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Mécanisme intégrateur à inscriptions périodiques.
Le mécanisme, objet de la présente invention, a pour but de permettre l'intégration d'une grandeur quelconque, pendant un temps déterminé, par périodes se succédant sans interruption (pé- riodes d'intégration).
Il existe des appareils dans lesquels à la fin de cha- qué période d'intégration, la valeur de la grandeur est enregistrée, soit par impression d'un nombre, soit par traçage d'une ligne, soit encore par les deux procédés simultanément. Dans ces appareils, après l'opération d'enregistrement, le dispositif d'enregistrement revient à la position zéro, tandis qu'une nouvelle période d'inté- gration commence.
Il est indispensable, pour que les indications de ces
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appareils soient exactes, que pendant les opérations d'enregistre- ment et de retour à zéro, il n'y ait aucune interruption dans la réception de la grandeur à mesurer. Pendant ces opérations, les valeurs reçues de la grandeur sont emmagasinées par un procédé quel- conque et sont restituées ensuite au dispositif d'enregistrement après son retour au zéro. Il s'en suit que les opérations précitées doivent être faites en un temps aussi bref que possible pour éviter d'avoir à emmagasiner et à restituer des valeurs trop importantes.
Une des caractéristiques du mécanisme intégrateur, objet de l'invention, réside précisément dans le fait que son dispositif enregistreur n'est pas, à la fin de chaque période, remis à la position zéro. Il est rappelé en arrière, mais il repart en avant lorsqu'il a atteint le point correspondant aux valeurs de la gran- deur reçues pendant la durée de l'enregistrement et de son retour en arrière. Le mouvement en arrière du dispositif enregistreur se fait ainsi à une vitesse suffisamment lente pour la bonne conserva- tion des rouages, et on évite en outre les opérations de débrayage et de réembrayagedecedispositif.
Une autre caractéristique du mécanisme consiste en un dispositif particulier pour l'alignement des chiffres des rouleaux du mécanisme d'impression, de façon que les chiffres s'impriment d'une manière lisible et nette, sur une même ligne horizontale.
D'autres caractéristiques, qui concernent le dispositif d'impression et qui ont particulièrement trait à l'avancement du papier ainsi qu'aux positions respectives du ruban encreur et du papier, ressortiront de la description qui suit et des dessins ci- joints.
La fig. 1 représente schématiquement et en perspective un exemple d'exécution du dispositif enregistreur conforme à l'in- vention. (Pour la bonne compréhension du dessin et de l'invention, on n'a représenté que les parties fondamentales du dispositif et on a été conduit à exagérer l'écartement entre certaines pièces et à déformer leurs dimensions relatives.)
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La fig. 2 montre de profil¯un détail du dispositif pré- cité.
Les figs. 3, 4, 5 et 6 représentent le dispositif qui permet l'alignement des chiffres des rouleaux imprimeurs et en font saisir le fonctionnement.
Les figs. 7 et 8 représentent respectivement de profil et de face, une réalisation du dispositif d'impression.
La grandeur à mesurer fait tourner l'axe 1 solidaire de la roue dentée 2 ; celle-ciengrène avec la roue 3 qui est folle sur l'axe 4. Un levier 5 pivote sur l'axe 4 et porte un axe 7 sur lequel tourne une roue 6 qui engrène avec la roue 3. Le levier 5, sollicité par le ressort 8, appuie sur la came 9. Sur l'axe 4, pi- vote un deuxième levier 10 qui, sollicité par le ressort 11, appuie sur la came 12. Le levier 10 porte un doigt 13 qui passe au-dessus du levier 5. Les cames 9 et 12 sont solidaires d'un axe 36 entraîné par un moteur non représenté sur la figure.
Deux axes 14 et 14a, portent des organes identiques, dont deux roues 15 et 15a, deux roues 16 et 16a et deux cames 17 et 17a.
