Appareil distributeur de liquide permettant de distribuer à volonté,
soit un mélange de proportions variables
de deux liquides soit un seul de ces liquides
La présente invention se rapporte à un appareil distributeur de liquide permettant de distribuer à volonté soit un mélange de proportions variables de deux liquides, soit un seul de ces liquides.
Cet appareil peut, par exemple, être destiné à distribuer un mélange de carburant de base et de carburant d'addition, ou l'un de ces carburants.
Deux qualités seulement de carburant, désignées par essence normale et essence supérieure (ou super) sont usuellement vendues, or, la plupart des voitures exigent, pour fonctionner sans aucun cognement, une essence à indice d'octane ne dépassant que légèrement celui du carburant vendu comme essence normale, il est dès lors souhaitable de pouvoir débiter un mélange d'essence qui réponde exactement aux exigences d'un moteur particulier.
La présente invention a pour objet un appareil distributeur de liquide permettant de distribuer à volonté, soit un mélange de proportions variables de deux liquides, soit un seul de ces liquides.
Cet appareil comporte pour chaque liquide une pompe, une conduite, un compteur et une soupape dans la conduite, un arbre de compteur associé à chaque compteur et entravé par le liquide passant à travers le compteur, chaque arbre étant accouplé à un train d'engrenages différentiel de commande desdites soupapes par l'entremise d'un train d'engrenages et un ajutage commun dans lequel les conduites aboutissent, est caractérisé par une paire de roues d'engrenage à étages disposées vis-à-vis l'une de l'autre et fixées sur des arbres, par des roues baladeuses entraînées chacune par l'arbre de l'un des compteurs et adaptées à engrener chacune sélectivement avec les différents étages de l'une des roues à étages, dont les arbres commandent lesdites soupapes par l'intermédiaire dudit train d'engrenages différentiel,
de façon à ajuster lesdites soupapes dans le cas où le rapport des vitesses de rotation des arbres ne correspond pas au rapport présélectionné des liquides qui est déterminé par l'engrènement des roues baladeuses avec l'étage choisi des roues à étages, par un dispositif commandé par un premier arbre pouvant être actionné à la main depuis l'extérieur de l'appareil pour mettre hors d'engagement les roues baladeuses et les roues à étages, par des ressorts tendant à faire engrener les roues baladeuses avec les roues à étages, et par un dispositif commandé par un deuxième arbre pouvant être actionné à la main depuis l'extérieur de l'appareil pour déplacer les roues baladeuses dans le sens de l'axe des roues à étages quand ces roues baladeuses et les roues à étages sont hors d'engagement.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil objet de l'in- vention.
La fig. 1 est une vue schématique de cette forme d'exécution ;
la fig. 2 est un schéma simplifié des liaisons mécaniques et hydrauliques de cette forme d'exécution;
la fig. 3 est une vue en plan, en partie en coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 4, montrant les détails du régulateur de mélange;
la fig. 4 est une coupe verticale suivant la ligne 4-4 de la fig. 3
la fig. 5 est une autre vue en plan, analogue à la fig. 3, mais montrant divers éléments en coupe suivant la ligne 5-5 de la fig. 6;
la fig. 6 est une coupe verticale suivant la ligne 6-6 de la fig. 5;
la fig. 7 est une coupe verticale suivant la ligne 7-7 de la fig. 5;
la fig. 8 est une vue de détail en coupe d'un dispositif d'embrayage;
les fig. 9 et 10 sont des vues développées montrant un agencement de guidage faisant partie du dispositif de sélection;
la fig. 11 est une vue en élévation montrant l'ensemble des soupapes de commande;
la fig. 12 est une coupe horizontale suivant une surface brisée dont la trace est visible en 12-12 à la fig. 11;
la fig. 13 est une coupe verticale suivant la ligne 13-13 de la fig. 11, et
la fig. 14 est une coupe verticale suivant la ligne 14-14 de la fig. 12.
L'appareil représenté comprend un boîtier 2, dont le socle porte une pompe à essence de base 4 entraînée par un moteur de façon connue et destinée à recevoir l'essence, par l'intermédiaire d'une conduite 6, à partir d'un réservoir. La pompe 4 est munie d'une dérivation 8 dans laquelle est branchée une soupape de décharge 10 (fig. 2), de façon que si le refoulement est coupé, la pompe 4 puisse continuer à fonctionner. La pompe 4 refoule l'essence à travers la conduite 12, vers un compteur volumétrique d'essence de base 14. A partir du compteur 14, l'essence s'écoule à travers un tuyau 18 comprenant une soupape de retenue 16. Une pompe 22 est alimentée en carburant d'addition à partir d'un réservoir par une conduite 20. Cette pompe 22 peut être du même type que la pompe 4 et est montée avec une dérivation 24 comprenant une soupape de décharge 26.
