Indicateur de vitesse. Dans l'automobile, il est devenu de plus en plus intéressant de connaître à tout ins tant, non seulement la vitesse instantanée, mais encore la vitesse moyenne. La présente invention concerne un appareil .destiné à grou per, avec un faible encombrement, un prix -de revient réduit et une excellente précision, des ensembles mécaniques susceptibles de com mander, d'une part, un organe indicateur, de préférence une aiguille, marquant, à chaque instant, la vitesse instantanée, et un organe indicateur, donnant la vitesse moyenne.
En outre, suivant l'usage, un totalisateur général et un totalisateur partiel peuvent être placés à côté des indicateurs de vitesses. L'indicateur de vitesse conforme à l'invention est caracté risé par la disposition dans un même boîtier cylindrique et derrière un cadran unique com mun fermant le boîtier à l'avant, d'un indi- cateur de vitesse moyenne, d'un mouvement d'horlogerie commandant celui-ci et d'un in dicateur de vitesse instantanée.
Dans cet in- dicateur, les valeurs des distances parcou rues sont transmises par l'intermédiaire de l'indicateur -de vitesse instantanée à l'indica teur de vitesse moyenne et les indications -de vitesse moyenne et de vitesse instantanée sont visibles sur le cadran commun. On peut ar river ainsi à utiliser, sur le tablier .de la voi ture pour le dispositif indicateur double pro prement -dit (c'est-à-dire le plus souvent les aiguilles et le cadran) et en arrière du tablier pour le mécanisme, un encombrement trans versal minimum.
L'encombrement en profon- -deur n'est d'ailleurs pas exagéré, grâce au dispositif très aplati utilisé de préférence comme indicateur -de vitesse moyenne.
L'indicateur -de vitesse instantanée peut être d'un type centrifuge qui fait l'objet du brevetsuisse n0163314.
L'indicateur de vitesse moyenne peut être .du type logarithmique, dont il a été question dans le brevet suisse nc lâB50, tandis que sa commande par cames a fait l'objet du brevet suisse no<B>1.52970.</B>
Il est évident que l'indicateur de vitesse objet de l'invention n'est pas exclusivement destiné à être utilisé sur des automobiles. II peut être utilisé -dans d'autres applications in dustrielles, en particulier pour mesurer la vi tesse d'écoulement moyenne ou instantanée l'un fluide ou tout autre débit moyen.
Le dessin ci-joint, .donné à titre d'exem <U>ple,</U> se rapporte à :diverses - formes d'exénu- tion .de l'objet .de l'invention.
La fig. 1 est une vue d'ensemble schéma tique, en élévation, .d'un appareil complet par ticulièrement destiné .à l'automobile; Les fig. Ibis et lter montrent schémati quement deux variantes; La fia. 2 représente un mode d'exécution -d'un contrepoids; La fig. 3 montre l'adjonction Î la cage contenant les billes centrifuges -d'un dispositif stabilisateur et amortisseur;
La fig. 4 montre un mode de réalisation d'un indicateur de vitesse instantanée -du type centrifuge; La fig. 5 représente schématiquement le différentiel articulé formant le mécanisme de l'indicateur de vitesse moyenne; La fig. 6 représente l'une des cames com mandant ce différentiel ou même un diffé rentiel de type différent;
Les fig. 7 et 8 représentent les deux faces d'une variante -de cette ,came; La fin. 9 représente cette variante en ,coupe; La fig. 10 représente un détail -d'un mode d'exécution préféré -du .différentiel articulé dont l'ensemble est représenté fig. 11;
La fig. 12 représente en coupe longitudi nale l'ensemble de l'indicateur combiné dans sa réalisation pratique avec son mouvement d'horlogerie, les cames commandées par ce dernier et par les roues, le -différentiel don nant la vitesse moyenne et le dispositif à clo che -donnant la vitesse instantanée; Les fi-. 13, 14 et<B>15</B> présentent des géné ralisations du dispositif -de -calcul de la vi tesse moyenne.
Sur la fig. 1, l'appareil combiné comporte les platines 76, 77, 78 et 79 réunies par les entretoises telles que 80, 81, 82 et délimitant les éléments -de l'appareil qui sont l'indica- teur de vitesse instantanée I, le mécanisme de l'indicateur de vitesse moyenne constitué, de préférence, par le différentiel à mouvements logarithmiques D décrit plus loin et le mou vement d'horlogerie H commandant ce -der nier.
Les deux aiguilles ou autres. organes in dicateurs- apparaissent bien entendu sur un cadran commun disposé au-dessus de la pla tine 76 et fermant le boîtier cylindrique 75.
Les trois éléments H, <I>D,</I> I se montent de préférence séparément.
D'autre part, les entretoises 80 se termi nent par des saillies 80a qui seules sont en contact avec le fond du boîtier 75 pour éviter toute déformation des organes nuisible à leur bon fonctionnement.
L'ordre de superposition des éléments H, D, I n'est pas nécessairement celui qui a été représenté et peut être modifié à volonté.
En fig. Ibis .et lter, on a schématisé les relations mutuelles des organes principaux dans deux modes -d'exécution différents.
Le flexible<B>300</B> qui reçoit généralement son mouvement de la boîte -de vitesses, .dans le cas -de l'application à une voiture automo bile, entraîne l'indicateur -de vitesse instan tanée schématisé en I (fig. Ibis et lter). Des . flèches Fi et f i représentent schématiquement cette relation.
Un arbre 88 relie l'indicateur -de vitesse instantanée I à l'opérateur 0, c'est- ,à-dire à, (organe calculateur -de la vitesse moyenne qui peut être, par exemple, un diffé rentiel D tel que celui -qui est .schématisé en fig. 1.
Cet opérateur sera, dans le cas oii l'indi cateur de vitesse moyenne est du type loga rithmique, un différentiel de type quelcon- que: àengrenages, à tiges articulées ou autre.
Dans le cas d'un appareil basé sur le prin cipe bien connu .de la tangente, c'est un as semblage -de réglettes articulées réalisant, pour un certain angle, la relation tg
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e étant le chemin parcouru et t le temps écoulé.
Dans le cas d'un appareil basé sur l'emploi d'une surface dite: "camo'ide", c'est-à-dire d'une surface destinée à réaliser une fonction de deux variables ce sera l'ensemble du ca- moide et des organes agissant directement sur lui.
L'opérateur 0 peut donc être de type abso lument quelconque. L'arbre 88 porte (fig. Ibis et Iter) un bouton l02 -dit: "bouton de remise à zéro -des espaces", .dont le rôle sera expliqué plus loin en -détail.
Des flèches F2 et f2 schématisent la -con nexion entre l'arbre 88, qui reçoit son mou vement de l'indicateur de vitesse instantanée et l'opérateur 0.
D'autre part, les flèches Fs et f3 schéma tisent la liaison du mouvement d'horlogerie H et de l'opérateur 0.
Enfin, des flèches F4 et f4 schématisent les connexions entre le mouvement .d'horloge rie H et la tige -de remise à zéro 100 terminée par le bouton -de remise à zéro 101, tige et bouton dont les rôles seront exposés ci-dessous en détail.
Les deux organes<I>0 et II</I> sont disposés côte à côte dans le cas de la fig. Ibis et su perposés dans le cas de la fig. 1ter.
Les positions relatives des organes<I>I, 0, H</I> peuvent être variées sans sortir -du domaine -de la présente invention.
On va maintenant décrire successivement des formes d'exécution préférées de chacun ries trois éléments formant l'indicateur com biné, avant .d'indiquer le détail de leur as semblage.
L'indicateur de vitesse instantanée I est constitué par un .dispositif commandé, soit par l'axe d'une des roues, soit à partir -de la boîte de vitesse .dans le cas de l'automobile, et comportant un arbre qui entraîne le dispositif .ymètrique.
La partie mobile du dispositif taehy- mètrique du type centrifuge décritdans le bre vet no 163314 comporte un contrepoids dont l'objet est de faire constamment l'équilibre au poids -de l'équipage mobile longitudina lement dans la direction de l'arbre tour nant pour toutes les positions de l'appareil; c'est une condition nécessaire pour que l'ap pareil donne des indications toujours compa rables à elles-mêmes quelle que soit sa position dans l'espace.
Mais il aura en autre pour effet de eompenser les chocs, l'action -de la force centrifuge dans les virages, etc.
