Brevet FR2130051A1 — publié le 19721103

L'invéntion concerne une balance automatique comportant un ou plusieurs leviers pendulaires, ainsi qu'un dispositif d'affichage. las balances automatiques sont entachées d'erreurs systema- tiques de la mae manière que tout dispositif de mesure. las sources d'erreur résident, par exemple, dans la rigidité limitée des leviers et des bascules, en particulier des leviers de l'infrastructure, de variations de la transmission par leviers provoquées par des gauchissements des éléments de transmission lors du déplacement provoqué par la charge, du montage,qui n'a pas l'exactitude idéale,de l'excentrique de charge ou de l'excentrique de charge et d'appui dans les balances à échelle uniforme de l'affichage et des inexactitudes inévitables d'adaptation de la division de l'échelle à l'angle de déflexion dans les balances à échelle irrégulière de la graduation. La rigidité limitée des leviers provoque des variations de transmission, en particulier aux fortes charges, de sorte que les forces transmises au dispositif de pesée à éléments inclinables ne croissent pas en proportion exacte de la charge. lorsque la balance automatique est équipée d'un excentrique de charge ou d'excentriques d'appui et de charge, on tend à donner à ceux-ci une forme telle que l'échelle puisse etre divisée régulièrement. La forme théorique correcte de l'excentrique permettant une division régulière de l'échelle est extrêmement compliquée pour la fabrication en série, de sorte que malgré tous les soins apportés à celle-ci, il subsiste toujours des erreurs résiduelles.On a donc proposé antérieurement de réaliser l'excentrique de charge avec un rayon constant de courbure et de placer le couteau d'appui excentriquement par rapport au centre de courbure de l'excentrique. On peut obtenir une approximation de la régularité recherchée de l'affichage en accordant le rayon de courbure à la valeur et au sens de l'excentricité. On place, en général, des poids réglables sur le levier pendulaire pour l'adapter au mieux à l'affichage, ces poids permettant de faire varier la position du centre de gravité d'ensemble du levier pendulaire pour en corriger la déflexion. Malgré l'accord le meilleur et les plus grands soins au réglage, il est impossible d'éviter des erreurs d'affichage, meme avec cette disposition. n en est de meme lorsque la balance comporte des excentriques d'appui et de charge. Si l'on renonce à l'uniformité Q 'échelle de la graduation, on peut réaliser théoriquement par le calcul ou par des essais empiriques une échelle exacte par rapport au dispositif de pesée sans les leviers de l'infrastructure qui le précèdent. Il se produit cependant malgré tout des erreurs d'affichage dans l'-ensemble de la balance, ces erreurs ne pou vant être que très difficilement corrigées dals les balances à dispositif de pesée dont l'échelle de graduation est irrégulière, car il n'est pas possible dans ce mode de réalisation d'apporter une correction par une variation d' excentricité. L'invention a pour objet une balance automatique dans laquelle les erreurs d'affichage sont pratiquement compensées, quelles que soient les précautions prises par ailleurs pour éviter les erreurs d'affichage. Selon une particularité essentielle de l'invention, une masse auxiliaire mobile montée sur le levier pendulaire règle sa position sous l'effet de la gravité et des butées fixes ou élastiques ou des ressorts ou des combinaisons de ces éléments empêchent cette masse de se régler librement dans au moins une partie de la plage de déflexion du levier pendulaire. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la masse auxiliaire est formée d'un pendule auxiliaire monté sur le levier pendulaire et pouvant osciller librement dans une plage déterminée de la déflexion du levier pendulaire, mais étant retenu par des butées fixées sur le levier pendulaire au-delà et/ou en deça de cette plage. Ainsi, le centre de gravité de l'ensemble formé du levier pendulaire et du pendule auxiliaire se décale dans la plage de déflexion du pendule principal dans laquelle le pendule auxiliaire peut osciller librement, tandis que dans les plages dans lesquelles le pendule auxiliaire est appliqué contre les butées, il ne se produit aucun décalage du centre de gravité de l'ensemble. Le décalage du centre de gravité de l'ensemble modifie le couple du pendule et donc l'affichage de la balance. Un choix judicieux de la plage dans laquelle le pendule auxiliaire peut osciller librement permet de compenser pratiquement les erreurs d'affichage. Eh variante, un ressort relie le pendule auxiliaire au levier pendulaire. Un choix convenable de la longueur du levier auxiliaire, de la constante de ressort et du point de fixation de ce dernier permet de régler le décalage du centre de gravité de l'ensemble de manière que, dans ce cas également, l'erreur d'affichage soit pratiquement compensée. Des butées complétant le ressort peuvent aussi limiter l'effet du pendule auxiliaire de cet exemple de réalisation de l'invention. