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"Dispositif mécanique de contrôle et vanne à fluide munie dudit dispositif
L'invention concerne, de façon générale, un dis- positif de contrôle pour mouvements mécaniques, et plus parti- culièrement un mécanisme de. verrouillage et de déclanchement.
Le but principal de l'invention est de permettre de contrôler, par des moyens mécaniques, une force agissante relativement importante, par.l'application d'une force de contrôle relativement petite, et de même de permettre l'utili- sation d'une force de contrôle relativement petite pour con- trôler une force agissante'relative-aient importante et qui peut varier en grandeur sans qu'il soit nécessaire de faire varier la force de contrôle nécessaire.
Le dispositif de l'invention est caractérisé par des organes de détente agissant en coopération et créant des
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forces de frottement afin de contrebalancer les effets de la force agissante à contrôler, de telle sorte que le déplacement des dits organes l'un par rapport à l'autre soit provoqué par l'application d'une force de contrôle relativement faible.
Dans une forme' de réalisation-permettant d'utili- ser un mécanisme d'échappement d'une construction relativement légère, pour le contrôle de forces relativement grandes, le dispositif comprend un élément fixe sur lequel frotte un élé- ment mobile soumis à la force agissante, les surfaces de frot- tement étant prévues telles, que la force agissante produise sur l'élément mobile une composante de force sensiblement égale en grandeur et opposée en direction à la composante de réaction résultant du frottement entré ces surfaces indépen- damment de la grandeur de la force agissante, afin qu'il suffise d'une force extérieure relativement faible pour sépa- rer les deux éléments.
L'invention trouve une utilité particulière dans l'application de mouvements de montre du type à échappement, pour le contrôle d'éléments soumis à des charges relativement lourdes. Dans ces dispositifs à échappement, la puissance disponible pour le contrôle, est égale à la différence entre la puissance nécessaire pour maintenir en marche le mouvement d'échappement 'et la puissance qui provoque l' enclanchement du mouvement d'échappement. D'après ce qui résulte des to- lérances de fabrication habituelles, la puissance disponible réelle dans la plupart des mouvements, est considérablement plus petite que la puissance disponible théorique, et dans certains cas, cette puissance est très petite.
Le dispositif de l'invention pexmet d'utiliser cette puissance disponible pour le contrôler forces agissantes relativement grandes, et de grandeur variable.
Dans un. mode particulier de réalisation de l'inven- tion un organe de contrôle chargé suivant son axe, présente
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une paire de butées qui s'engagent respectivement dans une paire de surfaces en. hélice afin de maintenir l'organe de contr81e dans un domaine bien déterminé de positions axiales.
Les pas des surfaces en hélice sont tels que la charge axiale sur l'organe de contrôle tend à faire déplacer une des butées le long de sa surface hélicoïdale associée, tandis qu'elle provoque en même temps, entre l'autre butée et sa surface hélicoïdale associée, des forces de frottement qui tendent à s'opposer à ce mouvement. Ainsi, la tendance à un mouvement de glissement est sensiblement contrebalancée par la résistance de frottement de ce mouvement, et l'application d'un léger couple permet la rotation de l'organe de contrôle indépendam- ment de la charge axiale citée. De préférence, les surfaces hélicoïdales sont pourvues de portions évidées afin de recevoir les butées dans une position angulaire choisie de l'organe de contrôle pour permettre au mouvement axial de l'organe de contrôle d'effectuer l'opération de contrôle.
L'invention s'étend à une vanne de contrôle d'é- coulement de fluide munie d'un dispositif de contrôle conforme à celui de l'invention.
L'invention s'étend également aux caractéristiques résultant de la description ci-après et des dessins annexés ainsi qu'à leurs combinaisons possibles.
La description se rapporte à des modes de réalisa- tion de l'invention donnés à titre d'exemples et représentés aux dessins joints dans lesquels : - La figure 1 est une vue en coupe d'une vanne d'écoulement .le fluide avec un mécanisme de contrôle conforme à l'invention.
- La figure 2 est une élévation latérale du diapo- aitif de la figure 1.
- La figure 3 est une vuo en coupe d'un détail à plus grande échelle.
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- La figure 4 est une vue en perspective d'un détail à plus grande échelle.
- La figure 5 est une vue partielle en coupe selon l'axe V-V de la figure 1, et à plus grande échelle.
- La figure 6 est une vue partielle en coupe selon 'l'axe VI-VI de la figure 1, et à plus grande échelle, certaines parties du dispositif ayant. été retirées pour plus de clarté.
- La figure 7 est une vue partielle très agrandie d'une partie du dispositif de la figure 1, avec superposition d'un schéma vectoriel.
- La figure 8 est une vue partielle très agrandie d'une autre partie du dispositif de la figure- 1 avec super- position d'un schéma vectoriel.
En se reportant plus spécialement aux dessins, on voit que le dispositif de contrôle est représenté appliqué à une vanne du type utilisé pour contrôler l'écoulement de car- burant à des brûleurs à carburant fluide,, La vanne comprend un carter 10 pourvu d'une chambre de vanne 12 qui est prévue pour être reliée à une source (non représentée) de carburant liquide par l'intermédiaire d'une entrée 14 et à un brûleur à carburant fluide (non représenté) par l'intermédiaire d'une sortie 16. Un siège conique de soupape 18 est situé sur le carter 10 dans la chambre de vanne 12 et vient au contact de la surface d'appui d'un bouchon de vanne 20.
Le bouchon de vanne 20 est pourvu d'un passage angulaire 21, comprenant un passage axial et une entrée axiale de communication 22, prévue pour correspondre avec l'entrée 14 du carter 10 pour une position angulaire du bouchon de vanne 20. Le passage angulaire 21 dans le bouchon de vaime 20, est également pourvu d'une sortie 24 qui communique avec la chambre de vanne 12 dans toutes les positions du bouchon de vanne 20.
Cornue (;. est la ooutume dans les robinets à gaz de ce
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type, la rotation du bouchon de vanne 20, pour placer l'entrée
22 du passage angulaire en correspondance avec l'entrée du carter 14, ou avec la surface d'appui du siège de soupape 18, permet ou empêche respectivement l'écoulement du fluide vers la chambre de vanne 12 et la sortie 16, üne extrémité du bouchon de vanne 20 forme une tige de soupape 25 qui s'étend à l'extérieur du carter 10 et qui est prévue pour recevoir une poignée ou bouton, qui sera décrit plus loin.
Agissant entre le bouchon de vanne 20 etune, butée convenable 124 fixée sur le carter 10, se trouve un ressort 26 qui appuie le bouchon de vanne 20 contre le siège 18 et qui assure ainsi une étanchéité vis à vis du fluide.
