 9.- Dis"osîtif selon ltie quelconque daes revendi- cations 5 a 89 caract6riúé en co qu9e la moitéi de cylindre (la) qui porte le chapeauA transparent (2) est enfoneeo dans l'autre moitié de cylindre ({1' et présente dams la sone de son extrémité a7ant avanaaensement dans celle de mon assemblage avec le chapeaui, uan lrgisseinent (22) de sa paroi en forme de bride avnelaire smllant vers 1'exté6 3Q rieur, qui peut avoir par exemple un contouL' he.goal. 10.- Dispositîf selon la reo tieo 9, cractéri sn en ce que la moitié de cylindre (la) mai est nuie da chapeau transparent (2) porte ar sa face púriphérique un ressort de compression (23) conformé en ressort hélicoldal, qui est maintenu entre la face en bout libre (24) de la moitié de cylindre (lb) qui ent vissée sur leautre et 1l élargissement en ferme de bride (22) de cette autre moitié, l'extrémité du dispositif munie du chapeau saillant, dans le cas d'un montage sur une paroi formant support (25), à l'extérieur de cette paroi par un trou (26) ménagé dans celle-ci et l'élargissement en forme de bride prenant ap- pui de l'extérieur contre cette paroi, tandis que le res- sort de compression (23) s'appuie, par une de ses extrémi- tés, contre l'autre face de la paroi et, par son autre extrémité, contre la face en bout libre (24) de la moitié de cylindre (lb) qui se visse sur l'autre. 11.- Dispositif selon la revendication 10, caracté- ris& en ce que le ressort de compression (25) sert de bu- tée pour la moitié de cylindre (lb) qui se visse sur l'au- tre lors de ce vissage et empêche qu'elle obture l'orifice de décharge (27). - 12.- Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 11, caractérisé en ce que pour -lemonter sur une paroi support (25) on enfonce tout d'abord dans le trou (26), de l'extérieur et par son extrémité opposée au chapeau (2), la moitié de cylindre (la) qui se visse dans l'autre moitié Jusqu'à ce que l'élargissement en forme de bride (22) vienne buter contre la face externe de la pa- roi, puis on enfile de l'extérieur dans cette moitié de cylindre (la) le manchon (6) avec l'élément intérieur fixe (3) et éventuellement le ressort de rappel (7), après quoi on met en place le chapeau transparent (2) et, de l'inté- rieur, on visse sur la moitié de cylindre déjà en place l'autre moitié de cylindre (lb) contenant le piston (5) et le reste de l'équipement intérieur.