Indicateur de position pour organe de commande à mouvement circulaire ou hélicoïdal Il existe -de nombreux appareils de réglage ou de fermeture, tels que vannes, soupapes, clapets simples ou multiples, actionnés par un organe de commande à main, et dont on désire que la position d'ouverture puisse être lue directement .et facilement par l'opé rateur.
Ceci est le cas en ,particulier pour les appa reils à réglage fin, dont le volant de commande doit être actionné sur plusieurs tours pour passer de la position d'ouverture complète à celle de fermeture complète et inversement.
A cet effet, on a déjà cons- truit de nombreux mécanismes indicateurs de posi tion, qui traduisent en général le déplacement de l'élément mobile par rapport à la partie fixe de l'appareil de réglage, mais dont le montage implique une complication assez importante et dont l'appli cation ne s'est de ce fait pas généralisée.
L'objet de la présente invention, au contraire, se rapporte à un indicateur de position de concep tion extrêmement simple et pouvant être fixé en tièrement sur la partie mobile de l'organe de com mande, volant à main ou autre, sans aucun appui fixe, ni modification quelconque de l'appareil de ré glage.
Cet indicateur est caractérisé en ce qu'il com porte un jeu de :deux roues dentées de diamètre dif férent, l'une à denture externe et l'autre à denture interne, dont l'une est fixée rigidement et de façon coaxiale sur la partie mobile de l'organe de com mande, et l'autre roule librement sur la première tout en engrenant avec elle et en étant maintenue en place par l'action de la pesanteur ou d'un champ magnétique.
Une première forme d'exécution, parti- culièrem:ent simple, d'un tel indicateur, est Fepré- sentée succinctement aux :fig. 1, 2, 3 et 4. L'organe de commande considéré ici est un ,simple volant à main à axe horizontal, @du type utilisé par -exemple pour actionner les soupapes de réglage des radia teurs de chauffage central.
En .tournant ce volant 1 dans un sens ou dans l'autre, on modifie en consé quence l'arrivée .d'eau chaude .au .radiateur. A la dif férence des volants habituels, celui représenté ici comporte, conformément à l'invention, une roue den tée 2 à denture interne, fixée rigidement et .de façon coaxiale sur le volant, et .sur laquelle ,roule libre ment une roue dentée 3 à,denture externe, d'un dia mètre inférieur à celle de la première et qui en grène avec celle-ci.
Entraînée par son propre poids, c'est-à-dire par l'action de la pesanteur, cette roue dentée 3 vient toujours se placer et se mam#tient à da position la plus basse possible, c'est-à-dire à la verticale de la première roue. En :cas de rotation du volant 1, la roue dentée 3, dont le diamètre est in férieur à celui de la roue dentée 2, effectue par conséquent une rotation plus importante qu e celle du volant.
Le rapport des deux rotations étant inver- sem@ent proportionnel à celui -des diamètres, la dif férence entre les deux rotations est également pro portionnelle à celle du volant et :peut donc être utilisée pour la mesure du déplacement angulaire du volant.
Cette différence .entre des deux rotations peut facilement être mise en évidence à d'aide d'un; cadran 4 fixé sur la roue dentée 3 .et .d'un couvre-cadran 5 fixé sur le volant 1 et solidaire de ce fait de la roue dentée 2.
Ce couvre-cadran peut, conformément aux fig. 3 et 4, être opaque à l'exception d'une ou plu sieurs lumières 6, permettant :de ,Lire par transparence le déplacement relatif du cadran 5 par rapport au dit couvre-cadran.
Ce déplacement relatif, directe ment proportionnel au déplacement e l'organe de commande lui-même, est ainsi mis en évidence de façon simple et suggestive par l'apparition progres- sive, d'une bande colorée dans la lumière 6.
Bien entendu, d'autres façons. de faire apparaître ce dé placement relatif peuvent être utilisées; par exemple en graduant numériquement le cadran 4 et en le fai- saut se déplacer derrière un couvre-cadran transparent et muni uniquement d'un 'trait ou d'un autre signe de référence.
