<Desc/Clms Page number 1>
DISPOSITIF D'ACCOUPLEMENT A RAPPORT REGLABLE ET SES APPLICATIONS NOTAMMENT
AUX COMPTEURS.
L'invention est relative à des perfectionnements apportés aux accouplements entre un élément rotatif entraîneur et un élément rotatif entrai- né. du type réglable de façon à faire varier le rapport entre les vitesses an- gulaires de ces deux éléments dans des limites déterminées. Plus spécialement l'invention est relative suivant son mode de réalisation préféré qui sera dé- crit ci-après. à des perfectionnements au type particulier de tels accouple- ments de commande utilisés dans les compteurs, et connus sous le nom de mé- canismes régulateurs de précision qui sont intercalés entre la sortie d'un instrument de mesure et l'entrée d'un instrument enregistreur d'un compteur pour liquides ou analogues.
Ces mécanismes fournissent un moyen variable de faire comprendre l'enregistrement de l'instrument enregistreur avec le volume réel de liquide passant dans l'instrument de mesure. Cette compensation est nécessaire pour plusieurs raisons, telles que les différences entre les carac- téristiques physiques des différents liquides et les variations des caractéris- tiques physiques d'un liquide donné dans des conditions de fonctionnement dif- férentes. Par exemple ces régulateurs de précision servent à compenser les variations de température et de viscosité.
Les régulateurs de précision décrits dans les brevets des Etats Unis n 2.079.197 déposé le 11 juillet 1934-et 2.438.934 déposé le 17 janvier 1941 sont des exemples des appareils antérieurs. par rapport auxquels l'inven- tion constitue un progrès.
Il peut être nécessaire dans certaines installations de compteurs de faire passer le fluide dans l'instrument de mesure du compteur dans le sens direct ou dans le sens rétrogradeo Un exemple d'une installation de cette natu- re est celui d'un compteur pour réservoir de stockage dans lequel le fluide est amené et dont il est retiré par un tuyau de communication commun.
Etant donné qu'il est généralement désirable dans ces installations de mesurer avec préci- sion le volume d'entrée et le volume de sortie du réservoir de stockage de façon
<Desc/Clms Page number 2>
à disposer d'une indication précise au sujet de la quantité de fluide contenu dans le réservoir, il est indispensable dans de tels compteurs que l'enrégis- trement soit également précis dans les deux sens de circulation du fluide à travers l'instrument de mesureo
Les régulateurs de précision existants, tels que ceux qui font 1' objet des brevets précités, ne permettent pas de réaliser cette précision d' enregistrement dans les deux sens de circulation du fluide à travers le comp- teur. L'invention apporte la solution de ce problème.
L'invention se propose donc de fournir un régulateur de préci- sion pour compteurs d'un anode de construction perfectionné permettant de ré-' gler la précision de l'enregistrement par le compteur de la quantité de fluide traversant dans les deux sens l'instrument de mesure du compteuro
Elle vise également à l'obtention d'un régulateur de précision per- fectionné qui règle d'une manière efficace la précision de l'enregistrement'dans les deux sens de circulation du fluide dans l'instrument de mesure du compteur et dans lequel la compensation de la précision dans les deux sens de circula- tion du fluide s'effectue par la manoeuvre d'un seul organe de réglage.
Plus spécialement l'invention se propose de fournir un régulateur de précision pour compteurs qui consiste en un accouplement de commande entre des éléments rotatifs menant et mené, qui peut être réglé entre des limites dé- terminées de façon à faire varier le rapport entre les vitesses angulaires de ces deux éléments rotatifs qui est le même pour les deux sens de rotation de ces élémentse
Plus spécialement encore l'invention a pour objet un mécanisme unique de forme ramassée, susceptible d'atteindre le but visé et qui comporte essentiellement une première roue dentée tournant avec l'élément mené, un sup- port tournant avec l'élément menant, une seconde roue dentée tournant avec le support et par rapport à lui,
constamment en prise avec la première roue dentée et un mécanisme fonctionnant périodiquement en relation synchronisée avec le mouvement de rotation du support de façon à imprimer à la deuxième roue dentée dont l'amplitude est variable et le sens correspond à celui de l'élément menant, de sorte qu'on peut faire varier le rapport entre les vitesses angulaires des' éléments menant et menés entre des limites déterminées et obtenir ainsi que 1' enregistrement effectué par le compteur soit également précis dans les deux sens de circulation du fluide à travers le compteur.
Ces caractéristiques ainsi que d'autres apparaîtront au cours de la description détaillée qui va suivre et qui est donnée uniquement à titre d' exemple. Au dessin qui s'y rapporte et où les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références sur toutes les figures, fig. 1 est une élévation latérale d'un mode de réalisation choisi de préférence d'un régulateur de précision suivant l'invention; fig. 2 est une coupe verticale sensiblement suivant la ligne 2-2 de la fig. 1; fig. 3 est une coupe horizontale sensiblement suivant la ligne 3-3 de la fig. 2; fig. 4 est une coupe partielle à plus grande échelle sensible- ment suivant la ligne 4-4 de la fig.3.
Suivant l'exemple d'exécution représenté aux figso 1 et 2, le régulateur de précision suivant l'invention comporte un boîtier formé d'une partie inférieure 10 et d'une partie supérieure 12 adaptées- l'une à l'autre. dans lesquelles sont montés à rotation respectivement un arbre de commande ou d'entrée 14 et un arbre commandé ou de sortie 16. Lorsque ce mécanisme est accouplé en qualité de régulateur de précision dans un compteur de flui- de, l'arbre d'entrée 14 est entraîné par l'instrument de mesure du compteur et l'arbre de sortie 16 entraîne le mécanisme enregistreur. Dans le mode de réalisation représenté les. arbres 14 et 16 sont disposés coaxialement.
