Brevet FR2086016A1 — publié le 19711231

La présente invention concerne un dispositif de pesée, notamment du type bascule, comportant une pièce mobile qui repose dans un socle en un nombre déterminé de points, en chacun desquels il est prévu une cellule dynamométrique ou "cellule de charge" com-5 portant des extensomètres pour la pesée, eette cellule de charge comportant un premier organe allongé dont une première extrémité peut fléchir librement et qui est rigidement fixé à une première extrémité d'un second organe allongé qui s'étend librement latéralement et parallèlement au premier organe, la cellule de charge 10 étant fixée au socle par son premier organe et soutenant la pièce mobile par son second organe, ou inversement, de manière telle qu'une force engendrée par une charge placée sur la pièce mobile agisse sur la cellule de charge perpendiculairement à son axe de non sensibilité ou axe neutre, la pièce mobile portant également 15 contré la cellule de charge par l'intermédiaire de moyens d'appui coopérants disposés de manière à provoquer, lors d'un déplacement latéral de la pièce mobile sous l'action d'une force dynamique latérale engendrée, par exemple, lors de l'application de la charge /^augmentation de niveau d'énergie dans la pièce mobile. 20 Dans les dispositifs de pesée, on a déjà proposé par exemple d'utiliser une cellule de charge, telle que représentée sur la figure 11, formée d'un élément sensible à parois mobiles muni d'extensomètres et soumis lors de l'application de la charge ,des forces axiales de traction et de compression, de telle manière que, 25 sous l'effet de déformations physiques provoquées par lesdites forces, les extensomètres émettent un signal électrique considéré comme étant plus ou moins proportionnel à la charge appliquée. Comme les cellules de charge sont suspendues à des supports flexibles spéciaux dont la complexité et le prix de revient aug-JO mentent fortement avec la précision de mesure, il y a un grand besoin de dispositifs de pesée qui ,tout en assurant la mesure avec une haute précision, soient dotés d'une structure simple. La présente invention repose sur la constatation qu'on peut utiliser, dans d^tels dispositifs de pesée, une cellule de charge 35 particulière, à savoir celle décrite dans le brevet suédois 311 573; comme cette cellule permet l'application directe des forces et est en outre indépendante du point d'application des forces le long de l'axe neutre de la cellule, on peut supprimer complètement les supports flexibles dans le dispositif de pesée. 40 L'invention se propose de fournir un dispositif de pesée 71 12684 2 2086016 assurant la mesure non seulement avec une précision extrême, mais en outre indépendamment du point d'application de la, charge sur la pièce mobile (plate-forme) et dont la structure permet de plus une pesée rapide parce que sa pièce mobile porte contre les cel-5 Iules de charge par l'intermédiaire de moyens d'appui coopérants qui assurent un ralentissement doux et un rappel doux de la pièce mobile quand, par exemple, des véhicules tels que camipns et analogues, ralentissent et montent sur la pièce mobile ou en descendent. De plus, le dispositif de pesée est très robuste, simple à 10 fabriquer et à étalonner, ce qui facilite aussi l'étalonnage opéré sur place après l'installation. Un autre gros avantage du dispositif est qu'il est extrêmement plat, ce qui simplifie la construction des rampes d'accès de véhicules, du socle etc. Le fait que le dispositif de pesée est '.de faible hauteur simplifie aussi 15 la manutention des charges, surtout si celles-ci sont lourdes. Les caractéristiques les plus importantes de l'invention sont que les cellules de charge et , avec elles, les points de suspension sont au nombre d'au moins trois et que les moyens d'appui coopérants précités sont disposés pour imprimer à la pièce 20 mobile un ralentissement doux lors de mouvements latéraux de la pièce mobile et un mouvement doux de rappel en position de repos quand la pièce mobile se déplace, lors de la disparition de la force dynamique qui provoque les mouvements latéraux, sous l'effet de son énergie potentielle accrue et de la charge éventuelle. 25 On a décrit l'invention ci-après en se référant aux des sins annexés, qui illustrent à titre d'-exemple des modes de réalisation de dispositifs selon l'invention et dans lesquels : la figure 1 est une vue en plan d'un dispositif de pesée du genre bascule à retour automatique de plateau comportant quatre 30 points de suspension. La figure 2 est une vue en coupe de profil suivant la ligne A-A de la figure 1. La figure 3 est une vue de détail en perspective du dispositif des figures 1 et 2. 