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Dispositif combiné de commande automatique et arbitraire
Les caractéristiques d'une installation mécani- que actionnée par de l'énergie peuvent être imposées auto- matiquement par un régulateur. Dans la plupart des cas connus, le régulateur est sensible à la vitesse, mais dans d'autres cas il peut être sensible à une pression, un voltage ou à une
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température par exemple. C'est dans ce sens Général que le terme régulateur sera utilisé dans la suite du présent mémoire.
Le rôle de ce régulateur consiste à actionner automatiquement au moins un organe de réglage conditionnant l'afflux d'énergie (intensité du courant électrique dans un moteur électrique,afflux du combustible à un moteur à com- bustion interne, angle de déphasage entre la tension et l'in- tensité du courant alimentant un moteur à courant alternatif) à la partie de l'installation qui transforme l'énergie reçue en puissance mécanique c'est-à-dire au moteur. Il est souvent utile de commander automatiquement et simultanément au moins deux facteurs de conditionnement de l'afflux d'énergie en actionnant deux organes de réglage ou plus.
La présente invention a pour objet un dispositif combiné de commande automatique et arbitraire actionné par un régulateur de type connu quelconque en fonction de l'é- nergie contenue dans ce régulateur, oomprenant un ou plu- sieurs éléments mécaniques placés sensiblement sous la com- mande automatique du régulateur,, un ou plusieurs autres élé- ments mécaniques et au moins un dispositif de liaison pour relier au moins un des dits éléments sous commande automa- tique à, au moins un des dits autres éléments, le dit dispo- sitif de liaison déterminant la position du dit autre élé- ment en fonction de celle du dit élément sous commande au- tomatique.
Ce dispositif de commande se distingue d'autres dispositifs connus par le fait qu'au moins un des dits dis-
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positifs de liaison comprend un accouplement découplable et qu'un mécanisme de commande arbitraire est prévu pour in- terrompre l'action du dit accouplement afin d'obtenir à vo- lonté la commande soit automatique, soit arbitraire d'au moins un des dits autres éléments.
Le dit accouplement peut être constitué par deux surfaces d'accouplement dont l'une est prévue sur un des dits éléments sous commande automatique, l'autre sur un des dits autres éléments et par un ressort de rappel capable de main- tenir en prise les deux dites surfaces d'accouplement qui sont conformes entre elles et déterminent sous l'action du dit res- sort une position relative univoque des deux dits éléments entre eux.
Des liaisons mécaniques individuelles peuvent être prévues pour relier individuellement les dits éléments sous commande automatique et les dits autres éléments à l'organe respectif d'une pluralité d'organes de conditionnement de 1' afflux d'énergie à un moteur.
Un premier élément mécanique peut consister en un premier levier fixé rigidement sur un arbre entraîné angulaire- ment par un régulateur de vitesse du moteur, un second ; élément mécanique peut consister en un. second levier monté librement sur cet arbre, les dites surfaces conformes de 1' embrayage pouvant être formées en V, et le ressort être de forme Hélicoïdale, le mécanisme de commande arbitraire pou- vant comprendre une pièce intermédiaire mobile munie d'ergots et un organe de manoeuvre de la dite pièce intermédiaire, ces
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ergots étant destinés à être amenés en prise avec le second levier pour interrompre l'action produite par le dit accou- plement.
Il peut comprendre deux vannes distinctes situées dans la conduite d'amenée des gaz frais à un moteur à combus- tion interne, alimenté par carburation pour régler d'une part le rapport du combustible à l'air du mélange du combustible et de l'air et d'autre part la quantité de ce mélange affluant dans l'unité de temps, les deux vannes constituant la dite pluralité d'organes de conditionnement de l'afflux d'énergie au moteur.
A titre d'exemple non limitatif, une forme du dispositif selon la présente invention sera décrite dans son application à un carburateur ou dispositif de métrage de combustible pour un moteur à combustion interne.
On peut dire qu'un grave défaut du métrage du combustible par carburateur connu est le manque partiel de la commande du rapport du mélange air-combustible, manque prove- nant des variations continuelles de la.relation liant la vites- se du moteur à la position de l'accélérateur; ainsi pendant les périodes transitoires de changement des conditions de travail du moteur, la pression dans la conduite d'amenée du combustible subit des variations qui ne sont soumises à aucun contrôle.
Beaucoup de carburateurs sont munis de dispositifs connus sous le nom de "compensateur"dont on peut dire qu'ils sont rudimentaires dans leur fonctionnement et qu'ils manquent souvent à leur devoir de maintenir le rapport air-combustible dans les limites requises pour la combustion efficace.
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Dans le brevet britannique No. 556.205 par exem- ple, des moyens ont été prévus dans le but de maintenir la relation correcte entre la vitesse du moteur et la position 'de l'accélérateur ou la vanne de l'accélérateur, maia aucun moyen n'a été prévu pour corriger la concentration du mé- lange lorsque la vitesse du moteur est élevée et que la puissance exigée est faible.
On a trouvé que si l'écoulement du combustible peut être empêché pendant le temps qu'on ralentit le mo- teur par une réduction de l'ouverture de l'accélérateur, on peut obtenir une économie considérable de combustible.