Le but du contrepoids n'est d'ailleurs pas seulement l'équilibrage -de l'action -de la pe santeur ou de la force centrifuge sur l'en semble -des billes et,de la. cage à billes. Il joue aussi un rôle important .dans la stabilité de l'aiguille et il est, par suite, conçu à la fois pour équilibrer la pesanteur, ainsi que les ef fets d'inertie nuisibles -dus, par exemple, aux virages et pour augmenter la stabilité -de l'ai guille, grâce à .son grand moment d'inertie.
La. manière -de réaliser l'équilibrage sta tique adéjà été exposé dans le brevet suisse ne 163314 et l'on n'y reviendra pas.
La fig. 2 est relative à l'équilibrage .dyna mique -du système constitué par l'ensemble de la cage à billes centrifuges, du .doigt sur lequel elle agit et du contrepoids formant par tie d'un mécanisme indicateur .de vitesse ins tantanée du type décrit audit brevet suisse.
0 étant (fig. 2) la projection -de l'axe d'os cillation du .doigt -et M l'extrémité du doigt, on a indiqué, dans le brevet suisse précité, la façon .de calculer le poids .du contrepoids dont le centre .de gravité P est en ligne droite avec les points 0 et M.
Il s'agit maintenant d'ajouter à l'équipage oscillant, tics masses supplémentaires. Pi et P2 telles que l'ensemble des masses<I>M, P, Pi,</I> P2 ait un cercle pour intersection de l'ellipsoïde d'inertie correspondant .à cet ensemble par le plan .de la figure.
Pour simplifier l'exposé, on !supposera que les masses Pi -et Pz sont égales. On pren dra la droite<I>POIL</I> pour axe ox et on placera les points Pi, P2 sur la droite perpendicu laire oy.
Soit 01l1= <I>xi</I> <I>OP</I> =x2 OPi <I>=</I> 0P2 <I>= y</I> et mi la masse de l'ensemble -de la cage à billes et des billes supposées concentrées en <I>H;</I> m2 la masse -du contrepoids concentré en P, masse calculée -comme il a été .dit dans le brevet précité et m la masse commune des masses supplémentaires.
On calculera y par les relations: <I>2</I> my2 <I>=</I> 9721x12 4- m2x22 <I>=</I> Io. Ira théorie classique des moments d'iner tie montre que, dans ces conditions, le moment d'inertie du système total par rapport à une droite quelconque L passant par 0 et située dans le plan de la figure est constant Ce qui revient àdire qu'au point -de vue dynamique,
le système est équivalent à un disque homogène -de centre 0 et qu'il est in -différent à tous les effets -d'inertie parasites -d'origine quelconque (virages, vibrations; etc.).
Dans le cas où les distances OPi et 0P2 seraient différentes ou bien où Pi et P2 ne pourraient être placées sur la perpendiculaire <I>à</I> ox, on s'inspirerait .des mêmes principes.
La fig. 3 montre l'adjonction d'un -dis positif stabilisateur et amortisseur à la cage à billes centrifuges 4 -déjà décrite dans le bre vet suisse no 163314. La -cage 4 est solidaire d'une cage additionnelle 200 contenant -des canaux 201 en nombre quelconque, à section par exemple cylindrique, où -des billes addi tionnelles 202 sont mobiles, billes qui pour raient être remplacées par des galets.
Les ca naux 201 pourraient être remplacés par une cage annulaire d'axe tt'. D'autre part, leur axe, qui est rectiligne en fig. 3, pourrait être avantageusement un arc -de cercle ou une autre courbe.
Si la cage 4 tend, pour une raison quel conque - variations brusques de vitesse, par exemple -- à prendre des mouvements -d'oscil- lation, il en résulte, pour les billes 202, des mouvements alternatifs .dans leurs canaux 201 et ces mouvements tendent à stabiliser le sys tème. D'autre part, la consommation -d'éner gie qu'ils produisent par frottements et par chocs crée un amortissement. La fig. 4 montre un mode de réalisation de l'indicateur de vitesse instantanée basé sur le principe centrifuge, mais différent du<I>type</I> déjà décrit.
L'arbre 1 .dont il s'agit -de mesurer la vitesse, entraîne une cage 4 contenant des 'billes 5 que la force centrifuge presse contre un chemin -de roulement 203, solidaire, par les bras 205 .d'un axe 204 parallèle ou non <B>à</B> l'axe<B>1.</B>
Les billes tendent à donner au chemin 203 la position correspondant pour l'ensemble -des billes, au moment d'inertie maximum et cela en antagonisme avec un ressort 207, fixé, d'une part, sur l'axe 204, et, -de l'autre, sur une patte 208 fixée en 206 sur la platine.
Comme il a été -dit, l'axe 204 est relié au chemin de roulement par .des bras 205.
Le chemin tourne dans le sens de la flèche Fo jusqu'à ce qu'un équilibre s'établisse pour le régime considéré.
L'indicateur de vitesse moyenne repré senté par<I>D</I> et<I>H</I> en fig. 1 est -du type Ioga- rithmique. Le principe en est le suivant: l'ar bre 1, entraîné par le mouvement -de la voi ture, assure en dehors de la commande de l'indicateur de vitesse instantanée celle d'une came par l'intermédiaire d'engrenages appro priés, cette came communiquant un mouve ment proportionnel au logarithme -du chemin parcouru par le véhicule au premier mobile d'un .différentiel.
D'autre part, le second mobile -de ce différentiel éprouve, sous l'ac tion .du mouvement d'horlogerie H, des dépla- R,ements proportionnels au logarithme du temps écoulé depuis l'origine.
Le différentiel réalise, par un troisième mobile, un mouvement proportionnel à la dif férence: log. u - log.<I>t,</I> u étant le chemin parcouru et t le temps écoulé depuis l'origine, c'est-à-dire depuis la remise à zéro -du méca nisme des espaces et du mécanisme des temps.
Or, cette différence est proportionnelle à log. , c'est-à-dire au logarithme -de la vi tesse
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moyenne. Dès lors, il est possible, grâce à une transmission appropriée, d'indiquer sur un cadran la vitesse moyenne utilisée, et cela quel que soit le mode de graduation prévu, pourvu qu'on utilise une came de transforma tion correspondant à la graduation choisie.
Dans l'appareil représenté, le différentiel est un système articulé, et, plus particulière ment, un quadrilatère articulé.
La fig. 5 en indique le principe.
Les points D et E se -déplacent respecti vement sur des cercles 51 et 51a, de même centre S, de même rayon et dont, par suite, les projections sont confondues sur la fig. 5, qui est une vue en plan. Ces déplacements se font dans le sens des flèches opposées<B><I>fi</I></B> pour D et f'2 pour E.
En D et E s'articulent des bielles égales DF et EF. Le sommet F est susceptible -de coulisser dans la rainure R d'une réglette. 52 articulée sur un axe projeté au centre S des cercles superposés.
Il est évident que la droite SF est conti nuellement la bissectrice de l'angle DSE et que, si<I>Do</I> et Eo sont les positions de départ -de D et E, le déplacement angulaire da SF est égal à la demi-différence des angles de <I>Do,</I> SD, et Eo, <I>SE.</I>
Ces .derniers angles recevant des valeurs respectivement proportionnelles aux -déplace ments de D et E, c'est-à-dire au logarithme de l'espace parcouru par le véhicule et au loga rithme du temps écoulé; l'axe de la réglette 52 donnera, par sa direction, une indication de la vitesse moyenne, su,ceptible d'être utili sée d'une manière appropriée.
Un procédé -de traduction particulière ment intéressant des indications données par le déplacement de la réglette, est représenté en fig. 5; la réglette 52 vient d'une seule piè.oe, par exemple par découpage ou par ma triçage, avec une rampe 53 jouant le rôle de came, sur laquelle appuie, sous l'influence d'un ressort non représenté, un ergot 54, porté par un levier 55, mobile autour d'un axe 56, sur lequel est claveté un secteur denté -57. Ce secteur engrène avec un pignon 58 d'axe 59, solidaire d'une aiguille 60 mobile devant un cadran 61.
Les divisions -de ce cadran, qui indique les vitesses moyennes réalisées, peuvent être fixées à priori, au moins dans certaines li mites, et le profil de la rampe 53 est établi en conséquence.
Il est clair que l'aiguille 60 peut être rem placée par tout autre système indicateur ap proprié tel que tambour gradué, .cadran mo bile devant un repère fixe ou tous autres dis positifs dont se sert l'horlogerie moderne.
La réalisation de -déplacements loga rithmiques pour les bras<I>SD</I> et<I>SE</I> assujettis- sant les mobiles D et E à suivre le trajet cir culaire matérialisé sur la figure par les cer cles 51, 51a, s'obtient à l'aide de cames, qui sont conçues de préférence d'après les prin cipes qui ont fait l'objet du brevet suisse no 1.52970.