Dans l'exécution. re présentée aux fig. 1, 2, 3 et 4, le couvre-cadran sert également à maintenir en place axiale.ment la roue dentée 3, tout en lui laissant le jeu nécessaire pour pouvoir rouler librement sur la roue dentée 2.
Le fait que la roue dentée 3 soit tenue en place par l'action de la pesanteur limite évidemment l'ap plication de l'invention, telle qu'elle est décrite dans cet exemple, aux organes de commande animés d'un mouvement circulaire ou hélicoïdal autour d'un axe horizontal, ou du moins sensiblement horizontal. Ce cas est du reste celui qui se présente le plus fré quemment en pratique. Lorque l'organe de com mande se meut autour d'un axe oblique ou vertical, on peut cependant remplacer l'action de la pesan teur par celle d'un champ magnétique fixe, engendré extérieurement à l'indicateur de position.
Ce champ magnétique attirera la roue 3 dans une direction bien déterminée et invariable, et aura pour effet que l'axe de cette roue restera en position pratiquement invariable, de la même façon que sous l'action de la pesanteur dans le cas décrit plus haut d'un organe de commande à axe sensiblement horizontal.
Une autre forme d'application de l'invention, un peu plus perfectionnée, est représentée aux fig. 5 et 6. L'organe de commande considéré ici est un volant à main 7 à axe sensiblement horizontal, du type utilisé par exemple sur les appareils de robinet terie industrielle, et l'indicateur de position 8 est rapporté et fixé sur ce volant. Conformément à l'in vention, cet indicateur comporte une roue dentée 10 à denture externe, fixée rigidement sur le boitier de l'indicateur et de ce fait sur le volant, de telle façon que son axe se trouve exactement .dans le prolonge ment de celui du volant.
Sur cette roue dentée 10 roule librement une roue dentée 11 à denture in terne, d'un diamètre supérieur à .celui de la première et qui engrène avec celle-ci. Entramée par son poids, cette roue dentée 11 vient toujours se placer et se maintient à la position la plus basse possible, c'est- à-dire à la verticale de la première roue. En cas de rotation du volant 7, la roue dentée 11, dont le dia mètre est supérieur à celui de la roue 10, effectuera par conséquent une rotation moins importante que celle du volant, mais proportionnelle à cette der nière.
On peut choisir le rapport des diamètres de telle sorte que cette roue 11 n'effectue qu'un peu moins d'un demi-tour, par exemple, lorsque le volant 7 passe de la position extrême ouverte à la position extrême fermée et inversement. En son centre de rotation, cette roue 11 porte un axe mobile 14, sup portant lui-même une plaque de repérage 15, dont le centre de gravité se situe nettement au-dessous de l'axe 14. De ce fait, cette plaque de repérage 15 se trouve maintenue par l'action de la pesanteur en position pratiquement invariable, quelle que soit la position du volant 7, et ceci d'autant plus que l'axe de la roue 11 reste lui-même toujours sensiblement à la même place. La rotation de la roue 11 par rap port à la plaque de repérage 15 peut donc être utili sée pour la mesure du déplacement angulaire du volant.
Elle peut être mise en évidence de façon très simple à l'aide d'un cadran 13 fixé sur la face frontale de cette roue 11 et en donnant à la plaque de repérage 15 une découpure correspondante, telle que celle indiquée par exemple à la fig. 6. La posi tion du cadran 13 dans l'échancrure de la plaque de repérage donne une image claire et précise de la position de l'organe de commande.
La roue dentée 11 peut être tenue en position, dans le sens axial, par une plaque circulaire 12 fixée sur la roue 10 et qui s'engage dans une rainure cir culaire 16 taillée dans la roue Il. La plaque de repérage 15 est tenue en position, dans le sens axial, d'une part par la roue<B>11</B> et d'autre part par le couvre-.cadran transparent 9.
