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PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS PERMETTANT DE FAIRE MECANIQUEMENT,LE
PRODUIT-DE .DEUX VARIABLES INDEPENDANTES
La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux mécanismes effectuant le produit de deux variables-indépendantes.
On connaît des dispositifs permettant de réaliser mécanique- ment le produit de deux grandeurs, dont l'une dépend du temps; par exemple une quantité d'électricité, une énergie, le volume d'un fluide circulant dans une canalisation, une quantité de chaleur, une charge électrique,. le chemin parcouru par un mobile, etc...et l'autre est indépendante du temps;
par exemple une température, la pression d'un fluide,,le prix uni- taire d'une grandeur, l'inclinaison sur l'horiéontals de la trajectoire d'un mobile, etc... en partant des indications d'appareils de mesure ap- propriés à la mesure desdites grandeurso
La présente invention, système Marcel FIORA, concerne des perfectionnements apportés à ces dispositifs, pour augmenter la précision du résultat qu'ils fournissent, lorsque la grandeur indépendante du temps varie entre deux limites différentes de zéroo
Désignons par g Z, la grandeur recherchées
X = f (t), la grandeur fonction du tempso
Y, la grandeur indépendante du temps.
,On a par hypothèse
Z = X.Y
Supposons Y variables entre les limites Yo et Y1, toutes deux positives et différentes de zéro, et soit Y1 > Y0
On peut poser g Y = Y0 (1 + y)
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y étant une nouvelle variable,, dont les limites sont 0 et y1 avec y1 =
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¯y7 Y7 y0 on a donc g Z= X o Y / 1 [ y 1 : . d9oà Z = Xyo + X YO ( y ] 1 Dans cette relation Y0 est une constante, et' X ainsi que Z sont des varia- bleso
On voit donc que l'appareil selon l'invention, pour fournir le résultat cherché Z, devra comporter un dispositif permettant de totali- ser deux termes :
d'une part X.Y0, produit d'une quantité X variable en fonction du temps, par une constante Y0, d'autre part X.Y0,y, produit de la même variable X, par la même constante Y et par la variable y, indépendante du temps, représentant la variation relative de la grandeur Yo C'est dans la réalisation matérielle du mécanisme fournissant ce deuxième terme., que se trouvera le dispositif multiplicateur proprement dit, mais on voit qu'ici ce dispositif pourra avoir une gamme d'action com- prise entre zéro et la valeur maximum pour laquelle il doit être prévu (pro- portionnelle à y1),alors que dans les appareils connus, le dispositif mul- tiplicateur ne pouvait avoir qu'une échelle comprise entre des valeurs pro- portionnelles à Y et Y1, donc d'une étendue relative d'intervalle plus ré- duite.
Etant donné que dans les deux cas le dispositif pourra être réalisé avec des pièces mécaniques ayant des jeux identiques, jeux qui sont généralement à l'origine des erreurs entraînées par ces mécanismes, il en résulte que 1-'appareil réalisé selon le principe de l'invention, fournira un résultat plus précis que ceux connus jusqu'ici, puisque l'erreur relati- ve auquel il donnera lieu sera plus petite qu'avec les autreso
Un exemple illustrera mieux ce qui précède g soit à réaliser le produit Z = X.Y de grandeurs indépendantes définies ci-dessus?. et supposons que Y varie- en valeur relative entre 0,8 et 1.
Supposons aussi que le dispositif multiplicateur, pour maté-. rialiser la grandeur Y, utilise comme c'est souvent le cas., un mobile rota- tif pouvant décrire un angle- maximum de #
Pour la résolution du produit pris comme exemple;
, avec les dispositifs à cliquets ou à coincement connus, le mobile devra tourner d'un angle compris entre 1800 x 0,8 = 1440 et 180 , soit au maximum de 56 Par contreun appareil appliquant les principes exposés dans la présente inven- tion,comprendra d'une part, un dispositif ayant une rotation illimitée pro- portionnelle à la grandeur X. qui n'entraînera pas d'erreur sur le résultat et, d'autre part, un dispositif multiplicateur identique à ceux déjà utili- sés dans les mécanismes connus., mais dans lequel l'organe mobile rotatif re- produisant la grandeur y. pourra tourner. de l'angle maximum possible, soit de # .
