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Contrôleur-enregistreur pour tous engins animés.
La présente invention a pour objet un contrôleur- enregistreur permettant l'inscription simultanée sur une bande enregistreuse unique ou sur un disque enregistreur unique de plusieurs graphiques correspondant chacun à une donnée du fonctionnement de la machine à contrôler, de façon à faciliter les comparaisons, et pour permettre de déduire aisément des tracés juxtaposés tous enseignements désirables.
Dans.la description qui va suivre, on examinera un appareil, donné à titre d'exemple, et représenté très schémtiquement, lequel comporte toutes les caractéristiques dont l'énumération suivra. On conçoit cependant qu'on pourra, sans sortir du cadre de l'invention, pourvoir un appareil du même genre d'un certain nombre seulement de ces particularités.
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Les contrôleurs-enregistreurs sont utilement appli- cables, de manière générale, à tous les engins animés. A titre d'exemple, on pourra mentionner comme applications principales, le contrôle du fonctionnement des véhicules automobiles, locomotives, ponts roulants, navires, avions, machines de travaux publics et de mines, machines à empaqueter, à laver, rincer, remplir, boucher et étiqueter les bouteilles, machines d'imprimerie et machines textiles, machines à ensacher, etc..
On peut constater que plusieurs des machines indiquées dans l'énumération ci-dessus sont susceptibles de fonctionner en marche avant et en marche arrière. Il faudra donc que le contrôleur-enregistreur qui comporte un totalisateur puisse fonctionner indépendamment du sens de marche pour éviter des "décomptes", et il sera également utile que les renversements de marche apparaissent sur les graphiques.
Il est encore désirable de disposer d'un moyen per- mettant de déceler les tentatives de fraude dont le contrôleur- enregistreur pourra être l'objet. L'appareil faisant l'objet de l'invention satisfait à ces exigences.
Il se caractérise essentiellement en ce que : l - il comporte un mécanisme d'horlogerie unique pour tous les enregistrements.
2 - sur les différents graphiques qu'il permet d'obtenir, les points marqués au même instant se trouvent soit sur une ligne droite transversale à la bande d'enregistrement, soit sur un rayon, s'il s'agit d'un disque d'enregistrement.
3 - les inscriptions ne peuvent apparaître sur le dispositif enregistreur que si l'appareil est fermé.
4 - l'ouverture de l'appareil est décelée par l'in- terruption simultanée du tracé de tous les graphiques.
5 - au cas où l'on utilise une bande enregistreuse, les inscriptions sont tracées sur la face interne de cette bande, laquelle entoure tout le mécanisme.
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6 - l'appareil étant complètement enfermé dans un boitier fermé à clé, des fenêtres éventuellement pourvues de systèmes optiques permettent au conducteur de lire les indications de l'appareil.
7 - des contacts électriques prévus dans le trajet de certains des organes enregistreurs provoquent l'allumage, à l'extérieur du boitier, d'une lampe de premier avertisse- ment et d'une lampe d'alarme.
Pour plus de clarté, dans les dessins annexés, les trois styles enregistreurs n'ont pas été représentés dans le même plan ni en ligne droite, bien que cette disposition soit adoptée, comme on l'a mentionné plus haut.
Les moyens mis en oeuvre en vue de l'obtention des résultats recherchés ont été, d'autre part, figurés de la manière la plus élémentaire, les détails constructifs de l'appareil pouvant naturellement varier sans qu'on s'écarte du cadre de l'invention.
On a choisi, comme exemple de réalisation décrit et représenté, un contrôleur-enregistreur à bande, pour véhi- cule automobile à moteur à explosions, devant fournir les indications suivantes :
1 - Temps de marche et d'arrêt du moteur.
2 - Vitesse instantanée du véhicule.
3 - Travail fourni, tant en marche avant qu'en marche arrière.
4 - Totalisation du trajet parcouru.