La paroi du passage angulaire 21 est chanfreinée à son extrémité de sortie 24 pour former un siège annulaire de soupape 30. Une soupape 32 du type "poupée" est placée contre le siège de soupape 30 et peut se déplacer en assurant ou annulant le contact avec celui-ci afin de contrôler l'écou- lement du fluide à travers le passage angulaire 21 dans le bouchon de vanne 20.
Le bouchon de soupape 32 est monté sur l'.extrémité d'une tige de soupape 34 qui s!étend à travers un canal axial 36 ménagé dans le bouchon de vanne 20 et la tige 25, l'autre extrémité 38 de la tige de soupape 34 s'étendant à l'extérieur du bouchon de vanne 20 et se terminant au voisinage de l'extrémité de la tige 25. Enfoncé dans 'Un contre* alésage 40 ménagé dans la tige du bouchon de vanne 25, coaxialement avec l'alésage 36, se trouve un ressort 42 qui porte sur un collier 44 fixé à la tige de soupape 34 pour appuyer la soupape 32 contre le siège de soupape 30.
Des organes sont prévus pour manoeuvrer le bouchon de vanne 20 entre les positions ouverte et fermée. Ces organe sont indiqués ici sous la forme d'un ensemble à commande manuel le possédant un moyeu 46 fixé à l'extrémité du bouchon de vanne
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qui s'étend à l'extérieur du carter 10. Un flasque 48 s'étendant radialement est formé sur le moyeu 46, et un boîtier 50 en forme de coupe est fixé sur le flasque 48 au moyen d'organes convenables tels que des écrous 52. Le boîtier 50 constitue ainsi un bouton qui 'peut être manipulé à la main pour faire tourner le bouchon de vanne 20 entre les positions ouverte et fermée.
Cette rotation du bottier 50 est efficace pour faire tourner le bouchon de vanne 20 et faire déplacer l'entrée 22 du passage angulaire 21 dans le bouchon de vanne 20 pour réaliser ou supprimer la correspondance avec le passage d'entrée 14 dans'le carter 10.
Il est prévu des organes pour déplacer la soupape 32 par rapport au siège de soupape 30. Ils comprennent ici un organe mobile relié à la tige de soupape 34. Cet organe mobile comprend un arbre 54 qui *se déplace à glissement à travers le boîtier 50 et qui est creusé à une extrémité pour recevoir, de façon lâche, l'extrémité d'un poussoir 126.. Le poussoir 126 glisse à travers le moyeu 46, le long du prolon- gement de l'axe de la tige de soupape 34, et vient s'engager avec l'extrémité 38 de la tige de soupape 34. L'arbre 54 est libre de tourner et de se déplacer axialement par rapport au bottier 50. Fixé à l'extrémité de l'ambre 54, qui s'étend à l'extérieur du boîtier 50, se trouve un bouton 56 à commande manuelle, destiné à communiquer ses mouvements à l'arbre 54.
Le ressort 42 oblige la tige de soupape 34 à venir au contact de l'arbre 54 par l'intermédiaire du poussoir 126, pour pous- ser l'arbre 54 en dehors du bof tier 50, et l'arbre 54 peut se déplacer contre cette poussée, pour déplacer la soupape 32 en dehors du siège de soupape, par action manuelle sur le bou- ton 56.
Des cadrans convenables 57, indiquât des unités de temps, sont situés sur le bora du bouton, @n regard d'un index de référence 59 sur le boîtier 50, dans un but qui sera explici-
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té plus loin.
Fixée à l'extrémité intéricure do l'arbre 54 eut une plaque 55 qui présente une paire do butées opposées, ou orgues do guidée qui ont la forme d'ergots 58, 60 s'étendant à partir de la plaque 55 et t disposés parallèlement à l'axe de l'arbre 54. L'organe do guidage 58 est disposé légèrement plus loin de l'axe de l'arbre 54 que l'organe de guidage 60, dans un but qui sera explicité plus loin.
Un organe de détente relativement fixe vient au contact des ergots 58 et 60 pour empêcher le mouvement axial de l'arbre 54, et comprend un ensemble de cames généralement annulaires 64 fixées à l'intérieur du boîtier 50. L'ensemble de cames 64 comprend un flasque radial 65 qui est prévu pour venir reposer dans une cavité convenable (il ménagée dans le boîtier 50. Le flasque 65 est maint mu dans la cavité 61 .par une plaque 62 qui se trouve sous le flasque 65 et qui. est fixée au bottier 50 au. moyen d'écrous 53.
Une portion annulaire s'étend axialement à partir du flasque 65. La forme de son extrémité définit une première surface hélicoïdale 66. Cette surface 66 s'étend approxima- tivement sur 350 , ses extrémités inférieure et supérieure étant séparées par une partie dégagée ou enfoncement 67 qui s'étend parallèlement à l'axe de 1 ' arbre 54, et qui est prévu pour recevoir l'ergot 58 de la plaque 55. Ayant le même axe que la surface 66 et à l'intérieur de celle-ci se trouve une seconde surface hélicoïdale 68, qui s'étend environ sur 3500 et dont s extrémités supérieure et inférieure sont séparées par une partie dégagée ou enfoncement 69.
L'enfoncement 69 est sensiblement diamétralement opposé à l'enfoncement 67, et est prévu pour recevoir l'ergot 60 de la plaque 55.
De préférence, chaque surface hélicoïdale 66 et 68 se termine par une portion 70,71 disposée normalment à l'axe
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de l'ensemble de cames 64, pour rendre possible un réglage manuel, ainsi qu'il sera vu plus loin.
La distance entre filets de la surface hélicoïda- le 66 est la même que celle de la surface hélicoïdale 68.
Cependant, puisque la surface hélicoïdale'66 est placée radialement à l'extérieur de la surface hélicoïdale 68, il est évident que le pas de l'hélice de la première sera plus petit que le pas de la seconde. Cette différence de pas est une caractéristique importante de l'invention, ainsi qu'il sera vu plus loin.
L'arbre 54 glisse et tourne à travers le centre évidé de l'ensemble annulaire de cames 64, de telle sorte que le mouvement axial de l'arbre 54 dans une direction est limité par le contact des ergots 58 et 60 avec l'ensemble de cames 64.
La longueur de la tige de soupape 34 est telle que, lorsque les ergots 58 et 60 sont situés à l'intérieur des cavités 67 et 69, le ressort 42 maintient l'élément de soupape dans sa position d'appui ou de fermeture au contact du siège de soupape 30. Cependant, lorsque l'arbre 54 se déplace axia- lement, en faisant déplacer les ergots 58 et 60 à 1' extérieur des cavités 67 et 69, la tige de soupape 34 se déplace contre l'action du ressort 42 en écartant l'élément de soupape 32 du siège de soupape 30, en permettant ainsi l'écoulement du car- buraat à travers le passage angulaire 21 dans le bouchon de vanne.
