Brevet FR2126372A1 — publié le 19721006

L'invention est relative à une bascule ou balance suspendue à force transversale, c'est-à-dire une bascule dans laquelle le plateau ou la plate-forme ou l'élément analogue suspendu à la manière d'un pendule est dévié de sa position d'équilibre et dans laquelle le couple produisant la déviation est mesuré à partir d'une force transversale ou horizontale qui constitue la mesure du poids à déterminer. La force horizontale ou transversale est proportionnelle aussi bien au poids à mesurer qu'à la déviation. Ceci concerne aussi bien les suspensions à manière d'un pendule"physique" que celles à la manière d'un pendule de torsion. Les bascules suspendues à force transversale qui sont connues présentent l'inconvénient que la mesure de la force transversale s'accompagne d'une variation de la déviation et que la relation entre le poids à mesurer et la force transversale mesurée est par conséquent plus ou moins non-linéaire. L'invention a donc pour but d'éliminer cette non-linéarité et d'augmenter ainsi la précision de mesure de la bascule. Conformément à l'invention, ce problème est résolu par le fait que la force transversale est mesurée par des boîtiers dynamométriques électromécaniques dont la disposition détermine la déviation du plateau, de la plate-forme ou de l'élément analogue de la bascule. Les boîtiers dynamométriques peuvent etre disposés du cssté soumis à une compression et être constitués par des bottiers de mesure de compression ou être disposés du côté soumis à une traction et etre constitués par des boîtiers de mesure de traction. Deux boîtiers de mesuredecm Wesnon disposés à une extrémité du plateau, réalisé par exemple sous forme de plate-forme, de la bascule, suffisent en général à assurer une transmission régulière de la force transversale aux boîtiers de mesure de compression. Du fait que les boîtiers de mesure de compression électromécaniques permettent pratiquement une mesure sans déplacement matériel, on a une relation linéaire entre le poids à mesurer et la force transversale mesurée. Dans le cas de fortes charges, il peut être judicieux d'utiliser simultanément, par couples, aussi bien des boîtiers de mesure de traction que de compression. Si la plate-forme est suspendue de telle manière qu'elle ne présente qu'un seul degré de liberté, on peut se contenter d'un boîtier de mesure de pression, qui, d'une manière dicieuse,est disposé au milieu de celle des astesde la plate-forse qui est située du côté soumis à une pression. On peut assurer le maintien d'un seul degré de liberté de différentes manières. Une possibilité consiste à guider latéralement la plate-forme suivant la direction du mouvement A cet effet il se produit bien, par suite du frottement des arêtes laterales, une faible altération des résultats de mesure, mais, dans le cas des fortes charges, cette altération ne Joue aucun rôle et peut en outre être fortement réduite par la mise en oeuvre de galets réduisant le frottement. Dans les bascules à plate-forme suspendue au plafond, on peut obtenir un déplacement à un seul degré de liberté en accouplant rigidement entre elles par paires les poutres de suspension portant la plate-forme. Cette plate-forme est, dans ce cas, portée par deux parties dè paroi rigides, oscillant autour d'axes horizontaux parallèles, qui saisissent la plate-forme chacune par deux bras latéraux. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de quelques uns de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: -la figure 1 représente schématiquement une bascule suspendue à force transversale comportant une plate-forme; -la figure 2 est une vue de l'avant d'une bascule suspendue à force transversale réalisée sous forme de pont-bascule,à dispositif simple de suspension de la plate-forme et à boîtiers de mesure de compression disposés latéralement; -la figure 3 est une vue de l'avant d'un pont-bascule à dispositif simple de suspension de la plate-forme et à absorption des forces transversales par un boîtier de mesure de compression par l'intermédiaire d'un levier coudé; -la