35 Les figuces 4a et 4b représentent des vues en plan de dispositions différentes des points de suspension de dispositifs de pesée. Figures 5 à 8b sont des vues en coupe de profil de moyens d'appui coopérant suivant différents modes de réalisation. 4D Figures 9a à 10c sont des vues en cuupe de détails de fc. 71 12684 3 2086016 structure utilisables dans le dispositif de la figure 1. Figure 11 est une vue en élévation d'une cellule de charge de type connu, utilisée dans les dispositifs de peaée connus. A la figure 1 , on voit un socle 1 de bascule ayant en coupe horizontale une section sensiblement rectangulaire. Dans chacun 5 des angles du socle est disposé un organe de fixation 2 destiné ,surtout à fixer une cellule de charge 3 respective mais qui peut aussi servir à renforcer le socle. Ghaque cellule de charge 3 comprend un premier organe allongé dont une première extrémité -peut fléchir.librement et qui est rigidement fixé à une première 10 extrémité d'un second organe allongé, qui s'étend librement la-téralement,/parallèlement au premier organe. La cellule de charge est fixée dans l'organe respectif 2 par la seconde extrémité du premier organe de manière telle que son axe neutre coïncide sensiblement avec la b3®ectrice de.l'angle associé du-socle. La pièce 15 mobile 4 du dispositif d^esée repose sur.quatre cellules de charge, contre leurs organes allongés, cette partie mobile ... ayant ici la forme d'une plate-forme ou plateau. En-coupe horizontale, la section de la pièce mobile a des dimensions extérieures plus faibles que les dimensions intérieures du socle, de cette manière, 20 la pièce mobile,dispose par rapport.au socle d'une liberté de mouvement déterminée. Un conducteur électrique 5 partde chaque cellule de charge et tous les conducteurs, sont réunis dans un connecteur 6 qu'on peut brancher sur un indicateur non représenté. Les gros avantages de la bascule représentés apparaissent à la 2$ figure 2 où l'on voit qu'on peut donner à cette bascule une hauteur très faible et placer la face-supérieure 4a. du jplateau 4 sensiblement au ras de la tranche supérieure.1a du socle 1. En figure 3,.on voit en détail comment la pièce mobile repose sur la cellule de charge montée dans chaque angle ou coin du so-50- cle» La pièce , mobile présente un-, siège concave 7 qui prend appui sur un palier cylindrique 8 mobile suivant l'axe du second organe allongé 9 de la cellule-. On peut évidemment supprimer le palier si on ne recherche pas une très grande précision. La,face d'appui 10 du siège est fabriquée•avec une courbure appropriée, par exemple 55 celle d'un arc de cercle , d'ellipse, de parabole, etc. Le premier organe allongé de la cellule de charge est fixé dans un évidement de l'organe de fixation 2. D'après les figures 1 à 3, on voit que le plateau ayant la forme décrite et représentée est. mobile suivant deux directions principal® 71 12684 4 2086016 a-a et b-b, dont chacune est perpendiculaire à une paire respective de cellulesde charge dans laquelle les cellules sont dia-gonalement opposées.On voit que dans ces conditions^ - le plateau est mobile horizontalement suivant toutes les autres directions. 5 De ce fait un mouvement transrais à la pièce mobile suivant l'une quelconque des directions principales agit par l'intermédiaire des sièges incurvés 10 de l'une des paires de cellules de charge opposées, de manière à imprimer au plateau une énergie potentielle plus grande qui absorbe tout ou partie de son énergie cinétique. Le reste de l'énergie peut être absorbé par exemple, par le socle d'une manière telle que les cellules de charge ne sont pas soumises à des efforts ou forces trop importantes. Le plateau peut ainsi absorber tous les mouvements provoqués par des variations de température, reculs, réactions, etc. Pour ob-15 tenir un système stable assurant un retour entièrement automatique à l'état initial, le nombre de points d'appui n'est pas limité à quatre et il n'est pas non plus nécessaire de munir tous ces points de moyens d'appui coopérantsqui lors de l'application de forcés latérales peuvent provoquer une augmentation 20 d'énergie potentielle. Les figures 4a et 4b représentent un exemple de cette situation ou possibilité. Pour arrêter la rotation de la pièce mobile dans son plan horizontal, il faut prévoir un minimum de moyens d'appui coopérants augmentant l'énergie potentielle, tels que ceux représentés à la figure 3. En 25 figure 4a on a représenté à titre d'exemple une bascule à trois points d'appui dans laquelle on peut prévoir, selon ce qui a été dit ci-dessus, davantage de cellules