Il importe de remarquer que, quel que soit par ailleurs le dispositif employé pour réaliser la différence log. 2t - log. t, la réali sation de la fonction logarithmique présente des .difficultés toutes particulières, si l'on veut, à la fois, obtenir une grande précision, un faible encombrement, un champ de me sure étendu. En outre, il ne faut employer qu'un petit nombre d'organes.
On pourrait, pour réaliser le. déplacement logarithmique d'un bras tel que SD, utiliser une came telle que 63, d'axe 62 (fig. 6). Selon cette figure, le bras SD se déplace dans le sens de la flèche<B>fi</B> si la came 63, qui le pousse en D grâce à sa rainure en escargot 64, tourne dans le sens de la flèche f3. Un tel,dis positif peut être employé en certains cas. Ce pendant, il présente des inconvénients; en effet, une came telle que la came 63 -de la fig. 6 ne peut donner au' curseur D qu'un dé placement linéaire au plus égal au rayon de la came 63 elle-même, et encore c'est un maxi mum qui ne peut guère, pratiquement, être at teint.
Or, pour une bonne précision, l'échelle logarithmique utilisée, doit être aussi grande que possible. Pour fixer les idées, on suppo sera, par exemple, et bien entendu sans que cette hypothèse soit aucunement limitative, que l'unité -de chemin parcouru vaut 1â kilo- mètres, et que l'échelle logarithmique choisie est telle que le ,déplacement angulaire du bras OD, quand le chemin parcouru varie de une unité à,di.x unités, est de 60 .
Le problème n'est pas encore complète ment déterminé. Il y aura, par exemple, inté rêt à obtenir l'indication de la vitesse moyenne .dès que 0,4 unité ou 7,200 km a été parcouru, un. temps suffisant s'étant, d'autre part, écoulé.
Enfin, on posera, par exemple, que l'ap pareil :doit pouvoir fonctionner, sans remise à zéro, du côté des espaces, entre 0,4 unité et 30 unités, c'est-à-dire entre 7,200 et 540 km.
Une étendue complète de la question donne alors les résultats suivants: 10 Le déplacement angulaire total .du bras OD est alors très grand, et -de l'ordre. de <B>160</B> degrés; 20 Ce déplacement est très rapide au dé but, très lent plus tard; 30 Deux filets successifs .d'une came en escargot sont très rapprochés vers la fin de la course.
Avec une came analogue à celle de la fig. 6, il est tout à fait impossible d'obtenir pour le bras OD des déplacements de ce genre et cela d'autant plus que, pratiquement, le rayon de la came 63 .doit être relativement faible, car le boîtier de l'appareil, pour l'auto mobile, doit être d'un diamCtre réduit. Il y a un intérêt à ne pas dépasser, au moins pour les voitures de tourisme, le diamètre stan dard de 80 millimètres et, en bien des cas, celui -de 70 millimètres.
Il est donc nécessaire d'utiliser des cames beaucoup plus perfectionnées.
Le brevet suisse no 152970 décrit des cames à branches multiples pouvant se cou per entre elles; ces cames pouvant .être succes sivement attractives et répulsives. Il montre également l'emploi de cames à plusieurs plans, le bras tel que SD -de la fig. 6 portant un certain nombre d'ergots, attaqués par la came, les uns par l'une de ses faces, les au tres par l'autre. Il y a lieu .d'ajouter que ces divers ergots peuvent. aussi être attaqués sur une même face par des rampes situées dans :des plans diffé rents; les ergots étant alors de longueurs iné gales.
Une forme -de came particulièrement sim ple et ne comportant pas d'intersection de branches est indiquée par les fig. 7 et 8, la fig. 7 montrant une face qu'on peut considé rer comme antérieure et la fig. 8 la face pc.s- térieure supposée vue par transparence.
La came, qu'on supposera être celle 65 qui commande le bras des espaces, tourne autour,d'un axe 67, dans le sens -de la flèche F, quand les espaces croissent.
La face antérieure présente des rampes <I>Ri,</I> R2, <I>R3</I> qui agissent en les repoussant sur des ergots Ei, E2, Es portés par un bras 66 présentant deux plans 66a et 66b parallèles aux faces de la came 65 (fig. 9). D'action de Ri sur Ei ne se termine que lorsque l'action de R2 sur E2 a commencé et cette dernière ne se termine que lorsque l'action de Ba sur Es a commencé.
La seconde face, représentée en plan en fig. 8 possède une rampe attractive R4 pour l'ergot E4 porté par le plan 66a du bras 66.
Une série -de trois impulsions - ce nom bre pouvant -d'ailleurs être bien entendu mo difié, le cas échéant - détermine dont la première partie, rapide, du déplacement du bras; la fin de la course est obtenue par l'ac tion .de la rampe attractive R4. La forme des différentes rampes est telle que toute discon tinuité dans le mouvement soit évitée: autre ment -dit, une rampe ne cesse pas d'agir tant que la suivante n'a pas commencé son action.
Quand l'ergot E4 arrive en fin de course, au point 1i -de la fig. 8, qui représente la came des espaces, il retombe sous l'influence d'un ressort non représenté et qui tend tou jours à s'opposer à la rotation -du bras, sur le point K" (fig. 8) de la spire précédente. La rampe présente en $' un contour en biseau qui facilite cette retombée.
Si donc la voiture continue à rouler < gin dépassant le nombre de kilomètres pour lequel l'appareil est prévu - soit, dans l'exemple choisi, 540 kilomètres, la came continue à tourner, sans danger pour le mécanisme et cela. sans aucun système de débrayage.
En ce qui concerne la came destinée à conduire le second bras du différentiel, came entraînée par le mouvement d'horlogerie, ellz dérive des mêmes principes, mais possède, en fin de course, une butée suffisante pour arrê ter le mouvement sans fatigue pour les piècc3s.
Là encore, un système -de -débrayage de fin de course n'est pas nécessaire, grâce à cette disposition.
On peut prévoir en outre, en ce qui con cerne les cames, .des dispositions prises pour obtenir un résultat dont l'intérêt peut éclhap- per au premier abord, mais qui est en réalité d'un haut intérêt commercial.
Il est essentiel que lorsque l'usager notamment dans le cas envisagé de l'applica tion iii, automobile - a remis l'appareil indi cateur de vitesse moyenne à zéro (en agissant sur des organes de commande dont la des cription est donnée plus loin), la vitesse moyenne marquée par l'appareil soit suffi samment basse, et soit. par exemple, infé rieure à 10 km. Il est évident que la vitesse moyenne est. indéterminée à ce moment, puis que, dans le quotient
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le numérateur et le dénominateur sont tous deux nuls et leurs logarithmes infinis.
Cependant, l'usager comprendrait diffici lement cette indétermination. Dans le présent dispositif, il est possible, grâce aux rampes multiples des cames d'obtenir une indication de distance moyenne faible au départ; par exemple, l'unité d'espace parcouru étant 30 km, l'unité de temps 30 minutes, l'unité de vitesse moyenne sera. 60 km à l'heure.
Dans ces conditions, on s'arrange pour qu'après remise -à zéro, le bras des kilo mètres, dans le différentiel, se trouve dans la position correspondant à
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d'unité, soit 0,300 km; le bras des temps au point corres- pocidant â,
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d'unité, soit 3 minutes.
La vi tesse moyenne ind.iquéa avant le départ sera donc lde 6 km à l'heure, vitesse suffisamment faible pour qu'elle puisse se confondre à peu près sur la graduation avec le<I>zéro,</I> ce qui semblera normal à l'usager.
Des résultats de ce genre seraient là peu près impossibles à ob tenir, sauf grosses complications, avec d'au tres cames que celles qui sont prévues ici, car ils supposent la possibilité d'impri-irier aux organes .du différentiel des vitesses extrêmement variées.
Une autre disposition de -détail prévue également -de par la forme des cames, est celle-ci: une avance artificielle, -de l'ordre -de 1 km, par exemple, et à, -déterminer dans cha que cas particulier, est .donnée à la came des kilomètres. -de façon à compenser les jeux qui peuvent éventuellement fausser, en la di minuant, l'indication -de la vitesse moyenne au départ.
Si, par exemple, la came commandée par le mouvement des espaces, -doit tourner de 50 degrés par unité, une avance artificielle -de 1 à 2 degrés pourra être donnée pour compen ser les jeux. Il suffit, pour cela, -de décaler d'autant la butée :destinée à arrêter 'la came lors .de sa. rotation en sens inverse pour la re mise à zéro. Au surplus, le nombre de de grés dont doit tourner la came des kilomètres pour un accroissement d'une unité sur la came des espaces - par exemple, 30 km - est un élément essentiel.