<Desc/Clms Page number 3>
Un mécanisme désigné dans son ensemble par 18 forme un accouple- ment de commande positif entre les arbres l4 et 16 de façon à établir entre les vitesses angulaires de ces arbres un rapport déterminé qui est le même pour les deux sens de rotation possibles de ces arbres. Le rapport prédéter- miné des vitesses angulaires des arbres 14 et 16 est égal à 1 : 1dans le mode de réalisation décrit.
Ainsi qu'on le verra plus loin le mécanisme d'accouplement 18 peut être réglé entre des limites fixes de façon à faire varier ce rapport déterminé des vi- tesses angulaires des arbres 14 et 16.
Le dispositif suivant l'invention comporte essentiellement, sui- vant un mode de réalisation préféré, une première roue dentée calée sur l'ar- bre de sortie 16, un support calé sur l'arbre d'entrée 14, une seconde roue dentée montée sur le support et tournant avec lui et par rapport à lui, constamment en prise avec la première roue dentée, et un mécanisme qui fonc- tionne quel que soit le sens de rotation des arbres 14 et 16 de façon à im- primer à la seconde roue dentée un mouvement de rotation d'amplitude régla- ble par rapport au support périodiquement et à intervalles déterminés par rap- port au mouvement de rotation du support.
La première roue dentée est la roue 19 qui est fixée d'une maniè- re appropriée au voisinage de l'extrémité inférieure de l'arbre 16 au--dessous d'une douille 20 à l'intérieur de laquelle l'arbre 16 est monté à rotation dans là pâftion-r supérieure 12 du bottier.
Le moyeu dirigé vers le haut de la roue 19 pénètre dans un évidement 22 for- mé coaxialement à la douille 20 dans la face adjacente de celle-ci. La face de bout du moyeu est poussée élastiquement en contact avec la paroi de bout de l'évidement 22 de façon à exercer un léger effort de retenue sur l'arbre de sortie dans un but expliqué plus loin.
La poussée élastique exercée de bas en haut sur la roue 19 et l'arbre 16 est obtenue au moyen d'une lame allongée d'un ressort de compres- sion 26 qui s'applique par ses extrémités contre la surface extérieure de la portion 12 du boîtier et est percée d'un trou central 27 que traverse l'ar- bre 16 en,rotation. Dans la position représentée sur la fige 2, le ressort 26 subit une flexion partielle, un collier de butée 28 fixé sur l'arbre 16 limitant le mouvement de bas en haut du ressort 26 par rapport à l'arbre 16 et maintenant le ressort 26 à l'état comprimé,
Le support fixé sur l'arbre de commande 14 et tournant avec lui a la forme d'une cage (fig.
4) et est formé par des plaques supérieure et in- férieure 30 et 32, maintenues parallèles l'une à l'autre et à une certaine dis- tance l'une de l'autre par des éléments de bout parallèles 34 et 36. Les élé- ments 30. 32. 34 et 36 sont maintenus assemblés d'une manière appropriée par exemple par des vis (non représentées), de façon à former un support rigide analogue à une cage. La plaque inférieure 32 est fixée sur l'arbre 14 de façon à tourner avec cet arbre qui comporte une bride radiale 38 et un téton 40 di- rigé vers le haut suivant son axe et destiné à supporter la plaque 32 et à la centrer par rapport à l'arbre 14. L'arbre 14 et la plaque 32 sont assemblés d' une manière appropriée de façon à former un ensemble monobloc, par exemple par brasage.
La plaque supérieure 30 est percée d'un trou central cylindrique 42 qui loge une portion cylindrique 43 de la douille 20, dirigée vers le bas, de façon à former une butée radiale supérieure de centrage pour le support en forme de cage. L'extrémité inférieure de l'arbre 16 est montée à rotation au- dessous de la roue 19 dans une plaque 45 rigidement reliée à la plaque supé- rieure 30 du support et maintenue à une certaine distance de lui.
Les éléments de bout 34 et 36 (fig. 4) supportent un arbre 44 traversant la cage de part en part, dont l'axe est perpendiculaire à l'axe de rotation du support et sur lequel est montée une vis sans fin 46 mobile sui- vant son axe et à rotation. Deux groupes de roues dentées 48 et 50 (fig. 2) sont montés à rotation entre les plaques supérieure et inférieure 30 et 32
<Desc/Clms Page number 4>
respectivement de chaque côté de l'arbre 44 sur des axes parallèles à l'axe commun des arbres 14 et 16. La roue supérieure 49 du groupe 50 est une roue hélicoïdale constamment en prise avec la vis sans fin 46. Les'roues inférieu- res 51 et 53 des groupes 48 et 50 sont constamment en prise entre elles. La @ roue supérieure 55 du groupe 48 est constamment en prise avec la roue 19 de 1' arbre 16.
Il est facile de voir d'après la description qui précède que si le groupe de roues dentées 48 est empêché de tourner par rapport au support en forme de cage, sur lequel il est monté à rotation, le mouvement de rota- tion 'de l'arbre de commande 14 aura pour conséquence de provoquer la rotation de l'arbre 16, cette rotation s'effectuant à la même vitesse angulaire.le support et les roues formant une transmission rigide. Il est facile de voir de plus que si le groupe de roues 48 reçoit un mouvement de rotation d'une ampli- tude donnée par rapport au support en forme de cage sur lequel il est monté à rotation pendant que l'arbre d'entrée et le support tournent, la vitesse angulaire de l'arbre 16 variera proportionnellement.
