<Desc/Clms Page number 1>
C. WANTZ, c/o Robertshaw-Fulton Controls Company. West Coast Research & Development Laboratory, résidant à LOS ANGELES ( E.U.A.).
PERFECTIONNEMENTS APPORTES A UN DISPOSITIF DESTINE A COMMANDER DES
MOUVEMENTS MECANIQUES,.
La présente invention est relative d'une manière générale aux dispositifs destinés à commander des mouvements mécaniques et, en particu- lier, à de nouveaux mécanismes d'encliquetage et de déclenchement.
L'objet principal de la présente invention consiste à contrôler par l'intermédiaire de moyens mécaniques, une force d'actionnement rela- tivement importante, par l'application d'une force de manoeuvre relative- ment faible.
Un autre objet de la présente invention consiste à utiliser une force de manoeuvre relativement réduite en vue de contrôler une force d'ac- tionnement relativement importante, la valeur de cette dernière pouvant va- rier sans affecter la force de manoeuvre requise.
Un autre objet de la présente invention consiste à utiliser la . friction existant entre deux éléments en prise, à déclic ou à détente brus- que, en vue d'équilibrer une force d'actionnement appélée à être commandée. de telle sorte que les éléments en question puissent se déplacer l'un par rapport à l'autre grâce à l'application d'une force relativement réduite.
Un autre objet de la présente invention consiste à utiliser un mé- canisme d'échappement mécanique d'une construction relativement délicate, pour contrôler des forces relativement importantes.
Cette invention offre une utilité particulière là ou il est fait application de mouvements d'horlogerie du type à échappement, pour assurer la commande d'éléments soumis à des efforts relativement élevés. Dans les dispositifs à échappement, l'énergie disponible aux fins de commande est éga-
<Desc/Clms Page number 2>
le à la différence entre l'énergie nécessaire pour maintenir le mouvement à échappement en marche et celle qui amène le renversement du mouvement à échappement. A la suite de la prévision de tolérances de fabrication habi- tuelles, l'énergie réellement disponible dans la plupart des mouvements est considérablement inférieure à l'énergie théoriquement disponible, cette énergie réellement disponible étant minime dans certains cas.
Un des objets de la présente invention consiste àutiliser cette énergie disponible en vue de contrôler des forces de commande relativement importantes de grandeur variable.
Dans un mode de réalisation préféré de l' invention, un élément de ccmmande mobile est en prise frictionnelle avec un élément à déclic ou à détente brusque, la force de commande étant appliquée à l'élément de com- mande en vue d'être transmise à l'élément de détente brusque dans un sens tel qu'elle produise une composante de force d'une valeur sensiblement éga- le à celle de la composante réactive de la force résultant du frottement en- tre les surfaces en contact de ces éléments, et d'un sens opposé à celui de cette composante réactive. Dans cette disposition, la force de commande relativement importante n'interdit pas un mouvement relatif entre l'élément de commande et celui à déclic.
Ainsi, il suffit d'appliquer à un de ces éléments une force de manoeuvre extrêmement réduite, pour produire un tel mouvement relatif, ainsi que la libération de l'élément de commande, de fa- çon qu'il puisse être déplacé sans entrave par la force de commande.
D'autres objectifs et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit et qui doit être considérée en regard des dessins annexés, dans lesquels :
La Fig. 1 est une vue en coupe d'un dispositif à soupape ainsi que du mécanisme d'actionnement destiné à celui-ci et établi selon la pré- sente invention.
La Fig. 2 est une vue d'élévation latérale du dispositif montré dans la Fig. 1.
La Fig. 3 est une vue en coupe d'un détail.
La Fig. 4 est une vue en coupe d'une partie du dispositif repré- senté dans la Fig. 1, cette coupe étant représentée à une échelle plus gran- de que la Fig. 1.
La Fig. 5 est une vue en coupe prise suivant la ligne V-V de la Fig. 1, cette vue étant également établie à une échelle plus grande que cet- te dernière Fig.
La Fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la fig.4, les divers organes étant représentés dans une position de travail différente de celle de cette dernière Fig.
La Fig. 7 est une vue partielle, à une échelle fortement agrandie, d'une partie du dispositif représenté dans la. Fig. 1, un diagramme-vecteur 1 étant superposé à cette vue.
La Fig. 8 est une représentation schématique d'une partie du mé- canisme représenté dans la Fig. 1.
La F ig. 9 est une représentation schématique d'un autre mode de réalisation de l'invention.
La Fig. 10 est une représentation schématique d'un troisième mo- de de réalisation de l'invention et, la Fig. Il est une représentation schématique d'un quatrième mode de réalisation de l'invention.