Si ce nombre -de -degrés -est trop faible, les formes des rampes sont trop abrupte au dé but -de la course, ce qui ne permet pas à. l'appareil d'être juste avant un assez grand nombre de kilomètres, et l'expose à des coin cements. .Si, au contraire, ce nombre -de de grés est trop grand, le nombre -des spires, pour une course maxima .donnée, 540 km, par exemple, devient trop grand, ce qui donne -des spires trop rapprochées et pratiquement inadmissibles.
Pratiquement, pour les indicateurs de vi tesse moyenne destinés aux voitures de tou risme et d'un .diamètre de l'ordre de 60 à 80 millimètres, on peut prévoir, en principe, de 1! à. 5 degrés par kilomètre parcouru pour la came des kilomètres, la :détermination pré- cise étant un cas d'espèce et permettant -de tirer -de l'appareil son champ maximum d'ap plication.
Du côté des temps, et dans les mêmes con ditions, la rotation en degrés -de la came com mandée par le mouvement .d'horlogerie- sera généralement -de 1/ à @5 -degrés par minute écoulée, la .détermination précise étant encore ici un cas d'espèce.
La @fig. 5 n'est qu'une représentation sché matique du différentiel considéré comme un quadrilatère articulé SDFE. En réalité, les bras -du différentiel correspondant aux bras SD et SE ont, comme l'indique la fig. 9, la forme d'étriers à -deux faces planes parallèles. Ce nombre -de faces pourrait d'ailleurs être augmenté ou diminué.
La fig. 10 montre en plan, l'un -de ces Mriers 66, percé d'un trou 67' pour le passage de l'axe S de la fig. 9, et portant les ergots Ei, Ez, Es. L'étrier 66 tourne librement sur cet axe S.
Le bras commandé par le mouvement d'horlogerie -est établi d'une manière ana logue. .
Les bras, en forme d'étriers à faces planes, s'obtiennent, -de préférence, par -découpage et pliage.
L'aspect réel du différentiel, vu par en dessus, est dès lors représenté par la fig. 11 on les notations sont les mêmes qu'en fig: 5 -et qu'il est donc inutile de décrire en détail à nouveau.
Les axes D et E d'articulation, situés à égale distance de l'axe S sont portés par les bras ou étriers 66 et 66' à deux faces planes, chacun portant un certain nombre d'ergots non représentés commandés par .des cames non représentées.
La fig. 12 montre, en détail, l'ensemble ,de l'appareil (dont la fig. 1 n'est qu'un schéma) pour permettre -de comprendre les connexions des éléments dudit appareil.
L'axe 1 commandé par le déplacement .de la voiture entraîne la cloche 3, entraînant à son tour la cage 4 par- l'intermédiaire -des billes 5. Le mouvement -de cette cage est transmis, -comme i1 a été expliqué -dans le bre vet suisse no 163314, à l'aiguille 23 .à la par tie supérieure .de l'appareil.
D'autre part, comme on l'a vu aussi dans ce brevet, l'axe de la cloche entraîne, grâce à une vis sans fin, non visible en fig. 12, un axe qui, à son tour par l'intermédiaire d'un système vis sans fin, roue dentée, entraîne le totalisateur général 33 et le totalisateur jour nalier 34, muni d'un bouton 32 pour sa remise à zéro.
D'autre part, la liaison entre l'indicateur de vitesse instantanée et l'indicateur de vi tesse moyenne est réalisée de la manière sui vante: un axe intérieur aux totalisateurs et par conséquent entraîné par la vis sans fin, et l'arbre 1, porte à son extrémité une vis sans fin 86 agissant sur une roue dentée 87 cla- vetée sur un axe vertical 88, qu'on appellera "axe de remise à zéro des kilomètres", qui se termine en haut par un bouton -de remise à zéro 102, et qui attaque par un pignon 89 à son extrémité inférieure un pignon 90 atta quant lui-même une roue 91 solidaire -de la came des kilomètres 65.
On voit donc .comment cette came est re liée mécaniquement à l'axe de la cloche. D'autre part, la came des temps 65' est reliée au mouvement. .d'horlogerie -de la ma nière suivante: cette came est clavetée sur un axe 110 fixé à un ressort-barillet, non visible, contenu dans le barillet 92; ce ressort est, d'un côté fixé à l'axe intérieur 110 et, -de l'autre, au barillet solidaire lui-même .du bâti de l'appareil.
L'axe 110 est également solidaire d'une roue dentée 94 engrenant avec un pignon non visible sur la figure, solidaire -de la roue 98 toujours en prise avec le pignon 99.
Par ailleurs, un axe vertical 100, qu'on appellera "l'axe de remise à zéro des temps" porte, à son extrémité supérieure, un bouton de remise à zéro 101 et, à son extrémité infé rieure, le pignon 99.
L'axe 100 peut .coulisser -de bas en haut. Pour sa position basse, le pignon 99 engrène avec le pignon 97. D'autre part, par une sé rie de mobiles non visibles sur la figure, le pignon 97 commande la roue d'échappement d'un échappement du type connu.
On voit que le ressort contenu dans le ba rillet 92 tend à faire tourner la came 65' dite "came -des temps", dans le sens correspondant à celui des temps croissants, mais l'axe de cette came étant relié, par un train -d'engre nages ou de mobiles, à un échappement, le mouvement de la came est un mouvement uni forme de vitesse bien déterminée.
Si l'on passe maintenant au fonctionne ment du différentiel, la came 65 dite "came des kilomètres", 'Commande 'le bras 66, 66a dit "bras des kilomètres", qui, comme il a été expliqué ci-dessus, porte un certain nom bre d'ergots. Sur ce bras, s'articule une biellette 94'.
De même, la came 65' entraîne, en sens inverse, le "bras des temps" 6,6', 66'a porteur d'un certain nombre d'ergots et sur lequel s'articule la biellette 94'a.
Les biellettes 94' et 94'a de longueurs égale:, correspondent aux biellettes DF et EF de la fige. 11. Elles s'articulent entre elles par un axe F qui guide une réglette R articulée, d'autre part, sur un pivot vertical aligné sur les pivots des deux bras 66-66a et 66'--66'a.
Cette réglette R est solidaire d'une rampe 53 sur laquelle appuie, comme il a été indi qué ci-dessus, un ergot 54 porté par un levier 55 mobile autour d'un axe 56, sollicité par un ressort 93, axe qui commande, grâce à un secteur denté et à un pignon non visible, l'aiguille des vitesses moyennes 85, de pré férence coaxiale à l'aiguille 23 des vitesses instantanées.
En dessinant convenablement, d'une part, la forme de la méridienne -de la cloche de l'indicateur de vitesse intantanée, et, d'autre part, la forme de la rampe 53, on peut réaliser telles dispositions que l'on veut pour les deux graduations du cadran commun, de préférence otincentriques, des vitesses instantanées et des viyennes.
En pr, ces graduations peuvent être confortdum. %às ce cas, elles peuvent, notamment, des divisions égales. On peut encore, sans confondre les gra duations, les disposer de telle manière que l'on veut.
Une solution souvent avantageuse est de réaliser .des divisions égales pour l'in dicateur instantané et -des divisions inégales facilitant la lecture.des basses vitesses pour l'indicateur de vitesse moyenne.
La remise à zéro se fait de la façon sui vante: du côté de la commande des kilomètres, l'usager exerce une traction -de bas en haut sur l'axe 88 en tirant sur le bouton 102. Dans ce mouvement, le pignon 87 quitte 1-a vis sans fin 86; mais le pignon 89 reste en prise avec le pignon 90. L'usager fait alors tourner le bouton 102 dans un sens tel que la came -des kilomètres tourne en sens inverse du sens des kilomètres croissants, jusqu'à ce qu'il ren contre une résistance qui annonce le retour à la position -de départ.
Il renfonce ensuite le bouton 102, ce qui remet en prise le pignon 87 et la vis sans fin 86.
Du côté du mécanisme d'entraînement des temps; la remise à zéro se fait d'une manière analogue.
L'usager tire à lui l'axe 100 en agissant sur le bouton 101. Dans,ce mouvement, le pi gnon 99 quitte le pignon 98. C'est la position indiquée en fig. 12. L'usager fait alors tour ner jusqu'à refus dans le sens inverse .du sens des temps croissants, le bouton -des temps.