Outre les dispositifs permettant l'inscription ou l'indication de ces données l'appareil comporte également, en combinaison :
1 - Un tambour unique d'entraînement uniforme de la bande, ± mouvement d'horlogerie.
2 - Un dispositif tendeur de la bande enregistreuse.
3 - Des moyens de lecture des inscriptions, et des
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indications, l'appareil étant en fonctionnement.
4 - Des moyens de signalisation optique de premier avertissement et d'alarme.
5 - Des moyens permettant de déceler les tentatives de fraude.
On décrira-successivement, à l'appui des dessins annexés, les différents mécanismes ci-dessus énumérés. Dans ces dessins :
La figure 1 est une vue de face des quatre mécanismes indicateurs ou enregistreurs.
La figure la est une vue de profil partielle d'un détail de ce dispositif.
La figure lb est une vue de profoil partielle d'un autre détail du même dispositif.
La figure 2 est une vue en plan de l'objet de la figure 1, après suppression de certains organes.
La figure 3 montre de face le mouvement d'horlogerie, et le dispositif de tension de bande et d'indication des ten- tatives de fraude.
La figure 3a est une vue de profil partielle d'un. détail de l'objet de la figure 3.
La figure 4 montre un tronçon de bande enregistreuse, portant les graphiques tracés par l'appareil.
La figure 5 est une coupe verticale du boitier.
La figure 6 montre en perspective l'appareil décrit.
1 - Indication des périodes de marche et d'arrêt du moteur.
Un bec 1, taillé en biseau, fait saillie à l'intérieur de la tubulure d'échappement du moteur, son orifice oblique étant tourné à l'opposé du sens d'écoulement des gaz. En raison des températures élevées auxquelles il est exposé, une soudure à l'argent le fixe au raccord trois-pièces 2, prolongé par un tube de cuivre 3 formant une ou plusieurs spires. Ce tube 3 aboutit à un second raccord trois-pièces 4 par' l'intermédiaire
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d'un tronçon de tube souple 3' formé d'une matière isolante, telle que la "Durite". Le tube a été choisi en cuivre, et sa longueur a été augmentée par les spires, de façon à faciliter son refroidissement, et à lui conférer une certaine élasticité évitant sa rupture en service.
Le raccord trois-pièces 4 est fixé à une chambre 5, formée par un diaphragme ou membrane élastique très sensible 6, qu'un ressort taré 7 maintient à sa position moyenne. Au cen- tre du diaphragme est fixée une chape 8 articulée à une équerre 9 oscillant en 10. L'autre branche de l'équerre se termine en un crochet 11, engagé dans le perçage correspondant d'un levier 12 oscillant en 13, et portant à son extrémité libre un style 14 traçant sur la bande enregistreuse un graphique reproduisant les mouvements du diaphragme 6.
On comprend qu'à chaque échappement une pulsa- tion sera créée dans le tube 3, laquelle, transmise à la chambre 5, provoquera des déplacements du diaphragme dans les deux sens et, par l'intermédiaire du renvoi 9, 10, 11, 12, 13, le dépla- cement du style 14 sur la bande enregistreuse.
Le graphique tracé aura l'aspect de celui dési- goé en a à la figure 4, les portions droites figurant les pério- des d'arrêt du moteur.
On a jugé préférable de brancher la commande de ce dispositif sur la tuyauterie d'échappement, au lieu de la prévoir sur la tubulure d'admission, (commande déjà proposée), du fait que cette dernière solution présentait l'inconvénient de permettre des rentrées d'air préjudiciables. La disposition décrite constitue l'une des caractéristiques de détail de l'invention. On pourrait aussi envisager une commande prise sur la circulation d'huile, le graphique tracé représentant alors les alternances de pression d'huile, et d'absence de pression,
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en vue de la même indication.
2 - Vitesse instantanée du véhicule.
En un point convenable 15 de la transmission, par exemple à une prise de compteur de la boite de vitesse, on branche un câble souple 16, lequel est relié à un arbre 17 qui porte d'une part .une vis sans fin 18, et d'autre part une roue dentée 19.