Si l'arbre 54 tourne après avoir déplacé l'élément de soupape 32 dans la position ouverte, les ergots 58 et 60 viennent au contact des surfaces hélicoïdales 66 et 68, et l'élément de soupape 32 est maintenu dans sa position ouverte.
Une caractéristique importante de l'invention réside en ce que les surfaces d'action des ergots 58 et 60 et-de l'ensemble de cames relativement fixe 64, soient dis- posées de telle manière que la force opérante agissant sur l'organe mobile 54, produise une composante de force sonsible-
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ment égale en grandeur et opposée en direction à la composante de réaction résultant du frottement entre ces surfaces indépen- dament de la grandeur de la force opérante. Avec un tel dis- positif, on peut utiliser une force extrêmement petite pour séparer l'organe mobile 54 et l'organe fixe 64 ou organe de détente.
Ce principe peut être plus complètement expliqué en se rapportant aux figures 7 et 8 qui montrent respectivement les portions de contact de l'ergot 58 et de la surface hélicoi- dale 66, et les portions de contact de l'ergot 60 et de la sur- face hélicoïdale 68, avec un schéma vectoriel des forces mises en jeu.
Dans l a figure 7, le vecteur L représente la charge de l'ergot 58, résultant de la poussée axiale exercée sur l'ar- bre 54 par le ressort 42 lorsque les ergots 58 et 60 sont en contact des surfaces 66 et 68. Cette force L agit selon une parallèle à l'axe commun de la tige de soupape 34 et de l'arbre
54, et produit une force de réaction exercée par la surface hélicoïdale 66, cette force de réaction étant égale en grandeur et opposée en direction à la force L. Cette réaction est re- présentée par le vecteur R dans le schéma vectoriel.
Puisque la force 1 n'agit pas normalement à la:, surface 66 elle produit une :composante de force tangente, qui tend à déplacer l'ergot 58 le long de la surface hélicoïdale 66.
Cette force est représentée par :Le vecteur Lm dans le schéma vectoriel. La force L possède naturellement une autre composan- te agissant normalement à la surface 66. Cette force est repré- sentée par le vecteur Lp dans le schéma vectoriel.
Puisque Lp est normale à la surface hélicoïdale 66, et 1 parallèle à l'axe de cette surface, 1 'angle compris entre ces vecteurs est égal au pas de la surface hélicoïdale 66, le pas étant l'angle que fait la surface hélicoïdale avec un plan perpendiculaire à son axe. Ainsi ,la grandeur de la for-
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ce Lm est égale à celle de Lp multipliée par la tangente de l'angle a, c' est-à-dire au produit de Lp par la tangente du pas de la surface hélicoïdale 66..
La force de réaction exercée par la surface héli- coïdale 66 peut également être décomposée en deux composantes - respectivement tangente et normale à cette surface. Ces composantes sont représentées sur le schémavectoriel, res- pectivement par les vecteurs Rf et Rp. La force Rp,est na- turellement égale en grandeur à .La force Lp. La force repré- sentée par le vecteur Rf est la résistance résultant du frot- tement entre l'ergot 58 et la surface 66 et est indépendante de la grandeur de la composante Rp et du coefficient de frot- tement des surfaces en contact. La résistance Rf s'oppose au mouvement de glissement entre l'ergot 58 et la surface 66.
Il est désirable que la résistance Rf soit supé- rieure à la force Lm en sorte que la force Rf supprime le mouvement de glissement entre l'ergot 58 et la surface héli- coïdale 66. En d'autres termes, Rf doit être supérieur au produit de Rp par la tangente de l'angle a et, en conséquence, l'angle a ou pas de l'hélice détermine le seuil de suppression du mouvement de glissement, puisqu'il détermine la grandeur de la force Lm. En conséquence, la surface hélicoïdale 66 est formée avec un pas relativement petit afin de produire la résistance désirée au mouvement de glissement. La grandeur de cette résistance est égale à la différence entre lagrandeur des forces Rf et Lm.
Dans le schéma vectoriel de la figure 8, le vecteur L' représente la poussée axiale sur l'ergot 60, résultant de la poussée axiale sur l'arbre 54 exercée par le ressort 42 lorsque les ergots 58 et 60 sont au contact des surfaces hélicoïdales 66 et 68. Cette force agit selon une paral@èle à l'axe commun de la tige de soupape 34 et de l'axe 54 et produit une fore,
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de réaction exercée par la surface hélicoïdale 68, réaction égale en grandeur à la force agissante L'et de direction opposée. Cette réaction est représentée par le vecteur R'.
Comme la force L' n'agit''.pas normalement à la sur- face hélicoïdale 68, elle produit une composante tangente à la surface 68 qui tend à faire glisser l'ergot 60 le long de la surface hélicoïdale 68. Cette force est représentée par le vecteur L'm dans le schéma vectoriel.
La force L' possède naturellement une autre compo- sante normale à la surface 68. Cette composante est représen- tée par le vecteur Lp'.
OmLlie Comme Lp' est normale à la surface hélicoïdale 68, comme et/L' est parallèle à l'axe de la surface hélicoïdale 68, l'angle a' déterminé par ces vecteurs est égal au pas de la surface hélicoïdale 68, Ainsi la grandeur de la force L'm est égale au produit de Lp' par la tangente de l'angle a' ,ou au produit de Lp' par la tangente du pas de la surface hélicoï- dale.
La force de réaction exercée par la surface héli- coïdale 68 peut aussi être décomposée en deux composantes respectivement tangente et normale à la surface 68. Ces com- posantes sont représentées dans le schéma vectoriel, respeo- tivement par les vecteurs Rf' et Rp'. La force Rp' est na- turellement égale à la force Lp'. La force représentée par le vecteur Rf'est la force de résistance résultant :au frot- tement entre l'ergot 60 et la surface hélicoïdale 68, et dépend de la grandeur de la composante Rp' et du coefficient de frottement des surfaces en contact. La résistance Rf' s'oppose au mouvement relatif de glissement entre l'ergot 60 et la surface hélicoïdale 68.
De préférence, la force L'm est supérieure à la force Rf' afin que l'ergot 60 ait tendance à glisser le long de la surface hélicoïdale 68 sous la poussée axiale de l'ar- bre 54. Dès lors, il faut que le produit de Rp' par la
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tanse-nte de 1'*iii;le y' soit :iii><'i,ienr ±< Et±'. Pour un matériau donné ayant un coei 1 âcià'nl du frol,GEn.ursi; bien ür L¯:rirur, ]e pas de la surface hélicoïdale 68 dutc-rmine le àQir6 de tendance au mouvement de glissement de l'ergot 60 le long de le. surface hélicoïdale 68.
En conséquence la surface hélicoïdale 68 doit avoir un pas suffisamment grand pour que la force L'm soit toujours supérieure à la force Rf' et la force résultante, qui tend à provoquer un mouvement de glissement de l'ergot 60, est égale'à la différence de grandeur des forces L'm et Rf'.