figure 4 est une vue en plan de dessus du pont-bascule de la figure 3;; -la figure 5 est une vue de l'avant d'un pont-bascule à doubles articulations poussées vers l'extérieur; -la figure 6 est une vue de l'avant d'un pont-bascule à doubles articulations tirées vers l'intérieur et à plate-forme réalisée sous forme de caisson; -la figure 7 représente une bascule suspendue à force transversale à plateau en forme d'entonnoir dévié latéralement, utilisant deux boîtiers de mesure de traction; -la figure 8 représente une bascule suspendue à force transversale analogue à celle représentée par la figure 7, mais à un seul boîtier de mesure de traction; -la figure 9 représente une bascule suspendue à force transversale à plateau tournant à partir de sa position moyenne et -la figure 10 enfin, représente une bascule suspendue à force transversale à un seul boîtier de mesure de traction. -La figure 1 représente en perspective un mode de réalisation d'une bascule suspendue à force transversale, à plateforme suspendue au plafond. La plate-forme a été désignée par 1. Elle est suspendue, par quatre leviers oscillants 2 à 5,à des paliers 12 à 15 fixés au plafond 6. Du cté où s'exerce une compression de la plate-forme est disposé un boîtier de mesure de compression 7. Ce boîtier est relié par une biellette 9 à la plate-forme et par une biellette 10 à un palier Il disposé sur une paroi 8. Il est avantageux de réaliser les ponts-bascules sous forme de bascules suspendues à force transversale. De tels pontsbascules sont caractérisés par une grande précision depesée,avec un mode de construction robuste et de faibles sollicitations des boîtiers dynamométriques. Dans un certain mode de réalisation, la plate-forme du pont-bascule est munie de nervures latérales ou de pieds latéraux faisant saillie vers le bas, au moyen desquels elle est suspendue, avec interposition de leviers, à des nervures ou piliers porteurs prévus sur la fondation. Des forces horizontales supplémentaires dévient la plate-forme de sa position d'équilibre au moyen d'un système de leviers, la valeur de ces forces horizontales étant indiquée par des appareils de mesure accouplés au système de leviers qui produit la déviation. Il n'est pas absolument nécessaire que les forces de déviation soient dirigées exactement à l'horizontale. La direction de ces forces peut au contraire s'écarter un peu de l'horizontale sans que finalement quelque chose soit changé au mode d'action du dispositif. I1 est également indifférent en principe que les forces de déviation soient produites d'une manière Qu d'une autre. Il est alors particulièrement judicieux de les produire par des poids ou des ressorts. On~~ottiènt ùn mode' de" cons' truction 'tres 's i" mple, en disposant à chacune dgdeux extrémités d'un côté un boîtier dynamométrique électromécanique, en recueillant les résultats 'de mesure par voie électronique et en les affichant sous la forme d'un résultat global. Les boîtiers dynamométriques peuvent alors etre sollicités à la compression ou à la traction. Ils sont articulés à la paroi de la fosse et sont également reliés à la plate-forme par des leviers. Les forces horizontales ou à peu près horizontales que doivent absorber les boîtiers dynamométriques peuvent varier à l'intérieur de certaines limites et on peut les régler avec beaucoup de précision, en montant, sur des leviers reliant les boîtiers de mesure de compression à la plate-forme, des vis de réglage à l'aide desquelles on peut faire varier la longueur des leviers. En faisant ainsi varier la longueur des leviers, on fait varier aussi l'angle que les leviers de suspension de la plate-forme font avec la verticale et par conséquent la grandeur de la force horizontale. Une variation continue de la longueur des leviers comme permettent de réaliser immédiatement les filetages de vis,permet donc un réglage fin très précis des forces horizontales. Lorsqu'on n'exige qu'une précision de pesée relativement faible, on peut relier les leviers qui dévient la plate-forme de sa position d'équilibre par des leviers coudés montes sur des paliers