Ces deux axes sont placés de telle façon que la roue 6 puisse engrè- ner avec les roues 15 ou 15a, suivant la position du levier 5. Deux leviers 35 et 35a, appuient respectivement sur les cames 17 et 17a.
Les roues 16 et 16a engrènent chacune avec l'un des pla- nétaires d'un différentiel. Ces planétaires tournent fous sur l'axe 18 qui est solidaire du satellite 19. L'arbre 20 entraîne l'axe des rouleaux chiffrés, par l'intermédiaire d'un rouage interchangeable 21 et 22. Le rouleau des unités est solidaire de l'arbre 20 et en- traine les autres rouleaux par le dispositif connu des pignons sau- teurs.
L'arbre 18 entraine aussi un arbre 23 par l'intermédiaire des roues 24 et 25. Sur l'axe 23 est calée une came en spirale 26 sur laquelle s'enroule un ruban métallique 27, accroché à un ressort 28. Cette came fait moins d'un tour pour le maximum d'enregistrement
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et son profil est étudié pour que le couple dû au ressort soit constant. L'arbre 18 entraîne aussi l'axe 29 au moyen des roues interchangeables 31 et 31a. L'axe 29 est solidaire d'une tige fi- letée 30. qui, en tournant peut déplacer un écrou 32a qui porte le marqueur 32 lequel imprime, à la fin de chaque période d'intégra- tion, un point dont la distance, à une ordonnée prise comme origine, est proportionnelle à la valeur de la grandeur mesurée pendant la période considérée.
L'axe 29 peut aussi entraîner un index 33 qui, en se dépla çant devant un cadran fixe 34, indique la valeur enregistrée. Ce cadran peut comporter un dispositif analogue à celui des cadrans des compteurs dits "à maximum" permettant l'observation facile du maximum atteint.
A la fin de chaque période d'intégration, l'arbre 36, et par suite les cames 9 et 12, tournent d'un demi-tour en quelques secondes dans le sens de la flèche, sous l'action d'un moteur non représenté.
La fig. 2 montre le détail du fonctionnement des leviers
5 et 10 commandés par les cames 9 et 12. Dans la position de la figure, le levier 5 est au sommet de la came 9 et tout près de la chute ; la roue 6 est en prise avec la roue 15a. A la fin de la pé- riode d'intégration, l'arbre 36 commence à tourner pour faire un demi-tour. Dès le début de cette rotation, le levier 5 tombe brus- quement dans le creuxde la came 9 et la roue 6 abandonne la roue 15a et se trouve instantanément en prise avec la roue 15. Une butée réglable, non représentée , assure un engrènement convenable. Pen- dant ce demi-tour, le levier 5 reste dans cette position, car la came 9 est concentrique sur 180 . Le levier 10 n'a pas bougé car la came 12 est, elle aussi concentrique sur.180 .
L'axe 36 reste immobile pendant tout le reste de la période et fait un nouveau demi-tour à la période d'intégration suivante. A ce moment, c'est le levier 10 qui tombe brusquement dans le creux de la came 12. Le doigt 13 entraîne, dans son mou- vement, le levier 5, car le ressort 11 est plus fort que le res-
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sort 8. La roue 6 se trouve donc instantanément en prise avec la roue 15a. Pendant le premier quart de tour, les leviers 5 et 10 ne bougent pas, car la came 12 est concentrique sur 90 après la chute ; en même temps, la came 9 vient se placer sous le levier 5 pour le retenir lors du deuxième quart de tour, pendant lequel le levier 10 remonte au sommet de la came 12.
On voit donc que la roue 6 est engrenée pendant une période d'intégration avec la roue 15a de l'arbre 14a, et pendant la période suivante, avec la roue 15 de l'arbre 14, et ceci, sans aucune interruption, car les mou- vements des leviers se font brusquement et l'écartement des axes 14 et 14a est tel que, sitôt que les dents de la roue 6 abandonnent celles de la roue 15, elles engrènent avec celles de la roue 15a, et inversement.