D'après ce qui précède, il est évident que le couple total agissant sur l'arbre 54, et résultant de la charge axiale de ce dernier, est déterminé par la résultante de la tendance au mouvement de glissement produite par le contact de l'ergot 60 avec la surface hélicoïdale 68, et de la résistance au mouvement de glissement produite par le contact de l'ergot 58 avec la surface hélicoïdale 66. Dans une réalisation préférée de l'in- vention, les pas des surfaces hélicoïdales 66 et 68 sont choisis de manière à produire un équilibre, le moment exercé sur l'arbre 54 par l'ergot 58 étant sensiblement contre-balancé par le moment exërcé sur l'arbre 54 par l'ergot 60.
Ainsi, la rota- tion de l'arbre 54 peut être réalisée en appliquant à ce dernier un couple rela.tivement petit, indépendant de la grandeur de la poussée axiale sur l'arbre 54.
Il est prévu un dispositif pour appliquer une 'force de contrôle aux organes de commandes de la vanne, pour rendre l'organe mobile de commande 54 indépendant de l'organe de détente 64.. Ce dispositif prend la forme d'un mouvement d'horlogerie 80 contrôlé par échappement. Ce mouvement 80 est disposé à l'inté- rieur du bottier 50, et est fixé sur le flasque 48 par un ensem- ble d'écrous 82.
Le mouvement 80 comprend un ensemble ressort principal 84, engrené à un mécanisme d'échappement 86 par l'intermédiaire
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d'un train d'engrenage appropria 88. C'est $LI-( J6 fj[:,11re3 que l'ensemble ressort principal 84 est le mieax représenté.
Il comprend un pivot 90 fixé non tournant au flasque 48 et s'étendant normalement au plan de celui-ci. Un ressort spirale
92 est fixé par son extrémité intérieure au pivot 90, et se trouve dans un plan sensiblement parallèle au flasque 48.
Un élément 94 en forme de coupe entoure le ressort 92, et est fixé sur une roue dentée 96 montée tournante sur le pivot 90.
L'extrémité extérieure du ressort 92 est fixée sur l'élément
94 en 98, en sorte que la rotation de la roue dentée 96 et de l'élément en forme de coupe 94 fait varier la tension du res- sort 92.
Une seconde roue dentée 100 est montée tournante sur le pivot 90, et supporte un flasque 102 s'étendant axiale- ment qui vient à contact de frottement avec la paroi cylindri- que de l'élément 94 en forme de coupe. De préférence, ce mon- tage est tel que se développe entre le flasque 102 et l'élément
94 un couple de frottement qui est toujours supérieur au couple maximum développé par le ressort principal 92 lorsque ce dernier est complètement enroulé. Plusieurs rainures 104 (dont une seu- le est représentée) peuvent être ménagées dans le flasque 102, pour faciliter la fabrication et éviter la nécessité de toléran- ces extrêmement étroites dans le montage du flasque 102 sur l'élément 94 en forme de coupe.
La roue dentée 100 engrène une roue dentée appro- priée dans le train d'engrenages 88, et est ainsi directement reliée au mécanisme d'échappement 86. La roue dentée 96 engrène un pignon 106, qui est monté lâche sur le poussoir 55 et relié à l'arbre 54. La connexion entre le pignon 106 et l'arbre 54 est telle que l'arbre 54 peut se déplacer axialement par rapport au pignon 106, tandis qu'une relation de transmission de couple est maintenue entre ces deux organes. Cette connexion est indi- quée ainsi comme comprenant une première lame de ressort 108
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fixée en son milieu au pignon 106 et une seconde lame de ressort
110 fixée en son milieu à la plaque 55 qui est fixée à l'extré- mité de l'arbre 54.
Les extrémités juxtaposées des lamés de ressorts
108 et 110, sont rivetées ensemble en 112,-de manière à trans- mettre un mouvement de rotation entre le pignon 106 et l'arbre
54. Lors d'un mouvement axial de l'arbre 54, les ressorts 108 et 110 se courbent, sans provoquer de déplacement axial du. pignon 106.
Opération
Supposant que le dispositif de contrôle est dans la position "fermée", avec le bouchon de vanne 20 et la soupape
32 dans les positions de fermeture, les différents organes peu- vent être placés dans les conditions de marche suivantes :
On -manipule d'abord à la main le boîtier 50 pour faire tourner le bouchon de vanne 20, et amener 1'entrée 22 du passage angulaire 21 en correspondance avec le passage d'entrée
14 du carter 10. Les différents organes du dispositif sont alors dans la position indiquée figure 1 et le fluide peut s'écouler de l'entrée 14 dans le passage angulaire 21, l'écou- lèvent étant empêché par la soupape 32.
On appuie alors sur- le bouton 56 pour faire déplacer axialement l'arbre 54, en faisant sortir les'ergots 58 et'60 des cavités 67 et 69, où leur rotation est empêchée, et en les amenant axialement en dessous des extrémités inférieures des surfaces-hélicoïdales 66 et 68. Ce déplacement de l'axe 54 provoque un mouvement axial de la tige de soupape 34, celle-ci se déplaçant contre l'action du ressort 42, et dégageant la soupape 32 du siège de soupape 30. Le fluide peut maintenant s'écouler au delà de la vanne 32 vers la sortie 16 du carter 10.
On fait alors tourner le bouton 56 dans le sens des aiguilles d'une mantrw, comme indiqué figure 2, jusqu'à obtention
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du temps désiré, zta7t'I' l' 11' i<; c-idran 37 et 1'.trni.:¯ de l<i'.h'f;J1Ce
59. Ce mouvement, de rotation du bouton 56 fait tourner l'arbre 54 et amène les ergots 58 et 60 au contact avec les surfaces hélicoïdales 66 et 68.
Comme nous l'avons déjà signalé, les pas des deux surfaces hélicoïdales 66 et 68 sont tels que la tendance de l'arbre 54 à tourner, est contrebalancée par la force de frot- tement qui s'oppose à ce mouvement. L'arbre 54 demeure dès lors dans la positi@ où il a été place, à moins que ne soit appliqué un couple supplémentaire pour provoquer la rotation de celui-ci et le déplacement des ergots 58 et 60 sur les surfaces hélicoï- dales 66 et 68 en direction des cavités 67 et 69.
On comprend que l'ordre des mouvements rotationnels de réglage du boîtier 50 et du bouton 56 peut être inversé, si on le désire, en effectuant d'abord le réglage du bouton de temps 56, avant de manoeuvrer le bouchon de vanne 20 au moyen du boîtier 50.
