Brevet FR2004542A1 — publié le 19691128

Procédé pour le réglage de l'amortissement du mouvement d'un organe mobile d'un instrument de mesure, par exemple l'axe d'une aiguille d'un instrument de mesure ou l'organe de support de la charge d'une bascule, l'organe mobile étant guidé 5 pendant ce mouvement par un organe de guidage. L'invention concerne en outre un instrument de mesure, par exemple un instrument à aiguille. ou un dispositif de pesée pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le but de l'invention est de créer un amortissement 10 réglable d'un organe mobile d'un instrument de mesure qui n'est pas influencé ou qui est seulement influencé d'une façon insignifiante par les variations de la friction qui s'oppose au mouvement de l'organe mobile. Le procédé selon l'invention se caractérise essentielle-15 ment en ce que l'organe de guidage est en contact avec l'organe guidé par une surface de rotation dont l'axe est parallèle à la direction de mouvement de l'organe mobile, exerce sur ce dernier une force de flottement produite par la pression exercée perpendiculairement sur la surface de contact, l'organe de guidage étant 20 entraîné en rotation par rapport à l'organe guidé autour de l'axe de rotation de la surface de rotation mentionnée afin de supprimer la friction statique entre les deux organes, la combinaison des forces de frottement mentionnées exercées par l'organe de guidage lors du guidage de l'organe mobile et exercées par 25 suite de son propre mouvement rotatif sur l'organe mobile étant variée. Selon l'invention, cette variation peut être obtenue par le réglage du mouvement rotatif de l'organe de guidage et/ou de la pression exercée par cet organe sur l'organe mobile. La pression peut dans ce cas être réglée de façon simple par voie 30 mécanique ou magnétique. Par la mise en oeuvre d'une ou de plusieurs des mesures mentionnées, on obtient un amortissement de l'organe mobile qui est indépendant du frottement statique se produisant exclusivement au début du mouvement de cet organe, et qui peut 35' en outre être réglé à volonté. Ceci est d'une importance capitale pour la sensibilité et la précision pouvant être obtenues avec un instrument de mesure. Ce réglage crée en outre la possibilité de limiter la durée du cycle de mesure 69 08396 2 2004542 lorsqu'il s'agit d'un cycle connu, ou approximativement connu, qui est répété sans arrêt. Ce cas se présente par exemple lorsqu'un nombre élevé de portions de matière ayant approximativement le même poids, doit être pesé avec précision à 5 la suite d'un triage par une pesée grossière. L'invention prévoit dans ce cas que l'amortissement du mouvement de l'organe guidé est augmenté ou diminué à partir d'un moment déterminé d'un cycle de mesure dont la durée est connue à l'avance ou à partir d'un point déterminé de la course de 10 l'organe mobile lorsque sa course pendant le cycle de mesure est connue. C'est ainsi qu'il est fréquemment avantageux de diminuer l'amortissement lorsque l'organe mobile s'approche de sa position d'équilibre afin nue cette position soit rapidement atteinte. L'amortissement peut être augmenté fortement 15 juste ayant que la position d'équilibre soit atteinte. Par contre, on a intérêt à diminuer l'amortissement lorsque l'organe mobile s'approche très lentement de sa position d'équilibré. L'amortissement réglable peut également être utilisé 20 de manière avantageuse lors de la mesure de grandeurs dont la valeur change sans cesse, de sorte que l'instrument de mesure ne se stabilise jamais. L'amortissement peut alors être diminué aux moments où la vitesse et l'accélération de l'organe de mesure mobile sont dirigées dans le même sens et l'organe 25 s'approche par suite de la position correcte, tandis que 1'amortissement doit au contraire être augmenté lorsque la vitesse et l'accélération sont dirigées en sens contraire et l'organe de mesure s'éloigne de"la position correcte. De cette manière,1'instrument de mesure suit mieux le mouvement 30 variable et l'effet nuisible de l'inertie est diminué. Il est bien entendu possible, également, d'établir une courbe d'amortissement du mouvement à partir de la vitesse et/ou de l'accélération de l'organe