On considérera d'abord plus particulièrement les Figs. 1 à 7 qui représentent le dispositif de manoeuvre selon l'invention, appliqué à une soupape ou vanne du type utilisé pour contrôler le débit de combustible aux
<Desc/Clms Page number 3>
brûleurs à combustible fluide. Cette soupape comporte une cannelle 10 com- prenant une chambre de soupape 12 appelée à être reliée à une source (non re- présentée) de combustible fluide, au moyen d'un passage d'arrivée 14, ainsi qu'à un brûleur (non montré) à combustible fluide, à l'aide d'un passage de départ 16. Un siège de soupape conique 18, formé dans la cannelle 10 et si- tué dans la chambre de soupape 12, reçoit la surface obturante d'un organe obturateur 20 constitué par une noix ou clef.
L'organe obturateur 20 est muni d'un canal d'angle 21 pourvu d'un orifice d'entrée 22 appelé à coïncider avec le passage d'entrée 14 prévu dans la cannelle 10, lorsque l'organe obturateur à noix 20 occupe une de ses posi- tions angulaires. Le canal d'angle 21, prévu dans l'organe obturateur à noix
20, est également muni d'un orifice de sortie 24, qui communique avec la cham- bre de soupape 12 dans toutes les positions de l'organe obturateur à noix 20 .
Comme c'est généralement le cas dans les robinets à gaz de ce ty- pe, la rotation de l'organe obturateur à noix 20, visant soit à placer le passage d'entrée 22 du canal d'angle de façon qu'il coïncide avec le passa- ge d'entrée 14 de la cannelle, soit avec la surface obturante du siège de soupape 18, aura pour effet, respectivement, de permettre ou d'empêcher le passage du fluide vers la chambre de soupape 12 et vers le passage de sortie
16.
Une extrémité de l'organe obturateur à noix 20 forme une tige de soupape qui émerge de la cannelle 10 et qui est appelée à recevoir une poi- gnée ou un bouton, qui sera décrit d'une manière plus détaillée dans la sui- te .
Entre l'organe obturateur à noix 20, d'une part et une cuvette de retenue appropriée 25, fixée à la cannelle 10, d'autre part, est inter- posé un ressort 26 qui agit de façon à solliciter l'organe obturateur 20 contre le siège conique 18 et à assurer un joint hermétique entre cette sou- pape et ce siège. -
La paroi du canal d'angle 21 est chanfreinée à l'extrémité de sor- tie 24, de façon à former un siège de soupape annulaire 30. Un organe obtu- rateur 32, du type à plateau, est disposé au voisinage du siège de soupape 30 et peut être déplacé de façon à être mis en et hors de contact avec ce- lui-ci, en vue de contrôler le passage du fluide à travers le canal d'angle 21 pratiqué dans l'organe obturateur 20.
L'organe obturateur 32 est monté sur une extrémité d'une tige de soupape 34 qui s'étend à travers un forage axial 36 formé dans l'organe obturateur à noix 20, l'autre extrémité, 38,de la tige de soupape 34 s'étendant en dehors de l'organe obturateur à noix 20.
Un ressort 42 prend appui dans un forage 40 pratiqué dans l'orga- ne obturateur à noix 20, coaxialement par rapport au forage 36, ce ressort portant contre un collier 44 fixé à la tige de soupape 34 de manière à sol- liciter l'organe obturateur 32 vers le siège de soupape 30.
L'invention comporte des moyens destinés à déplacer l'organe ob- turateur à noix 20 entre ses positions d'ouverture et de fermeture. Les moyens représentés ici comportent un système actionné à la main et compre- nant une partie 46 formant moyeu et fixée à l'extrémité de l'organe obtu- rateur à noix, située en dehors de la cannelle 10. Sur le moyeu 46 est formée une bride 48 à extension radiale, à laquelle est fixé, par des moyens appropriés quelconques, des vis 52 par exemple, un boîtier 50.
Ce dernier constitue un bouton qui peut être actionné à la main en vue de pro- duire la rotation de l'organe obturateur à noix entre ses positions d'ou- verture et de fermeture, la rotation du boîtier 50 ayant pour effet de fai- re tourner l'organe obturateur à noix 20 et à déplacer le passage d'admis- sion 22 du canal d'angle 21 prévu dans l'organe obturateur à noix 20, de fa- çon à mettre ce passage en et hors de coïncidence avec le passage d'entrée 14 formé dans la cannelle 10.
<Desc/Clms Page number 4>
L'invention prévoit des moyens pour déplacer l'organe obturateur 32 par rapport au siège de soupape 30. Les moyens représentés ici compor- tent un élément mobile réuni par une liaison de commande à la tige de soupa- pe 34. Cet élément mobile comporte un arbre 54 monté à coulissement dans le boîtier 50 et évidé à une extrémité, de faon à recevoir à jeu l'extré- mité 38 de la tige de soupape 34. L'arbre 54 peut tourner librement et se déplacer axialement par rapport au boîtier 50.