verticaux fixés à la paroi, dont les bras libres sont reliés par un système de leviers commun à un boîtier dynamométrique. Comme paliers, on peut utiliser des axes, montés verticalement dans des paliers de soutien ou des saillies de la maçonnerie, sur lesquels les leviers coudés sont enfilés par dessus. Aussi bien le montage que l'entretien de tels paliers sont remarquablement simples. Au lieu d'un levier simple, on peut, selon une autre caractéristique de l'invention, disposer en chaque point de suspension une double articulation constituée de deux leviers. Les points d'articulation d'une paire de doubles articulations associées sont disposés dans ce cas,soit tous deux vers l'extérieur, soit tous deux vers l'intérieur. Dans le premier cas, ils sont reliés par un levier qui est d'une longueur supérieure à la distance entre points d'articulation lorsque la plate-forme pend librement; dans le second cas,ils sont reliés par un levier qui a une donc gueur inférieure à la distance entre articulations lorsque la plate-forme pend librement Si on monte suer chacun des leviers de liaison un boîtier dynamométrique, celui-ci est sollicité à la compression dans le premier cas, à la traction dans le second cas. Dans les deux cas, on a besoin de deux boîtiers dynamométriques dont les résultats de mesure sont exploités-conjointement de la manière exposée ci-dessus. Cette disposition présente, par rapport à celle décrite en premier, l'avantage que toutes les forces se produisant sous l'action de la charge sont absorbées à l'inté- rieur de la bascule elle-mAme et qu'aucune force de compression ou de traction de n'importe quelle sorte ne exerce sur les parois de la fosse. Lorsque la plate-forme est suspendue à des nervures, on peut la réaliser sous la forme d'un caisson et la disposer de telle manière que les piliers de soutien se trouvent à l'intérieur du caisson. Ces piliers de soutien sont équipés dans ce cas, à leur partie supérieure, d'une poutre transversale qui fait saillie a la manière d'une potence au-dessus des piliers. En particulier, lorsqu'on utilise des doubles articulations de suspension, on a la possibilité de loger à l'abri de la poussière toutes les pièces mobiles de la bascule et d'assurer ainsi une grande précision. Les ponts-bascules représentés par les figures 2 et 3 comportent une plate-forme 16 à quatre pieds 17 disposés dans les coins, les deux pieds antérieurs étant vis-ibles sur les figures 2 et 3. La plate-forme est équipée de leviers 18 et 19, qui sont accrochés aux extrémités inférieures des pieds et sont suspendus aux piliers de soutien 20 et 21. Dans le mode de réalisation de la figure 2, ceux des pieds 17.qui sont disposés du caté droit sont reliés chacun par des leviers 22 à un boîtier de mesure de traction 23, lesquels bottiers, de leur côté, sont ancrés sur la paroi de la fosse. Grâce aux boîtiers de mesure de traction, la plate-forme est légèrement déviée de sa position d'équilibre. Sous l'action de la charge, elle tend à revenir à sa position d'équilibre et exerce alors sur le boîtier de mesure 23 une traction qui est proportionnelle au poids de la charge et qui peut donc être utilisée pour la détermination du poids. Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, les pieds 17 ne sont pas directement reliés aux boîtiers de mesure de compression, mais sont reliés à des leviers coudés 24. Ils sont montés sur des paliers portés par des piliers de soutien 25 de telle manière qu'ils puissent osciller autour d'un axe vertical. Leurs bras libres sont reliés entre eux par une barrie 26elle même reliée à un boîtier de mesure de traction 27 qui absorbe la totalité des forces horizontales. Sur- la figure 5,-la plate-forme 16 est: suspendue à deux articulations 'doubles 28 et 29. Les piliers de soutien 30 et 31 comportent dans ce cas des poutres transversales 32 et 33. Les points d'articulation des doubles articulations 28 et 29 sont reliés entre eux par des leviers 34 et 35, la longueur totale de ces leviers étant choisie de telle manière que les points d'articulation soient poussés vers 'l'extérieur