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, le levier auxiliaire est formé d'un ressort de flexion ou de torsion qui est solidarisé du levier pendulaire sous un angle déterminé et à l'extrémité libre duquel une masse est fixée. La masse est suspendue verticalement sous le levier pendulaire pour une déflexion de ce dernier qui est déterminée par l'angle de fixation du ressort de flexion ou de torsion ; dans une autre plage de déflexion, le levier pendulaire entrasse la masse par l'intermédiaire du ressort de fle xion ou de torsion.La force de gravité du poids faisant fléchir le ressort de flexion ou de torsion, le centre de gravité de l'ensemble formé du levier pendulaire et de la masse se décale. Ce décalage du centre de gravité peut également être utilisé pour compenser les erreurs d'affichage. Des butées peuvent aussi limiter le déplacement de la masse de cet exemple de réalisation de l'invention. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, un poids coulissant sur la tige du levier pendulaire est retenu par des ressorts. Le poids occupe sur la tige du pendule une position dans laquelle les composantes de la gravité situées dans l'axe de la tige du levier pendulaire et les forces exercées par les ressorts sont égales. La composante de la gravité dans l'axe de la tige du levier pendulaire variant avec la déflexion de ce dernier, le poids se déplace avec la variation de la déflexion du pendule. Dans ce cas également, le centre de gravité de l'ensemble se décale, cette variation pouvant être utilisée pour compenser les erreurs d'affichage. De même que dans les réalisations précédentes, des butées peuvent limiter la liberté de mouvement du poids de ce mode de réalisation. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, les butées qui empêchent la masse mobile de se régler librement sont élastiques. Ces butées peuvent donc être par exemple des ressorts ou des tampons de caoutchouc. Des dispositifs d'amortissemer.tj par exemple à frottement ou à courant de Foucault,peuvent empêcher les oscillations éventuelles de la masse auxiliaire mobile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés illustrant plusieurs modes de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif. Sur ces dessins, la figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation dans lequel le pendule auxiliaire formant la masse mobile accessoire coopère avec une butée de manière qutil ne soit libre d'osciller que sous forte charge de la balance la figure 2 représente schématiquement une variante dans laquelle la butée du pendue auxiliaire est disposée de manière que ce dernier ne puisse agir aux faibles charges; la figure 3 représente schématiquement une autre variante de réalisation dans laquelle des butées empêchent le pendule auxiliaire de se régler librement aux fortes et aux faibles charges ; et la figure 4 représente schématiquement un dispositif d'amortissement des oscillations du pendule auxiliaire. La figure i représente le dispositif de pesée d'une balance automatique à pendule auxiliaire d'une balance non chargée (en traits pleins) et chargée (en traits mixtes). La balance comprend un excentrique 1 de charge placé excentriquement par rapport à un couteau d'appui 9 et dont l'extrémité inférieure supporte un levier pendulaire 2 à tige 3, à contrepoids 4 et à poids 10 et 11 de réglage. Un ruban 7 d'acier fixé par ailleurs sur l'excentrique 1 supporte la force de la charge représentée par un poids 8. Une aiguille 5 fixée sur l'excentrique du c8té opposé à celui du ruban d'acier passe devant une graduation 6. Cette aiguille 5 représente un dispositif quelconque d'affichage. Un pendule auxiliaire 12 monté sur la tige 3 du levier pendulaire est retenu en position défléchie par une butée 13. Ce pendule auxiliaire 12 s'applique contre la butée 13 au repos ou sous faible charge le centre de gravité de l'ensemble du levier pendulaire 2 n'est donc pas décalé. Le pendule auxiliaire 12 n'est libéré de la butée 13 et reste suspendu verticalement que lorsque le levier pendulaire 2 atteint une certaine déflexion. Ainsi, le centre de gravité de l'ensemble du levier pendulaire 2 est décalé de manière que son couple soit réduit. La déflexion de l'ensemble du levier pendulaire 2 et donc celle de l'aiguille 5 augmentent donc; cette disposition convient ainsi à la compensation d'une erreur résiduelle négative apparaissant aux fortes charges. La figure 2 