La variation de l'am- plitude du mouvement de rotation du groupe de roues 48 pendant chaque cycle de rotation de l'arbre 14 provoque une variation correspondante du rapport en- . tre les vitesses angulaires respectives des arbres 14 et 16. Le mouvement de rotation du groupe de roues 48 par rapport au support en forme de cage sur le- quel il est monté à rotation est réglé par l'intermédiaire de l'accouplement de commande direct du groupe de roues 50 par la commande réglée du mouvement de rotation de la vis hélicoïdale 46.
Les deux extrémités de la vis sans fin 46 (Fig.4) comportent respectivement des séries de dents d'embrayage 52 et 54 de roue à rochet.
Un premier élément de commande 56 de la vis sans fin est monté à l'extrémi- té du côté gauche de la vis (Fig. 4) à rotation dans un seul sens par rap- port à l'arbre 44 de la vis et un second élément de commande 58 de la vis sans fin est monté de la .même manière à rotation dans un seul sens par rap- port à l'arbre 44 de la vis à l'autre extrémité de cette vis 46, ce sens étant inverse de celui de l'élément 56. Les éléments 56 et 58 comportent respectivement des séries de dents d'embrayage 60 et 62 complémentaires des séries de dents d' embrayage 52 et 54 de la vis 46 et venant respectivement en prise de commande avec elles.
Ainsi qu'il a déjà été dit, la vis 46 est montée à rotation et à translation suivant son axe sur l'arbre 440 De même, ainsi qu'il a été dit également., le ressort 26 (Figo 2) pousse l'extrémité du moyeu de la roue 19 en contact superficiel avec la paroi de bout de l'évidement 22 de la douille 20 de façon à exercer une légère action de retenue sur le train d'engrenages formé par la roue 19 et les groupes de roues 48 et 50. En raison de cette légère action de retenue, le mouvement de rotation du support en forme de cage exerce une poussée axiale sur la vis 46, qui tant que le sens de rotation de l'arbre de commande 14 reste le même, pousse la vis 46 en prise avec un des éléments de commande 56 ou 58.
Lorsque le sens de rotation de l'arbre de com- mande 14 change, le ressort 26 empêche temporairement l'arbre 16 et la roue 19 de tourner en provoquant ainsi un léger mouvement de rotation des groupes de roues 48 et 50. qui de son côté provoque le mouvement de translation de la vis 46 suivant l'axe de l'arbre 44 en l'amenant ainsi en prise avec l'autre élément de commandeo
L'élément de commande 56 est fixé sur un manchon 64 qui entoure l'arbre 44 et peut tourner par rapport à lui et à l'extérieur duquel se lo- gent deux embrayages irréversibles 66 et 68 à côté de l'élément de commande 56. Les embrayages 66 et 68 sont du type à billes chargées par un ressort et comportant chacun plusieurs billes 70 chargées par des ressorts disposées autour de leur périphérie.
Les embrayages 66 et 68 sont fixés sur l'élément de commande 56 par des rivets espacés tels que 72. L'embrayage 66 se loge dans un évidement 74 d'un élément de retenue 76 fixé dans une ouverture 77 par l'élément de bout 34 du support.
L'élément tubulaire 64 passe dans un alésage de la paroi de béai. de l'évidement 74 et comporte à l'extérieur de l'élément de retenue 76 une
<Desc/Clms Page number 5>
rondelle 78 et une goupille 80 qui fixent axialement'l'élément tubulaire'64. l'élément de commande 56 et les embrayages 66 et 68 par'rapport à Isolement de retenue 76 et l'élément de bout 34 du support en forme de cage.
Les billes
70 de l'embrayage 66 viennent en contact avec la paroi cylindrique de l'évi- dement 74 de façon à empêcher le mouvement de rotation relatif de l'embraya- ge 66 et de l'élément de retenue 76 en sens inverse de celui qui est indiqué par la flèche 81, et à permettre à l'embrayage 66 de tourner par rapport à 1' élément de retenue 76 dans le sens de la flèche 81. de la manière habituelle dans les embrayages de ce type. 0 L'embrayage 66 sert donc de dispositif de blo- cage empêchant le mouvement de rotation rétrograde de l'élément de commande
56.
Un collier 82 entoure les billes 70 de l'embrayage 68 et vient en contact de fonctionnement avec elles de la même manière que les billes 70 de l'embrayage 66 viennent en contact avec l'évidement 74 du dispositif de rete- nue 76. Les embrayages 66 et 68 fonctionnent dans le même sens, de sorte que lorsque le collier 82 tourne dans le sens de la flèche, un accouplement dé commande s'établit par l'intermédiaire des billes 70 entre le collier 82 et 1' embrayage 68.
Pendant ce mouvement de rotation, les billes 70 de l'embrayage 66 sont pous- sées contre leurs ressorts correspondants en permettant ainsi aux embrayages
66 et 68 et à l'élément de commande 56 de tourner par rapport à l'élément de retenue 76. Lorsque le collier 82 tourne en sens inverse de celui de la flèche
81, les embrayages 66 et 68 et l'élément de commande 56 sont retenus et ne peuvent pas tourner par rapport au support en forme de cage. du fait que les billes 70 de l'embrayage 66 sont en contact avec la paroi cylindrique de 1' évidement 74 du dispositif de retenue 76, tandis que le collier 82 peut tour- ner par rapport à l'embrayage 68 du fait de la compression des ressorts combirés avec ses billes 70.
L'élément de commande 58 de la vis sans fin comporte de la même manière des embrayages à billes 84 et 86, un dispositif de retenue 88, un manchon 90, une rondelle 92, une goupille 94, des rivets 95 et un collier 96.