Une autre roue dentée 20 engrène avec la roue 19.
Cette roue 20 est calée sur un arbre creux 21, monté dans des paliers appropriés. A son extrémité supérieure, l'arbre creux 21 porte deux consoles 22 dans lesquelles oscillent deux masse- lottes 23. Sur chacune des masselottes est fixé un levier 24, de courbure déterminée, agissant sur un champignon 25 prévu à l'extrémité d'une tige centrale 26, dont la longueur est nota- blement inférieure à celle de l'arbre creux 81. une autre tige 27 prolonge la tige 26, et se termine également par une tête ou champignon 28.
L'action des leviers 24 sur le champignon 25 provoque la rotation de la tige 26, indépendamment des mouvements longi- tudinaux qu'elle doit accomplir. Pour éliminer les frottements additionnels résultant d'une rotation analogue de la tige 27 et conformément à l'invention, on interpose entre les deux tiges 26 et 27, à l'intérieur de l'arbre creux 21, un chapelet de billes 29 qui ne transmettront à la tige 27 que les déplacements longitudinaux de la tige 26 dûs à l'action des masselottes s'é- cartant sous l'effet de la force centrifuge.
Une équerre 30 oscille en 31 sur le bâti de l'appareil.
La tête 28 vient agir sur un des bords de cette équerre. Un bord perpendiculaire à celui-ci porte à son tour contre l'extrémité d'un levier 32, qu'un ressort .de rappel 33 maintient en contact avec l'équerre. Le levier 32 est axé en 35. Son extrémité libre porte-.un style 34.
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La figure 4 montre en b la trace laissée par ce style. Sur ce tracé, la ligne droite de base indique la vitesse zéro, et le style s'écarte plus ou moins de cette ligne de vitesse nulle, au fur et à mesure que, la vitesse du véhicule croissant, les masselottes 23 s'écartent de leur position de repos, correspondant à la ligne de vitesse zéro.
39- Trajet parcouru par le véhicule,
Comme on l'a indiqué plus haut, l'arbre 17, outre la roue dentée 19, porte encore une vis sans fin 18, qui engrène avec une couronne de vis sans fin 36, calée sur l'arbre 37.
A son extrémité, l'arbre 37 porte une seconde vis sans fin 38, laquelle entraine une seconde couronne de vis sans Titi 39. Sur l'une des faces de cette couronne 39 est prévue une came à rampe circulaire 40. Sur l'autre face de la couronne 39 sont prévus deux ergots 41. La couronne 39 est montée sur l'axe 42. Un galet 43 tourne à l'extrémité d'un levier coudé 44, oscillant en 45. L'autre extrémité du levier 44 vient porter contre le bord d'un levier 46, oscillant en 47. Un ressort de rappel 48, fixé par une extrémité au bâti de l'appareil, repousee constam- ment le levier 46 dans le sens où celui-ci s'applique contre le levier coudé 44, assurant par conséquent le contact du galet 43 sur la rampe 40. L'extrémité libre du levier 46 porte un style 49.
Le véhicule étant en mouvement, la couronne 39 est mise en rotation grâce à la transmission décrite. On comprend qu'il est possible de choisir les rapports de transmission et le profil de la came 40 de telle manière que, dans le cas du camion automobile par exemple, une révolution de cette came corresponde par exemple à un trajet de 2 Km. On voit d'autre part que, pour une rotation complète de la came 40, le style 49 tracera sur la bande enregistreuse un trait ascendant par exemple, puis un trait descendant, chaque trait étant formé par un arc de cercle dont le centre est en 47. Chaque arc de cercle tracé, équivalant à un demi tour de rampe, représentera donc 1 Km.