guidé. L'invention crée, en outre, un instrument de mesure 35 pour la mise en oeuvre du procédé. Un tel instrument de mesure, par exemple un instrument à aiguille ou un dispositif de pesée comporte un châssis fixe, un organe mobile par rapport à ce châssis, par exemple l'axe de l'aiguille de l'instrument 69 08396 3 2004542 ou l'organe de support de la charge du dispositif de pasée et un organe guidant le mouvement de l'organe mobile, par exemple un support de l'axe de l'aiguille ou une barre de guidage du support de la charge, dont l'une des faces est en 5 contact avec une face de l'organe mobile guidé et exerce une pression sur celle-ci. Selon l'invention la surface de contact de l'organe guidé est Une surface de rotation et l'instrument comporte des organes faisant tourner l'organe de guidage autour de l'axe de 10 rotation associé et par rapport à l'organe guidé, ainsi que des organes de réglage de la pression exercée par l'organe de guidage sur l'organe guidé. . Les organes faisant tourner l'organe de guidage peuvent comprendre un réglage de la vitesse de rotation et les organes 15 de réglage de la pression exercée par l'organe de guidage sur l'organe mobile sont avantageusement constitués par des organes mécaniques ou magnétiques. Lors de l'emploi d'organes mécaniques l'invention prévoit qu'ils comportent un organe de frottement présentant une liaison mobile avec l'organe de guidage ou avec 20 l'organe guidé et agissant sur la surface de contact de ce dernier ou de l'organe de guidage. L'organe mobile ou l'organe de guidage peuvent également être constitués par un tel organe de frottement. La position de ce dernier et par suite, la pression exercée par lui sur la surface de contact, peuvent être. 25 réglées à l'aide d'un organe de réglage qui est de préférence couplé avec un capteur pourlamesure d 'un ou de plusieurs paramètres de l'organe mobile de l'instrument de mesure. Pour le cas où les organes de réglage de la pression exercée par l'organe de guidage sur l'organe mobile, sont au 30 contraire constitués par des organes magnétiques, l'invention prévoit que l'organe de guidage est constitué par un arbre flexible ou pouvant être déplacé légèrement, qui porte une armature attirée par un aiment, de sorte que la force exercée par ce dernier produit un couple de fléchissement ou une force de 35 déplacement dans l'axe de guidage et règle ainsi la pression exercée par cet axe sur l'organe guidé. On peut obtenir un agencement avantageux en utilisant un électro-aimant dont 69 03396 2004542 l'enroulement est couplé avec une source de courant commandée par un capteur pour la mesure d'un ou de plusieurs paramètres de l'organe mobile de l'instrument de mesure. L'invention crée enfin un agencement particulier 5 pour le cas où 1'amortissement du mouvement de 1'organe de support de la charge d'un dispositif dé pesée doit être augmenté à partir d'un point déterminé de la course du support. Selon l'invention, le dispositif de pesée, notamment l'instrument de mesure, doit dans ce cas présenter des organes 10 réglables disposés sur au moins l'un des organes mentionnés pour permettre une telle coopération avec l'autre organe que l'amortissement de l'organe mobile soit augmenté dans une partie de sa trajectoire . Les organes de réglage produisent un changement déterminé de l'échelle de l'instrument de mesure 15 dès leur entrée en action. Les organes de réglage d'une forme de réalisation particulièrement simple de l'invention sont constitués par des organes élastiques dont le mouvement est guidé par l'organe de guidage avec une force de friction réglable. La force de friction exercée sur les organes élasti-20 ques sert à l'amortissement de la force que ces organes exercent sur l'organe mobile après que celui-ci a déplacé les organes élastiques le long de l'organe de guidage. D'autres objets et avantages de l'invention ressorfci-ront plus particulièrement de la description qui va suivre et 25 des dessins sur lesquels : La figure 1 représente schématiquement une partie d'un instrument à aiguille comportant un dispositif d'amortissement selon l'invention. La figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif 3) de pesée comportant un dispositif d'amortissement selon l'invention. La figure 3 est une vue en plan, à plus grande échelle, d'un détail du dispositif de pesée représenté à la figure 2. 