par les leviers 34 et 35. Entre les leviers 34 et 35 est interposé un boîtier de mesure de compression 36. Le mode de réalisation représenté par la figure 6 est construit sous une forme analogue à celui de la figure 5. Dans ce cas aussi, la plate-forme 16' est suspendue, à l'aide d'articulations doubles 28 et 29' aux poutres transversales 32',33' de piliers 30 31',. A la différence de la figure 5 cependant, les points d'articulation sont tirés vers l'intérieur par les leviers 34', 35g. Dans ces conditions, le boîtier dynamométrique 36' est sollicité non à la compression mais à la traction. Les leviers inférieurs des doubles articulations 28 et 29' sont articulés non à des pieds mais aux bords inférieurs 37 et 38 de parois latérales 39 et 40 continues.Grâce aux parois latérales fermées, toutes les articulations sont couvertes vers le haut et protégées contre toute souillure. En particulier, dans le cas des plateaux de bascules réalisés à la manière de récipients, par exemple en forme d'auges, il se produit, à l'introduction du matériau à peser, des fqrces agissant par à-coups qui se superposent aux forces transversales et qui faussent ainsi les résultats de mesure. Conformément à l'invention, dans les bascules à force transversale où de telles altérations des résultats de mesure sont à craindre, le plateau de la bascule est relié à la suspension par des organes intermédiaires qui permettent un déplacement transversal du plateau de la bascule par rapport à la suspension-, à l'intérieur de' limites prédéterminées. Ce mode de construction permet au plateau de la bascule d'échapper aux composantes latérales des forces agissant' par àcoups qui se produisent lors de l'introduction du matériau à peser et de réduire-à une fraction négligeable leur action sur la suspension. Du fait que le plateau' de la bascule-^se-soulève légèremuent en s'échappant ainsi, la composante verticale du choc se trouve aussi pratiquement éliminée. Comme organes de liaison entre le plateau de la bascule et la suspension, on peut utiliser toutes les pieces de construction qui permettent un échappement latéral, telles que des câbles, des chaînes ou des pièces analogues. On obtient un mode de suspension particulierement avantageux en utilisant des ressorts à lames. Ceux-ci présentent en outre l'avantage, qu'au cours de la déviation, ils sont soumis à une tension qui favorise l'influence de la pesanteur sur le retour du plateau de la bascule à sa position normale par rapport à la suspension. Un autre mode de suspension avantageux du plateau de la bascule consiste à utiliser une suspension à articulation. Une telle suspension à articulation est composée de courtes barres articulées aux pièces à réunir. Il est alors judicieux de réaliser les articulations sous forme d'articulations sphériques, afin de permettre des déplacements transversaux dans toutes les directions. En général, il suffit de réaliser les articulations sous forme sphérique pour maintenir dans les limites prescrites les fluctuationsdes résultats de mesure sous l'action des chocs qui se produisent brusquement. Si toutefois on tient absolument à une grande précision, on peut augmenter la sensibilité de la bascule, en reliant, dans une partie des articulations sphériques, la coquille sphérique aux pièces avoisinantes de la suspension ou du plateau de la bascule par l'intermédiaire d'un couteau et d'une cuvette appropriée. Les forces transversales servant à la détermination du poids agissent sur la suspension. Si la suspension est déviée dans une certaine direction, il suffit, pour la mesure, de barres de traction fixées par de simples articulations,d'une part à la suspension, d'autre part à l'appareil de mesure, l'appareil de mesure lui-même étant également judicieusement relié par une articulation à la paroi ou à une partie du bâti. Si les forces transversales sont absorbées par plusieurs barres de traction, on peut alors monter dans chaque barre de traction un boitier de mesure de traction et sommer dans un appareil additionneur les valeurs mesurées par les boîtiers de mesure, avant de les