En application de la présente invention à ce cas du dispositif de métrage du combustible, des moyens sont pré- vus pour commander les éléments utilisés pour transmettre une partie au moins de l'énergie contenue dans un type d'ailleurs quelconque de régulateur sensible à la vitesse, aux éléments de réglage qu'il s'agit d'actionner automatiquement, soit aux éléments influençant le rapport du mélange air-combustible et l'afflux par unité de temps de ce mélange au moteur.
Le dessin annexé montre schématiquement et à titre d'exemple une forme de réalisation de cette application.
Les fig. 1 à 3 sont des vues en perspective.
La fig. 4 est une section partielle.
Les fig. 5 à 8 oorrespondent aux fig. 1 à 4 respectivement, mais pour une position différente du dis- positif de commande arbitraire.
Dans toutes les figures, les mêmes éléments
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sont représentés par les mêmes signes de référence.
Un axe 1 est actionne angulaire ment par un régu- lateur de vitesse d'un type connu, (non représenté) et il est muni d'un levier ± fixé sur lui de façon permanente, ce le- vier étant pourvu d'un moyeu 3. Dans un support fixe ± est logée une douille 5 autour de laquelle peut tourner librement une pièce intermédiaire 6 à trois bras. Un deuxième levier 7 semblable au levier 2 est muni d'un moyeu 8 percé d'un trou laissant passer l'axe 1. Une rainure en V G est prévue sur le moyeu 3 de façon à recevoir une arête en V R prévue sur le moyeu 8. Ces deux organes sont donc munis de surfaces con- formes qui peuvent être maintenues en contact l'une avec 1' autre par l'action du ressort de rappel hélicoïdal 2 s'ap- puyant sur l'extrémité de la douille 5 et sur le moyeu 8.
Ces deux surfaces, sous l'action du ressort, déterminent une po- sition relative univoque des deux leviers entre eux. Les deux bras horizontaux de la pièce intermédiaire 6 sont repliés transversalement de façon à former deux ergots 1,B pouvant entrer en prise avec le bord supérieur du levier 1.
12 représente schématiquement un carburateur muni de deux vannes papillons, un limiteur d'air 13 et un accélé- rateur 14 munis chacun d'un bras d'actionnement 15 respective- ment 16. Les lignes interrompues 17 et 18 représentent des tringles reliant le levier 2 avec le bras 15 et respectivement le levier 7 avec le bras 16.
Le bras vertical C de la pièce intermédiaire 6 est relié à une manette de commande D par une tringle repré-
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sentée par la ligne interrompue 19. Cette manette D repré- sente schématiquement une commande telle que celle de l'accé- lérateur d'un véhicule à moteur et qui peut être actionnée par le conducteur. Cette manette peut être placée dans une position donnée et y être maintenue par l'action d'un seg- ment à friction ou à crans S.
Le dispositif représenté fonctionne comme suit:
De par son montage, le levier 2 suit continuelle- ment le mouvement de l'axe 1 entraîné par le régulateur. Il faut pour cela naturellement que le régulateur soit oapable d'exercer sur l'axe! un couple suffisant pour surmonter les résistances offertes par la comrnande de l'organe 13 augmentée soit de la résistance offerte par la commande de l'organe 14 dans un cas, soit par le couple qu'est capable de transmettre le dispositif d'accouplement ou d'embrayage 9, G, dans 1' autre cas. Ce dernier couple doit à son tour être suffisant pour surmonter la résistance offerte par la commande de l'or- gane 13 augmentée de la résistance offerte par la commande de l'organe 14 mais insuffisant pour modifier la position de la manette D.
Ces différentes conditions peuvent être obtenues facilement en dimensionnant correctement le ressort 9, la rainure et l'arête en V.
En d'autres termes, si on désire qu'une séparation; des mouvements des deux leviers ait lieu lorsque la commande automatique a atteint une amplitude Prédéterminée (donnée nommément par la position des ergots ± et B de la fig. 3),
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le choix du ressort 9 permet de réaliser cette condition; il suffit en effet que le couple dont est capable l'embrayage soit inférieur au couple exercé par le régulateur.
Quand la manette D est déplacée dans le sens de la flèche de la fig. 6 d'une quantité suffisante, le levier 7 est incliné vers la gauche par rapport au levier 2. Ce mouvement produit un léger dégagement de l'arête hors de la rainure comme le montre la fig. 8, mais aussitôt que la ma- nette D est ramenée suffisamment en arrière, le levier 7 re- prend sa position relative par rapport au levier 2, l'arête du moyeu 8 étant de nouveau engagée à fond dans la fente du moyeu 3.Le limiteur d'air et l'accélérateur sont ainsi de nouveau solidaires et commandés par la seule action auto- matique du régulateur.
Quand la manette est maintenue dans une posi- tion telle que l'ergot A n'est pas engagé avec le levier 1 comme il est montré à la fig. 1, les leviers 2 et 7 peuvent être actionnés automatiquement par le régulateur, la position de ces leviers étant déterminée par la quantité d'énergie contenue dans le régulateur.