Ces éléments sont construits et fonctionnent de la même manière que les élé- ments correspondants combinés avec l'élément de commande 56, à cela près que les embrayages 84 et 86 fonctionnent en sens inverse des embrayages 66 et 68 et que par suite l'élément 58 de commande de la vis sans fin ne tourne que dans le sens indiqué par la flèche 970
Pour imprimer un mouvement de rotation aux éléments de commande 56 et 58 de la vis sans fin à intervalles de temps détermines en fonction du. mouvement de rotation de l'arbre de commande 14, il est prévu une transmission articulée, décrite ci-après.
qui fait osciller ensemble les colliers 82 et 96 d'un mouvement de rotation d'amplitude limitée autour de l'axe de l'arbre de la vis sans fin une fois seulement pendant chaque cycle de rotation de 1' arbre de commande 14. Le mouvement des colliers 82 et 96 dans la direction de la flèche 81 pendant la moitié de leur cycle d'oscillation ne commande que le mouvement de l'élément 56 et leur mouvement inverse dans la direction de la flèche 97 ne commande que le mouvement de l'élément 58 de commande de la vis sans fin. On peut faire varier l'amplitude de l'oscillation des colliers 82 et 96 entre zéro et une valeur maximum déterminée. qui dépend évidemment de la variation maximum du rapport entre les vitesses angulaires qu'on désire obtenir pour régler avec précision le type de compteur dont le mécanisme fait partie.
La transmission articulée qui règle l'oscillation des colliers 82 et 96 est représentée en particulier sur les fige 2 et 3 sur lesquelles le mécanisme est dans la position correspondant à une amplitude nulle de 1' oscillation des colliers 82 et 96. Cette transmission comporte deux colliers semblables 100 et 102 qui comportent des pattes en saillie respectivement 104 et 106 entre lesquelles un étrier 108 est fixé par des vis 110. Les colliers 100 et 102 prennent appui sur des pattes de diamètre réduit respectivement des colliers 96 et 82 (fig.4) et y sont fixés d'une manière quelconque appropriée.
Une broche 11 (figso 2 et 3) sur l'extrémité de laquelle est monté à rotation un coulisseau de contre came 112 est fixé au centre de l'étrier 108, et l'axe
<Desc/Clms Page number 6>
de la broche 111 est perpendiculaire à l'axe de l'arbre 44 et le coupe.
La contre came 112 est en contact de fonctionnement avec une rainure de came annulaire 114 formée à l'intérieur d'une couronne 116. La couronne
116 est monté à oscillation autour d'un axe diamétral au moyen de deux axés
118 et 120 qui se logent à oscillation dans des douilles respectivès 122'et
124. Les douilles 122 et 124 sont fixées dans des trous diamétralement op- posés de la paroi latérale cylindrique de la portion supérieure 12 du boî- tier de façon que l'axe d'oscillation de la couronne 116 coupe et soit perpendiculaire à l'axe de rotation commun des arbres 14 et 16.
Dans la position représentée de la couronne 116, les plans des parois parallèles supérieure et inférieure 126 et 128 de la rainure 114 sont perpendiculaires à l'axe des arbres 14 et 16, de sorte que lorsque l'arbre 14 tourne, la contre came 112 et l'étrier 108 tournent avec lui, mais leur mouvement d'oscillation autour de l'axe de l'arbre 44 est nul. Dans ces con- ditionsa la vis sans fin 46 est maintenue fixe et empêche le groupe de roues
48 de tourner autour de son axe.
Mais si la couronne 116 oscille autour de son axe et vient dans une position dans laquelle les plans parallèles des parois 126 et 128 de la rainure 114 sont inclinés par rapport à l'axe des arbres 14 et 16, il en résulte qu'au cours de chaque cycle de rotation de 14 arbre 14 la contre came 112 et 1 étrier 108 sont abaissés au-dessous de leurs positions représentées pendant un demi-cycle et élevés au-dessus de cette posi- tion pendant l'autre moitié de ce cycle.
De ce fait, l'inclinaison de la couronne 116 fait osciller l'étrier
108 et les colliers 82 et 96 de façon à actionner les éléments de commande. 56 et 58 de la vis sans fin 46 pendant les demi-cycles pris de deux en deux du cycle de rotation de l'arbre 14. Une augmentation de l'inclinaison de la cou- ronne 116 fait augmenter en conséquence l'amplitude du mouvement des éléments
56 et 58.
En se reportant aux figs.3 et 4, on voit que si l'arbre 16 est commandé par l'arbre 14 dans la direction de la flèche 142 par l'accouplement de la vis 46, de la roue hélicoïdale 49. des roues 53 et 51 et de la roue 55 en prise avec la roue 19, l'arbre 16 reçoit un mouvement d'avance supplémen- taire d'amplitude déterminée dans la même direction (flèche 142) sous l'action du mouvement ascendant (Fig.3) du coulisseau 112 dans la rainure 114 inclinée de la couronne 116 et de l'étrier 108, en faisant prendre un mouvement de ro- tation au collier 96, aux embrayages 84, 86 et à l'élément 58 et en faisant tourner la vis 46 dans la direction de la flèche 97.
Le mouvement de rotation de la vis 46 dans la direction de la flèche 97 transmis par la roue hélicoi= dale 49 et les roues 53, 51 et 55 à la roue 19 de l'arbre 16 fait tourner d'm angle supplémentaire l'arbre 16 dans la même direction (flèche 142).
Lorsque le compteur tourne en sens inverse, l'arbre de commande
14 et 1 ensemble de la cage tournent dans la direction de la flèche 144 et la vis 46 coulisse de droite à gauche (Fig. 4) en débrayant l'embrayage de droits et en amenant en prise les dents d'embrayage 52 et 60.