35 La figure 1 montre l'aiguille 1 de l'instrument de mesure ainsi que son axe 2. Il est supposé que ce dernier est entraîné par un dispositif de mesure classique non représenté. Le côté inférieur de l'axe 2 s'applique contre un arbre 69 08396 5 2004542 flexible 3 entraîné par un moteur électrique 4 à l'une de ses extrémités. L'autre extrémité de l'arbre 3 porte une armature ronde 5 pouvant être attirée par un électro-aimant 6 comportant un enroulement 7 se trouvant au-dessus de l'armature. 5 Etant donné que l'arbre 3» entraîné par le moteur 4, est animé d'un mouvement rotatif dirigé perpendiculairement à celui de l'axe 2, le "frottement à l'arrêt" de l'axe est supprimé. La force d'attraction exercée par 1'électro-aimant 6 sur l'armature en rotation 5 est en outre réglée par une excitation 10 plus ou moins importante de l'enroulement J. L'arbre 3 exerce par suite, une pression plus ou moins importante sur l'axe 2 de l'aiguille, de sorte que l'amortissement du mouvement rotatif de cette dernière est modifié . La variation de l'amortissement peut par conséquent être obtenue par le réglage de l'intensité 15 d'excitation de l'enroulement J. Ce dernier peut être alimenté par une source de courant non représentée qui est commandée par un capteur mesurant la pression que l'arbre 3 exerce sur l'axe 2 ou sur un autre organe et réglant ou stabilisant ainsi la pression désirée. 20 Comme cela ressort du dessin, l'axe 2 est en contact avec l'arbre flexible 3> dans une gorge périphérique 8 de celui-ci. Le corps de révolution déterminé par la section de la gorge 8, qui est en contact avec l'arbre 3» ne doit pas nécessairement présenter la forme illustrée. La surface de contact peut 25 également être cylindrique auquel cas l'axe 2 de l'aiguille est en contact avec la périphérie de l'arbre flexible 3. La surface de contact est alors pratiquement réduite à un point de contact. La figure 2 représente une balance comportant un dispositif de réglage de l'amortissement selon l'invention. La 30 balance comprend un fléau dont le bras 11 porte un contrepoids 13» dont le bras 12 porte un support 14 pour la charge devant être pesée. Le fléau prend appui au moyen d'un couteau (non visible) sur un châssis 15 dont une partie seulement est représentée, de sorte que le fléau peut pivoter dans un plan vertical. 35 Le support 14 est suspendu au moyen d'un fil 16 à un étrier 18 comportant également un couteau (non visible) se trouvant à l'extrémité du bras 12. Le fil 16 comporte un ressort 17 pour absorber les chocs lors du chargement du support. 69 08396 6 2004542 Le support 14 présente une plaque 19 en forme de Y dans laquelle est placé un récipient 20 contenant la matière à peser. Le poids du récipient est connu, de sorte que la déviation de l'aiguille de la balence est une indication du 5 poids du contenu du récipient. Selon l'invention, le support 15 est monté de façon coulissante sur des barres de guidage rondes 2j», disposées verticalement, par des oeillets 21, 22, prévus sur le support 14, de sorte que celui-ci peut se déplacer uniquement dans le 10 sens vertical, c'est-à-dire suivant la trajectoire de pesée. - L'oeillet ouvert 22 est si large que le contact entre le support 14 et la barre de guidage 23 est seulement linéaire. Les barres 23 peuvent tourner dans le châssis 15 et elles sont entraînées par un moteut 27 par l'intermédiaire de poulies, à 15 courroie trapézoïdale 24, 25, 26 pendant la pesée. La composante verticale du frottement, c'est-à-dire dans le sens du mouvement pendant la pesée est fortement réduite par la rotation des barres de guidage 23. La vitesse de rotation des barres 23 et la pression exercée par le support 14 sur les barres 23, 20 déterminent la diminution du frottement et par suite la grandeur de l'amortissement du support 14 pendant ces mouvements verticaux, La figure 3 illustre la façon par laquelle cet effet est exploité. La figure 3 illustre de façon plus détaillée la coopé-25 ration entre le barre de guidage 23 et le support de la charge 14. Ce dernier porte un disque 28 pouvant tourner par rapport au support 14 et guidé par 3 galets 29 fixés sur le support. Le disque 28 présente une ouverture centrale 30 qui est traversée par une barre de guidage 23. Deux appuis 31 sont 30 fixés sur le disque 28 et se trouvent en contact avec la barre de guidage 23. En vis-à-vis des appuis 31 se trouve un troisième appui 32 qui est fixé sur un bras 33. Celui-ci est fixé sur une première roue dentée 34 d'un engrenage de temporisation 3^# 35» 36, 37> 38 qui est également disposé sur le disque 28. 