La pompe 22 refoule l'additif à travers une conduite 28 vers un compteur volumétrique 30, du même type que celui servant à mesurer l'essence de base. L'additif s'écoule du compteur 30 par une conduite 32, comprenant une soupape de retenue 34.
L'essence de base et l'additif sont débités, respectivement, par les conduites 18 et 32 dont les débits sont réglés, respectivement, par des soupapes 36 et 38 et les liquides s'écoulent par des conduites 37 et 39.
Les lignes en trait plein se terminant par une flèche (fig. 2) indiquent des connexions mécaniques, dont certaines sont disposées à l'intérieur d'éléments, et qui sont représentées plus complètement au point de vue constructif à la fig. 1. Le compteur d'essence de base 14 est couplé à un dispositif d'introduction du prix de l'essence de base 44 au moyen de liaisons mécaniques indiquées en 40 et 42. Ces liaisons sont connues, le dispositif contenant les mécanismes usuels réglables permettant d'introduire un prix unitaire de l'essence et de commander par une sortie 48 un totalisateur indiqué par la référence 46 (fig. 1), contenant différents éléments, représentés séparément par des rectangles dessinés à la fig. 2. Le compteur d'essence agit en 228 sur le différentiel 52.
Le compteur d'essence d'addition 30 a une sortie 54 commandant, par l'intermédiaire d'une connexion 56, un dispositif d'introduction du prix de l'additif 58, dans lequel est inséré le prix unitaire de l'additif, et qui donne à la sortie 64 le prix total de l'additif.
Une connexion, en 60, applique au différentiel 52, la sortie du compteur d'additif 30.
Les sorties des compteurs d'essence de base et d'addition, et qui correspondent aux quantités débitées de ces carburants alimentent le différentiel 52 qui les additionne, la sortie correspondante étant ensuite appliquée au compteur totalisateur de quantité distribuée 62.
Le différentiel 66 reçoit les sorties des dispositifs d'introduction du prix 44 et 58, ces sorties représentent séparément les prix des quantités de carburants fournies. Ces prix sont additionnés par le différentiel et appliqués au totalisateur de prix 68. La quantité totale délivrée et le prix global sont affichés et visibles à travers des fenêtres de l'appareil, comme le sont constamment les prix unitaires de l'essence en 70 et de l'additif, en 72. Ces deux indications sont, accompagnées des légendes appropriées, inscrites sur un panneau de l'appareil.
Les indications ci-dessus sont les seules devant être présentées au client, qui a besoin de connaître le prix de l'essence de base, celui de l'additif, le nombre total de litres et le prix global.
Le mécanisme reliant les entrées 40 et 54 aux compteurs 62 et 68 est connu et ne sera pas décrit ici.
Les compteurs d'essence et d'additif, respectivement, fournissent par l'intermédiaire des liaisons mécaniques 74 et 78, une entrée dans chacun des dispositifs de transmission 80 et 82 correspondants, qui, à leur tour, fournissent une entrée au différentiel 84 qui, par l'intermédiaire des connexions mécaniques indiquées en 86, agit sur des soupapes 36 et 38 commandant le débit d'essence de base et d'additif respectivement.
Les liaisons 74 et 78 entraînent, respectivement, les arbres 88 et 90 sur lesquels sont clavetés des pignons 92 et 94 (fig. 3). Ces pignons sont logés dans des supports 96 et 98 qui sont montés sur les arbres 88 et 90 de façon à pouvoir coulisser le long de ces derniers et à pouvoir pivoter autour d'eux.
Sur les supports 96 et 98 sont montés des engrenages
100 et 102 en prise respectivement avec les pignons 92 et 94. Une paire d'arbres 104 et 106 reçoivent des roues à étages 108 et 110 à dentures multiples étagées avec lesquelles les roues baladeuses 100 et
102 peuvent engrener sélectivement. Comme indiqué à la fig. 6, ces roues à étages sont disposées dans des sens opposés quant à la gradation du diamètre de leurs différents étages. Des éléments 112 et 114, également oscillants sur les arbres 88 et 90, sont munis de plaques arquées 116 et 118, respectivement, ayant des fentes hélicoïdales 120 et 122 dans lesquelles pénètrent des doigts 124 et 126 partant des supports 96 et 98.
