Brevet FR2306436A1 — publié le 19761029

ta présente invention est relative à un dispositif de pesage. On sait qutune opération de pesage consiste à déterminer la grandeur d'une force inconnue et, à cet effet, on réalise l'qui libre statique de deux moments, opération dans laquelle on connalt la longueur des bras de levier et la grandeur de la force étalon. goums les dispositifs de pesage actuels sont basés sur ce principe dont la mise en oeuvre est onéreuse et délicate lorsqu'il s'agit de peser des charges importantes puisque les structures mises en oeuvre doivent tenir compte de ces charges et pouvoir les supporter mécaniquement. Par ailleurs, il est très difficile d'équilibrer automatiquement la charge à peser et, de ce fait, le support de la charge à mesurer peut subir un déplacement important lors de llapplica tion de cette dernière. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et elle est remarquable en ce que la charge est appliquée sur le piston d'un cylindre de grand diamètre, ou pot de compression, communiquant avec un cylindre de petit diamètre obturé par un piston dont le déplacement, sous l'effet de la pression, engendre une force proportionnelle au dit déplacement et de sens opposé. De cette façon, lorsque le système est équilibré, la course du piston est rigoureusement proportionnelle à la charge à mesurer. Selon une autre caractéristique de l'invention, le pot de compression est constitué par une virole obturée à'une de ses extrémités par une semelle plane et, à l'autre, par une membrane élas tiquement déformable sur laquelle repose le piston de réception de la charge. D'autres caractéristiques et avantages de l'Invention ressortiront mieux par la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une vue schématique,en perspective, montrant un dispositif de pesage conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en coupe verticale d'un pot de compression. La figure 3 est une vue en coupe,à plus grande échelle ,d'un détail de réalisation. a se reportant aux dessins et selon Chaque pot, comme montré sur la figure 2, est constitué par une plaque 3 comportant une virole 4 obturée par une membrane 5, élastiquement déformable, sur laquelle repose un piston 6, dont le diamètre est inférieur à celui interne de la virole 4. Cet ensemble délimite une cavité étanche qui, par l'entremise de canalisations 7, 8 et 9,communique avec un cylindre 10, fixe, obturé par un piston Il. A titre d'exemple, il faut signaler que, si la charge g est de l'ordre de 50 tonnes-force, chacun des quatre pistons 6 aura un diamètre de l'ordre de 980 mm ce qui correspondra à une pression dans les canalisations d'environ 2 Eg-f/cm2, ce qui est très raisonnable. Lorsque la charge g est appliquée, les pots sont en compression, le volume de ceux-ci diminue, la pression augmente et le piston 11 se déplace vers le haut. Dès lors, si on applique sur la tige 12,du piston 11 ,une charge qui est proportionnelle au déplacement du dit piston, on comprend qu'à un moment donné l'équilibre s'établit et qu'on a l'égalité Q = k.l. dans laquelle 1 est la valeur du déplacement du piston sous l'effet de la charge g et k un coefficient constant qui dépend des constantes mécaniques du système. Le problème consiste donc à appliquer sur le piston 11 une force qui soit proportionnelle à son déplacement. À cet effet , la tige 12 du piston est reliée à un cadre 13 entrsSnant une sangle 14,souple et inextensible, fixée sur une roue 15 qui est calée sur un arbre 16, comportant un pignon denté 17. L'arbre 16 traverse librement une platine 18 comportant deux crémaillères 19 en prise avec le pignon 17. Chaque crémaillère est portée par deux coulisseaux 20 susceptibles de coulisser sur des guides 21 rendus solidaires de la dite platine Par construction, la platine 18 et l'ensemble mobile quelle supporte sont parfaitement équilibrés. Sous le coulisseau 20a est accrochée une charge 22, connue et constante, dont le centre de gravité, en l'absence de toutes char xes sur le plateau, est contenu dans le plan vertical passant par l'axe de l'arbre 16. Les oscillations de la platine sont limitées par deux butées -'3a et 23b. Si l'arbre 16 pivote selon la flèche F1, il entrain dans le même sens, par l'entremise des crémaillères, la platine 18 qui prend immédiatement appui contre la butée 23a. À ce moment le pignon 17 déplace les crénaillères , entre autres celle inférieure, et par suite la charge 22 selon la flèche F2, l'équilibre étant rompu, la charge 22 imprime un couple à l'arbre 16 qui tend à pivoter dans le sens inverse de la flèche F1 et, par suite, à appliquer une force f sur le piston il qui tend à s'opposer à son déplacement et on obtient l'égalité g = f soit Q = f . 