L'arbre de sortie 16 est actionné par les roues dentées en prise. de la -manière décrite ci-dessus dans la direction de la flèche 144 et reçoit en même temps un mouvement d'avance supplémentaire du fait que la-vis 46 tour- ne dans la direction de la flèche 81 (Fig. 4).
Ce mouvement d'avance supplémentaire de l'arbre 16 dans la direo- tion de la flèche 144 lui est transmis par le mouvement de descente (Fig.3) du coulisseau 112 dans la rainure 114 de la couronne inclinée 116. qui fait tourner le collier 82 dans la direction de la flèche 81. Ce mouvement est transmis à son tour par l'intermédiaire de l'embrayage 68, des dents d'embraya- ge 60 et 52, de la vis 46, de la roue hélicoïdale 49 et des roues dentées 53.
51 et 55 à l'arbre 16 par la roue 19.
On voit donc que le mouvement de la vis 46 dans la direction de la flèche 81 imprime à l'arbre 16 un mouvement supplémentaire de rota- tion à chaque tour de l'arbre 14 et dans le même sens (flèche 144).
<Desc/Clms Page number 7>
Pour faciliter le réglage de l'inclinaison de la'couronne 116, le mécanisme comporte une plaque d'indicateur 130 fixée par des vis 132 sur la portion supérieure 12 du boîtier et un bras d'indicateur 134 coopérant' avec elle et fixé d'une manière appropriée sur un collier 136 qui de son côté est fixé sur un prolongement de l'axe d'oscillation 120 de là couronne 116.
La plaque 130 (fig. 1) qui comporte une graduation formant une 'échelle indi- quant le pourcentage de variation de la vitesse angulaire de l'arbre 16 et 'le brasindicateur 134 qui comporte une aiguille 137 coopèrent de façon à former un mécanisme indicateur facilitant le réglage du rapport entre les vitesses angulaires des arbres 14 et 16. Le déplacement du bras 134 selon la flèche de gauche correspond à un enregistrement plus lent et selon la flèche de droite à un enregistrement plus rapide. Une vis 138 qui passe dans une fenê- tre allongée en rac de cercle 140 du bras 134 se visse dans la plaque 130, de sorte qu'en agissant sur cette vis, on peut fixer le bras 134 sur la plaque
130 ou l'en détacher pour fixer ou rendre libre respectivement la couronne
116.
Il ressort de la description détaillée qui précède, qu'on réali- se suivant l'invention un dispositif d'accouplement de commande simple et de' forme ramassée destiné à être intercalé entre un mécanisme d'enregistrement et un instrument de mesure d'un compteur.. et qui peut être' réglé' pour faire varier le rapport des vitesses angulaires de l'arbre d'entrée du mécanisme et de l'ar- bre de sortie de l'instrument et lui faire prendre une valeur quelconque entre les limites de réglage dans l'une ou l'autre direction de commande entre eux.
Bien entendus l'invention ne doit pas être considérée comme 'li- mitée au mode de réalisation représenté et décrit, qui n'a été choisi qu'à titre d'exemple.
<Desc / Clms Page number 1>
COUPLING DEVICE WITH ADJUSTABLE RATIO AND ITS APPLICATIONS IN PARTICULAR
TO THE COUNTERS.
The invention relates to improvements made to the couplings between a rotary drive element and a driven rotary element. of the adjustable type so as to vary the ratio between the angular speeds of these two elements within predetermined limits. More especially, the invention relates to its preferred embodiment which will be described below. to improvements to the particular type of such control couplings used in meters, and known as precision regulating mechanisms which are interposed between the output of a measuring instrument and the input of an instrument recorder of a meter for liquids or the like.
These mechanisms provide a variable means of making the recording of the recording instrument understand with the actual volume of liquid passing through the measuring instrument. This compensation is necessary for several reasons, such as differences between the physical characteristics of different liquids and variations in the physical characteristics of a given liquid under different operating conditions. For example, these precision regulators are used to compensate for variations in temperature and viscosity.
The precision regulators disclosed in U.S. Patents 2,079,197 filed July 11, 1934 and 2,438,934 filed January 17, 1941 are examples of prior devices. in relation to which the invention constitutes progress.
It may be necessary in some meter installations to pass the fluid through the meter measuring instrument in the forward direction or in the retrograde direction o An example of an installation of this nature is that of a tank meter storage in which the fluid is brought and from which it is withdrawn by a common communication pipe.
Since it is generally desirable in these installations to accurately measure the inlet volume and the outlet volume of the storage tank so
<Desc / Clms Page number 2>
to have a precise indication about the quantity of fluid contained in the reservoir, it is essential in such meters that the recording is also precise in the two directions of circulation of the fluid through the measuring instrument.
Existing precision regulators, such as those which are the subject of the aforementioned patents, do not allow this recording precision to be achieved in the two directions of fluid flow through the meter. The invention provides the solution to this problem.
The invention therefore proposes to provide a precision regulator for meters of an anode of improved construction making it possible to adjust the precision of the recording by the meter of the quantity of fluid passing through in both directions through the meter. meter measuring instrument o
It also aims to obtain an improved precision regulator which effectively regulates the accuracy of the recording in both directions of fluid circulation in the metering instrument of the meter and in which the Accuracy compensation in both directions of fluid flow is effected by operating a single adjustment member.