Des plaques fixes 128 et 130 sont munies de gradins 132 et 134 qui sont disposés de façon à placer les doigts 124 et 126 dans leurs différentes positions de réglage, en correspondance avec les dentures correspondantes des roues à étages.
Des bras 136 et 138 formés en saillie sur les éléments 112 et 114 sont disposés de façon à être soumis à l'action de ressorts de tension 140 et 142 qui sollicitent ces éléments vers l'extérieur, et tendent par conséquent, à amener les roues baladeuses 100 et 102 en position d'engrènement. Des biellettes 144 et 146 sont reliées, respectivement, aux bras 136 et 138, et relient ainsi ces derniers aux bras d'un levier 148 fixé à un arbre 150. L'arbre 150 sort du carter de la pompe, à l'avant, et porte une manette 152 qui peut être basculée vers le bas pour amener les deux roues baladeuses 100 et 102 hors de prise.
Un autre arbre 156 fait également saillie à l'avant du boîtier de l'appareil et porte un bouton 154 auquel est fixé un cadran 158 indiquant la proportion de mélange de l'essence qui doit être fournie.
Un pignon 160, fixé à l'arbre 156, est en prise avec une crémaillère 162 sur laquelle est fixée une chape double 164 chevauchant les supports 96 et 98 pour les astreindre à se déplacer le long des arbres 88 et 90 lorsque la crémaillère se trouve entraînée par la rotation du bouton 154.
Un disque 166 (fig. 7), fixé à l'extrémité arrière de l'arbre 156, porte une série de chevilles 168, les références 16 8A et 16 8B indiquant, en particulier, les chevilles d'extrémité. Le bec 170 d'un levier 172 est disposé de façon à passer entre deux de ces chevilles et présente une extrémité pointue agissant à la façon d'une came sur les chevilles pour caler l'arbre 156 dans une position particulière lorsque le bec est appliqué à fond. Le bras 172 est fixé à l'arbre 150.
Des chevilles 174 et 176 empêchent le déplacement complet, vers l'intérieur du bec 170 du levier 172, lorsque ce bec est engagé entre une cheville d'extrémité et la cheville adjacente.
L'arbre 156 (fig. 5 et 6) est muni d'une roue dentée hélicoïdale 178 en prise avec un segment de roue dentée 180 (fig. 8) qui comprend deux ergots 182 disposés radialement. Le segment 180 est monté rotativement sur un arbre 184 (fig. 6) sur lequel est claveté coulissant un organe 186 portant un tenon en forme de cône 188 disposé de façon à venir s'engager entre les ergots 182. L'élément 186 présente des rainures à sa périphérie avec lesquelles viennent en prise des segments prévus sur l'extrémité en forme de chape d'une biellette 190 articulée sur un bras 192 fixé à l'arbre 150. Un dispositif d'embrayage est ainsi constitué, l'arbre 184 étant couplé au segment de roue 180 lorsque le tenon 188 se trouve engagé entre les ergots 182.
Normalement, lorsque la manette 152 se trouve en position relevée, l'arbre 150 est dans sa position extrême, correspondant à un basculement dans le sens des aiguilles d'une montre, l'appareil étant vu de face, et le dispositif d'embrayage décrit est alors inactif.
Un pignon conique 194 est fixé à l'extrémité de droite (sur la fig. 6) de l'arbre 184 et engrène avec la denture conique d'un organe 196 fixé à un arbre 198 et muni d'un bras 200 qui fait partie de la liaison mécanique 86, agissant sur les soupapes 236 et 238.
Un pignon 202 fixé à l'arbre 104 est en prise avec une roue dentée 204 montée rotativement sur l'arbre 106 et comporte des tiges supportant des pignons satellites 206 qui engrènent avec un pignon solaire 208 fixé à l'arbre 106. Les pignons 206 font corps avec des pignons 210 de plus petit diamètre qui sont en prise avec un pignon central 212 auquel est fixée une roue dentée 214 en prise avec une roue dentée 216 montée rotativement sur l'arbre 198. Un téton 218 soumis à l'action d'un ressort est monté sur un organe 220 fixé à l'arbre 198 et en s'engageant dans une ouverture peu profonde ménagée dans la roue dentée 216 il réalise une liaison souple entre la roue dentée 216 et l'arbre 198.