Le mouvement de rotation du bouton 56 fait également tourner le pignon 106 qui commande la roue dentée 96 et remonte le ressort principal 92 du mouvement d'horlogerie 80. La roue dentée 100 tend à tourner avec la roue96 à cause de la liaison de frottement entre celles-ci, mais elle en est empêchée par le train d'engrenage 88 et l'échappement 86. Il se produit dès lors un glissement entre les roues dentées 96 et 100. Cependant, lorsqu'on relâche le bouton 56, le coupe du ressort principal
92 est transmis directement à la roue dentée, et par l'inter- médiaire du frottement à la roue dentée 100. Comme- le couple de frottement entre les roues 96 et 100 est supérieur au couple . maximum du ressort principal 92, le ressort principal provoque la rotation commune des roues dentées 96 et 100 d'un seul bloc.
Cette rotation des roues dentées 96 et 100 entraine le train d'engrenages 88 et le pignon 106. L'échappement 86
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contrôle la vitesse de rotation et le pignon 106 provoque la rotation en retour de l'arbre 54. et du bouton 56 à leur position angulaire initiale.
Lorsque le ressort principal 92 a fait tourner l'arbre 54 à sa position angulaire initiale, les ergots 58 et 60 quittent les surfaces hélicoïdales 66 et 68, et puisque les ergots 58 et 60 sont maintenant en face des cavités 67 et 69, l'arbre 54- se déplace rapidement vers la droite comme indiqué figure 1. jusqu'à ce que les ergots 58 et 60 viennent au fond des cavités 67 et 69. Simultanément avec ce mouvement axial de l'arbre 54, la soupape 32 vient au contact de son siège 30, d'une façon brusque empêchant l'écoulement ultérieur du fluide vers la sortie 16 du carter 10.
Lorsque les ergots 58 et 60 se déplacent dans les cavités 67 et 69, toute rotation ultérieure de l'arbre 54 est empêchée. Le mouvement d'horlogerie 80 est alors arrêté, et le déroulement ultérieur du ressort principal 92 est empêché'.
Ainsi, le ressort principal 92 ne va jamais jusqu'à bout de course et il faut exercer un couple substantiel sur l'arbre 54 dans toute position angulaire de ce dernier, afin d'éliminer tout danger de remontage insuffisant du ressort principal 92, lorsqu'on règle le compteur de temps sur un petit intervalle de temps.
On doit noter que, puisque les ergots 58,et 60 sont diamétralement opposes l'un à l'autre, ils viennent au contact des surfaces hélicoid@ l.es 66 et 68 et les quittent simultanément en empêchant ainsi toute inclinaison ou toute contrainte de l'arbre 54.
Si on désire supprimer le contrôle de l'écoulement du fluide par le compteur 80, on appuie sur le bouton 56 pour déplacer les ergots 58 et 60 jusqu'à une position au-delà des extrémités supérieures des surfaces hélicoïdales 66 et 68, et or.
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tourne alors le bouton dans la direction opposée à celle de réglage du temps, pour amener les ergots 58 et 60 au contact des surfaces 70 et 71 qui sont disposées dans un plan perpen- diculaire à l'axe de l'arbre 54. Toute commande du mouvement d'horlogerie 80 tend alors à appuyer l'ergot 58 en contact avec une butée 72 qui s'étend à partir de la surface 70, et l'arbre 54 est Maintenu dans sa position appuyée, en maintenant la soupape 32 hors de son siège 30.
Il apparaît que le dispositif décrit ci-dessus comprend un mécanisme de détente nouveau, dans lequel on peut appliquer une force de commande de grandeur considérable à un organe mobile, et qu'on peut contrôler l'influence de la force de .: -qui, cet organe au moyen d'une force de contrôle ex- trêmement petite. Le mécanisme de détente comprend les ergots 58 et 60 et les surfaces hélicoïdales 66 et 68, les pas des surfaces hélicoïdales étant choisis pour produire des composantes de torsion égales et opposées à toute poussée axiale imposée sur l'arbre 54.
-En conséquence, il apparaît que la réalisation décri- te fournit un dispositif de contrôle nouveau et amélioré et réalise les buts de l'invention.. Il est également évident pour les spécialiste que la réalisation décrite peut être changée et modifiée, et que les caractéristiques de celle-ci peuvent être réalisées séparément ou collectivement dans des combinai- sons différentes de celles qui ont été décrites, sans'sortir du domaine de 11 invention et sans sacrifier tous ses avantages, et que, en conséquence, la description ci-dessus est donnée seulement à, titre d'ample, et ne limite pas l'invention.
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"Mechanical control device and fluid valve fitted with said device
The invention relates generally to a control device for mechanical movements, and more particularly to a control mechanism. locking and release.
The main object of the invention is to make it possible to control, by mechanical means, a relatively large acting force, by the application of a relatively small control force, and likewise to allow the use of. a relatively small control force to control a relatively large acting force and which can vary in magnitude without the need to vary the necessary control force.
The device of the invention is characterized by expansion members acting in cooperation and creating
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frictional forces in order to counteract the effects of the acting force to be controlled, so that the displacement of said members relative to each other is caused by the application of a relatively small controlling force.
In one embodiment, allowing the use of an escape mechanism of relatively light construction, for the control of relatively large forces, the device comprises a fixed member on which a movable member subjected to the pressure rubs. acting force, the friction surfaces being provided such that the acting force produces on the movable element a component of force substantially equal in magnitude and opposite in direction to the reaction component resulting from the friction between these surfaces independently of the magnitude of the acting force, so that a relatively small external force is sufficient to separate the two elements.
The invention finds particular utility in the application of watch movements of the escapement type, for checking elements subjected to relatively heavy loads. In these escapement devices, the power available for control is equal to the difference between the power required to keep the escapement movement running and the power which causes the escape movement to engage. Based on typical manufacturing tolerances, the actual power available in most movements is considerably less than the theoretical available power, and in some cases this power is very small.
The device of the invention allows to use this available power to control it relatively large acting forces, and of variable magnitude.
In one. particular embodiment of the invention a control member loaded along its axis, has
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a pair of stops which engage respectively in a pair of surfaces in. propeller in order to maintain the control member in a well-defined range of axial positions.
The pitches of the helical surfaces are such that the axial load on the control member tends to cause one of the stops to move along its associated helical surface, while it causes at the same time, between the other stop and its surface helical associated, frictional forces which tend to oppose this movement. Thus, the tendency for a sliding movement is substantially counterbalanced by the frictional resistance of this movement, and the application of a slight torque allows the rotation of the control member independently of the cited axial load. Preferably, the helical surfaces are provided with recessed portions in order to receive the stops in a chosen angular position of the control member to allow the axial movement of the control member to perform the control operation.
The invention extends to a fluid flow control valve provided with a control device in accordance with that of the invention.
The invention also extends to the characteristics resulting from the following description and the appended drawings as well as to their possible combinations.
The description relates to embodiments of the invention given by way of example and shown in the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a sectional view of a flow valve. control mechanism according to the invention.
- Figure 2 is a side elevation of the slide of Figure 1.