More especially, the invention proposes to provide a precision regulator for meters which consists of a control coupling between driving and driven rotary elements, which can be set between defined limits so as to vary the ratio between the speeds. angle of these two rotating elements which is the same for both directions of rotation of these elements
More especially still the object of the invention is a single mechanism of compact shape, capable of achieving the intended aim and which essentially comprises a first toothed wheel rotating with the driven element, a rotating support with the driving element, a second toothed wheel rotating with and relative to the support,
constantly engaged with the first toothed wheel and a mechanism operating periodically in synchronized relation with the rotational movement of the support so as to impress on the second toothed wheel whose amplitude is variable and the direction corresponds to that of the driving element, so that the ratio between the angular velocities of the driving and driven elements can be varied between determined limits and thus obtain that the recording made by the meter is equally accurate in both directions of fluid flow through the meter .
These characteristics and others will become apparent during the detailed description which follows and which is given solely by way of example. In the drawing which relates thereto and where the same elements are designated by the same references in all the figures, FIG. 1 is a side elevation of a preferably selected embodiment of a precision regulator according to the invention; fig. 2 is a vertical section taken substantially along line 2-2 of FIG. 1; fig. 3 is a horizontal section taken substantially along line 3-3 of FIG. 2; fig. 4 is a partial section on a larger scale taken substantially along line 4-4 of FIG. 3.
According to the embodiment shown in Figs 1 and 2, the precision regulator according to the invention comprises a housing formed of a lower part 10 and an upper part 12 adapted to one another. in which are mounted for rotation respectively a control or input shaft 14 and a controlled or output shaft 16. When this mechanism is coupled as a precision regulator in a fluid meter, the input shaft 14 is driven by the meter measuring instrument and the output shaft 16 drives the recording mechanism. In the embodiment shown the. shafts 14 and 16 are arranged coaxially.
<Desc / Clms Page number 3>
A mechanism designated as a whole by 18 forms a positive control coupling between the shafts 14 and 16 so as to establish between the angular speeds of these shafts a determined ratio which is the same for the two possible directions of rotation of these shafts. . The predetermined ratio of angular velocities of shafts 14 and 16 is 1: 1 in the embodiment described.
As will be seen later, the coupling mechanism 18 can be adjusted between fixed limits so as to vary this determined ratio of the angular speeds of the shafts 14 and 16.
The device according to the invention essentially comprises, according to a preferred embodiment, a first toothed wheel wedged on the output shaft 16, a support wedged on the input shaft 14, a second toothed wheel mounted. on the support and rotating with it and with respect to it, constantly in engagement with the first toothed wheel, and a mechanism which operates whatever the direction of rotation of the shafts 14 and 16 so as to print at the second toothed wheel a rotational movement of adjustable amplitude relative to the support periodically and at intervals determined with respect to the rotational movement of the support.
The first toothed wheel is wheel 19 which is suitably attached in the vicinity of the lower end of shaft 16 below a bushing 20 within which shaft 16 is. rotatably mounted in the upper part 12 of the shoemaker.
The upwardly directed hub of wheel 19 enters a recess 22 formed coaxially with sleeve 20 in the adjacent face thereof. The end face of the hub is elastically pushed into contact with the end wall of the recess 22 so as to exert a slight retaining force on the output shaft for a purpose explained below.
The elastic thrust exerted from the bottom up on the wheel 19 and the shaft 16 is obtained by means of an elongated blade of a compression spring 26 which is applied by its ends against the outer surface of the portion 12. of the housing and is pierced with a central hole 27 through which the shaft 16 rotates. In the position shown in fig 2, the spring 26 undergoes partial bending, a stop collar 28 fixed on the shaft 16 limiting the upward movement of the spring 26 relative to the shaft 16 and maintaining the spring 26 in the compressed state,
The support fixed to the control shaft 14 and rotating with it has the shape of a cage (fig.
4) and is formed by upper and lower plates 30 and 32, kept parallel to each other and at a distance from each other by parallel end members 34 and 36. The elements 30, 32, 34 and 36 are held together in a suitable manner, for example by screws (not shown), so as to form a rigid support similar to a cage. The lower plate 32 is fixed on the shaft 14 so as to rotate with this shaft which comprises a radial flange 38 and a stud 40 directed upwards along its axis and intended to support the plate 32 and to center it with respect. to the shaft 14. The shaft 14 and the plate 32 are assembled in an appropriate manner so as to form a single unit, for example by brazing.
The upper plate 30 is pierced with a central cylindrical hole 42 which accommodates a cylindrical portion 43 of the sleeve 20, directed downwards, so as to form an upper radial centering stop for the cage-shaped support. The lower end of the shaft 16 is rotatably mounted below the impeller 19 in a plate 45 rigidly connected to the upper plate 30 of the support and held at a distance from it.
The end elements 34 and 36 (fig. 4) support a shaft 44 passing right through the cage, the axis of which is perpendicular to the axis of rotation of the support and on which is mounted a worm 46 movable sui - forward its axis and rotating. Two groups of toothed wheels 48 and 50 (fig. 2) are mounted for rotation between the upper and lower plates 30 and 32
<Desc / Clms Page number 4>
respectively on each side of the shaft 44 on axes parallel to the common axis of the shafts 14 and 16. The upper wheel 49 of the group 50 is a helical wheel constantly in engagement with the worm 46. The lower wheels. res 51 and 53 of groups 48 and 50 are constantly engaged with each other. The upper wheel 55 of the group 48 is constantly in engagement with the wheel 19 of the shaft 16.
It is easy to see from the foregoing description that if the gear group 48 is prevented from rotating relative to the cage-shaped support, on which it is rotatably mounted, the rotational motion of the The control shaft 14 will have the consequence of causing the rotation of the shaft 16, this rotation taking place at the same angular speed, the support and the wheels forming a rigid transmission. It is easy to see further that if the wheel group 48 receives a rotational movement of a given magnitude relative to the cage-shaped support on which it is rotatably mounted while the input shaft and support rotate, the angular speed of shaft 16 will vary proportionally.