Sur la fig. 1, on a représenté une came 17 et une came 17, pour la clarté du dessin, mais dans la plupart des cas, il pourra être avantageux de remplacer ces cames par plusieurs au- tres cames semblables démultipliées entre elles et qui seront res- prectivement bloquées par les leviers 35 et 35a, lorsque leurs crans d'arrêt se trouveront en même temps dans une même position relative. De cette façon les arbres 14 et 14a pourront faire un grand nombre de tours et la précision sera d'autant plus grande.
Sur l'axe 20 des rouleaux est fixé un rochet 37 à dix dents, convenablement calé par rapport aux chiffres du rouleau des unités. Un levier 38 pivote sur un axe 39 et peut s'abaisser sur le rochet 37, grâce à la came 40 solidaire d'un axe 36a. L'axe 36a est entraîné par le même dispositif que l'axe 36 mais il fait un tour complet à la fin de chaque période d'intégration, tandis que l'axe 36 ne fait qu'un demi-tour. Le rochet 37 servira à définir la posi- tion du rouleau des unités avant l'impression du nombre représen- tant la valeur de la grandeur à la fin de la période d'intégration.
Le cliquet 38 n'est abaissé que pendant la rotation de l'arbre 36a qui, en revenant à son point de départ, le soulève à nouveau.
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Le fonctionnement du dispositif d'enregistrement est le suivant: On admet que l'appareil étant au repos, (les rouleaux imprimeurs étant sur la position 0, ainsi que le marqueur 32 et l'index 33) une période d'intégration va commencer. Le ressort 28 tend en arrière les organes d'enregistrement et le satellite 19 du différentiel. Celui-ci transmet l'effort aux deux planétaires 41 et 42 et les cames 17 et 17a se trouvent retenues toutes deux sur leur cran d'arrêt par les leviers 35 et 35a. La roue 6 est en prise avec la roue 15a. La grandeur à mesurer agit sur l'axe 1 et le fait tourner soit, d'une façon continue avec une vitesse variable, soit par impulsions de rotations égales, mais de fréquence variable.
L'axe 1, en tournant dans le sens de la flèche, fait tourner la roue 6 par l'intermédiaire des roues 2 et 3. L'axe 14a tourne dans le sens de la flèche f et entraîne la came 17a, qui s'écarte de son cran d'arrêt, et le planétaire 41 du différentiel, par l'intermé- diaire de la roue 16a. Le satellite 19 tourne car le planétaire 42 est bloqué par la came 17 qui bute sur le levier 35. L'arbre 18 tourne et entraîne les rouleaux de marquage, la vis 30, l'index 33, et bande le ressort 28 dont le ruban 27 s'enroule sur la came 26.
Lorsque la période d'intégration est terminée, les axes 36 et 36a tournent de la manière déjà indiquée. Le levier 5 tombe et la roue 6 se trouve instantanément engrènée avec la roue 15 sur la- quelle agit alors la grandeur à mesurer. En même temps, le cliquet 38 s'abaisse sur le rochet 37 qui, sollicité en arrière par le ressort 28, se trouve arrêté sur une dent de façon telle, que le chiffre des unités soit placé exactement en face du marteau d'im- pression. Puis un dispositif non représenté sur la figure, et qui sera décrit plus loin, aligne les autres rouleaux. Enfin, les marteaux d'impression, également non représentés sur la figure par raison de simplification, tombent et impriment le nombre ain- si que le point de la courbe. A la fin du tour de l'arbre 36a, le cliquet 38 se soulève et dégage le-rochet 37.