- Figure 3 is a sectional view of a detail on a larger scale.
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- Figure 4 is a perspective view of a detail on a larger scale.
- Figure 5 is a partial sectional view along the V-V axis of Figure 1, and on a larger scale.
- Figure 6 is a partial sectional view along 'axis VI-VI of Figure 1, and on a larger scale, some parts of the device having. have been removed for clarity.
- Figure 7 is a highly enlarged partial view of part of the device of Figure 1, with superposition of a vector diagram.
FIG. 8 is a highly enlarged partial view of another part of the device of FIG. 1 with a superposition of a vector diagram.
Referring more particularly to the drawings, it will be seen that the control device is shown applied to a valve of the type used to control the flow of fuel to fluid fuel burners. The valve comprises a housing 10 provided with a valve. a valve chamber 12 which is intended to be connected to a source (not shown) of liquid fuel via an inlet 14 and to a fluid fuel burner (not shown) via an outlet 16 A conical valve seat 18 is located on the housing 10 in the valve chamber 12 and contacts the seating surface of a valve plug 20.
The valve cap 20 is provided with an angular passage 21, comprising an axial passage and an axial communication inlet 22, provided to correspond with the inlet 14 of the housing 10 for an angular position of the valve cap 20. The angular passage 21 in the vacuum plug 20, is also provided with an outlet 24 which communicates with the valve chamber 12 in all positions of the valve plug 20.
Retort (;. Is the custom in the gas taps of this
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type, the rotation of the valve cap 20, to place the inlet
22 of the angular passage in correspondence with the inlet of the housing 14, or with the bearing surface of the valve seat 18, respectively allows or prevents the flow of the fluid to the valve chamber 12 and the outlet 16, at one end of the Valve plug 20 forms a valve stem 25 which extends outside the housing 10 and which is intended to receive a handle or knob, which will be described later.
Acting between the valve plug 20 and a suitable stop 124 fixed to the housing 10, is a spring 26 which presses the valve plug 20 against the seat 18 and thus provides a seal against the fluid.
The wall of the angular passage 21 is chamfered at its outlet end 24 to form an annular valve seat 30. A valve 32 of the "headstock" type is placed against the valve seat 30 and can move with or without contact with it. this in order to control the flow of fluid through the angular passage 21 in the valve plug 20.
The valve cap 32 is mounted on the end of a valve stem 34 which extends through an axial channel 36 formed in the valve cap 20 and the stem 25, the other end 38 of the stem. valve 34 extending outside the valve plug 20 and terminating near the end of the stem 25. Engaged in a counter bore 40 in the stem of the valve cap 25, coaxially with the Bore 36, there is a spring 42 which bears on a collar 44 attached to the valve stem 34 to press the valve 32 against the valve seat 30.
Means are provided for maneuvering the valve plug 20 between the open and closed positions. These members are shown here in the form of a manually operated assembly 1 having a hub 46 attached to the end of the valve plug.
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which extends outside the housing 10. A radially extending flange 48 is formed on the hub 46, and a cup-shaped housing 50 is secured to the flange 48 by means of suitable members such as nuts. 52. The housing 50 thus constitutes a knob which can be manipulated by hand to rotate the valve cap 20 between the open and closed positions.
This rotation of the casing 50 is effective to rotate the valve plug 20 and move the inlet 22 of the angular passage 21 in the valve plug 20 to achieve or eliminate the correspondence with the inlet passage 14 in the casing 10. .
There are provided members for moving the valve 32 relative to the valve seat 30. They include here a movable member connected to the valve stem 34. This movable member comprises a shaft 54 which * moves slidably through the housing 50. and which is hollowed out at one end to loosely receive the end of a tappet 126. Tappet 126 slides through hub 46, along the extension of the axis of valve stem 34. , and engages with the end 38 of the valve stem 34. The shaft 54 is free to rotate and move axially with respect to the casing 50. Attached to the end of the amber 54, which s Extending outside the housing 50 is a manually operated button 56 for communicating its movements to the shaft 54.
The spring 42 forces the valve stem 34 to come into contact with the shaft 54 through the pusher 126, to push the shaft 54 out of the box 50, and the shaft 54 can move against it. this thrust, to move the valve 32 out of the valve seat, by manual action on the button 56.
Suitable dials 57, denoting units of time, are located on the bora of the button, looking at a reference index 59 on the case 50, for a purpose which will be explained.
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tee further.
Attached to the inner end of shaft 54 has a plate 55 which has a pair of opposing stops, or guide organs which are shaped like lugs 58, 60 extending from plate 55 and arranged in parallel. to the axis of the shaft 54. The guide member 58 is disposed slightly further from the axis of the shaft 54 than the guide member 60, for a purpose which will be explained later.
A relatively fixed detent member contacts lugs 58 and 60 to prevent axial movement of shaft 54, and includes an assembly of generally annular cams 64 secured within housing 50. Cam assembly 64 includes a radial flange 65 which is provided to come to rest in a suitable cavity (it formed in the housing 50. The flange 65 is kept moved into the cavity 61 by a plate 62 which is located under the flange 65 and which is fixed to the casing 50 by means of nuts 53.
An annular portion extends axially from the flange 65. The shape of its end defines a first helical surface 66. This surface 66 extends approximately 350, its lower and upper ends being separated by a recessed or indentation portion. 67 which extends parallel to the axis of the shaft 54, and which is intended to receive the lug 58 of the plate 55. Having the same axis as the surface 66 and therein lies a second helical surface 68, which extends approximately over 3500 and of which s upper and lower ends are separated by an open part or recess 69.
The recess 69 is substantially diametrically opposed to the recess 67, and is provided to receive the lug 60 of the plate 55.
Preferably, each helical surface 66 and 68 ends with a portion 70, 71 disposed normally to the axis
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of the cam assembly 64, to make manual adjustment possible, as will be seen later.
The distance between threads of the helical surface 66 is the same as that of the helical surface 68.
However, since the helical surface 66 is placed radially outside the helical surface 68, it is obvious that the pitch of the helix of the first will be smaller than the pitch of the second. This difference in pitch is an important characteristic of the invention, as will be seen below.
Shaft 54 slides and rotates through the recessed center of annular cam assembly 64 such that axial movement of shaft 54 in one direction is limited by contact of lugs 58 and 60 with the assembly. of cams 64.
The length of the valve stem 34 is such that, when the lugs 58 and 60 are located inside the cavities 67 and 69, the spring 42 maintains the valve element in its contact position or closed on contact. valve seat 30. However, as the shaft 54 moves axially, by moving the lugs 58 and 60 out of the cavities 67 and 69, the valve stem 34 moves against the action of the spring. 42 by moving the valve member 32 away from the valve seat 30, thereby permitting the flow of the carburate through the angular passage 21 in the valve plug.