Si l'on désire enrichir le mélange dans le but d' accélérer le moteur, un mouvement de la pièce intermédiaire 6 dans le sens des aiguilles d'une montre fera que lorsqu'une pression est exercée par l'ergot B sur le levier 7, ce levier prenne une avance par rapport au levier 2, sous l'action du régulateur, reprendra sa position relative par rapport au
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levier 7 et en ce faisant il éliminera l'enrichissement créé pour l'accélération.
Lorsque pour réduire la vitesse du moteur on dé- sire fermer l'accélérateur, la pièce intermédiaire 6 est dé- placée de façon que l'ergot! entraine le levier 7. dans le sens contraire des aiguilles d'une montre; le ressort per- met le dégagement partiel de l'arête hors de la rainure, mais laisse le levier 2 sous l'action automatique. L'effet produit est une réduction de l'afflux du mélange air-combustible ou un arrêt total de l'affluxsuivant que peu ou respectivement pas de puissance n'est exigée au moteur.
:Pour simplifier, un accouplement découplable a , , été représenté, schématiquement et à titre d'exemple, monté sur un arbre entraîné par le régulateur et relié par une suite -de connexions mécaniques à l'organe de réglage à actionner.
Mais il est', bien entendu que sans sortir de l'esprit ni du cadre de la présente invention, un tel accouplement décou- plable peut être monté, à titre d'un autre exemple, sur 1' axe de la vanne de l'accélérateur. En effet, cet accouplement peut être situé n'importe où entre un élément sous commande automatique par régulateur et un autre élément qui doit être, à volonté, soit laissé sous commande automatique par régula- teur, soit actionné arbitrairement pendant le fonctionnement de la machine ainsi équipée.
Si, dans un autre dispositif on désire actionner un organe de commande unique, l'accélérateur d'un dispositif de métrage de combustible tel par exemple que celui décrit
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dans le brevet britannique No. 556.2o5, le mécanisme objet de la présente invention fournit le moyen d'actionner cet organe de commande d'une façon positive, c'est-à-dire indé- pendante du régulateur et dans les deux sens opposés. Pour obtenir ce résultat, le couple sensiblement constant que le dispositif d'embrayage est capable de transmettre doit être surmonté, tandis que si aucun dispositif flexible n'était prévu, le couple exercé pax le régulateur de vitesse, et qui varie très rapidement avec la vitesse du moteur, agirait intégralement sur le mécanisme de commande arbitraire et constituerait un sérieux handicap.
Une forme du dispositif de commande a été décrite à titre d'exemple dans son application au cas de la commande mixte, automatique et manuelle, d'un carburateur d'un moteur à combustion interne. Il est évident cependant que les élé- ments mécaniques décrits peuvent être disposés différemment ou avoir d'autres formes, c'est-à-dire qu'ils peuvent tous être remplacés par d'autres éléments mécaniques équivalents sans sortir de l'esprit de l'invention. En outre, il est évi- dent que,sans sortir du cadre de l'invention, le même mé- canisme ou un mécanisme semblable, soit en un mot les mêmes moyens peuvent être utilisés de façon répétée pour un type quelconque de commande d'une machine,
lorsqu'on désire combi- ner les caractères de la commande automatique d'un groupe d'organes de commande simultanément avec les caractères réultaut de la commande extérieure indépendante ou arbi- traire, d'un autre groupe d'organes de commande pendant une
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partie du temps au moins,.l'expression "arbitraire" étant prise'ici pour indiquer une commande quelconque actionnée de façon arbitraire, c'est-à-dire entièrement indépendante de l'action du régulateur. Un tel mécanisme peut être appelé "dispositif combine de commande automatique 'et arbitraire Il .
, Dans une'variante de la forme d'exécution décrite ci-dessus en référence au dessin annexe, on pourrait aménager une butée à position réglable limitant à une valeur prédé- 'terminée désirée l'amplitude du déplacement angulaire relatif entre les leviere 2 et 7.
En outre, on pourrait aussi monter 'le levier .? librement sur l'axe 1 et entraîner ce levier au moyen d'un accouplement de sécurité du même genre que celui décrit plus haut et permettant l'entraînement du levier 7 par le levier 2. Un tel accouplement peut tre constitué par une rainure en V pratiquée sur la seconde face frontale du moyeu 3. dans laquelle est enaée una arete en V d'un organe d'action@ement rendu solidaire de l'arbre 1.
Une butée axiale fixée sur l'arbre 1 peut alors fixer la position axiale de l'arbre 1 en prenant appui sur la.face frontale de'la douille 4.
Cet accouplement de sécurité doit évidemment pré- senter des V plus fermés que l'accouplement G R, afin d'être capable de transmettre un couple plus grand que l'accouplement G R et d'entraîner de maniere positive le levier 2 depuis sa position extrême correspondant à la position de fermeture extrême del'orgene 13 jusqu'à sa position extrême correspon- dant à la position d'ouverture complète de cet organe 13.
La seule fonction de cet accouplement de sécurité serait d'éviter la dété'ioration d'un organe'de transmission lorsque l'organe 13 étant en position d'ouverture complète,
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