Dans des conditions de fonctionnement normales, on peut considérer la roue dentée 216 come fixée à l'arbre 198, mais le dispositif d'encliquetage est agencé de manière à céder dans le cas de coincement, empêchant des détériorations éventuelles dues à la rupture de la liaison mécanique entre la roue dentée et l'arbre.
Un train d'engrenages 222, 224 et 226 relie l'arbre 88, couplé à la liaison 74, à la liaison de sortie 228 allant au totalisateur 68 (fig. 1).
A partir du bras 200 un tenon 230 (fig. 13) pénètre dans une fente de la manivelle 232 fixée à un arbre 234 sur lequel sont montées les soupapes 236 et 238 soumises chacune à l'action d'un ressort et qui comportent des surfaces cylindriques appliquées au contact de la paroi interne d'un alésage ménagé dans le corps 239 des soupapes. Des lumières 240 et 242 sont commandées par les soupapes 236 et 238 respectivement, pour déterminer le débit de chacun de constituants du mélange. L'essence de base pénètre dans la chambre 244 (fig. 13) du corps 239 par un raccord 248, les deux chambres étant séparées par une cloison 247. La lumière 240 communique avec un passage 252 d'où le liquide s'écoule vers l'intérieur d'un godet en verre 254, dans lequel ont été placées des billes en matière plastique 256 destinées à indiquer s'il y a un débit liquide.
Partant du godet en verre 254, le carburant traverse un passage 258 (fig. 14) et passe dans un tube 260 relié à un tube interne 262 d'un tuyau distributeur. La lumière 242 (fig. 12) communique directement avec un godet en verre 264 contenant également des billes en matière plastique et à partir duquel le courant passe en 266 (fig. 14) et dans le raccord 268 pour s'écouler dans un tube externe 270 du tuyau distributeur. Comme indiqué à la fig. 1, le tuyau distributeur comporte un ajutage 272 commandé par une soupape 274 actionnée par une manette 276 qui règle le débit de sortie 278. Le tube intérieur 262 est raccordé à un tube 280 qui se termine en 282 au voisinage immédiat de la soupape 274.
Ainsi, les deux constituants du mélange s'écoulent, respectivement, à travers les tubes à peu près coaxiaux 262 et 270 et ne se mélangent pas avant d'avoir atteint l'orifice 282 du tuyau 262. Cet orifice étant au voisinage immédiat de la soupape 274, le tuyau flexible ne contiendra aucune quantité appréciable de mélange de carburant, de sorte que, lors de la fourniture de carburant, l'opération assure dès son début l'exactitude du rapport demandé des deux constituants du mélange.
Le fonctionnement est le suivant: lorsqu'un mélange déterminé de carburants est débité, les roues baladeuses 100 et 102 sont en prise avec des dentures correspondantes des roues à étages 108 et 110.
Les sorties des compteurs en 74 et 78 entraîneront les arbres 104 et 106 conformément au rapport choisi et le train d'engrenages différentiel 204-212 donne une sortie égale à la différence de rotation des arbres 104 et 106. En supposant que la circulation à travers les compteurs est telle que cette sortie du différentiel est égale à zéro, ceci veut dire que les courants traversant les compteurs s'effectuent avec un rapport de débits correspondant à la position des engrenages. Si les débits ne sont pas dans ce rapport choisi, la sortie du train différentiel entraînera un nouveau réglage des soupapes 236 et 238 dans le sens d'un accroissement du courant de l'un des constituants et d'une diminution de l'autre jus qu'à ce qu'on obtienne le rapport désiré.
L'équilibre sera atteint lorsque les débits se trouveront dans le rapport déterminé par la position des roues baladeuses. S'il y a une certaine instabilité avant que soit atteinte la position précise d'équilibre, et en supposant qu'il n'y ait pas de glissement dans les compteurs, les quantités débitées se trouveront entièrement totalisées et l'erreur dans la proportion des constituants sur une période de temps prolongé de fourniture, correspondant uniquement à celle due à un ajustement provenant du passage d'un réglage antérieur des soupapes à celui donnant le rapport désiré. I1 n'y a pas de cumul d'erreurs. Pendant le temps que dure le réglage des soupapes, il subsiste un certain écart par rapport à la proportion du mélange désiré.