de charge sur lesquelles le plateau peut reposer contre des moyens d'appui n'augmentant pas l'énergie potentielle de la pièce mobile. La figure 4b re-5° présente une variante. La coupe horizontale donne une section rectangulaire et les axes neutres des cellules de charge sont perpendiculaires aux côtés du rectangle, deux cellules étant disposées sur chaque petit côté et une cellule sur chaque grand côté.Dans cette variante, il est avantageux de prévoir deux cel-55 Iules de charge situées à l'opposé, sur le petit côte et pour les deux cellules situées sur le grand côté des moyens d'appui coopérants augmentant l'énergie potentielle. Le dispositif de pesée selon l'invention peut aussi être,par exemple, une balance à récipient, c'est-à-dire dont la pièce mo-bile est un récipient. Comme le plateau de bascule, ce récipient 71 12684 5 2086016 peut être muni, en certains ou en chacun de ses points d'appui, de cellules de charge et de moyens d'appui coopérant augmentant l'énergie potentielle. En fonction ".des suppositions faites sur le degré de frotte-5 ment et le rappel du plateau, le palier 8 précité peut être un palier cylindrique, un palier lisse, un roulement à aiguilles, à billes, à rouleaux etc. et, peut dans certains cas être supprimé. On a représenté d'autre part divers moyens d'appui coopérant^ 10 qui, lors de l'application de forces latérales au plateau ou au récipient provoquent en partie une augmentation du niveau d'énergie de la pièce mobile et impriment en partie à cette pièce un ralentissement doux et un mouvement doux de rappel, lorsque ladite pièce/subit des forces latérales dynamiques instantanées. 15 En figure 5, la pièce mobile est représentée suspendue sur deux cellules de charge coopérant$s,auxquelles on peut ajouter comme décrit plus haut, des cellules de charge non représentées. On prévoit alors La figure 6 correspond à un exemple où la pièce mobile peut en principe être disposée sous les cellules de charge^pi outre, dans cette réalisation, la paire de cellules de charge/décalée 35 de 90° par rapport à la position représentée pour la cellule de figuré 5« Les moyens d'appui coopérantscomportent,des éléments de raccordement 17 de liaison, la pièce mobile 14 et la cellule de charge 12 respectivement se trouvant contre-les faces courbes 18 et 19. Là cellule de charge 13 n'absorbe pas sensiblement les 40 forces latérales parce que le rouleau 20 est fou. 71 12684 6 2086016 Aux figures 7a et 7b °n a représenté le principe^une va-riante où l'énergie potentielle est augmentée en un point d'appui, suivant deux directions principales perpendiculaires entre elles; la figure 7a représente le cas où l'axa aautre d« la cellule de ^ charge colhcide avec le plan de la figure et la figure 7*> »celui où la'même cellule de charge est décalée de 90° > de manière que son axe neutre soit perpendiculaire au plan de'la figure. La pièce mobile est alors munie de deux chaises ou consoles porteuses 21, dans lesquelles tourillonne un arbre 22. Un palier excentrique 10 23 tourillonne lui-même sur l'arbre. La céllule de charge est aussi munie d'un palier excentrique 24. Les figures 8a et 8b représentènt le principe d'un accroissement d'énergie potentielle comparable à celui des figures 7a. et 7b, et qui assure lui aussi efficacement le ralentissement doux 15 de la pièce mobile suivant sas deux directions principales de mouvement. La vue représentée à la figure 8b est décalée de 90° par rapport à celle de la figure 8a. La pièèe mobile est munie' d'un corps de révolution 25 présentant une face d'appui concave 25a. La cellule de charge ést ici munie d'un palier excentrique 20 26, présentant une face d'appui concave 26a. Les descriptions données ci-dessus des moyens d'appui coopérants, montrent qu'on peut combiner la réalisation des figures 7a et 7b avec celle par les figures 8a et 8b, pour obtenir des moyens'd'appui coopérant s, adoucissant très efficacement le ralen-25 tissement et le mouvement de rappel de la pièce mobile lorsque des forces dynamiques latérales instantanées lui sont appliquées. Aux figures 9a et 9b on a représenté en détail, à titre d'exemple, un palier 27 posé sur une cellule de charge et qui peut tourner à la fois' autour de l'axe neutre 28 de la cellule 30 de charge et se déplacer suivant l'ace de la cellule. La pièce mobile repose sur ce palier par l'intermédiaire d'un siège concave 29 analogue à celui représenté en figure 3. La représentation de la figure 9b est décâlée de 90° par rapport à celle de la figure 9a. Pour certaines dimensions, il est bon de mieux répartir 35 la pression appliquée au palier 27. Aux figures 10a et 10c, on