II pourrait arriver que la roue dentée roulant librement sur celle fixée à la partie mobile de l'or gane de commande, sautille sur la denture de cette dernière en cas :de déplacement très brusque de cet organe de commande, spécialement si la première de ces roues est du type à denture externe, comme représenté à la fig. 1. Ce défaut peut être évité en donnant à cette roue 3 un moment d'inertie autour de son axe aussi faible que possible, tout en lui conférant un poids suffisant pour l'appliquer en per manence contre l'autre roue. Un moyen de parvenir à ce résultat est de munir la roue :d'un noyau co axial fabriqué en matériau plus lourd que celui utilisé pour la partie périphérique de la roue.
Un moyen encore plus efficace est de monter le noyau lourd de telle sorte qu'il puisse pivoter librement autour de l'axe de la roue, comme représenté à la fig. 7. En cas de déplacement de l'organe de com mande, la roue est alors mise en rotation sans que le noyau lourd 17 ne doive lui-même tourner, et la résistance que la roue 3 oppose à cette rotation du fait de son inertie est ainsi réduite au minimum.
Position indicator for circular or helical movement control device There are many adjustment or closing devices, such as valves, valves, single or multiple valves, actuated by a hand control device, and of which it is desired that the opening position can be read directly and easily by the operator.
This is the case, in particular, for devices with fine adjustment, the control wheel of which must be actuated over several turns to switch from the fully open position to that of full closure and vice versa.
To this end, many position indicator mechanisms have already been constructed, which generally reflect the displacement of the movable element with respect to the fixed part of the adjustment device, but the assembly of which involves a rather complication. important and whose application has therefore not become widespread.
The object of the present invention, on the contrary, relates to an extremely simple design position indicator which can be fully fixed to the movable part of the control member, hand wheel or the like, without any support. fixed, nor any modification of the adjustment device.
This indicator is characterized in that it comprises a set of: two toothed wheels of dif ferent diameter, one with external teeth and the other with internal teeth, one of which is rigidly and coaxially fixed on the movable part of the control member, and the other rolls freely on the first while meshing with it and being held in place by the action of gravity or a magnetic field.
A first, particularly simple, embodiment of such an indicator is briefly presented in: fig. 1, 2, 3 and 4. The control member considered here is a simple handwheel with horizontal axis, @of the type used for -example to actuate the regulating valves of the central heating radiators.
By .turning this flywheel 1 in one direction or the other, the arrival. Of hot water. To the .radiator is consequently modified. Unlike the usual flywheels, the one shown here comprises, in accordance with the invention, a toothed wheel 2 with internal teeth, rigidly and coaxially fixed to the flywheel, and on which a toothed wheel rolls freely. 3 with, external teeth, of a diameter less than that of the first and which grate with this one.
Driven by its own weight, that is to say by the action of gravity, this toothed wheel 3 always comes to be placed and is held in the lowest possible position, that is to say at the vertical of the first wheel. In: case of rotation of the flywheel 1, the toothed wheel 3, the diameter of which is smaller than that of the toothed wheel 2, consequently performs a greater rotation than that of the flywheel.
The ratio of the two rotations being inversely proportional to that of the diameters, the difference between the two rotations is also proportional to that of the flywheel and can therefore be used for measuring the angular displacement of the flywheel.
This difference between the two rotations can easily be demonstrated with the aid of a; dial 4 fixed to the toothed wheel 3. and .a dial cover 5 fixed to the flywheel 1 and thereby secured to the toothed wheel 2.
This dial cover can, in accordance with fig. 3 and 4, be opaque with the exception of one or more lights 6, allowing: to, Read by transparency the relative displacement of the dial 5 with respect to said dial cover.
This relative displacement, directly proportional to the displacement of the control organ itself, is thus highlighted in a simple and suggestive manner by the gradual appearance of a colored band in the light 6.