35 La dernière roue dentée, la roue 38, dépasse du disque 28 et est en prise avec une crémaillère courbe 39 en forme de segment qui est fixée sur le support 14. La coopération de l'engrenage 3^ à 38 avec la crémaillère 39 d'une part, et avue le bras 69 08396 7 2004542 33 d'autre part, a pour effet que la roue dentée 38 et par . suite, l'engrenage 34 à 38, sont entraînés par la crémaillère 39» de sorte que le bras 33 écarte l'appui 32 de la barre de guidage 23 lorsque le disque 28 tourne dans le sens de la 5 flèche R, en réduisant ainsi la pression exercée sur la barre de guidage 23 par l'appui mobile 32 et les appuis 31 fixés sur le disque 28. Sur le disque 28 se trouve en outre, une tige 40, contre laquelle s'applique l'une des extrémités d'une lame-10 ressort 41, dont l'autre extrémité est fixée en 42 sur le support 14. La position de l'extrémité de la lame-ressort 41 appliquée contre la tige 41, par rapport au suppdrt 14, peut être réglée à l'aide d'une vis de réglage 43. La position du ressort 41 détermine la position relative de la tige 40 et du 15 disque 28 sur lequel elle est fixé§ par-rapport au support 14. Comme déjà mentionné dans le paragraphe précédent, la position du disque 28 par rapport au support 14, détermine en outre la pression que les appuis 32 et 31 exercent sur la barre de guidage 23. En fait, c'est donc la position du ressort 41, réglable par 20 la vis 43, qui détermine cette pression. L'amortissement du mouvement rectiligne que le support 14 effectue le long de la barre de guidage 23 est déterminé par la pression ainsi que par la vitesse de rotation de cette barre; pour cette forme de réalisation, il est supposé que la vitesse de rotation est constante. 25 L'amortissement est non seulement réglé à l'aide de la vis 43, mais il est également stabilisé par la lame-ressort 41. Cette stabilisation est décrite par le fonctionnement des pièces se trouvant sur le support 14 dans le cas d'une augmentation de la pression exercée par les appuis 31 et 32 sur la barre de 30 guidage 23 en partant d'un état d'équilibre. Le disque 28 est alors immobile par rapport au support 14, tandis que la barre de guidage $3 tourne dans le sens de la flèche R et que les appuis 31 et 32 exercent une pression déterminée sur elle. Lorsque le frottement produit par cette pression augmente, la 35 barre de guidage 23 commence à exercer un couple de rotation sur le disque 28, de sorte que celui-ci est tourné dans le sens de la flèche R. Comme déjà expliqué, une telle rotation du disque 28 par rapport au support 14 provoque immédaitement une diminution de la pression exercée par l'appui 32 sur la 69 08396 8 2004542 barre de guidage 23 par l'intermédiaire de la crémaillère 39s l'engrenage 39 à. 38 et le bras 33 et cette diminution s'opposa à l'accroissement du frottement. Le couple de rotation exercé sur.le disque 28 cesse donc également et le ressort 41 appliqué 5 contre la tige 40, qui avait été déplacé légèrement par la rotation du disque 28, a tendance à ramener la tige 44 dans sa position-de départ et d'établir ainsi un nouvel équilibre. Le ressort 41 rétablit l'équilibre initial si le changement du frottement est temporaire et non pas permanent. Cet équilibre 10 est donc déterminé par la vis de réglage 43. En revanche, une diminutior de la pression provoque une rotation en sens contraire de 1'ensemble étant donné que 11 extrémité gauche du ressort 41 ramène la tige et par suite le disque 28 dans le sens contraire à celui de la flèche R en rétablissant ainsi l'état 15 d'équilibre dès que la pression de la tige sur le ressort diminue. Les forces de frottement s'opposant au mouvement vertical du support de la charge et par suite l'amortissement de ce mouvement sont par conséquent réglés par la vis 43 et stabilisés par l'effet du ressort 41. 