a représenté à titre d'exemple un moyen pour assurer cette meilleure répartition, les représentations des figures 10b et 10c étant décalées de 90° par rapport à celle de figure 10a. Dans ce cas, le p®lier 27 est excentrique et tronqué à la base, ce qui reste ce-40 pendant'sans effet sur la répartition même. Comme on le voit au 71 12684 7 2086016 dessin, l'aire de contact entre le siège 29 et le palier 27 est accrue. Il doit être bien entendu que l'on peut apporter aux exemples décrits, diverses modifications et variantes, sans sortir 5 pour cela du cadre de l'invention. C'est ainsi par exemple, qu'il n'est pas nécessaire que les moyens d'appui coopérants soient entièrement en métal: ils peuvent être en matériau élastique et comprendre des éléments en caoutchouc, des ressorts en spirale et/ou en hélice, des coupelles à ressort etc. Ils peuvent aussi 10 comprendrçén combinaison des moyens élastiques et non élastiques. 71 12684 8 2086016 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de pesée, notamment du genre bascule, cora- 4 portant une pièce mobile ^reposant en un certain nombre de points dans un socle 1, chaque point comportant une cellule de charge 5 munie d'extensomètres servant a la pesée, chaque cellule de charge, comprenant un premier organe allongé 11 dont une première extrémité peut fléchir librement et est rigidement fixée à une première extrémité d'un second organe allongé 9 qui s'étend librement près du premier et parallèlement à lui, étant fixée au socle 10 par son premier organe et soutenant la pièce mobile par son second organe, ou Inversement de telle manière qu'une force engendrée par une charge placée sur la pièce mobile agisse sur la cellule de charge perpendiculairement à son axe neutre, la pièce mobile portant aussi contre les cellules de charge par l'intermédiaire 15 de moyens d'appui coopérants(figure 7) disposés de manière à provoquer, lors d'un mouvement latéral Imprimé à la pièce mobile 4 par une force dynamique latérale engendrée par exemple, par la charge appliquée, une augmentation du niveau d'énergie de la pièce mobile, ce dispositif étant caractérisé en ce qu§4es cellules 20 de charge, et avec elles, lesdits points sont au moins au nombre de trois et en ce que lesdits moyens d'appui coopérants sont tels qu'ils impriment à la pièce mobile un ralentissement doux lors de mouvementés latéraux de la pièce mobile et un mouvement doux de rappel à la position de repos quand la pièce mobile se déplace 25 lors de la disparition de ladite force dynamique, sous l'effet de son énergie potentielle accrue et de la charge éventuelle. 2 - Dispositif de pesée selon la revendication 1, caractérisé en'ce que^Lesdits moyens d'appui coopérante comprennent un élément tourillonnant monté excentrique ou concentrique sur la 30 pièce mobile qui coopère , suivant la longueur d'une face d'appui rectlligne ou incurvée de la cellule de charge, avec une face correspondante de courbure complémentaire, ménagée sur la pièce mobile de manière à se déplacer préférentiellement suivant l'axe de la. cellule de charge. 35 3 - Dispositif de pesée selon l'une des revendications 1 ét 2, caractérisé en ce que la face correspondante de la pièce mobilë 4 est située sur un siège concave 7, sur un corps de révolution ou sur un élément tourillonnant monté excentrique ou concentrique, et en ce que ladite surface présente une courbure en 40 arc de cercle, d'ellipse, de parabole ou autre courbe appropriée 71 12684 9 2086016 4 - Dispositif de pesée selon l'une quelconque des revendications 1 à caractérisé en ce que lesdits moyens d'appui coopérantssont élastiques» 5 - Dispositif de pesée selon la revendication 4, carac-5 térisé en ce que lesdits moyens d'appui coopérante comprennent des éléments en caoutchouc, ressorts hélicoïdaux, coupelles à ressort etc. 6 - Dispositif de pesée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la pièce mobile est pla- 10 cée sous les cellules de charge et que lesdits moyens d'appui coopérante comportent alors des éléments de liaison 17» 7 - Dispositif de pesée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel tant la pièce mobile qu'un socle en forme de"cadre qui entoure la pièce mobile en lui laissant une 15 certaine liberté de mouvement ont une -section sensiblement rectangulaire , caractérisé en ce que les points de suspensioiyêont au nombre de quatre et en ce que le socle comporte dans chacun de ses angles une cellule de charge dont l'axe neutre coïncide sensiblement avec la bteectrice de chaque angle du socle, de manière à 20 permettre à 1a. pièce mobile de se déplacer transversalement dans tous les sens.