The variation in the amount of rotational movement of the wheel group 48 during each cycle of rotation of the shaft 14 causes a corresponding variation in the ratio en-. be the respective angular speeds of the shafts 14 and 16. The rotational movement of the wheel group 48 with respect to the cage-shaped support on which it is rotatably mounted is regulated by means of the direct control coupling. of the wheel group 50 by the regulated control of the rotational movement of the helical screw 46.
The two ends of the worm 46 (Fig.4) respectively comprise a series of clutch teeth 52 and 54 of the ratchet wheel.
A first worm drive element 56 is mounted at the end of the left side of the screw (Fig. 4) to rotate in one direction only relative to the screw shaft 44 and a second control element 58 of the worm is mounted in the same manner to rotate in one direction with respect to the shaft 44 of the screw at the other end of this screw 46, this direction being the reverse of that of the element 56. The elements 56 and 58 respectively comprise series of clutch teeth 60 and 62 complementary to the series of clutch teeth 52 and 54 of the screw 46 and respectively taking control with them.
As has already been said, the screw 46 is mounted to rotate and translate along its axis on the shaft 440 Similarly, as has also been said., The spring 26 (Figo 2) pushes the end of the hub of the wheel 19 in surface contact with the end wall of the recess 22 of the sleeve 20 so as to exert a slight retaining action on the gear train formed by the wheel 19 and the groups of wheels 48 and 50. Due to this slight retaining action, the rotational movement of the cage-shaped support exerts an axial thrust on the screw 46, which as long as the direction of rotation of the drive shaft 14 remains the same, pushes the screw 46 engaged with one of the control elements 56 or 58.
When the direction of rotation of the control shaft 14 changes, the spring 26 temporarily prevents the shaft 16 and the wheel 19 from rotating, thus causing a slight rotational movement of the wheel groups 48 and 50. side causes the translational movement of the screw 46 along the axis of the shaft 44 thus bringing it into engagement with the other control element
The control element 56 is fixed on a sleeve 64 which surrounds the shaft 44 and can rotate with respect to it and outside which two irreversible clutches 66 and 68 are located next to the control element 56. The clutches 66 and 68 are of the ball type loaded by a spring and each comprising a plurality of balls 70 loaded by springs arranged around their periphery.
Clutches 66 and 68 are secured to control member 56 by spaced rivets such as 72. Clutch 66 fits into a recess 74 of a retainer 76 secured in an opening 77 by the end member. 34 of the support.
The tubular element 64 passes through a bore in the bay wall. of the recess 74 and has on the outside of the retaining element 76 a
<Desc / Clms Page number 5>
washer 78 and a pin 80 which axially secure 'the tubular element' 64. actuator 56 and clutches 66 and 68 by retainer isolation 76 and end member 34 of the cage-shaped carrier.
The marbles
70 of clutch 66 come into contact with the cylindrical wall of recess 74 so as to prevent relative rotational movement of clutch 66 and retainer 76 in the opposite direction to that which. is indicated by the arrow 81, and to allow the clutch 66 to rotate relative to the retainer 76 in the direction of the arrow 81, in the usual manner in clutches of this type. 0 The clutch 66 therefore serves as a locking device preventing the retrograde rotational movement of the control element.
56.
A collar 82 surrounds the balls 70 of the clutch 68 and comes in operative contact with them in the same way that the balls 70 of the clutch 66 come into contact with the recess 74 of the retainer 76. The balls 70 of the clutch 66 come into contact with them. Clutches 66 and 68 operate in the same direction so that when collar 82 rotates in the direction of the arrow a control coupling is established through balls 70 between collar 82 and clutch 68.
During this rotational movement, the balls 70 of the clutch 66 are pushed against their corresponding springs thus allowing the clutches
66 and 68 and the control element 56 to rotate relative to the retainer 76. When the collar 82 rotates in the direction opposite to that of the arrow
81, the clutches 66 and 68 and the control element 56 are retained and cannot rotate with respect to the cage-shaped support. because the balls 70 of the clutch 66 are in contact with the cylindrical wall of the recess 74 of the retainer 76, while the collar 82 can rotate with respect to the clutch 68 due to compression springs combined with its balls 70.
The worm drive element 58 similarly has ball clutches 84 and 86, a retainer 88, a sleeve 90, a washer 92, a pin 94, rivets 95 and a collar 96.
These elements are constructed and function in the same way as the corresponding elements combined with the control element 56, except that the clutches 84 and 86 operate in the opposite direction to the clutches 66 and 68 and hence the element 58 of the worm gear only turns in the direction indicated by the arrow 970
To impart a rotational movement to the control elements 56 and 58 of the worm at intervals of time determined according to the. rotational movement of the control shaft 14, an articulated transmission is provided, described below.
which oscillates the collars 82 and 96 together in a rotational movement of limited amplitude about the axis of the worm shaft only once during each cycle of rotation of the drive shaft 14. The movement of collars 82 and 96 in the direction of arrow 81 during half of their oscillation cycle controls only the movement of element 56 and their reverse movement in the direction of arrow 97 only controls movement of l 'worm screw control element 58. The amplitude of the oscillation of the collars 82 and 96 can be varied between zero and a determined maximum value. which obviously depends on the maximum variation in the ratio between the angular speeds that it is desired to obtain in order to adjust with precision the type of counter of which the mechanism is part.