20 Enfin, la barre de guidage 23 se trouvant à gauche porte des colliers 44 se trouvant à la limite supérieure et inférieure de la course du support 14 le long de la barre de guidage 23. Chaque collier 44 est relié au châssis 15 par un ressort-lame 45 en forme de U qui empêche sa rotation par rapport 25 au châssis, le collier ayant en effet tendance à tourner en raison du frottement sur la barre de guidage tournante 23. Ce frottement peut être réglé à l'aide de la vis 46. La position du collier 44 sur la barre de guidage 23. est choisie de sorte que le support 14 vient heurter le collier 30 à la fin de sa course. Le support est donc freine par le ressort 45 par l'intermédiaire du collier et le ressort est tendu. Le frottement entre le collier et la barre de guidage, réglable par la vis 46, produit un amortissement de la force que le ressort 45 exerce par l'intermédiaire du collier sur 35 le support 14. On évite ainsi que le ressort repousse le support avec une trop grande force vers le haut, après l'avoir freiné pendant son mouvement de descente. Au moyen de ce dispositifs on 69 08396 9 2004542 effectue un changement d'échelle en fin de course du support de la charge, ce qui est particulièrement important lorsque la mesure doit être effectuée dans des plages ou des tolérances déterminées. Il va de soi que de tels colliers produisent 5 en out^e un amortissement du support 14 lors de son mouvement le long de la barre de guidage 23,cfesoite qje la. cUrés du mouvement oscillant est diminuée, donc également la durée du cycle de mesure. Ceci est avantageux lorsqu'un grand nombre de cycles \ de mesure doivent être effectués successivement, comme cela 10 peut être le cas dans un dispositif automatique de triage par pesée. 69 08396 10 2004542 REVENDICATIONS 1. Procédé pour le réglage de l'amortissement du mouvement d'un organe mobile d'un instrument de mesure, par exemple l'axe d'une aiguille d'un instrument de mesure ou lsor- 5 gane de support de la charge d'une bascule, l'organe mobile étant guidé pendant ce mouvement par un organe de guidage, caractérisé en ce que l'organe de guidage est en contact avec l'organe guidé par une surface de rotation dont l'aura est parallèle à la direction de mouvement de l'organe mobile, exerce sur-10 ce dernier une force de frottement produite par la pression oxesi» cée perpendiculairement sur la surface de contact, l'organe de guidage étant entraîné .en rotation par rapport à l'organe guidé autour de l'axe de rotation de la surface de rotation mentionnée afin de supprimer la friction statique entre les deux organes,, 15 la combinaison, des foroes de frottement mentionnées exercées par l'organe de guidage lors du guidage de l'organe mobile et exer» cées par suite de son propre mouvement rotatif sur l'organe mobile étant variée. 2. Procédé selon la revendication 1, caraotérisé en ce 20 que la vitesse du mouvement rotatif est réglée. 3. Prooédé selon la revendication 1, caractérisé en e® que la pression exercée par l'organe de guidage sur l'organe mobile est réglée. 4. Procédé selon la revendication,3, caractérisé sa ce 25 que la pression est réglée par vole méoanlque. 5. Procédé selon la revendication 3» caractérisé en ce que la pression est réglée par voie magnétique. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amortissement du mouvement de 3,'orgixr-s 30 mobile est augmenté ou diminué à partir d'un mtomenti déterminé d'un cycle de mesure dont la durée est connue à l'avance. 7. Prooédé selon une des revendications 1 k 5, caraotérisé en oe que l'amortissement de l'organe guidé est augmenté à partir d'un point déterminé de la trajectoire parcourue pen- 35 dant un cyolede mesure et dont la longueur est oonnue à l'avance. OV U8396 11 2004542 8. Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amortissement de l'organe mobile est augmenté ou maintenu à une valeur importante lorsque la vitesse et l'accélération de cet organe sont en sens contraire 5 et que l'amortissement est diminué ou maintenu à une valeur faible, lorsque la vitesse et l'accélération ont le même sens. 9. Instrument de mesure, par exemple instrument à aiguille ou dispositif de pesée, pour la mise en oeuvre du procédé suivant une des revendications précédentes et comportant 10 un châssis fixe, un organe mobile par rapport à ce châssis, par exemple l'axe de l'aiguille de l'instrument ou l'organe de support de la charge du dispositif de pesée et un organe guidant le mouvement de l'organe mobile, par exemple un support de l'axe -de .l'aiguille ou une barre de guidage du support de la charge, 15 dont l'une des faces est en contact avec une faoe de l'organe mobile guidé et exerce une pression sur oelle-oi, caractérisé en ce que la surface de contact de l'organe guidé est une surface de rotation et en ce que l'instrument comporte des organes faisant tourner l'organe de guidage autour de l'axe de rotation 20 associé et par rapport à l'organe guidé, ainsi que des organes de réglage de la pression exercée par l'organe de guidage sur l'organe guidé. 10. Instrument de mesure, par exemple instrument à aiguille ou dispositif de pesée selon la revendication 9, 25 caractérisé en ce que les organes pour la rotation de l'organe de guidage comportent des dispositifs de réglage de la vitesse de rotation. 11. Instrument de mesure, par exemple instrument à aiguille ou dispositif de pesée selon une des revendications 9 30 et 10, caractérisé en ce que les organes de réglage de la pression exercée par l'organe de guidage sur l'organe mobile sont des organes mécaniques. 12. Instrument de mesure, par exemple instrument à aiguille ou dispositif de pesée selon la revendication 11, 35 caractérisé en ce que les organes de réglage de la pression BAD 69 08396 12 2004542 exercée par l'organe de guidage sur l'organe mobile sont équipés d'un organe de frottement présentant une liaison mobile avec l'organe de guidage ou avec l'organe guidé, cet organe de frottement agissant sur la surface de contact de l'organe guidé 5 ou de l'organe de guidage, l'organe de frottement pouvant égale-ment être constitué par l'un des deux et sa position et par suite, également, la pression exercée sur la surface de contact en question, pouvant être réglée à l'aide d'un organe de réglage 13. Instrument de mesure, par exemple instrument à 10 aiguille ou dispositif de pesée selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe de réglage est couplé avec un capteur pour la mesure d'un ou de plusieurs paramètres de l'organe mobile de l'instrument de mesure. 14. Instrument de mesure, par exemple instrument à 15 aiguille ou dispositif de pesée selon une des revendications 9 et 10, oaraotérisé en ce que les organes de réglage de la près» sion exercée par l'organe de guidage sur l'organe mobile, sont des organes magnétiques. 15. Instrument de mesure, par exemple instrument à 20 aiguille ou dispositif de pesée selon la revendication 14, oaraotérisé en ce que l'organe de guidage est constitué par un arbre flexible ou pouvant être déplacé légèrement qui porte une armature pouvant être attirée par l'aimant, de sorte que la force exercée par l'aimant sur l'armature produit un moment de flexion 25 ou une force de déplacement de l'axe de guidage en réglant ainsi la pression, exercée par l'axe de guidage sur l'organe guidé. - 16. Instrument de mesure, par exemple instrument â aiguille ou dispositif de pesée selon la revend-* oati on 15» caractérisé en ce que l'aimant est constitué p*r un électro- 30 aimant dont l'enroulement est couplé avec une source de courant commandée par un capteur pour la mesure d'un ou de plusieurs paramètres de l'organe mobile de l'instrument de mesure. 17. Instrument de mesure, par exemple instrument à aiguille ou dispositif de pesée selon une des revendications 9 à 35 16, caractérisé en ce que des organes de réglage sont prévus sur au moins l'un des organes mentionnés et coopèrent de telle "BAD ORIGINAL 69 08396 13 2004542 façon avec l'autre organe, que l'amortissement de l'organe guidé est augmenté dans une partie de sa course. 18. Instrument de mesure» par exemple instrument à aiguille ou dispositif de pesée selon la revendication 17» caractérisé en ce que les organes sont constitués par des organes élastiques dont le mouvement est guidé par l'organe de guidage avec une friction réglable.