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La figure 4 montre en c la trace du style 49 sur le papier. Si le véhicule effectue un trajet en marche arrière, on comprend que, toute la transmission tournant en sens inverse, le style rebrousse- ra chemin brusquement, et le début de la marche arrière sera décelé par un arc de cercle incomplet dans le graphique tracé, comme indiqué à la gauche de la figure 4. La fin de la marqhe arrière sera indiquée par un second trait de même nature. Dans l'exemple de la figure 4, le véhicule aura donc accompli un trajet d'environ 10 Km, en marche arrière.
4'- Totalisation du trajet parcouru.
On a vue que la couronne 39 portait sur l'une de ses faces deux ergots 41, Au cours de la rotation de cette couronne, lesdits ergots viennent rencontrer le linguet articulé 50 d'un levier coudé 51 axé en 52. L'autre bras du levier 51 porte un prolongement latéral ou oreille 53 portant sur le levier 54 d'un totalisateur décimal 55.
On comprend qu'à chaque tour de la couronne 39, les ergots 41 provoqueront deux fois l'oscillation du levire 51 autour de l'axe 52 et qu'en conséquence l'oreille 53 fera avancer de deux divisions le totalisateur 55. Il doit en être ainsi puisque chaque rotation de la couronne 39 équivaut, par construction, à 2 Km.
En cas de marche arrière, le sens de rotation de la couronne 39 est renversé, et les deux ergots provoquent alors l'oscillation du linguet 50 autour de sa charnière, de sorte que le totalisateur décimal n'est pas influencé.
S'il est désirable de totaliser les trajets en marche comme les trajets en marche avant, on disposera deux totalisateurs décimaux jumelés dont les dispositifs de commande seront opposés ou inversés, le linguet 50 de l'un des totalisateurs jouant libre- ment lorsque l'autre fera osciller la commande du totalisateur intéressé.
On décrira maintenant les dispositifs accessoires du contrôleur-enregistreur pris comme exemple de réalisation de l'invention.
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1 - 2 - 5 - Mouvement d'horlogerie unique, tendeur de bande, et dispositif permettant de déceler les tentatives de fraude.
Le mouvement d'horlogerie 56 est logé à l'intérieur du tambour 57 qu'il entraine. La bande enregistreuse 58 passe sur le tambour 57, et sur des galets de guidage fixes 59.
On voit que la bande est conduite immédiatement au-dessous des trois styles 14, 54 et 47. Une équerre 60 oscille autour d'un axe 61. La branche verticale de l'équerre 60 se termine en une rampe oblique 62. Un levier coudé 63 est axé en 64. La branche de ce levier voisine de l'équerre 60 comporte également une rampe oblique 65. A l'autre branche du levier 63 est articulée une biellette 66 reliant ce levier à une pièce os- cillante 67, mobile autour de l'axe 68. La pièce 67 porte un galet 69 tournant sur ltaxe 70. La bande enregistreuse, comme la figure 3 permet de le voir, passe à l'extérieur du tambour 57 et des galets 59, mais à l'intérieur du galet 69, qui joue le r8le de galet tendeur.
La porte ou le couvercle du boitier de l'appareil est pourvue sur sa face interne d'un doigt 71.
Le fonctionnement du mécanisme que l'on vient de décrire est le suivant :
Le tambour 57 étant en rotation, et le couvercle du boitier étant ouvert, si l'on referme ce couvercle, le doigt 71 viendra agir par son arête oblique contre l'extrémité de la branche horizontale de l'équerre 60 et provoquera l'os- cillation de cette branche vers le haut. De ce fait, la bande enregistreuse qui passe entre les trois styles 14, 34, 47 et la branche horizontale de l'équerre 60 formant pupitre se trouvera appliquée par celle-ci contre les styles, et les inscriptions pourront avoir lieu.
En même temps, la rampe oblique 62 viendra agir sur la rampe correspondante 65 du levier 63, de telle façon que, celui-ci oscillant autour de l'axe 64, le galet 69 sera déplacé vers la droite, c'est-à-dire dans le
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sens indiqué par la flèche de la figure 3, assurant ainsi la tension de la bande enregistreuse, et son entrainement régulier et continu par le tambour 57. C'est ainsi qu'on réalise le départ des enregistrements, obtenu dans l'appareil décrit, en refermant la porte ou le couvercle du boitier.