L'arbre 20 n'est plus retenu, et, sollicité par le ressort 28, tourne en arrière
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ainsi que les arbres 29,18 et l'index 33, puisque la roue 15a n'est plus engrènée avec la roue 6. Le satellite 19 revient aussi en arrière. Ce retour en arrière est freiné par un dispositif quelconque, non représenté et indifférent au regard de l'invention et qui peut être un disque en cuivre ou en aluminium par exemple, tournant dans le champ d'un aimant ou d'un électro-aimant.
Pendant ce temps de retour en arrière, la grandeur à mesurer est reçue par l'axe 14. La came 17 s'est écartée de son cran d'arrêt et le planétaire 42 tourne en entraînant le plané- taire 41 en sens inverse. Par suite, la came 17a tourne dans le sens de la flèche f' et revient vers son cran d'arrêt. Le satellite 19, en revenant en arrière, entraîne aussi le plané- taire 41 et la came 17a dans le sens de la flèche f'. La came 17a reçoit donc son mouvement de deux directions qui s'ajoutent: 1.- le retour en arrière des organes de marquage, agissant sur le satellite 19, 2. - la réception de la grandeur à mesurer agissant sur le pla- nétaire 42.
Lorsque la came 17a sera arrêtéepar le levier 35a, le plané- taire 42 entraînera le satellite 19 et les organes d'enregistre- ment en avant, car le planétaire 41 sera bloqué. On voit donc que l'on dispose de tout le tempsnécessaire pour le retour à zéro. Le temps du retour du maximum à zéro doit seulement être inférieur à la durée d'une période d'intégration.
Le rouleau imprimeur des unités, solidaire de l'arbre 20, entraine le rouleau des dizaines par le dispositif connu des pignons sauteurs, c'est-à-dire que ce dernier rouleau avance d'un chiffre pendant que le rouleau des unités passe de 9 à 0.
Il en est de même pour le rouleau des centaines quand celui des dizaines passe de 9 à 0, etc...
Dans un tel dispositif, les chiffres ne sont jamais rigoureusement alignés et même dans certains cas, le dernier rou- leau peut présenter plus d'un demi-chiffre de décalage, ce qui
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ne permettrait pas une impression nette et lisible. Or, on cons- tate que le premier rouleau étant en bonne position, grâce au rochet 37, si l'on aligne le deuxième rouleau, celui-ci, en se déplaçant corrige en partie la position du troisième ; en ali- gnant le troisième, celui-ci corrige alors en partie la posi- tion du quatrième, et ainsi de suite. Si donc l'on aligne les rouleaux dans l'ordre en commençant par le rouleau des unités, le dispositif d'alignement n'a qu'un petit écart àrattraper à chaque rouleau, car ceux-ci se sont déjà en partie alignés mu- tuellement.
Une réalisation de ce dispositif est représentée schématiquement à titre d'exemple, respectivement sur les figs. 3 et 4 d'une part, et sur les figs. 5 et 6 d'autre part.
Dans ces figures, 50, 51, 52, 53, sont les rouleaux imprimeurs. Le rouleau 50 est le rouleau des unités qui est représenté schématiquement comme étant solidaire de l'axe 20 et du rochet 37, dont il a déjà été question précédemment. Entre chaque chiffre gravé en relief, les rouleaux portent une encoche fraisée polie présentant deux parties inclinées se raccordant avec une rainure à bords parallèles. Ces encoches fraisées ser- vent à l'alignement. Un peigne 54.peut pivoter sur un axe 55.
Il porte autant de doigts que de rouleaux (quatre dans l'exemple représenté). Ces doigts 56, peuvent s'engager avec peu de jeu dans les rainures à bords parallèles des rouleaux. Le peigne 54 est mû par une carne non représentée, mais qui est solidaire de l'axe 36a représenté fig. 1. Cette came, immédiatement avant l'impression, abaisse le peigne sur les rouleaux et ne le re- lève que lorsque le nombre est imprimé. On voit que les rou- leaux sont alignés successivement à partir du rouleau des uni- tés. Les doigts 56 glissent sur les parties inclinées des en- coches fraisées et s'engagent dans les rainures à bords parallèles.