On conçoit donc qu'une même erreur absolue,, due à des jeux égaux dans les deux dispositifs comparés, provoquera sur le résultat cher- ché Z, une erreur relative 5 fois plus petite avec le mécanisme, objet de la présente inventiono
Inversement] si on se fixe une erreur maximum admissible sur le produit Z, avec le dispositif objet de l'invention, on pourra faire tour- . ner le mobile représentant, dans le mécanisme multiplicateur, la grandeur Y, d'un angle plus petit que dans les appareils précédemment connus.
ce qui permettra d'employer pour la mesure de la grandeur Y, un appareil ne devant
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fournir qu'un travail moteur plus faibleo On pourrait aussi poser, avec les notations déjà définies pre cédemment :
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,Y = Y fl - [, 1o) avec y = -i-##0- d'où Z = X .
Y, 1 i - [y] 110) etZ=XY -XY et Z XY, - X il Y yo
On voit quici il faut soustraire deux termes identiques à ceux précédemment rencontrés, au lieu de les ajoutero
On peut aussi avoir intérêt, pour connaître la grandeur Y, à fractionner celle-ci, et à utiliser à cet effet plusieurs appareils de mesure partiels ;
le même principe que celui qu'on vient d'exposer peut ê- tre appliqué dans ce caso Soit par exemple Z = X o Y avec Y = Ya + Yb Ya variant entre les limites Yao et Yal, toutes deux différentes de zéroo Yb variant entre les limites Yb0 et b1, toutes deux différentes de zéroo 1
Posons comme précédemment
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EMI3.3
avec Yal Yal - YaO Ybl Ybl - avec Yal ## 'î aO et Ybi 1bl YbO YbC) cl9 cû = Xo Ya 1 + yal + y b Yb:H :
1 0 ( lyal 0 ) 0 ce qui donne en développant g
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ce qui revient à totaliser trois termes g - le premier, produit de la variable X fonction du temps par la constante (Yao + YbO) - - les deux autres, produits de la variable X fonction du temps, respecti- vement par une constante YaO ou YbO et respectivement par une variable ya et yb représentant la variation relative de chaque partie mesurée iso- lément de la grandeur Y, indépendante du temps
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On conçoit que le même principe pourrait s'appliquer si la variable Y était décomposée en plus de deux parties mesurées isolement.
On conçoit aussi qu'on peut avoir dans tous ces cas, en appli- quant le principe selon l'invention, les mêmes avantages sur la précision du résultat recherché que dans le premier cas exposé, où la variable Y était mesurée sans fractionnement.
Les fige 1 à 5 représentent, à titre d'exemples non limitatifs, des modes de réalisation de la présente invention.
La fig. 1 représente une vue de profil des principaux éléments d'une première variante.
La fig. 2 représente, en élévation, un détail du mécanisme multiplicateur.
La fig. 3 représente la vue de profil des principaux éléments d'une seconde variante, s'appliquant lorsque la mesure de Y s'effectue au moyen de deux appareils partiels.
Les figo 4 et 5 représentent une autre variante de l'invention, appliquant le même principe que celui utilisé dans la première variante, mais dans lequel le mécanisme multiplicateur au lieu d'être constitué par un mécanisme à coincement, l'est par un mécanisme à roues à rochet et cliquets, tel que celui figurant sur le brevet français n 888.130. de la Société De- manderesse.
Le dispositif représenté sur les fig. 1 et 2 utilise le méca- nisme de transmission à coincement faisant l'objet de la demande de brevet français n P.V. 590.629 du 19 mai 1950 de la Société Demanderesse=
On voit sur les fig. 1 et 2, en 1, un arbre moteur relié par un moyen connu quelconque, à l'appareil de mesure de la grandeur X, fonction du temps. 2 et 3 sont les roues d'un train d'engrenages, calées respectivement sur les axes 1 et 4. Une came 5 pouvant tourner autour de son centre,, sous l'action d'un levier 6 ou de tout autre moyen équivalent, lui-même réuni à l'appareil de mesure de la grandeur Y, indépendante du temps, est folle sur l'axe 4.
Une came 7 dont le, ou les lobes ont le même diamètre que ce- lui, ou que ceux de la came 5, est montée sur un support fixe 80
Un bras 9 est calé sur l'axe 4. Il entraîne, au moyen d'un té- ton 10 pénétrant dans une mortaise, un levier 11 indépendant de l'axe 4. Ce levier est articulé en 12 avec un second levier 13, fou sur l'axe 4.
Un patin 14, solidaire du levier 11, peut venir s'appuyer sur le disque 15, concentrique à l'axe 4, et libre sur celui-ci.
L'un des planétaires 16 d'un différentiel d'un type connu quelconque, est solidaire du disque 15. Le second planétaire 17 est entrai'- né par l'arbre 1, au moyen d'un train d'engrenages 18-19. Le, ou les satel- lites 20 sont solidaires de l'axe 21, sur lequel est calée la roue dentée 22, en prise avec la roue 23,elle-même calée sur l'axe 24 du totalisateur 25.