A l'extrémité de l'arbre 54 située en dehors du boîtier 50 est fixé un bouton 56 actionné à la main et destiné à imprimer les dits mouvements, rotatifs et axiaux, à l'arbre 54. Le ressort 42 sollicite la tige de soupape 34 de façon à la maintenir en contact avec l'arbre 54, dans le sens du refoulement de celui-ci du boîtier 50,la disposition étant telle que l'arbre 54 peut être mû à l'en- contre de cette sollicitation, de façon à écarter l'organe obturateur 32 du siège, cela par un actionnement manuel du bouton 56. Des divisions ou graduations appropriées 57, qui désignent des unités de temps,sont impri- mées sur le bord du bouton, de façon à coïncider avec le repère 59 prévu sur le boîtier 50, le tout dans un but qui ressortira plus clairement dans la suite.
Sur la partie médiane de l'arbre 54 est prévue une paire de demi- spires 58, 60 d'un double filet extérieur. Les spires 58, 60 sont fraisées ou meulées en 62, de manière à présenter une section sensiblement rectangu- laire, cela dans un but qui sera exposé dans la suite d'une manière plus détaillée.
Un organe à déclic, relativement fixe, peut s'emboîter avec l'ar- bre 54 de manière à empêcher le déplacement de ce dernier, cet organe à dé- clic étant constitué par un assemblage 64 formant écrou et fixé à la face interne du boîtier 5C. Le système d'écrous 64 est formé par trois éléments 66, 68 et 70 présentant des forages axiaux, ces éléments étant disposés co- axialement et étant fixés au boîtier 50 à l'aide de vis 72. Sur les faces contigües des éléments 66 et 68 sont formés des évidements coïncidants 74 76 qui présentent une section transversale généralement rectangulai- re et qui sont destinés à recevoir à coulissement les filets fraisés 58, 60.
Un double filet intérieur 79 est formé dans le forage axial de l'élément 68, le pas de ce filet intérieur 78 étant le même que celui des filets 58, 60 formés sur l'arbre 54. La profondeur de la rainure 76 est telle que la largeur totale de la cavité du filet intérieur 78 représente une ouverture dans la paroi de cette rainure. L'arbre 54 est monté à con- tact intime dans les forages axiaux des éléments 66,70, de sorte que le déplacement axial de l'arbre 64 est limité par le contact entre les filets 50, 60, d'une part et les éléments 66,70, d'autre part.
La longueur de la tige de soupape 34 est telle que, lorsque les filets 58, 60 prévus sur l'arbre 54, sont disposés dans la gorge 74 for- mée dans l'élément 66, le ressort 42 maintient l'organe obturateur 32 dans .sa position lestée ou fermée, dans laquelle il est en contact avec le siège de soupape 30. Toutefois, lorsque l'arbre 54 est déplacé axialement, de façon que les filets 58, 60, formés sur cet arbre, s'engagent dans les filets intérieurs 78, formés dans l'élément 68, la tige de soupape 34 se déplace à l'encontre de la tension du ressort 42, de manière à écarter l'organe obtu- rateur 32 du siège de soupape 30, permettant ainsi un passage de combustible à travers le canal d'angle 21 prévu dans l'organe obturateur à clef ou à noix 20.
Lorsqu'on fait tourner l'arbre 54 après que celui-ci a amené l'organe obturateur 32 à la position d'ouverture, les filets intérieurs 58, 60 vien- nent s'emboîter dans les filets intérieurs 78, tandis que l'organe obtura- teur 32 se trouve retenu dans sa position d'ouverture.
Il ressort de ce qui précède que la poussée axiale, exercée sur la tige de soupape 34 par le ressort 42, est transmise directement à l'ar- bre 54 et aux filets 58, 60 pratiqués sur celui-ci. E tant donné que les surfaces portantes des filets 58, 60 sont disposées sous un angle par rapport à l'axe d'action de cette force, une partie de cette dernière sera transfor-
<Desc/Clms Page number 5>
mée en couple de rotation et tendra à dévisser l'arbre 54 de l'élément 68.
Toutefois, les filets intérieurs 78 exercent un effort réactif sur les filets
58, 60, effort dont une partie comporte une composante de torsion qui agit dans un sens qui s'oppose à l'action de dévissage qui s'exerce dans l'arbre 54.
