Indicateur de vitesse. La présente invention a pour objet un in dicateur de vitesse clans lequel l'arbre dont on veut mesurer la vitesse entraîne -des masses maintenues par une cage montée sur l'arbre, et. s'appuyant sous l'influence des forces centrifuges sur des chemins compris dans une surface de révolution coaxiale à l'arbre tournant, caractérisé par le fait que l'un des éléments, surface et. cage, étant figé dans le sens longitudinal -de l'arbre, l'autre dément, qui peut se mouvoir dans le sens longitudinal de l'arbre, est équilibré par un contrepoids tournant autour d'un axe com mandant la rotation -de l'organe indicateur de vitesse instantanée à l'encontre de l'action d'un organe antagoniste.
La directrice de la surface de révolution sur laquelle sont tracés les chemins suivis par les masses tournantes, peut être choisie de manière que le déplacement relatif de cette surface et de la cage maintenant les masses obéisse à une loi prédéterminée en fonction de la vitesse, la loi de réaction de l'organe antagoniste pouvant également être détermi née à, volonté en fonction de la vitesse, de fa çon à ce que finalement le déplacement de l'organe. indicateur se fasse suivant telle fonc tion que l'on veut de la vitesse.
En particulier, l'organe antagoniste peut donner une certaine réaction lorsque la vitesse est nulle pour assurer avec certitude le retour à zéro de l'aiguille indicatrice.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'inven tion.
La fig. 1 est une vue en élévation d'un indicateur -de vitesse suivant l'invention, ,dans lequel la surface est en forme de cloche, plus particulièrement applicable à l'automobile; La fig. 2 est une coupe suivant la ligne A-B de la fig. 1; La fig. 3 montre l'appareil vu de la par tie supérieure, le cadran indicateur étant en levé; La fig. 4 représente la cloche et son mode -de fixation sur l'arbre principal; La fig. 5 est une vue -de -détail montrant l'arbre principal;
La fig. 6 représente un mode d'exécution ,de la cage contenant les billes; La fig. 7 représente un mode -d'exécution -du contrepoids; La fig. 8 représente un mode d'exécution de la platine principale; La fig. 9, est un schéma explicatif des tiné à montrer le rôle,du contrepoids d'équili brage et d'expliquer son calcul.
Le dispositif de la fi-. 1 comprend l'arbre 1 tournant dans le palier 2, cet arbre pouvant être solidarisé de toute manière appropriée avec l'arbre dont on veut mesurer la vitesse. Cet arbre porte la cloche 3 réduite à quatre branches, la surface intérieure de chacune de ces branches faisant partie d'une surface de révolution ayant même axe que l'arbre tour nant. 0n indiquera plus loin comment cette surface est déterminée. D'autre part, l'arbre 1 porté, clavetée sur lui, la cage 4 qui sert à l'entraînement -des billes 5.
La cage 4 peut se déplacer longitudinalement sur l'arbre 1. Elle présente quatre branches radiales 4' ser vant chacune à l'entraînement et au guidage d'une bille 5. Chacune -des branches a même plan de symétrie que chacune -des branches de la cloche .3-, -de manière que chaque bille soit constamment maintenue appliquée par la force centrifuge sur la surface intérieure de ladite branche. La cage 4 se termine par une bague rainurée 6; le contrepoids 11, monté de manière à osciller autour -de l'axe 8 des pivots 8a, 8b, porte un bras 9 muni d'un er got 10 qui pénètre dans la rainure -de la bague 6.
L'axe 8 .du contrepoids porte un secteur denté 19 claveté sur lui en prise avec le pignon 20, claveté sur l'arbre 21 de l'ai guille<B>20</B> mobile devant le cadran 24. L'axe 21 est monté à pivotement dans la face 22 du boitier. Le ressort spiral antagoniste 27 est fixé sur l'axe 21 par l'une de ses extrémités. en 27' et par l'autre de ses .extrémités sur un téton 2,7" fixé sur le cadran de l'appareil (fig. 3).