If the shaft 54 rotates after moving the valve member 32 to the open position, the tabs 58 and 60 contact the helical surfaces 66 and 68, and the valve member 32 is held in its open position.
An important feature of the invention resides in that the action surfaces of the lugs 58 and 60 and of the relatively fixed cam assembly 64 are arranged such that the operating force acting on the movable member 54, produce a sound component of force
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equally in magnitude and opposite in direction to the reaction component resulting from the friction between these surfaces regardless of the magnitude of the operating force. With such a device, an extremely small force can be used to separate the movable member 54 and the fixed member 64 or trigger.
This principle can be more fully explained by referring to Figures 7 and 8 which respectively show the contact portions of the lug 58 and the helical surface 66, and the contact portions of the lug 60 and the - helical face 68, with a vector diagram of the forces involved.
In FIG. 7, the vector L represents the load on the lug 58, resulting from the axial thrust exerted on the shaft 54 by the spring 42 when the lugs 58 and 60 are in contact with the surfaces 66 and 68. This force L acts parallel to the common axis of valve stem 34 and shaft
54, and produces a reaction force exerted by the helical surface 66, this reaction force being equal in magnitude and opposite in direction to the force L. This reaction is represented by the vector R in the vector diagram.
Since the force 1 does not act normally at the surface 66 it produces a component of tangent force, which tends to move the lug 58 along the helical surface 66.
This force is represented by: The vector Lm in the vector diagram. The force L naturally has another component acting normally at the surface 66. This force is represented by the vector Lp in the vector diagram.
Since Lp is normal to the helical surface 66, and 1 parallel to the axis of this surface, the angle between these vectors is equal to the pitch of the helical surface 66, the pitch being the angle that the helical surface makes with a plane perpendicular to its axis. Thus, the size of the forest
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this Lm is equal to that of Lp multiplied by the tangent of the angle a, that is to say to the product of Lp by the tangent of the pitch of the helical surface 66 ..
The reaction force exerted by the helical surface 66 can also be decomposed into two components - respectively tangent and normal to this surface. These components are represented on the vector diagram, respectively by the vectors Rf and Rp. The force Rp, is naturally equal in magnitude to .The force Lp. The force represented by the vector Rf is the resistance resulting from the friction between the lug 58 and the surface 66 and is independent of the magnitude of the component Rp and of the coefficient of friction of the surfaces in contact. The resistance Rf opposes the sliding movement between the lug 58 and the surface 66.
It is desirable that the resistance Rf be greater than the force Lm so that the force Rf suppresses the sliding movement between the lug 58 and the helical surface 66. In other words, Rf should be greater than the. product of Rp by the tangent of the angle a and, consequently, the angle a or not of the helix determines the threshold of suppression of the sliding movement, since it determines the magnitude of the force Lm. As a result, the helical surface 66 is formed with a relatively small pitch in order to produce the desired resistance to sliding movement. The magnitude of this resistance is equal to the difference between the magnitude of the forces Rf and Lm.
In the vector diagram of FIG. 8, the vector L 'represents the axial thrust on the lug 60, resulting from the axial thrust on the shaft 54 exerted by the spring 42 when the lugs 58 and 60 are in contact with the helical surfaces 66 and 68. This force acts in parallel to the common axis of the valve stem 34 and the axis 54 and produces a drill,
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reaction exerted by the helical surface 68, reaction equal in magnitude to the acting force L'and of opposite direction. This reaction is represented by the vector R '.
Since the force L 'does not act normally at the helical surface 68, it produces a component tangent to the surface 68 which tends to slide the lug 60 along the helical surface 68. This force is represented by the vector L'm in the vector diagram.
The force L 'naturally has another component normal to the surface 68. This component is represented by the vector Lp'.
OmLlie Since Lp 'is normal to the helical surface 68, as and / L' is parallel to the axis of the helical surface 68, the angle a 'determined by these vectors is equal to the pitch of the helical surface 68, so the magnitude of the force L'm is equal to the product of Lp 'by the tangent of the angle a', or to the product of Lp 'by the tangent of the pitch of the helical surface.
The reaction force exerted by the helical surface 68 can also be decomposed into two components, respectively tangent and normal to the surface 68. These components are represented in the vector diagram, respectively by the vectors Rf 'and Rp'. . The force Rp 'is naturally equal to the force Lp'. The force represented by the vector Rf ′ is the resulting resistance force: at the friction between the lug 60 and the helical surface 68, and depends on the magnitude of the component Rp 'and on the coefficient of friction of the surfaces in contact. The resistance Rf 'opposes the relative sliding movement between the lug 60 and the helical surface 68.
Preferably, the force L'm is greater than the force Rf 'so that the lug 60 has a tendency to slide along the helical surface 68 under the axial thrust of the shaft 54. Therefore, it is necessary that the product of Rp 'by the
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tanse-nte of 1 '* iii; the y' is: iii> <'i, ienr ± <Et ±'. For a given material having a coei 1 âcià'nl of frol, GEn.ursi; well ür L¯: rirur,] e pitch of the helical surface 68 dutc-rmine the àQir6 tendency to the sliding movement of the lug 60 along the. helical surface 68.
Consequently the helical surface 68 must have a sufficiently large pitch so that the force L'm is always greater than the force Rf 'and the resulting force, which tends to cause a sliding movement of the lug 60, is equal to the difference in magnitude of the forces L'm and Rf '.
From the foregoing it is evident that the total torque acting on the shaft 54, and resulting from the axial load thereof, is determined by the resultant of the tendency for sliding movement produced by the contact of the shaft. lug 60 with the helical surface 68, and the resistance to sliding movement produced by the contact of the lug 58 with the helical surface 66. In a preferred embodiment of the invention, the pitches of the helical surfaces 66 and 68 are chosen so as to produce a balance, the moment exerted on the shaft 54 by the lug 58 being substantially counterbalanced by the moment exerted on the shaft 54 by the lug 60.
Thus, the rotation of the shaft 54 can be achieved by applying to the latter a relatively small torque, independent of the magnitude of the axial thrust on the shaft 54.
A device is provided for applying a control force to the control members of the valve, to make the movable control member 54 independent of the expansion member 64. This device takes the form of a movement of. watchmaking 80 controlled by escapement. This movement 80 is placed inside the casing 50, and is fixed to the flange 48 by a set of nuts 82.
Movement 80 includes a main spring assembly 84, meshed to an escape mechanism 86 through
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of an appropriate gear train 88. It is $ LI- (J6 fj [:, 11re3 that the main spring assembly 84 is the one shown.
It comprises a pivot 90 fixed non-rotating to the flange 48 and extending normally in the plane thereof. A spiral spring
92 is fixed by its inner end to the pivot 90, and is located in a plane substantially parallel to the flange 48.
A cup-shaped member 94 surrounds the spring 92, and is fixed to a toothed wheel 96 rotatably mounted on the pivot 90.