Une caractéristique importante de la présente invention réside dans le fait que les surfaces en prise de l'arbre 54, relativement mobile, et de l'élément de verrouillage à détente 64, relativement fixe, soient dis- posées de telle façon que la force de commande agissant sur l'élément mobi- le 54 produise une composante de force sensiblement égale et opposée à la composante de force réactive résultant du frottement entre ces surfaces, quelle que soit la grandeur de la force de commande. Grâce à cette dispo- sition, il suffira d'un effort extrêmement faible pour dégager l'élément mobile 54 de l'élément fixe ou de verrouillage à détente 64.
Ce principe sera exposé d'une façon plus détaillée en se repor- tant à la Fig. 7, laquelle représente des parties complémentaires du filet extérieur 58 et du filet intérieur 78, parties sur lesquelles on a dessiné un diagramme-vecteur des forces qui entrent en jeu. Dans ce diagramme-vec- teur, le vecteur L représente la poussée axiale exercée sur l'arbre 54 par le ressort 42 lorsque les filets 58, 60, 78, sont en prise les uns avec les autres. Cette force agit le long de l'axe commun de la tige de soupape 34 et de l'arbre 54 et produit une force réactive développée par les filets in- térieurs 78, cette dernière force étant égale et opposée à la force de com- mande développée par le ressort 42. Cette réaction est représentée dans le diagramme-vecteur par le vecteur R.
Etant donné que la force L n'agit pas sur les surfaces en prise des filets 58 et 78 suivant une direction normale, elle produit une compo- sante de force agissant parallèlement aux surfaces en prise de ces filets et tendant à déplacer le filet 58 par rapport au filet 78 et à amener le pre- mier à se dévisser du second. Cette force est représentée dans le diagram- me-vecteur par le vecteur Lm.
Il va de soi que la force L suscite une autre composante de force, qui s'exerce suivant une direction normale par rapport aux surfaces portan- tes des filets 58 78. Cette composante est représentée dans le vecteur- diagramme par le vecteur Lp.
Etant donné que Lp est normal à la surface de portée des filets et que L est parallèle à l'axe de ceux-ci, l'angle a inclus entre ces vec- teurs est égal à l'angle d'inclinaison de la vis, cet angle étant celui que la surface de portée d'un filet forme avec un plan perpendiculaire à l'axe de ce filet. Ainsi, la grandeur de la force Lm sera égale à Lp fois le tan- gens de l'angle a, c'est-à-dire de l'angle d'inclinaison.
La force réactive développée par le filet intérieur 78 peut éga- lement être décomposée en deux composantes, dont l'une parallèle et l'autre normale par rapport à la surface de portée du filet. Ces composantes sont représentées respectivement dans le diagramme-vecteur par les vecteurs Rf et Rp. La force représentée par le vecteur Rf est celle qui résulte du frot- tement entre les filets 58 et 78. Cette force dépend de la grandeur de la composante Rp et du coefficient de frottement des surfaces en contact des filets 58, 78.
Si l'on veut que Lm et Rf s'équilibrent toujours mutuellement, de façon que les filets se trouvent toujours au point où le mouvement de dé- tente peut se produire à tout moment, il est évident que Rf doit être égal à Rp fois le tangens de l'angle a. Or, Rf est également égal à Rp fois le coefficient de friction. Ainsi, si Rf est égal à Lm, le tangens de l'angle a doit être égal au coefficient de frottement.
Lorsque la force Lm est égale et opposée à la force Rf, les filets 58, 60, 78 sont en équilibre, la composante de torsion Lm étant équi-
<Desc/Clms Page number 6>
librée exactement par la composante de friction Rf. Le pas des filets est choisi de telle façon que le tangens de l'angle d'inclinaison soit égal au coefficient de frottement des surfaces des filets, de telle façon que cette relation d'équilibre soit maintenue en dépit de variations de l'effort axial L. Grâce à cette disposition, et quel que soit l'effort - celui-ci pouvant varier dans de larges limites - appliqué axialement à l'arbre 54 il suffit d'exercer sur cet arbre un léger effort de torsion, pour amorcer la rotation de ce dernier.
L'invention prévoit des moyens destinés à exercer un effort de manoeuvre sur les organes d'actionnement de la soupape, en vue de dégager l'organe de commande mobile 54 de l'organe de verrouillage à détente 64.
Ces moyens présentent la forme d'un mouvement d'horlogerie 80 à commande par échappement. Le mouvement 80 est disposé dans le boîtier 50 et est supporté par la bride 48 à l'aide d'une série de vis 82.