Finalement, il renfonce ce bouton, ce qui re met en prise les pignons 97 et 99. I1 est clair que, tant que l'axe 100 est tiré vers le haut, il est possible, en faisant tourner le bouton 101, de faire tourner en sens inverse du sens des temps 'Croissants la came .des temps, en remontant le ressort du barillet 92, car, à ce moment, les pignons 97 et 99 n'étant plus en prise, toute relation est rompue entre l'axe de la came et l'échappement.
Mais, pendant ce mouvement, un mouve ment intempestif donné à la came dans le sens des temps croissants sous l'action du res sort dnbarillet, ne doit pas être possible. Cela est empêché grâce à, une roue à .rochet com mandée par -des rouages non visibles sur la fig. 12 et qui ne sont jamais débrayés par rapport 'à, l'axe dé la came .des temps.
Quand l'axe 100 est en position haute, un système de cône et de plan incliné analogue à celui qui a été mentionné dans le brevet suisse ne 138350 déjà cité, détermine l'intervention d'un cliquet qui empêche la roue à rochet de tourner dans le mauvais sens.
Quand l'usager renfonce le bouton 101 et l'axe 100, ce cliquet est automatiquement li béré et la came -des temps peut continuer à tourner sous l'action .de son ressort-barillet et le contrôle de l'échappement.
On a représenté en 109 la lunette de l'ap pareil, lunette qui sert à la fixation sur le tablier, et en 149' le verre.
Il est bien entendu que des modifications diverses peuvent être apportées à l'appareil sans sortir du cadre -de la présente invention.
En particulier; l'axe 1 pourrait entrainer un aimant au lieu ,d'entraîner une cloche con- tenant des billes. Cet aimant agirait alors comme dans les indicateurs de vitesse magnéti que de types connus pour entraîner un ,disque ou un cylindre entraînant une aiguille -direc tement ou non, ou encore entraînant un tam bour ou un cadran. Cela ne changerait pas le reste de l'appareil.
D'autre part, on peut concevoir, à titre de variantes, des modifications notables pour les totalisateurs. En particulier, le totalisa teur journalier pourrait être à cadran et ai guille. De même, sa remise à zéro peut se faire par un flexible, comme dans divers ap pareils connus.
De même, les totalisateurs, au 'Lieu d'être en ligne, pourraient être disposés sur deux lignes différentes. Enfin, le différentiel pour rait être -d'un type différent .de celui lui a été décrit ci-dessus et notamment être. d'un type connu, par exemple à engrenages.
Dans ce cas, chaque came commande cha que planétaire dans les mêmes conditions qu'elle commandait précédemment chaque bras :du différentiel articulé.
Les fig. 13, 14,<B>15</B> sont basées sur le prin cipe suivant: en désignant par e le chemin parcouru et par t le temps écoulé, on peut, d'une manière générale, calculer mécanique- ment la moyenne:
EMI0010.0035
, en réalisant à l'aide de cames ou de camoïdes la relation:
EMI0010.0037
<I>fi,</I> f2, f3, T' pouvant être -des fonctions quel conques. La réalisation basée sur le principe logarithmique est un cas particulier.
En fig. 13, 14, 15 .des combinaisons -de cames réalisent .des relations de ce genre en core valables dans le cas où l'on réalise log. e ou log. t ou les deux logarithmes.
Elles montrent que l'on peut éviter l'em ploi d'un -différentiel, même en utilisant le principe logarithmique.
En fig. 13, une came 213 tourne autour d'un axe 214 en fonction des espaces parcou rus (proportionnellement par exemple). De même pour la came 215 en fonction des temps écoulés, autour -de l'axe 216.
Une réglette 217 à bords rectilignes ou curvilignes reste tangente à ces deux cames. Elle est pressée par les ressorts 211 figés en 212. Elle commande une came; 218 d'axe 219 solidaire -du secteur denté 220 engrenant avec le pignon 221 solidaire -de l'a. bguille 222 mobile devant le cadran 223 dont les divisions sont quelconques.
La fig. 14 est identique à la fig. 13, sauf que la réglette 217 est articulée en 226 sur un maneton 225 d'axe 214, qui remplace la came 213.
En fig. 15, une came des kilomètres 230 tourne autour de l'axe K proportionnelle ment, par exemple, au chemin parcouru; une came en forme de rainure 231 tourne de même autour -de l'axe T, en fonction :des temps écou- lés. Un curseur 232 marque l'intersection du contour -de la came 230 et de l'axe de la rai nure. Il est tangent à la came<B>233</B> d'axe, 234 commandant, comme précédemment, l'ai guille 222.
Les dispositifs de fin de course .déjà dé critsdans le brevet suisse no 152970 sont ap plicables.
De même, le procédé indiqué ci-dessus pour lever l'indétermination dont est affecté au début le quotient
EMI0011.0001
pour e = t <I>= o,</I> s'ap plique à tous ces modes de réalisation.
Speed indicator. In the automobile industry, it has become more and more interesting to know at all times, not only the instantaneous speed, but also the average speed. The present invention relates to an apparatus .destine à grou per, with a small footprint, a reduced cost price and excellent precision, mechanical assemblies capable of controlling, on the one hand, an indicator member, preferably a needle, marking, at each moment, the instantaneous speed, and an indicator member, giving the average speed.
In addition, depending on usage, a grand totalizer and a trip odometer may be placed next to the speed indicators. The speedometer according to the invention is characterized by the arrangement in the same cylindrical case and behind a single common dial closing the case at the front, of an average speed indicator, of a movement. clockwork controlling it and an instantaneous speed indicator.
In this indicator, the values of the distances traveled or streets are transmitted by the intermediary of the instantaneous speed indicator to the average speed indicator and the mean speed and instantaneous speed indications are visible on the dial. common. It is thus possible to use it on the apron of the car for the double indicating device itself (that is to say most often the hands and the dial) and behind the apron for the mechanism. , a minimum transversal space.
The size in depth is not exaggerated, moreover, thanks to the very flattened device preferably used as an average speed indicator.
The instantaneous speed indicator may be of a centrifugal type which is the subject of Swiss patent n0163314.
The average speed indicator may be of the logarithmic type, which was discussed in Swiss patent nc lâB50, while its cam control was the subject of Swiss patent no <B> 1.52970. </B>
It is obvious that the speedometer which is the subject of the invention is not exclusively intended for use on automobiles. It can be used -in other industrial applications, in particular to measure the average or instantaneous flow rate of a fluid or any other average flow rate.
The attached drawing, given by way of example <U> ple, </U> relates to: various forms of exemption .of the object .of the invention.
Fig. 1 is an overview diagram tick, in elevation, .d'un complete device particularly intended .à automotive; Figs. Ibis and lter schematically show two variants; The fia. 2 represents an embodiment of a counterweight; Fig. 3 shows the addition Î the cage containing the centrifugal balls -a stabilizer and damper device;
Fig. 4 shows an embodiment of an instantaneous speed indicator -of the centrifugal type; Fig. 5 schematically represents the articulated differential forming the mechanism of the average speed indicator; Fig. 6 represents one of the cams controlling this differential or even a differential of a different type;
Figs. 7 and 8 represent the two faces of a variant of this cam; The end. 9 shows this variant in section; Fig. 10 shows a detail - of a preferred embodiment - of the articulated differential, the assembly of which is shown in FIG. 11;
Fig. 12 represents in longitudinal section the whole of the indicator combined in its practical realization with its clockwork movement, the cams controlled by the latter and by the wheels, the differential giving the average speed and the bell device. -giving instantaneous speed; The fi-. 13, 14 and <B> 15 </B> present generalizations of the average speed calculator.
In fig. 1, the combined apparatus comprises the plates 76, 77, 78 and 79 joined together by spacers such as 80, 81, 82 and delimiting the elements of the apparatus which are the instantaneous speed indicator I, the mechanism of the average speed indicator preferably consisting of the differential with logarithmic movements D described below and the clock movement H controlling this -der deny.
The two needles or others. indicator bodies appear of course on a common dial arranged above the plate 76 and closing the cylindrical case 75.
The three elements H, <I> D, </I> I are preferably mounted separately.
On the other hand, the spacers 80 end in protrusions 80a which alone are in contact with the bottom of the housing 75 to prevent any deformation of the components detrimental to their proper functioning.
The order of superposition of the elements H, D, I is not necessarily that which has been shown and can be modified at will.
In fig. Ibis. And lter, we have schematized the mutual relations of the principal organs in two different modes of execution.