The outer end of the spring 92 is fixed to the element
94 to 98, so that rotation of toothed wheel 96 and cup-shaped member 94 varies the tension of spring 92.
A second toothed wheel 100 is rotatably mounted on pivot 90, and supports an axially extending flange 102 which frictional contacts with the cylindrical wall of cup-shaped member 94. Preferably, this mounting is such that it develops between the flange 102 and the element
94 a friction torque which is always greater than the maximum torque developed by the main spring 92 when the latter is completely wound. Several grooves 104 (only one of which is shown) may be provided in the flange 102, to facilitate manufacture and avoid the need for extremely tight tolerances in the mounting of the flange 102 on the cup-shaped member 94.
The toothed wheel 100 engages a suitable toothed wheel in the gear train 88, and is thus directly connected to the escape mechanism 86. The toothed wheel 96 engages a pinion 106, which is loosely mounted on the pusher 55 and connected. to the shaft 54. The connection between the pinion 106 and the shaft 54 is such that the shaft 54 can move axially relative to the pinion 106, while a torque transmission relationship is maintained between these two members. This connection is thus indicated as comprising a first leaf spring 108
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fixed in the middle to the pinion 106 and a second leaf spring
110 fixed in its middle to the plate 55 which is fixed to the end of the shaft 54.
The juxtaposed ends of the leaf springs
108 and 110, are riveted together at 112, so as to transmit a rotational movement between the pinion 106 and the shaft
54. During an axial movement of the shaft 54, the springs 108 and 110 bend, without causing axial displacement of the. pinion 106.
Surgery
Assuming that the control device is in the "closed" position, with the valve plug 20 and the valve
32 in the closed positions, the various components can be placed in the following operating conditions:
Housing 50 is first manipulated by hand to rotate valve plug 20, and bring inlet 22 of angular passage 21 into correspondence with inlet passage.
14 of the housing 10. The various members of the device are then in the position indicated in FIG. 1 and the fluid can flow from the inlet 14 into the angular passage 21, the flow being prevented by the valve 32.
The button 56 is then pressed to cause the shaft 54 to move axially, by causing the lugs 58 and 60 to come out of the cavities 67 and 69, where their rotation is prevented, and by bringing them axially below the lower ends of the helical surfaces 66 and 68. This displacement of the axis 54 causes an axial movement of the valve stem 34, the latter moving against the action of the spring 42, and disengaging the valve 32 from the valve seat 30. The fluid can now flow past valve 32 to outlet 16 of housing 10.
Knob 56 is then rotated clockwise, as shown in figure 2, until obtaining
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of the desired time, zta7t'I 'l' 11 'i <; c-idran 37 and 1'.trni.: ¯ de l <i'.h'f; J1Ce
59. This rotational movement of the button 56 rotates the shaft 54 and brings the lugs 58 and 60 into contact with the helical surfaces 66 and 68.
As we have already pointed out, the pitches of the two helical surfaces 66 and 68 are such that the tendency of the shaft 54 to rotate is counterbalanced by the frictional force which opposes this movement. The shaft 54 therefore remains in the position where it was placed, unless an additional torque is applied to cause the rotation thereof and the displacement of the pins 58 and 60 on the helical surfaces 66 and 68 towards cavities 67 and 69.
It will be understood that the order of the rotational adjustment movements of the housing 50 and of the button 56 can be reversed, if desired, by first carrying out the adjustment of the time button 56, before operating the valve cap 20 by means of of the housing 50.
The rotational movement of the button 56 also rotates the pinion 106 which controls the toothed wheel 96 and winds the main spring 92 of the clockwork movement 80. The toothed wheel 100 tends to rotate with the wheel 96 because of the frictional connection between these, but is prevented from doing so by the gear train 88 and the escapement 86. There is therefore a slip between the gears 96 and 100. However, when the button 56 is released, the switch is cut off. main spring
92 is transmitted directly to the toothed wheel, and through friction to the toothed wheel 100. As the friction torque between the wheels 96 and 100 is greater than the torque. maximum of the main spring 92, the main spring causes the common rotation of the gears 96 and 100 as a single unit.
This rotation of the toothed wheels 96 and 100 drives the gear train 88 and the pinion 106. The exhaust 86
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controls the speed of rotation and pinion 106 causes shaft 54 and button 56 to return to their initial angular position.
When the main spring 92 has rotated the shaft 54 to its initial angular position, the pins 58 and 60 leave the helical surfaces 66 and 68, and since the pins 58 and 60 are now facing the cavities 67 and 69, the shaft 54- moves rapidly to the right as shown in figure 1. until the lugs 58 and 60 come to the bottom of the cavities 67 and 69. Simultaneously with this axial movement of the shaft 54, the valve 32 comes into contact of its seat 30, in a sudden manner preventing the subsequent flow of the fluid towards the outlet 16 of the casing 10.
When the lugs 58 and 60 move in the cavities 67 and 69, any subsequent rotation of the shaft 54 is prevented. The clockwork movement 80 is then stopped, and further unwinding of the main spring 92 is prevented.
Thus, the main spring 92 never goes all the way and it is necessary to exert a substantial torque on the shaft 54 in any angular position of the latter, in order to eliminate any danger of insufficient winding of the main spring 92, when 'the time counter is set to a small time interval.
It should be noted that, since the lugs 58, and 60 are diametrically opposed to each other, they come into contact with the helical surfaces 66 and 68 and leave them simultaneously, thus preventing any inclination or any stress of. tree 54.
If it is desired to remove the control of fluid flow by meter 80, button 56 is depressed to move lugs 58 and 60 to a position beyond the upper ends of helical surfaces 66 and 68, and or .
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then turns the knob in the direction opposite to that of the time setting, to bring the pins 58 and 60 into contact with the surfaces 70 and 71 which are arranged in a plane perpendicular to the axis of the shaft 54. Any control of the clockwork movement 80 then tends to press the lug 58 in contact with a stop 72 which extends from the surface 70, and the shaft 54 is maintained in its pressed position, keeping the valve 32 out of its seat 30.
It appears that the device described above comprises a new trigger mechanism, in which a control force of considerable magnitude can be applied to a movable member, and that the influence of the force of.: -Which can be controlled. , this organ by means of an extremely small controlling force. The detent mechanism includes lugs 58 and 60 and helical surfaces 66 and 68, the pitches of the helical surfaces being chosen to produce equal and opposite torsional components to any axial thrust imposed on shaft 54.
-As a result, it appears that the described embodiment provides a new and improved control device and achieves the objects of the invention. It is also obvious to those skilled in the art that the described embodiment can be changed and modified, and that the characteristics thereof can be achieved separately or collectively in combinations different from those which have been described, without departing from the scope of the invention and without sacrificing all of its advantages, and that, therefore, the above description is given only as a broad measure, and does not limit the invention.