Brevet FR2266152A1 — publié le 19751024

L'invention a pour objet un appareil de mesure & s masses et des forces comprenant un bâti, un porteur de charge, des moyens de compensation de la charge et un dispositif d'affichage, le bâti et le porteur de charge étant liés l'un à l'autre par des bras de direction munis de joints, le porteur de charge se mouvant parallèle- ment à lui-meme. De tels appareils sont connus. Ils présentent en général un dispositif de direction et de guidage permettant un mouvement relatif entre une partie mobile, le porteur-de charge, et une partie fixe, le bâti. Le porteur de charge prend par ailleurs toujours appui sur un autre organe, par exemple: un levier, un ressort ou une capsule de mesure. Cet organe peut requérir un chemin très court (par exemple pour une capsule de mesure) ou relativement long (par exemple pour un ressort de mesure ou une balance à in clinaison). En général les Joints liant les bras de direction au bâti et au porteur de charge consistent en rubans métalliques. bras proprement dits peuvent avoir les formes les plus diverses. Ils peuvent etre constitués par des tringles droites ou par des constructions plus complexes présentant deux ou plusieurs Joints. Ces bras sont toujours disposés deux à deux l'un audessus de l'autre. Les constructions connues sont en général relativement hautes. Elles sont prévues pour une charge maximum de quelques kilos et ne tolèrent que de petits porteurs de charge. Elles ne permettent pas de réaliser un appareil de mesure de haute précision pour de grosses charges, de constructions basse et ayant un porteur de charge présentant une grande surface. Dans les appareils de ce type les forces agissant horizontalement sur les bras de direction peuvent etre égales à un multiple de la charge si celle-ci est disposée hors du centre géométrique du porteur de charge. Ces forces horizontales agissent sur les bras - qui forment un système statiquement indéfini - non seulement comme forces de tension ou de compression, mais aussi comme tension de flexion, de torsion et autres, pratiquement non calculables. Ces tensions peuvent modifier les dimensions exactes des pièces sollicitées et ainsi rendre une mesure précise impossible, puisque, par exemple, la résultante des forces dans les Joints pourrait etre modifiée. Le but de l'invention est donc de crrr une disposition des divers éléments palliant ces défauts et permettant sans contraintes économiques sur la construction d'obtenir une grande précision de mesure, une grande charge même disposée asymétriquement sur le porteur de charge et une petite hauteur de construction. L'appareil selon l'invention est principalement caractérisé en ce que le porteur de charge est guidé par au moins quatre bras de direction disposés dans au moins deux plans parallèles et groupés deux à deux en forme de V de sorte que les projections sur l'un de ces plans des joints de chaque bras tombent sur des paires de droites parallèles équidistantes. Un mode de réalisation de l'objet de l'invention est représenté schématiquement à titre d'exemple non-limitatif au dessin ci-annexé. - La Fig. 1 représente un mode de réalisation vu en élévation, - La Fig. 2 est une vue en plan correspondante, - La Fig. 3 représente un bras avec des joints filiformes, - La Fig. 4 représente un bras avec des joints plats. L'appareil de mesure des masses et des forces représenté en Fig. 1 et 2, présente un bâti 1 en forme de U et un porteur de charge 2 avec plaque portante 3 pour la charge. Le porteur de charge 3 est lié au bâti 1 par des bras de direction 4,5,6,7 décrits en détail ci-après, lui permettant de se déplacer verticalement tout en restant parallèle à lui-même. Chaque bras présente deux joints 9. L'extrémité inférieure X du porteur de charge 2 est en contact avec des moyens de compensation de la charge 12 par ltentre- mise d'un système de leviers représenté symboliquement par un seul levier 11. Ces moyens 12 peuvent être une balance à inclinaison, une capsule de mesure dynamométrique, une capsule de mesure à cordes vibrantes ou tout autre moyen connu. Ils peuvent présenter un dispositif d'affichage propre 13 ou être connectés par une ligne 14 à un dispositif d'affichage numérique 15. Le porteur de charge 3 pourrait aussi agir directement sur ces moyens de compensation de la charge 12 sans l'entremise d'un système de leviers. Les bras 4,5,6 et 7 sont groupés par paires et sont disposés en V. La première paire celle du haut, comprend les bras 4 et 5 qui sont dans des plans parallèles disposés très près l'un de l'autre. De même les bras 6,7 de l'autre paire sont dans des plans paralleles disposés très près l'un de l'autre. Les bras d'une même paire pourraient aussi se trouver dans le même plan. La distance a entre les projections des joints d'une même paire est une constante de la construction. Elles tombent sur des paires de droites parallèles équidistantes, par ailleurs toutes parallèles entre elles. L'angle des axes des bras de chaque paire est de préférence de 500 à 1300. La distance b (Fig. 1) entre deux bras de paires différentes est de préférence comprise entre 0,Q8 a et 2,00- a. Afin d'empécher le porteur de charge 2 de pivoter autour d'un axe vertical , par exemple sous l'action de forces extérieures agissant sur la plaque 3, il est muni d'un bras 16 dont l'extrémi- té se trouve entre deux butées 17,18 du bâti 