The flexible <B> 300 </B> which generally receives its movement from the gearbox,. In the case of application to a motor vehicle, drives the instantaneous speed indicator shown diagrammatically in I ( fig. Ibis and lter). Of. arrows Fi and f i schematically represent this relationship.
A shaft 88 connects the instantaneous speed indicator I to operator 0, that is to say to (calculating member of the average speed which can be, for example, a differential D such as that -which is schematized in fig. 1.
This operator will be, in the case where the average speed indicator is of the logarithmic type, a differential of any type: with gears, articulated rods or the like.
In the case of an apparatus based on the well-known principle of the tangent, it is an assembly of articulated strips realizing, for a certain angle, the relation tg
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e being the path traveled and t the time elapsed.
In the case of a device based on the use of a surface called: "camo'ide", that is to say of a surface intended to perform a function of two variables, this will be the whole of the ca - moisture and organs acting directly on it.
Operator 0 can therefore be of absolutely any type. The shaft 88 carries (fig. Ibis and Iter) a button l02 -dit: "reset button - spaces", the role of which will be explained later in detail.
Arrows F2 and f2 show schematically the connection between shaft 88, which receives its movement from the instantaneous speed indicator and operator 0.
On the other hand, the arrows Fs and f3 in diagram form the connection of the clockwork movement H and of the operator 0.
Finally, arrows F4 and f4 show schematically the connections between the clock movement H and the reset rod 100 terminated by the reset button 101, rod and button whose roles will be explained below. in detail.
The two members <I> 0 and II </I> are arranged side by side in the case of FIG. Ibis and su perposed in the case of fig. 1ter.
The relative positions of the <I> I, 0, H </I> organs can be varied without departing from the scope of the present invention.
Preferred embodiments of each of the three elements forming the combined indicator will now be successively described, before indicating the detail of their assembly.
The instantaneous speed indicator I is constituted by a .dispositif controlled, either by the axis of one of the wheels, or from the gearbox. In the case of the automobile, and comprising a shaft which drives the .ymmetric device.
The movable part of the taehymetric device of the centrifugal type described in patent no 163314 comprises a counterweight the object of which is to constantly balance the weight of the movable assembly longitudinally in the direction of the rotating shaft. for all positions of the device; this is a necessary condition for the apparatus to give indications which are always comparable to themselves whatever its position in space.
But it will also have the effect of compensating for shocks, the action of centrifugal force in bends, etc.
The purpose of the counterweight is not only the balancing - of the action - of the weight or of the centrifugal force on the assembly - of the balls and, of the. ball cage. It also plays an important role in the stability of the needle and is, therefore, designed both to balance gravity, as well as the detrimental effects of inertia -due, for example, in bends and to increase the stability of the guille, thanks to its great moment of inertia.
The way to achieve static balancing has already been explained in Swiss patent 163314 and we will not return to it.
Fig. 2 relates to the dynamic balancing of the system consisting of the assembly of the centrifugal ball cage, of the finger on which it acts and of the counterweight forming part of an indicator mechanism of the instantaneous speed of the type described in said Swiss patent.
0 being (fig. 2) the projection -of the axis of os cillation of the. Finger -and M the end of the finger, it was indicated, in the aforementioned Swiss patent, the way .de calculate the weight .du counterweight whose center of gravity P is in a straight line with points 0 and M.
It is now a question of adding to the oscillating crew, twitching additional masses. Pi and P2 such that the set of masses <I> M, P, Pi, </I> P2 has a circle for the intersection of the ellipsoid of inertia corresponding to this set by the plane of the figure.
To simplify the explanation, we will suppose that the masses Pi -and Pz are equal. We will take the line <I> POIL </I> for axis ox and we will place the points Pi, P2 on the perpendicular line oy.
Let 01l1 = <I> xi </I> <I> OP </I> = x2 OPi <I> = </I> 0P2 <I> = y </I> and mi the mass of the set -de the ball cage and balls supposed to be concentrated in <I> H; </I> m2 the mass - of the counterweight concentrated in P, calculated mass - as stated in the aforementioned patent and m the common mass of the additional masses .
We will calculate y by the relations: <I> 2 </I> my2 <I> = </I> 9721x12 4- m2x22 <I> = </I> Io. The classical theory of moments of inertia shows that, under these conditions, the moment of inertia of the total system with respect to any straight line L passing through 0 and located in the plane of the figure is constant Which amounts to saying that from a dynamic point of view,
the system is equivalent to a homogeneous disc -of center 0 and that it is -different to all the parasitic inertia effects -of any origin (bends, vibrations, etc.).
In the case where the distances OPi and 0P2 are different or where Pi and P2 cannot be placed on the perpendicular <I> to </I> ox, we would be inspired by the same principles.
Fig. 3 shows the addition of a positive stabilizer and shock absorber to the centrifugal ball cage 4 already described in Swiss patent no 163314. The cage 4 is secured to an additional cage 200 containing channels 201 in any number, for example cylindrical section, where additional balls 202 are mobile, balls which could be replaced by rollers.
Channels 201 could be replaced by an annular cage of axis tt '. On the other hand, their axis, which is rectilinear in fig. 3, could advantageously be an arc of a circle or another curve.
If the cage 4 tends, for whatever reason - sudden variations in speed, for example - to take oscillating movements, this results, for the balls 202, in reciprocating movements in their channels 201 and these movements tend to stabilize the system. On the other hand, the energy consumption that they produce by friction and by shocks creates damping. Fig. 4 shows an embodiment of the instantaneous speed indicator based on the centrifugal principle, but different from the <I> type </I> already described.
The shaft 1 .whose speed is measured, drives a cage 4 containing balls 5 which the centrifugal force presses against a raceway 203, integral with the arms 205. Of an axis 204. parallel or not <B> to </B> axis <B> 1. </B>
The balls tend to give the path 203 the corresponding position for the set of balls, at the maximum moment of inertia and this in antagonism with a spring 207, fixed, on the one hand, on the axis 204, and, - on the other, on a tab 208 fixed at 206 on the plate.
As has been said, the axis 204 is connected to the raceway by .des arms 205.
The path turns in the direction of the arrow Fo until an equilibrium is established for the regime considered.
The average speed indicator represented by <I> D </I> and <I> H </I> in fig. 1 is of the logarithmic type. The principle is as follows: shaft 1, driven by the movement of the car, ensures, apart from the control of the instantaneous speed indicator, that of a cam by means of appropriate gears. , this cam communicating a movement proportional to the logarithm of the path traveled by the vehicle to the first mobile of a .differential.
On the other hand, the second mobile of this differential experiences, under the action of the clockwork movement H, displacements proportional to the logarithm of the time elapsed since the origin.
The differential achieves, by a third mobile, a movement proportional to the difference: log. u - log. <I> t, </I> u being the path traveled and t the time elapsed since the origin, that is to say since the resetting of the mechanism of spaces and of the mechanism of time.
However, this difference is proportional to log. , that is to say to the logarithm of the speed
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average. Consequently, it is possible, thanks to an appropriate transmission, to indicate on a dial the average speed used, and this whatever the planned graduation mode, provided that a transformation cam corresponding to the chosen graduation is used. .
In the apparatus shown, the differential is an articulated system, and more particularly an articulated quadrilateral.
Fig. 5 indicates the principle.
The points D and E move respectively on circles 51 and 51a, of the same center S, of the same radius and of which, consequently, the projections are the same in FIG. 5, which is a plan view. These movements are made in the direction of the opposite arrows <B> <I> fi </I> </B> for D and f'2 for E.
In D and E are articulated equal connecting rods DF and EF. The top F is capable of sliding in the groove R of a strip. 52 articulated on an axis projected at the center S of the superimposed circles.
It is obvious that the line SF is continuously the bisector of the angle DSE and that, if <I> Do </I> and Eo are the starting positions -of D and E, the angular displacement da SF is equal to the half-difference of the angles of <I> Do, </I> SD, and Eo, <I> SE. </I>
These last angles receiving values respectively proportional to the -displacements of D and E, that is to say to the logarithm of the space traveled by the vehicle and to the logarithm of the elapsed time; the axis of the slide 52 will give, by its direction, an indication of the average speed, known, ceptible to be used in an appropriate manner.
A particularly interesting translation process of the indications given by the movement of the strip is shown in FIG. 5; the slider 52 comes from a single piece, for example by cutting or by stitching, with a ramp 53 acting as a cam, on which, under the influence of a spring not shown, a lug 54 is pressed, carried by a lever 55, movable around an axis 56, on which is keyed a toothed sector -57. This sector meshes with a pinion 58 of axis 59, integral with a needle 60 movable in front of a dial 61.