Le dispositif d'impression est représenté par les figs.
7 et 8. Une table 61 porte à sa partie supérieure deux-rouleaux A 62. Lepapier, dont le rouleau 63 est situé derrière la table 61,
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passe horizontalement sur les deux rouleaux 62. La bande de pa- pier passe sur le devant de la table, puis est entraînée plus bas par une ou deux roues 64 munies de picots qui s'engagent dans les perforations du papier. Le papier s'enroule ensuite sur un noyau démontable 65, qui est entraîné par une courroie 66, commandée par une poulie 67, solidaire de l'axe 68 qui entraîne la ou les roues à picots 64. Entre les deux rouleaux 62, sont guidées quatre tiges 69 (autant que de tambours chiffrés) pouvant se déplacer vertica- lement en coulissant dans des guides. Ces tiges portent à leur extrémité supérieure, des petits blocs 70, présentant une surface bien plane.
Les tambours chiffrés sont situés juste au-dessus et en regard de chacune de ces tiges en laissant l'espace nécessaire au passage du ruban encreur 71 et du papier. En regard de l'extré- mité inférieure des tiges 69, sont disposés quatre marteaux 74, solidaires de quatre leviers 72 qui peuvent pivoter sur l'axe 73.
Quatre ressorts 75, appliquent les quatre leviers 72 sur les qua- tre cames en spirale 76. Ces cames sont solidaires de l'axe 36a dont il a déjà été question précédemment, et qui fait un tour à la fin de chaque période d'intégration. On voit donc que lors de la rota- tion des cames 76, les leviers 72 tombent dans le creux de ces cames et les marteaux 74 frappent l'extrémité des tiges 69 qui appli- quent le papier sur les chiffres des rouleaux imprimeurs au travers du ruban encreur. Puis, en terminant leur rotation, les cames 76 soulèvent les leviers 72 et les tiges 69 retombent.
L'impression du point dont la distance par rapport à une ordonnée prise comme origine est proportionnelle à la valeur de la grandeur, mesurée pendant la période d'intégration, se fait en même temps que l'impression des chiffres. Le marqueur 32, solidaire de l'écrou 32a, se déplace comme cela a déjà été indiqué précédemment par suite de la rotation de la tige filetée 30. Un étrier 77 pivote sur un axe 78, et un ressort 79 l'applique sur la came 80, solidaire elle aussi, de l'axe 36a. Le marqueur 32 est fixé sur une lame fle- xible 81, solidaire de l'écrou 32a. On voit que l'étrier 77, en
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tombant dans le creux de la came 80, frappe sur le marqueur 32, quelle que soit sa position sur l'échelle et l'applique sur le papier, au travers du ruban encreur.
Aussitôt que l'impression est faite, le papier avance.
Pour cela, une came 82, solidaire de l'axe 36a, actionne un levier 83, appliqué sur la came par l'action d'un ressort 75a. Ce levier, en pivotant sur un axe 84, entraine un levier 85 qui pivote sur un axe 87 et porte un cliquet 86. Ce cliquet fait avancer d'une dent une roue à rochet 88, libre sur l'axe 87 et solidaire d'une roue 89.
Cette roue engrène avec une autre roue 90, qui est solidaire de l'axe 68 et de la roue à picots 64. La came 82 est orientée par rapport aux cames 76 et 80, de façon que la chute du levier 83 se fasse dès que les frappeurs se sont relevés suffisamment pour li- bérer le papier.
Le ruban encreur avance automatiquement et change de marche à la fin d'une bobine. La bobine pleine 91 est libre sur son axe et le ruban passe sur quatre galets 92, puis s'enroule sur la bobine vide 93 qui tourne d'un certain angle, après impres- sion. Le déplacement du ruban encreur n'est pas décrit davantage, car il s'opère d'une manière connue quelconque, qui ne fait pas partie de l'invention.