1. Ce bras 16 peut être remplacé par un cinquième bras 8 monté ent-re le bâti 1 et le porteur de charge 2 transversalement par rapport aux bras 4,5,6 et 7 et-dont les projections des joints satisfont aux mêmes conditions que celles des Joints de ces bras 4,5,6 et 7. Comme représenté en Fig. 3, 4 les bras peuvent être munis de joints filiformes ou plats. Le bras 8 présente de préférence des joints filiformes. Le joint 9 a la forme d'une tringle ou d'un ruban, il est formé de préférence par un rétrécissement de la section du bras. On pourrait aussi prévoir des éléments séparés fixés d'une part au corps 19 du bras et d'autre part aux pattes de fixation 21. La Fig. 3 représente un bras avec des joints filiformes. Le Joint proprement dit peut avoir une section ronde, carrée ou rectangulaire ayant un rapport de cotés jusqu'à 1:16. La résistance à la flexion dans le plan du bras peut donc être jusqu'à 16 fois plus grande que celle dans le plan vertical. La Fig. 4 représente un bras avec des joints plats. Le rapport des cotés peut aller de 1:49 à 1:10 000. Les résistances à la flexion sont dans les mêmes rapports. Afin d'obtenir une certaine flexibilité latérale avec des Joints plats, le corps 19 du bras peut présenter d'un côté au moins, près du joint des échancrures 23 formant un joint latéral élastique 24. La disposition selon les Fig. 1, 2 avec quatre bras 4,5,6,7 munis de joints filiformes - donc sans le bras 8 - présente deux degrés de liberté. L'un indispensable, en direction vticale, l'autre, indésirable, la rotation autour d'un axe vertical. Lors d'une telle rotation forcée, les joints filiformes du côte du porteur de charge 2 sont fortement sollicités à la flexion, ceux du côté du bati 1 beaucoup plus faiblement. -Cette rotation n'influence pratiquement pas la précision de la mesure. I1 suffit donc que les butées 17, 18 la limite de manière à éviter une rupture des joints. Lorsque l'appareil n'est pas parfaitement horizontal et lorsque la charge est disposée asymétriquement sur la plaque 3, un moment de rotation peut être engendré autour de l'axe vertical de rotation du porteur de charge 2. Si la rigidité latérale des joints filiformes est assez grande pour que le bras 16 n'entre pas en contact avec les butées 17, 18, la mesure n'est pas influencée. Si par contre l'extrémité du bras 16 engendre un frottement contre l'une des butées 17, ou 18 une erreur de mesure en résulte. Pour pallier cet inconvénient, on peut renforcer la rigidité des joints dans le plan du bras. On peut aussi prévenir une rotation en prévoyant pour une des paires de bras des joints plats du coté du porteur de charge 2 (Fig. 4). On élimine ainsi le degré de liberté permettant la rotation, sans que le système devienne statiquement indéfini. On peut obtenir le même effet-en prévoyant le cinquième bras 8 muni de joints filiformes. I1 doit etre disposé à une certaine distance de l'axe de rotation dans un plan parallèle à ceux des autres bras 4,5,6 et 7. On peut prévoir d'autres combinaisons de joints. Ainsi les bras pourraient tous présenter que des Joints filiformes ou que des joints plats. Au moins une des paires de bras pourrait présenter du côté du porteur de charge 2 des joints plats, alors que tous les autres joints seraient filiformes. Que les bras d'une même paire soient dans deux plans différents ou dans le même, la distance'minimum b entre les bras de deux paires différentes doit être respectée. Les bras 4,6 et 5,7 sont représentés en Fig. 2 décalés les uns par rapport aux autres, ils pourraient être disposés les uns audessus des autres. En Fig. 1 et 2 on a représenté la pointe du V que forment les bras 4,5 et 6,7 du côté du porteur de charge 2, il serait possible de renverser cette disposition, puisque seule deux éléments, le porteur de charge 2 et le bâti 1 sont mus l'un par rapport à l'autre. Tout ce qui a été dit des joints reste valide lorsque les bras sont disposés inversément. REVENDI CATI ONS 1. Appareil de mesure des masses et des forces comprenant un bâti, un porteur de charge, des moyens de compensation de la charge et un dispositif d'affichage, le bâti et le porteur de charge étant liés l'un à l'autre par des bras de direction munis de joints, le porteur de charge se mouvant parallèlement à luimême, appareil caractérisé en ce que le porteur de charge est guidé par au moins quatre bras de direction disposés dans au moins deux plans parallèles et groupés deux à deux en forme de V de sorte que les projections sur l'un de ces plans des joints de chaque bras tombent sur des paires de droites parallèles équidistantes. 2. Appareil selon la révendication 1, caractérisé en ce qu'on prévoit un cinquième bras. 3. Appareil selon la révendication 2, caractérisé en ce que tous les joints sont filiformes. 4. Appareil selon la révendication 1, caractérise en ce que tous les joints sont plats. 5. Appareil selon la révendication 1, caractérisé en ce que pour une paire de bras en V au moins, au moins un des joints du côté de la pointe du V est un joint plat, tous les autres joints étant filiformes. 6. Appareil selon la révendication 1, caractérisé en ce qu'un bras au moins présente une échancrure près d'un joint. 7. Appareil selon la révendication 1, caractérisé en ce que la hauteur entre deux bras de paires différentes est comprise entre 0,08 fois et 2,00 fois la distance entre des dites paires de droites parallèles.