Les 3 trains d'engrenages du mécanisme, respectivement 2-3, 18- 19 et 22-23 sont supposés, comme représentés sur la figure, être constitués par des roues à denture droite, mais ils pourraient tout aussi bien être constitués par des engrenages d'un type quelconque conique, vis sans fin, et roue tangente, etc..., ou même la transmission du mouvement qu'ils réa- lisent, pourrait l'être par tout autre dispositif connu g poulies et cour- roie, pignons et chaîne, etc.. sous réserve qu'il ne s'y produise pas de glissement.
Un ressort 28 représenté sur la fig. 2, dont les extrémités sont attachées respectivement sur les leviers 11 et 13, assure en permanen- ce la portée du patin 14 sur le disque 15, sauf si le galet 26, porté par l'axe 27, lui-même fixé sur le levier 11, est soulevé par l'un des lobes des cames 5 et (ou) 7.
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Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant l'arbre 1, mû par l'appareil de mesure de la grandeur X, entraîne d'une part, l'arbre 4 par le train d'engrenages 2-3 et d'autre part, l'un des planétaires 17 du différentiel par le train d'engrenages 18-19.
L'arbre 4, par l'intermédiaire des leviers 9 et 11 et du pa- tin 14, entraine le disque 15, qui fait tourner à son tour le second plané- taire 16 du différentiel.
Toutefois, à chaque tour de l'arbre 4, et partant du levier 11, le patin 14 se trouve écarté du disque 15 et celui-ci s'immobilise à ce moment pendant un arc, dont la valeur dépend de la position relative des lo- bes des cames 5 et 7, donc de la grandeur Y,puisque l'appareil qui mesure celle-ci., actionne la came 5 par l'intermédiaire du levier 6, ou de.tout au- tre organe de transmission équivalent.
Le satellite 20 totalise les rotations respectives des plané- taires 16 et 17 pour les transmettre par l'intermédiaire de l'arbre 21, du train d'engrenages 22-23 et de l'arbre 24, au totalisateur 25.
Etant donné que l'arbre 1 tourne d'un mouvement continu ou discontinu, dont la vitesse instantanée est proportionnelle à l'accroisse- ment pendant l'unité de temps de la grandeur X, le planétaire 17 a lui-même un mouvement de rotation proportionnel à la grandeur X, par contre le plané- taire 16 tourne dans le même sens, en raison de la disposition des organes de transmission, mais d'un mouvement discontinu, dépendant comme on vient de le voir, de la position respective des cames 5 et 7, la position de la première étant contrôlée par l'appareil de mesure de la grandeur Y. En.fin, le satellite 20 totalise constamment ces deux mouvements.
On voit donc que, sous réserve de choisir judicieusement le rapport des trains d'engrenages 2-3, 18-19, 22-23, le totalisateur 25 repro- duit bien la relation définie précédemment
Z = X .Y0 (1 + y) soit Z = X Y
On voit sur la fig. 3, qui ainsi qu'on l'a déjà dit s'appli- que au cas où la mesure de la variable Y s'effectue au moyen de deux appa- reils partiels, outre les mêmes pièces que celles représentées sur la fige 1 et qui portent les mêmes numéros :
50 une roue dentée intermédiaire engre- nant avec les roues 3 et 3' pour assurer la transmission dumouvement de l'une à l'autre, et dans le même sens de rotationo
57 est l'un des planétaires d'un second différentiel, d'un ty- pe quelconque, calé sur l'arbre 21 du satellite 20 du premier différentiels
58 est l'autre planétaire du second différentiel, entraîné'par l'arbre d'entrée 1, par l'intermédiaire des roues d'engrenages 18, 53, 54, 55, celles-ci permettant de choisir judicieusement le rapport des vitesses devant exister entre l'arbre 1 et le planétaire 58, tout en assurant en mê- me temps la rotation de celui-ci dans le sens convenable.
Comme dans la variante précédente, le planétaire 16 du premier différentiel est solidaire du disque 15 de l'un des dispositifs multiplica- teurs; quant au second planétaire 17, il est entraîné par le disque 15' du second dispositif multiplicateur au moyen des roues dentées 51, 52, 19.
Le satellite 59 du second différentiel est solidaire de l'axe 56, sur lequel se trouve calée la roue 22 engrenant avec la roue 23 solidai- re de l'axe d'entrée 24 du totalisateur 25.
Comme dans la, variante précédente, les engrenages intermédi- aires peuvent être d'un type quelconque, ou même la transmission du mouvement peut se faire avec des dispositifs équivalents.