Le mouvement 80 comprend un mécanisme à ressort principal 84, lequel est en prise, par l'entremise d'un train de pignons approprié 88, avec un mécanisme à échappement 86. Le mécanisme à ressort principal 84 est montré clairement dans la Fig. 3. Il comporte une cheville 90, fixée d'une manière non rotative à la bride 48 et s'étendant perpendiculairement au plan de cette dernière. Un ressort 92, enroulé en spirale, est fixé par son extrémité intérieure au pivot 90. et est disposé dans un plan sensi- blement parallèle à la bride 48. Un élément 94 en forme de cuvette enclave le ressort 92 et est supporté par une roue dentée 96 montée à rotation sur la cheville 90.
L'extrémité extérieure du ressort-spiral 92 est fixée à l'élément 94 en 98, de sorte que la rotation du pignon 96 et de l'élément 94 en forme de cuvette fait varier la tension du ressort 92.
Un deuxième pignon 100 est monté à rotation sur la cheville 90.
Ce pignon porte une couronne ou nervure circulaire 102 orientée dans le sens axial et en contact f rictionnel avec la paroi cylindrique de l'élément 94 en forme de cuvette. Ce contact est de préférence tel qu'un effort tournant frictionnel se développe entre la nervure circulaire 102 et l'é- lément 94, effort qui sera toujours supérieur à l'effort maximum dévelop- pé par le ressort principal 92 lorsque ce dernier est complètement enroulé.
Une série d'encoches 104 (dont une seulement est représentée) peuvent être formées dans la couronne 102, afin de faciliter la fabrication et d'éviter la nécessite de tolérances extrêmement précises en vue de l'ajustement de cette couronne sur l'élément 94 en forme de cuvette.
Le pignon 100 est en prise avec un pignon approprié du train de pignons 88 et est ainsi en liaison cinématique directe avec le mécanisme à échappement 86. Le pignon 96 est en prise avec un pignon 106, lequel est monté fou sur la tige de soupape 34 et est connecté à l'arbre 54. La liai- son entre le pignon 104 et l'arbre 54 est telle que cet arbre peut se dépla- cer axialement par rapport au pignon 104, cependant que la liaison par la- quelle l'effort tournant est transmis du pignon 104 à l'arbre 54 est main- tenue entre ces éléments. Comme montré dans les dessins annexés,cette liai- son est constituée par une première lame élastique 108, fixée par sa partie médiane au pignon 106, et une deuxième lame élastique 110, cette dernière étant fixée par sa partie médiane à l'extrémité de l'arbre 54.
Les extré- mités juxtaposées des ressorts plats 108, 110 sont rivées l'une à l'autre en 112, de sorte que le mouvement de rotation est transmis entre le pignon 106 et l'arbre 54,tandis que le déplacement axial de l'arbre 54 aura pour effet d'infléchir le ressort 108, 110, sans provoquer un déplacement axial du pignon 108.
Fonctionnement.
On supposera que le dispositif de commande est dans la position "fermé" ou "arrêt" dans laquelle la noix 20 et la soupape à champignon ou à plateau 32 occupent leurs positions de fermeture, les différents organes peuvent être amenés à l'état de fonctionnement, de la manière suivante.
<Desc/Clms Page number 7>
Le boîtier 50 est d'abord actionné à la main, de façon à produi- re une rotation de l'organe obturateur à noix 20 et à amener le passage d'entrée 22 du canal d'angle 21 en coincidence avec le passage d'entrée 14 de la cannelle 10. Les divers éléments de l'appareil occupent alors la po- sition représentée dans la Fig. 1, de sorte que le fluide peut affluer de l'orifice d'entrée 14 dans le canal d'angle 21, le fluide étant empêché de quitter ce dernier canal, étant donné la position de fermeture de l'organe obturateur 32.
On enfonce alors le bouton 56 en vue de déplacer l'arbre 54 dans le sens axial, ce qui a pour effet que les filets 58, 60 quittent la rainu- re 74,dans laquelle la rotation de ces filets est empêchée, et entrent en prise avec les filets intérieurs 78. Ce déplacement de l'arbre 54 a pour effet d'imprimer un déplacement axial à la tige de soupape 34,de tel- le sorte que cette dernière se déplace à rencontre de la tension du res- sort 42 et amène l'organe obturateur 32 dans une position où celui-ci est écarté de son siège 30. Le fluide peut désormais s'écouler au-delà de l'or- gane obturateur 32 et atteindre le raccord, de sortie 16 de la cannelle 10.
On fait tourner ensuite le bouton 56 dans le sens des aiguilles d'une montre,si l'on considère la Fig. 2, de façon à établir une temporisa- tion exacte,déterminée par le trait de graduation 57 et le repère 59. En imprimant un mouvement de rotation au bouton 56, on fait tourner l'arbre 54 de façon à visser les filets 58, 60 dans les filets intérieurs 78.