Le fonctionnement du dispositif est le suivant: Lorsque l'arbre 1 tourne, les forces centri fuges appliquent chacune des billes 5 sur l'élément de surface 26 correspondant. Cette force centrifuge F, qui est appliquée au cen tre de gravité G de cette bille, peut être,dé- composée suivant deux directions passant par le centre de gravité G et respectivement par les points de contact Ci, Cs de ladite bille avec la cage 4 et la surface 26.
La force Fi est équilibrée par la réaction de la surface 2.6; la force Fs, parallèle à l'arbre tournant, tend à chasser la bille vers la droite. Les forces telles que Fs exercées sur la cage par les quatre billes auront donc pour effet de pousser la cage 4 vers la droite.
Dans ce dé placement de la cage 4, le bras 9 communique un. mouvement de rotation au contrepoids, au secteur 19, au pignon 20 et à l'aiguille 23, contre la réaction du ressort 27.A chaque vi tesse -de rotation, il correspondra donc une position d'équilibre de l'ensemble du disposi tif, et par conséquent, une position bien déterminée de l'aiguille sur la cadran.
La forme -de la surface 26 pourra être réalisée,de manière à réaliser certaines condi tions.
a) Il y aura intérêt à créer sur l'axe de l'aiguille un couple résistant sensiblement proportionnel à la vitesse; cette condition per mettra d'avoir une précision beaucoup plus grande que .dans les. dispositifs construits gé néralement jusqu'à ce jour, -dans, lesquels les couples. utiles produits sont à peu près pro portionnels au carré de la vitesse; b) il y aura intérêt à avoir une loi inté ressante de déplacement de l'aiguille sur le cadran, par exemple un déplacement qui soit une fonction linéaire de la vitesse, @de, ma- mère à pouvoir graduer ledit cadran en divi sions égales;
c) Il y aura intrérêt à donner au ressort une "tension initiale", de manière à assurer le retour de l'aiguille dans sa position de<B>dé-</B> part.
De préférence, le ressort antagoniste sera un réssort spiral; en particulier, il sera avan tageusement une spirale plane à section cylin- Brique ou à. section rectangulaire, le. grand côté du rectangle étant parallèle à l'axe et les spires étant non jointives.
Un tel ressort donne un couple sensible ment proportionnel à sa torsion.
La condition b ci-dessus pourrait être remplacée dans certains cas par une autre correspondant mieux à l'usage qui doit être fait de l'appareil; on pourra se proposer, par exemple, d'avoir des déplacements plus grands de l'aiguille pour -des vitesses d'un certain ordre de grandeur.
L'objet du contrepoids est -de faire cons tamment équilibre au poids -de l'équipage mo bile longitudinalement dans la direction de l'arbre tournant pour toutes les positions de l'appareil; c'est une condition nécessaire pour que l'appareil donne des indications toujours comparables à elles-mêmes, quelle que soit sa position dans l'espace. Mais, dans le cas par ticulier où l'appareil sera employé à bord d'un navire, d'un véhicule, etc. il aura en outre pour effet de compenser les effets d'i nertie parasites, les chocs, l'action -de la force centrifuge dans les virages, etc.
Le but du contrepoids n'est d'ailleurs pas seulement l'é- quilibra.ge de l'action de la pesanteur ou de la. force centrifuge sur l'ensemble -des billes et de la cage à billes. Il joue aussi un rôle important clans la stabilité de l'aiguille, et il est par suite conçu à la fois pour équilibrer la pesanteur, ainsi que les effets d'inertie nuisibles, dûs, par exemple, aux virages et pour augmenter la stabilité de l'aiguille, grâce à son grand moment d'inertie.
Il y a intérêt toutes choses égales d'ailleurs, à. don ner à l'ensemble de l'équipage dont fait par tie le contrepoids un grand moment d'inertie, de façon à augmenter la stabilité de l'aiguille. Par ailleurs, on donnera également à. la clo che un moment :d'inertie suffisant pour con courir, d'une autre manière, à la stabilité de l'aiguille; mais ces deux procédés doivent se compléter l'un par l'autre. On a supposé dans la fig. 9, pour la commodité de l'explication l'arbre 1 vertical et on a appelé 0 l'axe 8 du contrepoids, DT l'ergot 10.