4 S (1) 4S s s expression dans laquelle S est la section du piston 6 et s celle du piston 11. Si r1 et r2 sont respectivement les rayons des roues 15 et 17 et T la force exercée par la charge 22, on démontre que r2 .l.T 2 r1 et la formule (1) devient Comme tous les éléments de la parenthèse sont des grandeurs constantes celle-ci représente le coefficient k cité ci-dessus. Il est donc bien démontré que le- dispositif qui vient d'entre décrit permet d'obtenir le résultat annoncé. Comme le principe de l'invention peut être utilisé avec des plateaux dont le poids varie, il importe d'effectuer un réglage du dispositif. Cette opération s'effectue de la façon suivante Le plateau 1 étant enlevé, on ouvre une vanne 24 de communication à l'air libre, interposée sur la canalisation 9 pour équilibrer la pression, on fait pivoter l'arbre 16 pour placer la charge 22 dans le plan de symétrie précité et on amène la butée 25 en appui sous le cadre 12. À ce moment, on ferme la vanne 24, on place le tablier et on charge le cadre 12 pour l'amener à nouveau en contact avec la butée 25. Comme montré sur la figure 1, la charge de tarage 26 peut être suspendue à une sangle 27, analogue à celle 14, accrochée sur une roue 28 calée sur l'arbre 16. L'expérience a montré, cependant, que le dispositif qui vient autre décrit présente les inconvénients suivants - la mesure, traduite soit par le déplacement du piston Il soit par la rotation de arbre 16, (disque D) disparaît lors de l'enlèvement de la charge. - si la charge est constituée par un véhicule on constate, que le plateau 1 bascule lors de la mise en place ou du retrait de celle-ci. - la platine 18 effectue plusieurs oscillations avant de se stabiliser, ce qui retarde la lecture de la mesure. Ces inconvénients disparaissent en utilisant le dispositif montré sur la figure 3. Ce dispositif constitue, en fait, une tette de commande et comprend un corps 29, comportant, dans l'exemple choisi, quatre alésages 30 obturés, chacun, par un clapet 31 et à chacun desquels est raccordée la canalisation 7 partant de chaque pot de compression. Le corps 29 présente, en outre, un alésage 32, obturé par un clapet anti-retour 33, raccordé à la canalisation 9. Le corps 1 est coiffé, de façon étanche, par une membrane élastiquement déformable 34, comportant des doigts 35 engagés dans les alésages 30 et permettant d'ouvrir les clapets 31 qui sont normalement fermés sous l'effet de la pression due à la compression des pots. Dans l'alésage 32 débouche un canal 36 dont la section peut. être modifiée par une vis pointeau 37. De cette façon, lors de la mise en place de la charge et en l'absence de toute action sur la membrane 34, les pots sont isolés les uns des autres et du cylindre 10. Pour effectuer la mesure, il faut enfoncer la membrane 34, cette opération pouvant etre faite manuellement ou par télécommande à laide par exemple d'un électro-aimant ou autre. L1enfoncement de la membrane a pour effet d'ouvrir les clapets 31 et de mettre en communication les pots et le cylindre de mesure 10, mais en raison de l'étranglement du circuit dû à la vis pointeau 37, la pression n' est pas appliquée brutalement au piston 11, ce qui permet d'éviter le phénomène d'oscillation cité précédemment. Si, après avoir effectué la mesure on relache l'action sur la membrane les clapets 31 se ferment et le piston Il reste immobile, même après le retrait de la charge. Pour effacer cette mesure et ramener le dispositif à zéro (cadre 12 sur butées 25) il suffit d'appuyer à nouveau sur la membrane 34 et l'air, alors en pression dans le cylindre 10, se détend rapidement à travers le clapet 33 qui est constitué par exemple par une languette élastiquement déformable. Le dispositif qui vient autre décrit est naturellement applicable dans le cas où la mesure est possible à l'aide d'un pot de compression unique. Bien entendu la présente invention s'étend à tous dispositifs qui bien que structurellement différents font appel à des moyens remplissant les memes fonctions en vue du meme résultat. C'est ainsi entre autres que la sangle 14 et la roue 15 peuvent être remplacées par une crémaillère en prise avec un pignon denté claveté sur l'arbre 16. REVENDICBTCIONS 1 - Dispositif de pesage, caractérisé en ce que la charge à mesurer est appliquée sur le piston d'un cylindre de grand diamè tre, ou pot de compression, communiquant avec un cylindre de petit diamètre obturé par un piston dont le déplacement, sous l'effet de la pression, engendre une force proportionnelle au dit déplace denté et de sens opposé, la charge à mesurer étant ainsi proportionnelle au déplacement du dit piston. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pot de compression est constitué par une virole obturée à l'tme de ses extrémités par une plaque rigide et, à l'autre, par une membrane élastiquement déformable sur laquelle repose le cyindre de réception de la charge 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour que, sous l'influence de la charge à mesurer, la pression s'établisse progressivement dans le petit cylindre de mesure. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un clapet à ouverture commandée est in Urpos sur la canalisation reliant le pot de compression et le cylindre de mesure. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le déplacement du piston détermine, sans glissement, la rotation d'un arbre, dont le couple résistant est proportionnel à sa rotation. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce iae l'arbre précité entraSne un pignon en prise avec deux cré T:aillères susceptibles d'être déplacées sur des guides rendus solidaires d'une platine, équilibrée statiquement, une charge connue étant rendue solidaire de l'une des crémaillères.