Comme indiqué plus haut, le pas des filets 58, 60, 78 est tel que la composante frictionnelle de la force réactive agissant sur l'arbre 54 est sensiblement égale à la composante torsionnelle de la force exercée sur l'arbre 54 par le ressort 42. Par conséquent, l'arbre 54 reste dans la position à laquel- le il a été amené, à moins que l'on n'exerce sur lui un couple supplémentai- re, de façon à amorcer la rotation de cet arbre et à dégager les filets 58 60 des filets 78.
Il convient de remarquer que l'ordre dans lequel s'opèrent les mouvements de rotation du boîtier 50 et du bouton 56 peut être inversé au besoin, en ce sens que la manoeuvre du bouton temporisateur 56 peut précé- der l'actionnement de l'organe obturateur 20 par le boîtier 50.
Le mouvement rotatif de mise au point du bouton 56 entraîne d'autre part la rotation du pignon 106, lequel entraîne la roue dentée 96 et remonte le ressort moteur 92 du mouvement d'horlogerie 80. La roue dentée 100 tend à tourner simultanément avec la roue dentée 96, étant don- né la liaison à friction existant entre ces roues, cette rotation de la roue 100 étant toutefois empêchée par le train d'engrenage temporisateur 88 et l'échappement 86. Il se produit par conséquent un patinage entre les pignons 96 et 100. Toutefois, lorsque le bouton 56 est relâché, le couple du ressort moteur 92 est transmis directement à la roue dentée 96 et, par friction, à la roue 100.
Etant donné que le couple frictionnel entre les roues dentées 96 et 100 est plus important que le couple maximum produit par le ressort moteur 92, ce dernier couple agit en sorte que les roues 96 et 100 tournent solidairement comme un ensemble unique. Cette rotation des roues dentées 96 et 100 aura pour effet d'entraîner le train d'engrenage 88 et le pignon 106, cependant que l'échappement 86 contrôle la vitesse de la rotation et que le pignon 106 provoque une rotation en sens inverse de l'ar- bre 54 et du bouton 56, pour les ramener à leurs positions angulaires initia- les.
Après que le ressort moteur 92 a fait tourner l'arbre 54 de façon à le ramener à la position angulaire initiale, les filets 58, 60 se dégagent des filets 78 et, étant donné que les filets 58, 60 se trouvent à ce moment en coïncidence avec la gorge 72, l'arbre 54 se déplace rapidement vers la droite, en considérant la Fig, 1, jusqu'à ce que les filets 58, 60 entrent en contact avec le fond de cette gorge. Simultanément avec ce déplacement axial de l'arbre 54l'organe obturateur 32 se déplace de façon à s'appliquer
<Desc/Clms Page number 8>
contre son siège 30 par une détente brusque, en vue d'empêcher tout écoule- ment ultérieur de liquide vers le raccord de sortie 16 de la cannelle 10.
Lorsque les filets fraisés 58, 60 pénètrent dans la gorge-74, les côtés plats 62 de ces filets sont parallèles aux parois latérales de cette gorge et toute rotation ultérieure de l'arbre 54 est empêchée. Le mouvement d'horlogerie 80 se bloque et le ressort moteur 92 est désormais empêché de se dérouler. Ainsi, le ressort moteur 92 ne peut jamais se détendre complè- tement et est à même d'exercer un couple appréciable sur l'arbre 54 dans toutes les positions angulaires de ce dernier, ce qui élimine tout risque de tension insuffisante du ressort 92 lorsque le système temporisateur est ajusté en vue de fonctionner en un court laps de temps.
Il convient de noter qu'étant donné que les portions de filets 58, 60 représentent des secteurs diamétralement opposés d'un double filet, elles se mettent simultanément en et hors de prise avec les filets intérieurs 78, empêchant ainsi tout ballottement et coincement éventuels de l'arbre 54.
Si l'on désire soustraire le passage du fluide au contrôle du sys- tème temporisateur 80, on pousse sur le bouton 56 de façon à mettre les filets 58, 60 en prise avec les filets 78, ce bouton étant ensuite tourné dans le sens opposé à celui qui correspond à l'ajustement de la temporisa- tion, de manière à coincer les filets extérieurs 58, 60 dans la cavité des filets intérieurs, à l'endroit où cette cavité affleure la surface de l'élé- ment 66, dans lequel est pratiquée la gorge 74. Désormais, toute interven- tion du mouvement d'horlogerie 80 tendra à enfoncer davantage les filets 58, 60 dans la cavité des filets intérieurs, tandis que l'arbre 54 sera mainte- nu dans sa position enfoncée, maintenant ainsi l'organe obturateur 32 écar- té de son siège 30.