Le contrepoids est réalisé de manière que: 1 0 Les points P 0 M soient en ligne droite; 20 La relation:<I>Pi</I> X OM=P2 X <I>OP</I> dans laquelle Pi :désigne le poids de l'équipage mobile comprenant les billes, la cage et la bague rainurée et P2 le poids du contrepoids soit réalisée. Dans: ces conditions, l'équili brage rigoureux -de l'équipage mobile par le contrepoids est réalisé, pour toutes les posi tions de la cage, le long -de l'arbre 1.
Si on abaisse les perpendiculaires<I>PI</I> et MK sur l'horizontale du point 0, on a en effet:
EMI0003.0021
et par suite: OI X P2 = OK X Pi, ce qui montre que les moments, par rapport à 0, .du poids Pi de l'équipage mobile appliqué en M et du poids. P2 -du contrepoids se font équi libre. De plus, les effets d'inertie parasites seront très sensiblement compensés, si le contrepoids répond en outre, à la condition qui va être définie.
On considère le solide (S) formé par le contrepoids et par une masse placée en M et égale à la masse -de l'ensemble: bille et cage à billes.
Le contrepoids :doit être tel que la section de l'ellipsoïde d'inertie du solide (S) par le plan de la figure, soit un cercle. Cette condi tion sera., en particulier, réalisée si le poids du contrepoids est égal à celui de l'ensemble billes et cage à billes et si l'on dispose deux autres poids égaux solidaires du contrepoids aux extrémités d'un diamètre égal et perpen diculaire à PM.
L'arbre 1 présente une vis sans. fin 12 (fig. 2) en prise avec le pignon 13 claveté sur l'arbre 14. Cet arbre 14 présente un pas de vis 15 (fig. 1) en prise avec le pignon denté 16 claveté sur un arbre intérieur 18. Cet arbre commande, d'une manière connue, deux totali sateurs, l'un journalier 34, l'autre général 313 (fig. 3). L'axe 18 passe à. l'intérieur des disques du totalisateur partiel, représenté à gauche sur la fig. 3 et entraîne le disque extérieur de ce totalisateur.
L'axe 18 com mande, d'autre part, à droite, un totalisateur général, d'une manière connue. En définitive, la seule vis sans fin 15 suffit à la commande des -deux totalisateurs. La remise à 0 se fait au moyen de dispositifs connus. Cependant,, le dispositif suivant assure le débrayage -du totalisateur partiel, quand le véhicule va en marche arrière. Un ressort non représenté appuie un sabot en fibre sur le premier dis que, .des totalisateurs partiels.
La résistance qui en résulte force, lors de la marche ar rière, les sabots 16' (fig. 3) à s'éloigner l'un de l'autre. Ir'axe 1 en acier est relié à la clo che par moulage sous pression le long d'une collerette, -de préférence cannelée, l'axe étant introduit dans le moule.
L'arbre dont il s'agit de mesurer la vi tesse entraîne l'arbre 1 qui présente dans ce but la mortaise 43 (fig. 5). Il présente la vis sans fin 12 qui sert à l'entraînement des to talisateurs, la rainure 37 dans laquelle cou lisse un ergot porté par la cage à billes. La partie 41 est cylindrique.
L'ensemble de l'axe s'obtiendra avantageu sement par décolletage d'une pièce ayant le diamètre du disque, 42; la rainure<B>3,7</B> sera formée à la fraise.
La cage à billes qui présente les surfaces inclinées 44 d'appui des billes sera obtenue de préférence par moulage sous pression.
La fig 7 représente l'ensemble -du contre poids 4 muni des pivots 8n et 8b et,du 'bras 9 terminé par l'ergot 10. Cet ensemble s'ob tiendra de préférence par moulage, suivi de reprises pour les axes.
La fig. 8 représente l'ensemble de la grande platine de l'instrument obtenu de préférence par moulage sous pression.