The divisions of this dial, which indicates the average speeds achieved, can be fixed a priori, at least within certain limits, and the profile of the ramp 53 is established accordingly.
It is clear that the hand 60 can be replaced by any other appropriate indicator system such as a graduated drum, a moving dial in front of a fixed mark or any other device used by modern watchmaking.
The realization of logarithmic movements for the <I> SD </I> and <I> SE </I> arms subjecting the mobiles D and E to follow the circular path shown in the figure by the circles 51 , 51a, is obtained using cams, which are preferably designed according to the principles which were the subject of Swiss Patent No. 1.52970.
It is important to note that, regardless of the device used to achieve the difference log. 2t - log. t, the realization of the logarithmic function presents very particular difficulties, if one wants, at the same time, to obtain a great precision, a small size, an extended field of measurement. In addition, only a small number of organs should be used.
We could, to achieve the. logarithmic displacement of an arm such as SD, use a cam such as 63, with axis 62 (fig. 6). According to this figure, the SD arm moves in the direction of the arrow <B> fi </B> if the cam 63, which pushes it in D thanks to its snail groove 64, turns in the direction of the arrow f3. Such a positive can be used in some cases. However, it has drawbacks; in fact, a cam such as the cam 63 of FIG. 6 can only give the cursor D a linear displacement at most equal to the radius of the cam 63 itself, and again this is a maximum which can hardly, in practice, be reached.
However, for good precision, the logarithmic scale used must be as large as possible. To fix the ideas, it will be assumed, for example, and of course without this assumption being in any way limiting, that the unit of path traveled is equal to 1 km, and that the logarithmic scale chosen is such that the displacement angular angle of the OD arm, when the distance traveled varies from one unit to, di.x units, is 60.
The problem is not yet fully determined. There will be, for example, interest in obtaining the indication of the average speed. As soon as 0.4 units or 7,200 km has been traveled, a. sufficient time having, on the other hand, elapsed.
Finally, we will assume, for example, that the device: must be able to operate, without resetting, on the space side, between 0.4 units and 30 units, that is to say between 7.200 and 540 km.
A full extent of the question then gives the following results: The total angular displacement of the arm OD is then very large, and of order. of <B> 160 </B> degrees; 20 This movement is very fast at the start, very slow later; 30 Two successive threads of a snail cam are very close together towards the end of the stroke.
With a cam similar to that of FIG. 6, it is quite impossible to obtain displacements of this kind for the OD arm and all the more so since, in practice, the radius of the cam 63 must be relatively small, because the housing of the apparatus, for the mobile car, must be of a reduced diameter. There is an advantage in not exceeding, at least for passenger cars, the standard diameter of 80 millimeters and, in many cases, that of 70 millimeters.
It is therefore necessary to use much more sophisticated cams.
Swiss Patent No. 152970 describes cams with multiple branches which can be cou per between them; these cams being able to be successively attractive and repellent. It also shows the use of cams with several planes, the arm such as SD -de fig. 6 bearing a number of lugs, attacked by the cam, some by one of its faces, the others by the other. It should be added that these various lugs can. also be attacked on the same face by ramps located in: different planes; the lugs then being of unequal lengths.
A particularly simple form -of cam and not comprising an intersection of branches is shown in FIGS. 7 and 8, fig. 7 showing a face which can be considered as anterior and FIG. 8 the pc.sterior face supposedly seen by transparency.
The cam, which will be assumed to be the one 65 which controls the arm of the spaces, rotates around an axis 67, in the direction of the arrow F, when the spaces increase.
The anterior face presents ramps <I> Ri, </I> R2, <I> R3 </I> which act by pushing them back on lugs Ei, E2, Es carried by an arm 66 having two parallel planes 66a and 66b to the faces of the cam 65 (fig. 9). Ri's action on Ei ends only when R2's action on E2 has started and the latter only ends when Ba's action on Es has started.
The second face, shown in plan in FIG. 8 has an attractive ramp R4 for the lug E4 carried by the plane 66a of the arm 66.
A series of three impulses - this number being able to be of course modified, if necessary - determines the first part, rapid, of the displacement of the arm; the end of the race is obtained by the action of the attractive ramp R4. The shape of the different ramps is such that any discontinuity in the movement is avoided: another way, says, a ramp does not cease to act until the next has started its action.
When the lug E4 reaches the end of its travel, at point 1i -de fig. 8, which represents the cam of the spaces, it falls under the influence of a spring not represented and which always tends to oppose the rotation of the arm, on the point K "(fig. 8) of the coil The ramp has a bevelled contour at $ 'which facilitates this fall.
If therefore the car continues to roll <gin exceeding the number of kilometers for which the device is intended - that is, in the example chosen, 540 kilometers, the cam continues to rotate, without danger for the mechanism and that. without any release system.
As regards the cam intended to drive the second arm of the differential, a cam driven by the clockwork movement, it derives from the same principles, but has, at the end of the stroke, a sufficient stop to stop the movement without fatigue for the operators. pc3s.
Here again, an end-of-stroke-de-clutching system is not necessary, thanks to this arrangement.
Provision can also be made, with regard to the cams, for arrangements made to obtain a result the interest of which may at first glance at first sight, but which is in fact of great commercial interest.
It is essential that when the user, in particular in the envisaged case of application iii, automobile - has reset the average speed indicator device to zero (by acting on the control devices, the description of which is given below). ), the average speed marked by the device is sufficiently low, and either. for example, less than 10 km. Obviously the average speed is. indeterminate at this moment, then that, in the quotient
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the numerator and the denominator are both zero and their logarithms infinite.
However, the user would have difficulty understanding this indeterminacy. In the present device, it is possible, thanks to the multiple ramps of the cams, to obtain an indication of a low average distance at the start; for example, the unit of space traveled being 30 km, the unit of time 30 minutes, the unit of average speed will be. 60 km per hour.
Under these conditions, it is arranged so that after resetting, the arm of the kilo meters, in the differential, is in the position corresponding to
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unit, i.e. 0.300 km; the arm of the times at the corresponding point â,
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unit, or 3 minutes.
The average speed indicated before the start will therefore be 6 km per hour, a speed low enough so that it can merge more or less on the graduation with the <I> zero, </I> which will seem normal to the user.
Results of this kind would be there almost impossible to obtain, except big complications, with other cams than those which are envisaged here, because they suppose the possibility of impri-irier to the members of the differential of the extremely varied speeds. .
Another provision of -detail also provided -of the shape of the cams, is the following: an artificial advance, -of the order of -1 km, for example, and to, -determine in each particular case, is . given to the cam for kilometers. - so as to compensate for the play which may possibly distort, by reducing it, the indication - of the average speed at the start.
If, for example, the cam controlled by the movement of the spaces, must rotate by 50 degrees per unit, an artificial advance of 1 to 2 degrees could be given to compensate for the clearances. It suffices, for this, -de shift the stop by the same amount: intended to stop the cam during its. reverse rotation to reset to zero. In addition, the number of rigs that the kilometer cam must rotate for a one unit increase on the gap cam - for example, 30 km - is essential.
If this number -of -degrees -is too low, the shapes of the ramps are too abrupt at the start of the race, which does not allow. the device to be just before a fairly large number of kilometers, and exposes it to cement wedges. .If, on the contrary, this number of rigs is too large, the number of turns, for a maximum given stroke, 540 km, for example, becomes too large, which gives turns that are too close together and practically inadmissible .
In practice, for the average speed indicators intended for touring cars and with a diameter of the order of 60 to 80 millimeters, provision can be made, in principle, to 1! at. 5 degrees per kilometer traveled for the kilometers cam, the precise determination being a case in point and making it possible - to derive - from the apparatus its maximum field of application.
On the time side, and under the same conditions, the rotation in degrees -of the cam controlled by the clockwork movement- will generally be -from 1 / to @ 5 -degrees per minute elapsed, the precise determination being here again a case in point.
The @fig. 5 is only a schematic representation of the differential considered as an articulated quadrilateral SDFE. In reality, the arms of the differential corresponding to the SD and SE arms have, as shown in FIG. 9, the form of stirrups with two parallel plane faces. This number of faces could moreover be increased or decreased.
Fig. 10 shows in plan, one of these Mriers 66, pierced with a hole 67 'for the passage of the axis S of FIG. 9, and bearing the pins Ei, Ez, Es. The caliper 66 rotates freely on this S axis.
The arm controlled by the clockwork movement is established in a similar manner. .
The arms, in the form of stirrups with flat faces, are obtained, preferably, by cutting and bending.