Il résulte de ce qui précède que l'appareil décrit ci-dessus com- prend un nouveau mécanisme de verrouillage à détente dans lequel un effort de commande d'une intensité considérable peut être appliqué à un organe mo- bile, tandis que le déplacement de cet organe, effectué sous l'influence de cet effort de commande peut être contrôlé par un effort de manoeuvre extrê- mement réduit. Le mécanisme de verrouillage à détente est constitué par l'arbre fileté 54 et l'assemblage-écrou 64, muni d'un filet intérieur, le pas des filets étant choisi de façon à produire un effort de friction égal et opposé à la composante de torsion due à toute poussée axiale s'exerçant sur l'arbre 54.
Dans le cas considéré ici, la force de manoeuvre est repré- sentée par le couple transmis à l'arbre 54 par le mouvement d'horlogerie 80, cette force étant extrêmement réduite comparativement à la force de com- mande appliquée dans le sens axial de l'arbre 54 par le ressort de charge 42 de la soupape. Cette disposition du mécanisme de verrouillage à détente brusque a été représentée d'une manière schématique dans la Fig. 8, où la force de commande et la force de manoeuvre ont été représentées par des flè- ches pour des raisons de simplicité.
Les mécanismes de verrouillage à détente brusque, dans lesquels on a appliqué le principe du mécanisme décrit ici, peuvent affecter une va- riété de formes, dont trois ont été représentées d'une manière schématique dans les Figs. 9, 10 et 11.
Dans l'appareil représenté dans la Fig. 9, un assemblage écrou 114 est monté sur un assemblage de support fixe 116, disposé de façon à em- pêcher tout déplacement axial de l'écrou 114. Un arbre 118 à mouvement longitudinal.est vissé dans l'écrou 114 et est empêché d'effectuer un mou- vement de rotation, au moyen d'une goupille 120 fixée à l'élément de support 116 et traversant une fente longitudinale 122, formée dans l'arbre 118.
L'extrémité de l'arbre 118 est en contact avec une tige 124 qui porte un organe obturateur 126, monté mobile par rapport à un siège de soupape 128,.
La force de commande est appliquée à l'organe obturateur 126, de façon à solliciter celui-ci vers le siège de soupape 128, cette force étant trans-
<Desc/Clms Page number 9>
mise directement à l'arbre 118 au moyen de la tige de soupape 124. Lorsque les filets prévus sur l'arbre 118 sont en prise avec les filets de l'écrou
114, la force de commande est transmise à travers les filets de l'arbre à l'é- crou 114, de façon à donner naissance à une force réactive comprenant une composante torsionnelle qui résulte de la friction. Le pas des filets est choiside façon à déterminer un angle d'inclinaison dont le tangens est égal au coefficient de friction des surfaces de filets.
Par conséquent, la compo- sante de torsion de la force de commande sera neutralisée par le couple ré- sultant de la friction et il suffira d'appliquer à l'écrou une minime force de manoeuvre, pour produire la rotation de cet écrou et pour libérer l'ar- bre 118 et la soupape 126, de façon que ces organes puissent se déplacer sous l'effet de la force de commande.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 10, un arbre fileté 130 est fixé par une extrémité à un élément fixe 132, tandis qu'un assemblage- écrou 134, monté à rotation et à déplacement axial, est vissé sur l'arbre
130. Une tige de soupape 136 prend appui sur l'assemblage-écrou 134, cette tige portant une soupape 138. La soupape 138 est sollicitée vers un siège de soupape 140, par la force de commande, cette force étant transmise par la tige de soupape 136 à l'écrou 134, de façon à imprimer une poussée axia- le à celle-ci. Le pas des filets représentés dans ce mode de réalisation est le même que celui des filets représentés dans la variante de construc- tion des Figs. 8 et 9.
De cette façon, le couple produit par la force de commande est équilibré par l'action de la friction entre les filets; il en résulte que, pour produire la rotation de l'écrou 134, il suffit d'appliquer à celui-ci une force de manoeuvre minime. Après une certaine rotation de l'écrou 134,les filets se mettent hors de prise, de sorte que cet écrou est libéré et peut désormais se déplacer axialement, de manière que la sou- pape 138 soit amenée au contact du siège de soupape 140.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 11, un arbre fileté est monté à rotation entre deux systèmes de support fixes 144. Un assemblage- écrou 146, mobile dans le sens axial, est vissé sur l'arbre 142 et est as- suré contre tout mouvement de rotation par une tige 148 fixée aux systèmes de support 144 et qui traverse à coulissement un forage approprié, formé dans l' écrou 146.
Une extrémité d'une tige de soupape 150 est en contact avec l'é- crou 146, tandis que l'autre extrémité de cette tige porte une soupape 152.