C'et encore à l'aide du même dispositif qu'on peut déceler les tentatives de fraude dont l'appareil a pu être l'objet, car on comprend qu'en cas d'ouverture de la porte le doigt 71 perdra le contact avec la pièce 60, et que celle-ci, ne faisant plus office de pupitre pour la bande enregistreuse, provoquera l'interruption simultanée des tracés des trois styles.
3 - Lecture des graphiques et des indications.
On a vu que les inscriptions, suivant l'une des caractéristiques de l'appareil faisant l'objet de l'invention, étaient tracées sur la face interne de la bande enregistreuse.
Cette solution permet une lecture facile des graphiques en ménageant une fenêtre 72 sur le couvercle du bottier.
On peut prévoir aussi un prisme où un miroir oblique 73, permettant les lectures à hauteur d'oeil, et même une lampe 74 éclairant en permanence la portion de la bande sur laquelle travaillent les styles. Eventuellement, des lentilles grossis- santes 75 seront disposées devant les fenêtres 72 (pour l'examen de la bande) et 76 (pour la lecture des chiffres du totalisa- teur décimal 55). Les différentes solutions proposées seront adoptées suivant l'inclinaison du rayon visuel du conducteur.
4 - Moyens de signalisation.
On prévoit deux lampes 77 et 78 visibles depuis l'extérieur, et de préférence différemment colorées, destinées à signaler au conducteur de la machine l'approche et l'atteinte d'une vitesse limite, par exemple.
Ces lampes sont branchées dans un circuit électrique quelconque, dont undes p$les sera relié au levier 33 dont @ l'écart angulaire est proportionnel à la vitesse de la machine.
@
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Ce levier 33 peut venir en. contact avec deux plots connectés respectivement aux deux'lampes 77, 78. La position 'des deux plots sur le trajet du levier 32 sera déterminée de façon que @ la première lampe 77, par exemple, indique l'approche de la limite de vitesse imposée, la lampe 78 s'allumant lorsque cette vitesse est atteinte.
On pourra substituer au dispositif de signalisation lumineux, un dispositif de signalisation sonore; les deux moyens de signalisation pouvant être aussi combinés.
On conçoit que des modifications constructives importantes seront nécessaires pour rendre l'appareil faisant l'objet de l'invention propre aux nombreuses applications dont il est susceptible, sans pour cela s'écarter du cadre de l'invention.
C'est ainsi que, si le moteur de la machine est un moteur électrique, alors qu'on n'a envisagé dans la descrip- tion qui précède que le cas du moteur thermique, le diaphragme 6 devra être remplacé par un dispositif électrique correspon- dant (électro-aimant ou solénolde) convenablement intercalé dans le circuit et agissant sur le style 14 au moyen d'un renvoi de mouvement analogue au mouvement décrit. Dans ce cas, la trace laissée par le style sur la bande ou le disque d'en- registrement, en cas de périodes de marche et d'arrêt succes- sives du moteur électrique, sera une succession de créneaux dont une ligne de base correspondra aux périodes de marche et l'autre ligne parallèle aux périodes d'arrêt. Le tracé sera analogue si l'on fait intervenir la pression d'huile comme moyen d'enregistrement.
On peut encore mentionner comme variante construc- tive la prévision, non pas d'une bande enregistreuse sans fin, comme décrit et représenté, mais bien d'une bande enregistreuse prélevée d'un rouleau de réserve passant autour du tambour du
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mécanisme dthorlogerie et venant s'enrouler sur un tambour récepteur. Dans ce cas, le rouleau de réserve serait monté en lieu et place de l'un des galets 59, en amont des trois styles enregistreurs. Il sera ainsi possible d'obtenir des enregis- trements s'étendant sur une période de temps plus longue que celle correspondant à la bande sans fin.