Pourtant, il y a une possibilité de ré- duire au minimum cette erreur, en réglant manuellement les soupapes au rapport demandé, ce qui se fait de la façon suivante:
Lorsque le dispositif est au repos, la position inactive de la manette 152 maintient l'arbre 156 dans sa position de réglage, par suite de l'engagement du bec 170 du levier 172 entre deux chevilles 168.
L'ajustement du bras 156 peut être effectué uniquement en faisant basculer l'arbre 150 à l'aide de la manette 152. Ce basculement non seulement fait cesser l'engrènement des roues baladeuses 100 et 102 et dégage le bec 170 entre les chevilles, mais encore, avant le dégagement complet de ces chevilles, le basculement dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre de l'arbre 150, force le tenon conique 188 à s'engager entre les ergots 182 pour accoupler l'arbre 184 avec le segment denté 180.
Etant donné qu'on peut supposer que les soupapes se trouvent dans une position déterminée correspondant à l'opération précédente, c'est-à-dire au rapport qui a été choisi pendant cette dernière, le tenon 188 pénétrera dans l'intervalle compris entre les ergots 182 et au fur et à mesure qu'il se déplacera vers la droite (fig. 6) l'arbre 184 pourra osciller légèrement par suite de l'action de came qui se produit, ce qui permet un léger ajustement des positions des soupapes. La position du segment 180 correspondra approximativement à celle des soupapes assurant une distribution de carburant avec un rapport déterminé.
En maintenant abaissée la manette 152 on amène le bouton 154, par rotation, dans la position correspondant au rapport demandé pour la nouvelle distribution. Lorsque cet ajustement est effectué, non seulement les roues baladeuses 100 et 102 sont déplacées axialement vers la position désirée d'engrènement avec les roues à étages, mais encore l'arbre 184 sera entraîné en vue du nouveau réglage des soupapes 236 et 238 dans les positions correspondant à peu près exactement à la nouvelle distribution.
Lorsque la manette 152 est ensuite ramenée en position inactive, l'arbre 156 se trouve à nouveau bloqué, le tenon 188 est dégagé de manière à découpler l'arbre 184 et le segment 180, et les roues baladeuses 100 et 102 pourront venir en prise sous l'action des ressorts 140 et 142. Donc, les soupapes 236 et 238 sont réglées manuellement de façon approximative dans les positions demandées par la nouvelle proportion et, par conséquent, lorsque la pompe commence à débiter, il n'y aura qu'un ajustement minime des soupapes, le débit commençant avec une proportion approximativement correcte du mélange.
Bien entendu, il se produira quand même un léger ajustement, mais l'erreur due au mélange initial est très faible. La nécessité d'un réglage important des soupapes à partir des compteurs est ainsi réduite et la suppression de la charge réduit au minimum l'erreur due au compteur.
On a supposé que les deux constituants du carburant sont débités simultanément. L'opération automatique des trains d'engrenages et du différentiel ne peut avoir lieu que dans ces conditions. Toutefois, lorsqu'il s'agit de débiter un seul carburant, le réglage est manuel, l'une ou l'autre des soupapes 236 et 238 étant complètement fermée et l'autre entièrement ouverte. Pour permettre de débiter un carburant, on abaisse la manette 152 en effectuant ainsi les opérations déjà indiquées et on amène ensuite par rotation le bouton 154 dans la position dans laquelle l'espace compris entre la cheville 168B et la cheville adjacente 168, ou l'espace compris entre la cheville 168A et la cheville 168 adjacente est amené en regard du bec 170 du levier 172.
Pendant le réglage, le tenon 188 provoque l'embrayage de l'arbre 184 avec le segment denté 180, de sorte que le mouvement de réglage de l'arbre 156 aura pour résultat de déplacer l'une des soupapes 236 et 238 dans la position complètement fermée et l'autre dans sa position complètement ouverte. Le retour de la manette 152 en position inactive permettra alors au bec 170 de pénétrer dans l'espace correspondant compris entre les chevilles mais la manette et l'arbre 150 ne peuvent revenir en position normale, en raison de l'interposition de l'une ou de l'autre des chevilles 174 et 176. Le fait d'empêcher le retour complet de l'arbre 150 permet de maintenir les roues baladeuses 100 et 102 hors de prise, tout en empêchant le retrait complet du tenon 188.
La distribution d'un seul élément de carburant a lieu, le train d'engrenages étant inopérant, l'une ou l'autre des roues baladeuses 100 et 102 tournant folle.