Of course, other ways. to show this relative displacement can be used; for example by numerically graduating the dial 4 and making it move behind a transparent dial cover provided only with a line or other reference sign.
In the execution. re presented in fig. 1, 2, 3 and 4, the dial cover is also used to hold the toothed wheel 3 in place axially, while leaving it the necessary play to be able to roll freely on the toothed wheel 2.
The fact that the toothed wheel 3 is held in place by the action of gravity obviously limits the application of the invention, as described in this example, to control members moving in a circular motion or helical around a horizontal axis, or at least substantially horizontal. This case is, moreover, the one which occurs most frequently in practice. When the control member moves around an oblique or vertical axis, the action of gravity can, however, be replaced by that of a fixed magnetic field, generated externally to the position indicator.
This magnetic field will attract the wheel 3 in a well-determined and invariable direction, and will have the effect that the axis of this wheel will remain in a practically invariable position, in the same way as under the action of gravity in the case described above. a control member with a substantially horizontal axis.
Another form of application of the invention, a little more improved, is shown in FIGS. 5 and 6. The control member considered here is a handwheel 7 with a substantially horizontal axis, of the type used for example on industrial tap apparatus, and the position indicator 8 is attached and fixed to this handwheel. In accordance with the invention, this indicator comprises a toothed wheel 10 with external toothing, rigidly fixed to the housing of the indicator and therefore to the flywheel, such that its axis is located exactly in the extension of that of the steering wheel.
On this toothed wheel 10 freely rolls a toothed wheel 11 with internal toothing, with a diameter greater than that of the first and which meshes with the latter. Entered by its weight, this toothed wheel 11 always comes to be placed and remains in the lowest possible position, that is to say vertically above the first wheel. In the event of rotation of the flywheel 7, the toothed wheel 11, the diameter of which is greater than that of the wheel 10, will consequently perform a smaller rotation than that of the flywheel, but proportional to the latter.
The ratio of the diameters can be chosen so that this wheel 11 only performs a little less than half a turn, for example, when the flywheel 7 goes from the extreme open position to the extreme closed position and vice versa. At its center of rotation, this wheel 11 carries a movable axis 14, sup itself carrying a marking plate 15, the center of gravity of which is situated clearly below the axis 14. As a result, this plate of marking 15 is maintained by the action of gravity in a practically invariable position, whatever the position of the flywheel 7, and this all the more so as the axis of the wheel 11 itself always remains substantially in the same place . The rotation of the wheel 11 with respect to the marking plate 15 can therefore be used for measuring the angular displacement of the flywheel.
It can be demonstrated very simply by means of a dial 13 fixed to the front face of this wheel 11 and by giving the marking plate 15 a corresponding cutout, such as that indicated for example in FIG. . 6. The position of dial 13 in the indentation of the registration plate gives a clear and precise image of the position of the control member.
The toothed wheel 11 can be held in position, in the axial direction, by a circular plate 12 fixed on the wheel 10 and which engages in a circular groove 16 cut in the wheel II. The marking plate 15 is held in position, in the axial direction, on the one hand by the wheel <B> 11 </B> and on the other hand by the transparent dial cover 9.
It could happen that the toothed wheel rolling freely on that fixed to the moving part of the control unit, jumps on the teeth of the latter in the event of: very sudden movement of this control unit, especially if the first of these wheels is of the external toothed type, as shown in fig. 1. This defect can be avoided by giving this wheel 3 a moment of inertia about its axis as low as possible, while giving it sufficient weight to apply it permanently against the other wheel. One way to achieve this is to provide the wheel: with a coaxial core made of a material heavier than that used for the peripheral part of the wheel.
An even more efficient way is to mount the heavy core so that it can pivot freely around the axis of the wheel, as shown in fig. 7. If the control member moves, the wheel is then set in rotation without the heavy core 17 itself having to turn, and the resistance that the wheel 3 opposes to this rotation due to its inertia. is thus reduced to a minimum.