The real aspect of the differential, seen from above, is therefore represented by fig. 11 the notations are the same as in fig: 5 -and it is therefore unnecessary to describe in detail again.
The articulation axes D and E, located at an equal distance from the axis S, are carried by the arms or brackets 66 and 66 'with two flat faces, each carrying a certain number of lugs, not shown, controlled by non-cams. represented.
Fig. 12 shows, in detail, the assembly of the device (of which FIG. 1 is only a diagram) to allow -de understand the connections of the elements of said device.
The axis 1 controlled by the movement of the car drives the bell 3, in turn driving the cage 4 through the intermediary of the balls 5. The movement of this cage is transmitted, -as i1 has been explained - in Swiss Patent No. 163314, to the needle 23. at the upper part. of the device.
On the other hand, as we have also seen in this patent, the axis of the bell drives, thanks to an endless screw, not visible in FIG. 12, an axis which, in turn by means of an endless screw, toothed wheel system, drives the general totalizer 33 and the day totalizer 34, provided with a button 32 for its resetting.
On the other hand, the connection between the instantaneous speed indicator and the average speed indicator is made as follows: an axis inside the totalizers and consequently driven by the worm, and the shaft 1 , carries at its end a worm 86 acting on a toothed wheel 87 keyed on a vertical axis 88, which will be called "axis of reset to zero of the kilometers", which ends at the top with a reset button at zero 102, and which attacks by a pinion 89 at its lower end a pinion 90 itself attacks a wheel 91 integral with the kilometer cam 65.
We therefore see .comment this cam is re linked mechanically to the axis of the bell. On the other hand, the time cam 65 'is connected to the movement. . watchmaking - in the following manner: this cam is keyed on an axis 110 fixed to a barrel spring, not visible, contained in the barrel 92; this spring is, on one side fixed to the inner axis 110 and, on the other, to the integral barrel itself .du frame of the apparatus.
The axis 110 is also integral with a toothed wheel 94 meshing with a pinion not visible in the figure, integral with the wheel 98 still in engagement with the pinion 99.
Furthermore, a vertical axis 100, which will be called the “time reset axis” carries, at its upper end, a reset button 101 and, at its lower end, the pinion 99.
The axis 100 can slide from bottom to top. For its low position, the pinion 99 meshes with the pinion 97. On the other hand, by a series of wheels not visible in the figure, the pinion 97 controls the escape wheel of an escapement of the known type.
It can be seen that the spring contained in the ba rillet 92 tends to make the cam 65 'known as the "time cam" turn, in the direction corresponding to that of the increasing times, but the axis of this cam being connected by a train -from gear or mobile, to an escapement, the movement of the cam is a movement in the form of a well-determined speed.
If we now turn to the operation of the differential, the cam 65 known as the "kilometer cam", 'controls' the arm 66, 66a called the "kilometer arm", which, as explained above, carries a certain number of dewclaws. On this arm, a link 94 'is articulated.
Likewise, the cam 65 'drives, in the opposite direction, the "time arm" 6,6', 66'a carrying a certain number of lugs and on which the rod 94'a is articulated.
The rods 94 'and 94'a of equal lengths :, correspond to the rods DF and EF of the pin. 11. They are articulated with one another by an axis F which guides an articulated strip R, on the other hand, on a vertical pivot aligned with the pivots of the two arms 66-66a and 66 '- 66'a.
This slider R is integral with a ramp 53 on which, as indicated above, rests a lug 54 carried by a lever 55 movable around an axis 56, biased by a spring 93, which axis controls, by virtue of a toothed sector and a non-visible pinion, the medium speed needle 85, preferably coaxial with the needle 23 instantaneous speeds.
By appropriately drawing, on the one hand, the shape of the meridian - of the bell of the instantaneous speedometer, and, on the other hand, the shape of the ramp 53, we can achieve such arrangements as we want for the two graduations of the common dial, preferably otincentric, instantaneous speeds and viyennes.
In pr, these graduations can be confortdum. % in this case, they can, in particular, equal divisions. You can also, without confusing the gra duations, arrange them in any way you want.
An often advantageous solution is to achieve equal divisions for the instantaneous indicator and unequal divisions to facilitate the reading of low speeds for the medium speed indicator.
The reset is carried out as follows: on the kilometers control side, the user pulls upwards on axis 88 by pulling button 102. In this movement, pinion 87 leaves 1-worm 86; but the pinion 89 remains in engagement with the pinion 90. The user then turns the knob 102 in a direction such that the kilometer cam turns in the opposite direction of the direction of increasing kilometers, until it comes back against. a resistance which announces the return to the starting position.
It then pushes the button 102 back, which re-engages the pinion 87 and the worm 86.
On the side of the time driving mechanism; resetting is done in a similar way.
The user pulls the axis 100 towards him by acting on the button 101. In this movement, the pin 99 leaves the pinion 98. This is the position indicated in fig. 12. The user then turns the time button in the opposite direction to the direction of increasing times until refusal.
Finally, he pushes this button back, which re-engages the pinions 97 and 99. It is clear that, as long as the axle 100 is pulled upwards, it is possible, by turning the button 101, to rotate in the opposite direction of the direction of time 'Increasing the time cam, by winding the spring of the barrel 92, because, at this moment, the pinions 97 and 99 no longer being in engagement, any relation is broken between the axis of cam and exhaust.
However, during this movement, an untimely movement given to the cam in the direction of increasing times under the action of the spring barrel spring, must not be possible. This is prevented by means of a hook wheel controlled by cogs not visible in FIG. 12 and which are never disengaged with respect to the axis of the time cam.
When the axis 100 is in the high position, a cone and inclined plane system similar to that which has been mentioned in Swiss patent no.138,350 already cited, determines the intervention of a pawl which prevents the ratchet wheel from turning. in the wrong way.
When the user pushes the button 101 and the axis 100 back, this pawl is automatically released and the time cam can continue to rotate under the action of its barrel spring and the exhaust control.
There is shown at 109 the bezel of the device, bezel which is used for fixing to the apron, and at 149 'the glass.
It is understood that various modifications can be made to the apparatus without departing from the scope of the present invention.
In particular; axis 1 could drive a magnet instead of driving a bell containing balls. This magnet would then act as in magnetic speed indicators of known types to drive a disc or a cylinder driving a needle - directly or otherwise, or even driving a drum or a dial. It would not change the rest of the device.
On the other hand, it is possible to conceive, by way of variants, of notable modifications for the totalizers. In particular, the daily totalizer could be with a dial and needle. Likewise, it can be reset to zero by a flexible hose, as in various known devices.
Likewise, the totalisers, instead of being online, could be arranged on two different lines. Finally, the differential could be -d'a type different from that described above and in particular be. of a known type, for example with gears.
In this case, each cam controls each planetary under the same conditions as it previously controlled each arm: the articulated differential.
Figs. 13, 14, <B> 15 </B> are based on the following principle: by denoting by e the distance traveled and by t the elapsed time, we can, in general, calculate the average mechanically:
EMI0010.0035
, by making with cams or camoids the relation:
EMI0010.0037
<I> fi, </I> f2, f3, T 'can be any functions. The realization based on the logarithmic principle is a special case.
In fig. 13, 14, 15 .Cam combinations achieve .des relations of this kind which are still valid in the case where log. e or log. t or both logarithms.
They show that we can avoid the use of a -differential, even using the logarithmic principle.
In fig. 13, a cam 213 rotates around an axis 214 as a function of the spaces traversed (proportionally for example). Likewise for the cam 215 as a function of the elapsed times, around the axis 216.
A strip 217 with rectilinear or curvilinear edges remains tangent to these two cams. It is pressed by the springs 211 fixed at 212. It controls a cam; 218 of axis 219 integral with the toothed sector 220 meshing with the pinion 221 integral with the a. bguille 222 movable in front of the dial 223, the divisions of which are arbitrary.
Fig. 14 is identical to FIG. 13, except that the slide 217 is articulated at 226 on a crank pin 225 of axis 214, which replaces the cam 213.
In fig. 15, a 230 km cam rotates around the K axis in proportion, for example, to the distance traveled; a groove-shaped cam 231 likewise rotates around the axis T, as a function of the elapsed times. A cursor 232 marks the intersection of the contour of the cam 230 and the axis of the groove. It is tangent to the axis cam <B> 233 </B>, 234 controlling, as before, the needle 222.
The limit switch devices already described in Swiss patent No. 152970 are applicable.
Likewise, the process indicated above for removing the indeterminacy with which the quotient is initially assigned
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for e = t <I> = o, </I> applies to all these embodiments.