The articulated transmission which regulates the oscillation of the collars 82 and 96 is shown in particular on the pins 2 and 3 on which the mechanism is in the position corresponding to a zero amplitude of the oscillation of the collars 82 and 96. This transmission has two Similar collars 100 and 102 which include projecting tabs 104 and 106 respectively between which a bracket 108 is fixed by screws 110. Collars 100 and 102 are supported on lugs of reduced diameter respectively collars 96 and 82 (fig.4 ) and are attached thereto in any suitable manner.
A pin 11 (fig. 2 and 3) on the end of which is rotatably mounted a cam follower slide 112 is fixed to the center of the caliper 108, and the axis
<Desc / Clms Page number 6>
of spindle 111 is perpendicular to the axis of shaft 44 and cuts it.
The back cam 112 is in operative contact with an annular cam groove 114 formed inside a crown 116. The crown
116 is mounted to oscillate around a diametral axis by means of two axes
118 and 120 which are housed in oscillation in respective sockets 122 'and
124. The sockets 122 and 124 are secured in diametrically opposed holes in the cylindrical side wall of the upper portion 12 of the housing so that the axis of oscillation of the crown 116 intersects and is perpendicular to the shaft. common axis of rotation of shafts 14 and 16.
In the shown position of the crown 116, the planes of the upper and lower parallel walls 126 and 128 of the groove 114 are perpendicular to the axis of the shafts 14 and 16, so that when the shaft 14 rotates, the counter cam 112 and the caliper 108 rotate with it, but their oscillation movement around the axis of the shaft 44 is zero. Under these conditions the worm 46 is kept fixed and prevents the group of wheels
48 to rotate around its axis.
But if the ring 116 oscillates around its axis and comes into a position in which the parallel planes of the walls 126 and 128 of the groove 114 are inclined with respect to the axis of the shafts 14 and 16, it follows that during of each cycle of rotation of shaft 14 the follower 112 and caliper 108 are lowered below their shown positions for one half cycle and raised above that position for the other half of that cycle.
Therefore, the inclination of the crown 116 oscillates the caliper
108 and collars 82 and 96 so as to actuate the control elements. 56 and 58 of the worm 46 during the two-by-two half cycles of the cycle of rotation of the shaft 14. An increase in the inclination of the crown 116 increases the amplitude of the movement accordingly. elements
56 and 58.
Referring to figs.3 and 4, it can be seen that if the shaft 16 is controlled by the shaft 14 in the direction of the arrow 142 by the coupling of the screw 46, of the helical wheel 49. of the wheels 53 and 51 and from the wheel 55 in engagement with the wheel 19, the shaft 16 receives an additional forward movement of determined amplitude in the same direction (arrow 142) under the action of the upward movement (Fig. 3). ) of the slide 112 in the inclined groove 114 of the crown 116 and of the caliper 108, by causing the collar 96, the clutches 84, 86 and the element 58 to take a rotational movement and by rotating the screw 46 in the direction of arrow 97.
The rotational movement of the screw 46 in the direction of the arrow 97 transmitted by the helix wheel 49 and the wheels 53, 51 and 55 to the wheel 19 of the shaft 16 causes the shaft to rotate an additional angle. 16 in the same direction (arrow 142).
When the counter rotates in the opposite direction, the drive shaft
14 and 1 cage assembly rotate in the direction of arrow 144 and screw 46 slides from right to left (Fig. 4) disengaging the right clutch and engaging clutch teeth 52 and 60.
The output shaft 16 is actuated by the meshing gear wheels. in the manner described above in the direction of arrow 144 and at the same time receives a further advance movement as the screw 46 rotates in the direction of arrow 81 (Fig. 4).
This additional forward movement of the shaft 16 in the direction of the arrow 144 is transmitted to it by the downward movement (Fig. 3) of the slide 112 in the groove 114 of the inclined crown 116, which rotates the collar 82 in the direction of arrow 81. This movement in turn is transmitted through clutch 68, clutch teeth 60 and 52, screw 46, helical wheel 49 and toothed wheels 53.
51 and 55 to shaft 16 by impeller 19.
It can therefore be seen that the movement of the screw 46 in the direction of the arrow 81 gives the shaft 16 an additional rotational movement on each revolution of the shaft 14 and in the same direction (arrow 144).
<Desc / Clms Page number 7>
To facilitate the adjustment of the inclination of the crown 116, the mechanism comprises an indicator plate 130 fixed by screws 132 on the upper portion 12 of the housing and an indicator arm 134 cooperating therewith and fixedly fixed. suitably on a collar 136 which for its part is fixed on an extension of the axis of oscillation 120 of the crown 116.
The plate 130 (Fig. 1) which has a graduation forming a scale indicating the percentage change in the angular speed of the shaft 16 and the indicator arm 134 which has a needle 137 cooperate to form an indicator mechanism. facilitating the adjustment of the ratio between the angular speeds of the shafts 14 and 16. The displacement of the arm 134 according to the left arrow corresponds to a slower recording and according to the right arrow to a faster recording. A screw 138 which passes through an elongated circular window 140 of the arm 134 is screwed into the plate 130, so that by acting on this screw, the arm 134 can be fixed on the plate.
130 or detach it to fix or release the crown respectively
116.
From the foregoing detailed description, it will be apparent from the foregoing detailed description that according to the invention a simple control coupling device of compact shape intended to be interposed between a recording mechanism and a measuring instrument of a counter .. and which can be 'adjusted' to vary the ratio of the angular speeds of the input shaft of the mechanism and of the output shaft of the instrument and make it take any value between the limits adjustment in either direction of control between them.
Of course, the invention should not be considered as limited to the embodiment shown and described, which has been chosen only by way of example.