Le fonctionnement de ce mécanisme se déduit de ce qui précède.
Savoir g l'appareil de mesure de la grandeur X, fonction du temps, entraîne l'arbre d'entrée 1, qui transmet son mouvement, d'une part, à l'un des plané- taires 58 du différentiel de sortie et, d'autre part, aux axes 4 et 4' d'en- trée des mécanismes multiplicateurs identiques, comme on l'a déjà dit, à ce- lui de la première varianteo
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Les planétaires l6 et 17 reçoivent leur mouvement, respecti- vement des disques 15 et 15' des mécanismes multiplicateurs,, et dont les mouvements sont respectivement contrôlés par les appareils de mesure par- tiels de la grandeur Y. Le satellite 20 totalise les deux rotations corres- pondantes et les transmet au second planétaire du différentiel de sortie 57.
On voit donc que le totalisateur 25, mû grâce au train intermé- diaire 22-23,par le satellite 59 totalisant les mouvements des planétaires 57 et 58, effectue ici, pendant un temps donné, une rotation dont le nombre de tours est proportionnel à la somme des mouvements qui lui sont communi- qués de trois voies différentes, représentant respectivement, sous réserve d'un dimensionnement judicieux des organes du mécanisme, les trois termes de la relation indiquée précédemment, c'est-à-dire :
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et fournit donc le résultat cherché.
Sur les fige 4 et 5, on voit outre les pièces représentées sur la fig. 1 et repérées par les mêmes numéros, un bras porte-cliquet 60 portant à chacune de ses extrémités un axe 61, solidaire d'un côté d'un cli- quet 62, et de l'autre d'une manivelle 63 portant un galet 64 rappelé par un ressort 65 sur les cames fixe 7 et mobile 5 ; une roue à rochet 66 est soli- daire du planétaire 16.
Le fonctionnement est identique à celui décrit pour les fig.
1 et 2, sauf en ce qui concerne le mécanisme roue à rochet et cliquets, pour lequel le fonctionnement est le suivant
Le bras porte-cliquets 60 tourne avec l'arbre 4, dont il est solidaire; à chaque tour de l'arbre 4 et partant du bras porte-cliquet 60 les cliquets 62 se trouvent, soit en prise avec la roue à rochets 66, soit écartés de celle-ci pendant un arc dont la valeur dépend de la position re- lative des lobes des cames 5 et 7, comme il a été dit pour les figures 1 et 2.
On ne sort pas du domaine de l'invention si on réalise par des moyens équivalents un dispositif donnant le produit de deux variables indépendantes, d'après les principes énoncés ci-dessus, à savoir - Décomposition du produit de deux variables indépendantes en la somme de deux produits, dont l'un ne subit aucune correction, étant le produit de la première grandeur par la partie fixe de la deuxième, et dont l'autre est le produit de la première grandeur par la portion variable de la deuxième, - Les moyens employés pour réaliser cette somme de deux pro- duits comportant un différentiel totalisant ces deux produits g le premier étant transmis intégralement au différentiel par l'intermédiaire d'engrena- ges multiplicateurs, et le deuxième étant transmis au différentiel à partir de l'axe de rotation définissant la première grandeur,
par l'intermédiaire d'un système multiplicateur variable, d'un type connu, permettant de faire le produit de la première grandeur par la tranche variable de la deuxième grandeur.
Le différentiel peut être d'un type quelconque : à engrenages, disques, etc.... le mouvement caractérisant la première grandeur peut être continu ou discontinu suivant le fonctionnement de l'appareil de mesure-de cette grandeur, la transmission de ce mouvement se faisant par engrenages, disques, chaînes, courroies, etc...
La deuxième grandeur, mesurée par un appareil quelconque manomètre, thermomètre, densimètre, etc..., n'intervenant que pour sa partie variable, agit sur un système multiplicateur d'un type quelconque : autoloc, cliquet et roue à rochet, mécanisme à friction tel que disque et cône, par rouleaux striés ou dentés partiellement, etc...
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La partie variable de la deuxième grandeur, peut être frac- tionnée en deux ou plusieurs zones nécessitant l'emploi de deux ou plusieurs
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différentiels et raéeanism. .-â le produit général étant trarEis à un totalisateur d'un type quelconque ou tout autre appareil d'un type éga- lement quelconque tels qu'indicateur, enregistreur, régulateur, etc...
L'application de cette invention peut être faite -. pour la me- sure ou la régulation de grandeurs quelconques, dont une ou plusieurs carac- téristiques sont variables, pression, température, densité, prix unitaire, etc....