Cette dernière soupape est sollicitée vers un siège de soupape 154 par une force de commande appropriée, cette force étant transmise, par l'inter- médiaire de la tige de soupape 150, à l'écrou 146, de façon à exercer une poussée axiale sur celui-ci. Dans cette variante de construction, le pas des filets est identique à celui des filets prévus dans les modes de réa- lisation suivant les Figs. 8, 9 et 10 et, par conséquent, la composante tor- sionnelle de la poussée axiale agissant sur l'écrou 146 est équilibrée par le frottement entre les filets.
Il en résulte qu'en exerçant un effort de manoeuvre minime sur l'arbre 142, on provoque la rotation de celui-ci,ce qui a pour effet de mettre les filets hors de prise et de libérer l'écrou 146, de façon que celui-ci puisse exécuter un mouvement axial sous l'influence de la force de commande. Le déplacement axial effectué par l'écrou 146 après qu'il a été libéré est accompagné d'un déplacement correspondant de l'orga- ne obturateur 152, ce dernier étant déplacé de façon à entrer en contact avec le siège de soupape 154.
Il ressort de ce qui précède, que les modes de construction: re- présentés permettent d'établir des dispositifs de manoeuvre nouveaux et per- fectionnés et constituent une réalisation des objets de l'invention. En outre, il est évident pour tout technicien de la branche que les modes de réalisation représentés peuvent subir des changements et des modifications de diverses manières et que diverses caractéristiques de ces constructions peuvent être incorporées, séparément ou ensemble, dans d'autres combinaisons que celles représentées dans les dessins annexés, cela sans sortir du cadre
<Desc/Clms Page number 10>
de l'invention ni sacrifier tous les avantages de celle-ci, et que, par conséquent, les variantes exposées ici l'ont été uniquement à titre démons- tratif, sans que l'invention y soit limitée.
REVENDICATIONS.
1. - Dispositif de manoeuvre comprenant : un élément mobile qui présente une surface de portée; un deuxième élément présentant une surface prévue pour entrer en prise frictionnelle avec cette surface de portée; des moyens appelés à actionner cet élément mobile et qui tendent à imprimer un mouvement de coulissement à cette surface de portée, par rapport à l'autre surface susdite, ces surfaces étant établies et disposées de telle façon que la dite prise frictionnelle ait pour effet de produire une composante de for- ce réactive, sensiblement égale en grandeur et opposée en direction à la force qui résulte de la tendance précitée au mouvement de coulissement; et, des moyens appelés à agir sur un de ces éléments, dans des conditions détep- minées d'avance, en vue de produire ce mouvement de coulissement.
2. - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'élément mobile est prévu de façon à pouvoir se déplacer longitudinalement, tandis que les moyens appelés à agir sur cet élément mobile exercent sur celui-ci un effort qui tend à imprimer à cet élément le mouvement longitudinal précité, de même que le mouvement de coulissement susdit.
3. - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que la surface de portée de l'élément mobile est inclinée par rap- port à l'axe d'action de la dite force et par rapport à la direction du mou- vement longitudinal précité.
4. - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 2 ou 3, ca- ractérisé en ce que les dites surfaces sont établies et disposées de façon à se dégager l'une de l'autre lorsque le mouvement de coulissement précité se produit, la disposition étant telle que, lors de la cessation de la prise entre ces surfaces, l'élément mobile susdit est libéré de façon à pouvoir exécuter un déplacement longitudinal, jusqu'à une position déterminée d'a- vance.
5. - Dispositif de manoeuvre selon une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que les moyens pour produire le mouve- ment coulissant précité comportent un dispositif temporisateur pouvant agir de façon à contrôler la vitesse du dit mouvement de coulissement.
6. - Dispositif de manoeuvre selon une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que les surfaces susdites sont normale- ment écartées l'une de l'autre, des moyens actionnés à la main étant prévus pour déplacer ces surfaces de façon à établir entre elles le contact fric- tionnel précité.
7. - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 6, caracté- risé par la prévision de moyens pour amorcer le fonctionnement du disposi- tif temporisateur, en vue de contrôler le mouvement de coulissement précité, cet amorçage ayant lieu après l'actionnement des moyens à commande manuelle.
8. - Dispositif de manoeuvre selon une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'un des éléments précités est muni d'un orifice fileté intérieurement, tandis que l'autre de ces éléments est muni d'un filet extérieur prévu pour se visser dans le filet intérieur susdit.
9. - Dispositif de manoeuvre selon la revendication 8, caractéli- sé en ce que l'angle d'inclinaison des filets est tel que la composante frictionnelle de la force réactive, engendrée par la force agissant sur l'é- lément mobile est sensiblement égale en grandeur e t opposée en direction à la composante torsionnelle de la dite force.