représente le cas inverse. La tige 3 du levier pendulaire 2, ainsi que le pendule auxiliaire 12 et une butée 14 sont les seuls éléments représentés de la balance automatique. Le levier auxiliaire 12 peut se déplacer librement au début de la déflexion du levier 2 et donc, lorsque la déflexion est faible, il décale le centre de gravité de l'ensemble du levier pendulaire 2 de manière que le couple résultant diminue. A partir d'une certaine déflexion du levier pendulaire 2, la butée 14 entrain le levier auxiliaire 12, de sorte qu'il ne se produit plus aucun décalage du centre de gravité du levier 2. Cette disposition convient à la compensation d'une erreur résiduelle positive apparaissant aux faibles déflexions. La figure 3 représente une combinaison des dispositions des figures 1 et 2. Une butée 15 retient le pendule auxiliaire 12 aux faibles déflexions et une butée 16 le retient aux fortes déflexions. Ce pendule auxiliaire n'est efficace que dans une plage limitée de déflexion. La figure 4 représente un exemple de réalisation de dispositif d'amortissement des oscillations de la masse auxiliaire mobile qui, dans ce cas, est un pendule auxiliaire. Une tale 17 de cuivre ou d'aluminium fixée sur le pendule auxiliaire 12 se déplace dans les pièces polaires d'un aimant permanent 18 fixé au moyen d'un support 19 sur la tige 3 du pendule principal. Le courant de Foucault induit dans la tôle 17 amortit les oscillations éventuelles du pendule auxiliaire 12. Le pendule auxiliaire décrit ne représente qu'un mode possible de mise en oeuvre de l'invention. D'autres variantes de réalisation sont possibles et il est aussi possible de combiner différents modes de réalisation de l'invention. Par exemple, il est possible de monter plusieurs pendules auxiliaires sur le levier pendulaire 2 et de limiter leur plage d'action par des butées de manière que l'affichage soit corrigé par secteurs afin d'éliminer au maximum les erreurs. n va de soi que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif et nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes, sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Balance automatique à un ou plusieurs leviers pendulaires et à dispositif d'affichage, caractérisée en ce qu'une masse mobile auxiliai- re montée sur le levier pendulaire règle sa propre position sous l'effet de la gravité et des butées rigides ou élastiques ou des ressorts ou encore des combinaisons de ces éléments empêchent ce levier auxiliaire de se régler librement dans au moins une partie de la plage de déflexion du levier pendulaire. 2. Balance selon la revendication 1, caractérisée en ce que la masse mobile auxiliaire est constituée par un pendule auxiliaire monté sur la tige du levier pendulaire et dont la liberté de réglage est empêchée par des butées au-dessous ou au-dessus d'une limite déterminée ou à l'ex~ térieur d'une plage déterminée. 3. Balance selon la revendication 1, caractérisée en ce que la masse mobile auxiliaire est formée d'un pendule auxiliaire monté sur la tige du levier pendulaire et dont l'extrémité libre est reliée à la tige du pendule principal par un ressort. 4. Balance selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que des butées, ainsi qu'un ressort limitent la liberté de réglage du pendule auxiliaire. 5. Balance selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un ressort de flexion ou de torsion, à l'extrémité libre duquel une masse est fixée, est monté sur la tige du levier pendulaire. 6. Balance selon la revendication 5, caractérisée en ce que des butées limitent accessoirement la liberté de réglage de la masse fixée au ressort de flexion ou de torsion. 7. Balance selon la revendication 1, caractérisée en ce que la masse mobile auxiliaire est formée d'un poids qui peut coulisser sur la tige du levier pendulaire et qui est retenu par des ressorts. 8. Balance selon la revendication 7, caractérisée en ce que des butées limitent accessoirement la liberté de réglage du poids coulissant sur la tige du levier pendulaire. 9. Balance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que plusieurs masses mobiles auxiliaires sont montées sur le levier pendulaire, de manière à être empêchées de se régler librement dans des parties différentes de la plage de déflexion du levier pendulaire, ces masses auxiliaires mobiles pouvant être réalisées selon le même mode de réalisation ou selon des modes différents de réalisation de l'invention. 10. Balance selon l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisée en ce que la masse mobile auxiliaire comporte un dispositif d'amortissement. 11. Balance selon la revendication 10, caractérisée en ce que le dispositif d'amortissement est un frein à courant de Foucault ou à frottement.