acheminer à l'appareil indicateur. En cas de déviation latérale de la suspension et avec des barres de traction parallèles, on peut aussi réunir plusieurs barres de traction par une articulation de guidage appropriée et les faire agir sur un boîtier de mesure de traction commun. Dans le cas de bascules suspendues à force transversale et à déviation par rotation du plateau, on peut également mettre en oeuvre l'invention d'une manière avantageuse. Dans ce cas,la suspension qui porte le plateau est réalisée à sa partie inférieure sous la forme dtm anneau.5ur cet anneau s'accrochent tangentiel lement, en plusieurs emplacements de son pourtour, des barres de traction ou des câbles de traction, de mêmes directions périphéri ques, qui font tourner l'anneau à partir de sa position normale. Sur ces barres ou cables de traction tangentiels sont montés les boîtiers de mesure de traction qui mesurent les forces de traction et transmettent les résultats de mesure à un dispositif d'exploi tation. Le plateau de la bascule, qui dans ce cas est réalisé sous forme circulaire, est articulé à l'anneau constituant la' suspen- sion de la manière déjà décrite ou au moyen de ressorts à lames. Il peut donc se déplacer par rapport à l'anneau aussi bien latéral lement que selon un mouvement de rotation et absorbe ainsi toutes les forces par à-coups qui se produisent latéralement. On peut en outre réduire la répercussion des chocs sur la suspension, en prévoyant un guidage latéral élastique du plateau de la bascule. Tous les modes de réalisation illustrés aux figures 7 à 10 comportent un plateau en forme d'auge 41 porté par un dispositif de suspension se composant de quatre tiges porteuses 42,43,44 et 45 suspendues au plafond ou à un bâti, Aux tiges porteuses sont articulés, dans les modes de réalisation des figures 7 et 8, des éléments intermédiaires 46,47,48,49 qui de leur cdté sont reliés au plateau 41 de la bascule. Aussi bien les articulations supérieures 50,51,52,53 des éléments intermédiaires que leurs articula tions inférieures 54,55,56,57 sont réalisées sous forme d'articu lations sphériques. De même les articulations 58,59,60,61, à l'aide desquelles les barres porteuses 42,43,44,45 sont fixées au pla fond,sont judicieusement réalisées sous forme d'articulations sphériques.Les extrémités inférieures des barres porteuses 42 et 45 sont reliées par une barre d'accouplement 62, celles des barres porteuses 43 et 44 sont reliées par une barre d'accouplement 63. Aux articulations 52 et 53 sont accrochées des barres de traction 64 et 65. Selon le mode de réalisation de la fig.7,ces barres de traction sont reliées respectivement à des boîtiers de mesure électromécanique de traction 66 et 67 qui, de leur côté, sont ancrées sur la paroi ou sur une partie du bâti, avec interposition d'articulation 68,69.Les indications des deux boîtiers de mesure 66,67 sont additionnées et, conjointement, fournissent une mesure du poids à évaluer.-Du fait que le facteur de conversion dépend de l'angle que les barres porteuses forment, en position déviée, avec la verticale, il est très avantageux que les boîtiers de mesure électromécanique de traction travaillent pratiquement sans déplacement car, dans ces conditions, on peut compter sur un angle de déviation constant. Au lieu de prévoir un boîtier de mesure pour chaque barre de traction, on peut aussi, comme le montre la figure 8, relier les deux barres de traction 64 et 65 par une barre transversale 70 et accrocher un seul boîtier de mesure 71, par l'intermédiaire d'une barre de traction 72, sur cette barre transversale 70. La liaison de la barre transversale 70 et des barres de traction 64, 65 est judicieusement réalisée sous forme d' tIculations 75,76, pour éviter toute action de forces non contrôlables sur les résultats de mesure. La barre de traction 72 est dans ce cas également raccordée par une articulation 73 à la barre transversale 70 et le boîtier de mesure 71 est ancré sur la paroi "à l'aide d'une articulation 74. Si, comme dans les modes de réalisation des figures 9 et iodle poids doit être déterminé à partir du couple de rappel d'un plateau de bascule tourné à partir de sa position normale, le mode de réalisation simple de la suspension à articulation représenté aux figures 7-et 8 ne suffit plus. Dans ce cas, entre la suspension principale, composée des barres porteuses 42;"43,44 et 45 et la suspension à articulations composée des éléments intermédiaires 46,47,4tri et 49, on intercale un corps annulaire fixe 72. A son bord supérieur, ce corps annulaire présente des articulations spheriques 78,79,80,81 auxquelles sont accrochées les barres porteuses et à son bord inférieur des articulations 82,83,84,85 auxquelles sont fixés les éléments intermédiaires 46,47,48 et 49. Ces dernières articulations sont,elles aussi, réalisées sous forme d'articulations sphériques. A 1anneau 72 sont accrochées dans le mode de réalisation de la figure 9,en deux points opposés, des barres de traction -6 et 87, parallèles mais non alignées. Elles transmettent le couple de rappel produit par le contenu du plateau de la bascule, sous forme--de deux forces periphériques agissant sur les boîtiers de mesure de traction 88 et Si, la somme des forces périphériques mesurées fournissant encore une mesure du poids du contenu du plateau Les éléments intermédiaires 46-49 sont relies respectivement au plateau (auge > 41 par es articulations 54-57 et les barres 42-45 sont suspendues à des paliers 58-61. Le mode de construction de la figure 10, correspond dans son ensemble au mode de construction de la figure 9. A la place des deux boîtiers de mesure de traction 88 et 89 qui agissent en sens opposés on utilise un seul boîtier de mesure 90 La barre de traction 91 de ce bottier de mesure est accrochée,suivant la direction périphérique, à un bras 92 rigidement lié à l'anneau '72. Le choix de la distance entre les points d'accrochage et l'axe de rotation permet de maintenir dans des limites déterminées, la force que doit absorber le boîtier de mesure 90. Les moyens de traction,qui ont été appelés leviers et auxquels s'est suspendu le plateau ou l'élément analogue de la bascule suspendue à force transversale, doivent être dimensionnés de telle manière que des variations de Ia déviation ne provoquent pas d'influences supplémentaires propres à altérer les forces transversales et telles que des forces de frottement ou des forces élastiques Ce dimensionnement est également important dans les bascules suspendues conformes à ltinvention, du fait que le réglage et l'étalonnage font varier la déviation. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes REVENDICATIONS 1. Bascule ou balance suspendue à force -transversale, dans laquelle le plateau, la plate-forme ou ltélémen-t analogue de la bascule suspendu à la manière d'un pendule est dévié de sa position d'équilibre et dans laquelle la force transversale nécessaire à la déviation sert de mesure pour le poids à évaluer, caractérisée en ce que la force transversale est mesurée par des boîtiers dynamométriques électromécaniques dont la disposition détermine la déviation du plateau, de la plateforme ou de l'e'lément analogue de la bascule. 2. Bascule suspendue à force transversale selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est réalisée sous la forme d'un pont-bascule, sa plate-forme (16) présentant des appendices faisant saillie vers le bas, tels que des nervures latérales ou des pieds (17), au moyen desquels elle est suspendue avec interposition de leviers (18,19) à des piliers de-sou- tien (20,21) faisant saillie hors de la fondation vers le haut, et en ce que les boitiers de mesure dynamométriques (23) destinés b mesurer la force transversale nécessaire pour la déviation de la plate-forme hors de sa position d'équilibre sont ancrés sur la paroi de la fosse et sont reliés à la plate-forme (16t par l'intermédiaire de leviers ou d'organes analogues. 3. Bascule suspendue à force transversale selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau, la plate-forme ou l'élément analogue de la bascule est relié au moyen d'articulations à la partie déviée, sur laquelle est mesurée la force transversale.