Brevet FR2451572A1 — publié le 19801010

L'invention a pour objet une tête de mesure, en particulier une tête de mesure à affichage circulaire, pour balances mécaniques comportant un boîtier et un dispositif à levier disposé dans le boîtier, destiné à transmettre la charge, dispositif auquel est reliée et entraînée par adhérence une branche d'entraînement à bras unique, chargée d'un ressort de mesure, en vue d'opérer une mesure de poids. On connaît déjà des têtes de mesure de ce type, telles que décrites par exemple dans la demande de brevet de République Fédérale d'Allemagne publiée après examen NO 2,437,058, qui permettent d'absorber des forces de traction jusqu'à 4 kg. Les installations de pesée devant être reliées à de telles têtes de mesure doivent en conséquence comporter des dispositifs à levier qui peuvent réduire le poids de la charge à mesurer par démultiplication de manière que résulte une force de traction se situant dans le domaine cité ci-dessus, pouvant être admise par la tête de mesure. Les dispositifs à levier intermédiaires de ce type, réducteurs de la force à mesurer, sont disposés de manière habituelle dans un boîtier spécial, dénommé "cabine", qui supporte également la tête de mesure.Les dispositifs à levier intermédiaires sont dimensionnés différemment cas par cas, de manière à réduire les charges supportées par la balance dans la zone pouvant être acceptée par la tête de mesure. On adjoint en outre aux dispositifs à levier intermédiaires disposés dans la "cabine", de manière usuelle, des dispositifs de tarage, des dispositifs de raccordement pour des poids additionnels destinés à élargir le domaine de pesée ainsi que des dispositifs de réglage du zéro, qui sont de même actionnés sur la "cabine" par un opérateur. Les têtes de mesure connues de cet art antérieur et les balances qui en sont équipées présentent essentiellement deux inconvénients. Tout d'abord, en raison de la limite de charge déterminée, limitée supérieurement des têtes de mesure, les dispositifs à levier intermédiaires doivent être dimensionnés différemment à chaque fois selon la balance à équiper, ce qui constitue une dépense considérable de construction et d'usinage. D'autre part, il est d'usage de placer les dispositifs de tarage et de raccordement à une place du dispositif à levier intermédiaire, où interviennent encore des forces relativement importantes, de telle sorte que les poids de tarage et additionnels ont un poids propre qui peut aller par exemple jusqu'à 10 kg. Un tel mode de réalisation est de même coûteux et souvent très difficile à réaliser avec les techniques des balances en raison des problèmes de flexion permanente qui prennent naissance sur les leviers de transmission. Un second problème, qui se présente dans les têtes de mesure connues, réside dans la précision de mesure. C'est ainsi par exemple que la branche d'entraînement effectuant les indications, commandéepar ressort présente fréquemment un frottement élevé au niveau des paliers, ce qui influence défavorablement la précision de mesure. L'invention a pour objet de proposer une tête de mesure donnant des valeurs exactes, dont la charge de traction initiale peut être modifiée de manière à s'adapter à des balances concernant des domaines de pesée différents, dans laquelle il est possible en cas de nécessité de prévoir des poids additionnels ou intercalaires dans la tête de mesure elle-même, de manière simple. Cet objet est réalisé conformément à l'invention par les caractéristiques ci-après - le dispositif à levier de la tête de mesure comporte un levier principal à deux bras, dont l'axe de rotation lié au boîtier est déplaçable de manière à modifier le rapport de transmission - l'un des bras du levier principal reçoit la force à mesurer - l'autre bras du levier principal prend appui par l'intermédiaire d'une bielle de pression par le dessous sur le levier de transmission disposé sur lui - les points d'action de la bielle de pression et du ressort de mesure sur le levier de transmission sont rapprochés le plus possible l'un de l'autre. Le principe de l'invention consiste donc à disposer dans la tête de mesure elle-même un dispositif à levier avec un rapport de transmission ajustable, de manière à pouvoir ainsi adapter la tête de mesure à des balances de domaines de pesée différents. En même temps, ce dispositif à levier est, en raison du levier principal à deux bras qu'il comporte et de la bielle de pression associée à ce levier, conçu de manière telle que sans autres dispositions des poids relativement petits de raccordement ou intercalaires peuvent être amenés. Enfin la disposition des points d'action de la bielle de pression et du ressort de mesure le plus près possible l'un de l'autre conduit à une charge extrêmement limitée du logement du levier d'entraînement, ce qui assure une précision de mesure accrue. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après de certains modes de mise en oeuvre de l'invention, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue schématique d'une balance avec cabine et tête de mesure - la figure 2 est un schéma de principe de la conception mécanique d'une tête de mesure - la figure 3 montre la structure d'une tête de mesure avec introduction de la force par le haut - la figure 4 représente une tête de mesure avec dispositifs de tarage et de réglage du zéro - la figure 5 représente la tête de mesure de la figure 4 avec un dispositif de raccordement pour un ou plusieurs poids additionnels. Le dispositif de pesée (balance) représenté à la figure 1 comporte de manière traditionnelle un plateau de charge (1) recevant la charge à peser, une cabine (2) disposée verticalement et une tête de mesure (-3) disposée sur la cabine (2), qui est conformée selon une tête de mesure à affichage circulaire et comporte une aiguille se déplaçant sur une échelle circulaire. En-dessous du plateau de charge (1) est disposé un dispositif à levier (non représenté) enfermé dans un soubassement (5), sur lequel est dirigé le poids de la charge se trouvant sur le plateau de charge (1). Le plateau de charge (1) ne doit pas nécessairement être conformé selon une plaque plane, mais il peut également affecter la forme d'un récipient pour la pesée de produits pulverulents .La cabine (2) comporte dans son boîtier un levier intermédiaire, non représenté, qui réduit à son tour la force à mesurer à une valeur acceptable par la tête de mesure (3). Dans la cabine (2) on peut également disposer par exemple, un dispositif de tarage avec des poids mobiles et un dispositif de raccordement pour poids additionnels de manière à élargir le domaine de pesée. Du fait que dans le dispositif à levier de la cabine on doive encore rapporter des charges rela tivement élevées, les dispositifs de tarage et de raccordement sont également en conséquence relativement volumineux et coûteux. La tête de mesure représentée est munie d'une signalisation analogique. Le dispositif de signalisation analogique peut aussi être remplacé par un système numérique, qui entre également dans le cadre de l'invention. Pour la mise en oeuvre d'une signalisation numérique, on peut simplement relier par exemple un potentiomètre ou un disque codeur à projection optique avec une pièce déplaçant l'aiguille de la tête de mesure. On a représenté schématiquement à la figure 2 un premier mode de réalisation, d'une tête de mesure conforme à l'invention dans sa conception fondamentale. La force de traction à mesurer et à indiquer P est transmise par une tige de traction (6) et un couteau (7) à un levier inférieur (8) qui prend appui par l'intermédiaire d'un support à couteau (9) sur le bâti fixe (10) de la tête de mesure. Le couteau (7), comme représenté par la double flèche (A),estdéplaçable horizontalement, de manière à pouvoir absorber les erreurs de rapport mineures du dispositif à levier de la balance intercalé et disposé dans le soubassement (5) (voir figure 1), auquel est liée l'autre extrémité de la tige de traction (6).Le levier inférieur (8) est couplé par l'intermédiaire d'une suspension de traction (11) à un levier médian (12) qui prend appui par l'intermédiaire d'un couteau (13) sur le support (coussinet) (14). Le levier inférieur (8) et le levier médian (12) forment ensemble le dispositif de levier de la tête de mesure. Le couteau (13) et le support (14) sont déplaçables sur leur support horizontalement de manière telle que le rapport de transmission du dispositif constitué par les leviers (8) et (12) puisse être modifié. Ainsi des forces à mesurer P de 4 à 40 kg peuvent être maitrisées de manière telle que le domaine des forces s'appliquant à un autre couteau (15) du levier (12) soit toujours identique. Par la disposition du dispositif à levier composé des leviers (8) et (12), modifiable dans son rapport de transmission, disposé dans la tête de mesure (3) on peut également maitriser un domaine nettement plus grand de forces de traction appliquéegUedans les autres réalisations. Comme indiqué en outre à la figure 2, le levier médian (12) est relié de manière habituelle à un dispositif amortisseur (16). Par l'intermédiaire d'une tige de pression (17) on transmet la force du couteau (15) au couteau (18) d'un levier d'entraînement (19), qui est relié fixement au bâti par l'intermédiaire d'un roulement (21) ou par toute autre manière et qui porte à son extrémité opposée à celle opposée au roulement un autre couteau (22). Un ressort de mesure (23) conformé en ressort hélicoïdal est accroché au couteau (22), qui est accroché par son autre extrémité à un point fixe (24). Sur le levier d'entraî nement(l9) est montée pivotante une tige dentée (25), qui entraî- ne par l'intermédiaire d'une roue dentée ou pignon (26) l'aiguille (27), représentée également figure 1. Un poids (28) fixé à la tige dentée pivotante (25) applique la tige dentée en prise avec le pignon (26). Pour réaliser un bras de levier le plus faible possible, la tige de pression (17) et le ressort de mesure (23) sont disposés le plus près possible l'un de l'autre, de manière que seulement des forces très faibles agissent sur le roulement (21) fixe du levier d'entraînement (19), ce qui favorise le fonctionnement précis du système de mesure. En fonctionnement la force à mesurer P agit sur les pièces fonctionnelles décrites de la tête de mesure et est traduite en mesure par l'aiguille (27) sur l'échelle de poids (29), visible figure 1. Toutes les pièces fonctionnelles décrites sont ici disposées dans le boîtier de la tête de mesure (3). La figure 3 représente une variante d'exécution d'une tête de mesure, qui peut être disposée comme exécution "en suspension ", c'est-à-dire que la force P y est introduite par le haut. Des parties correspondantes entre les figures 2 et 3 sont désignées par les mêmes références et ne seront plus décrites en détail. Le levier inférieur (8) de la figure 2 est remplacé dans le mode de réalisation de la figure 3 par un levier supérieur (31). La force à mesurer P transmise par le dispositif à levier de la balance est transmise par la tige de traction (6), un couteau (32), le levier supérieur (31) et une tige de pression (33) au levier médian (12). Pour l'essentiel la réalisation de la figure 3 est totalement identique à celle de la figure 2 et fonctionne de la même manière. En plus de la modification de transmission du levier (12), la transmission du levier (31) dans le mode de réalisation de la figure 3 peut être modifiée par le déplacement correspondant de l'assise (34). Ainsi la capacité d'adaptation du système de la figure 3 est considérablement améliorée pour une force à mesure P prédéterminée en comparaison avec le mode de réalisation de la figure 2. La figure 4 représente le principe d'une tête de mesure avec un dispositif additionnel de tarage et de réglage du zéro. Ici le ressort de mesure (23) n'est pas suspendu à un point fixe (24), mais à un levier (35) qui est monté mobile autour d'une articulation fixe (36). Le levier (35) porte une vis d'arrêt (37) qui prend appui sur une saillie (38) d'un autre levier (39) qui est également monté mobile autour de l'articulation (36). Le levier (39) trouve une butée soit sur un arrêt (41), soit sur une vis d'arrêt (42) qui est montée mobile dans un support fixe (43). A l'extrémité supérieure du levier (39) est articulée sans jeu une tige (44), qui présente à son extrémité libre une denture (45). La denture (45) vient en prise avec un pignon (46) et entraine une aiguille (47), qui se déplace sur une échelle de tarage (48) et en définitive indique la position du levier (39). Par rotation de la vis d'arrêt (42) on modifie par l'intermédiaire du levier (39) le point d'accrochage (24) du ressort (23), Cette modification assure la compensation de poids de tarage et est indiquée par les pièces décrites (44, 45, 46, 47 et 48). Le fait que ce dispositif de tarage soit mis en oeuvre pratiquement sans effort, assure une haute précision d'indication. Par rotation de la vis d'arrêt (37) dans le levier (35) on déplace également le point d'accrochage (24) du ressort de mesure (23), On réalise ainsi un réglage du zéro de l'aiguille (27), sans toucher à la valeur de tarage établie. La butée fixe (41) a pour objet essentiellement d'assurer que lors du retour de la vis d'arrêt (42) servant au dispositif de tarage, on retourne à la position exacte du zéro, telle qu'exigée par les services des poids et mesures. Pour ses éléments constitutifs et leurs fonctions, le dispositif de la figure 4 correspond au dispositif de mesure de la figure 2. La réalisation de la figure 5 correspond à celles des figures 2 à 4, mais présente toutefois en plus un dispositif de raccordement pour des poids additionnels, de manière à pouvoir étendre le domaine de mesure. Pour cela la tige de pression (17) est reliée fermement à un plateau récepteur (51), sur lequel peut s'appliquer par crabotage un contre-poids (52). Ce contre-poids (52) est normalement suspendu par un étrier de maintien (53) à l'axe de centrage (54) d'un levier coudé en équerre (55) qui s'appuie sur un élément de réglage (56) monté sur un support fixe. Dans la réalisation représentée cet élément de réglage est conformée selon un excentrique, dont la rotation entraine la montée ou la descente du têton de centrage (54) à l'autre extrémité du levier coudé (55), de maniere que le contrepoids selon le besoin puisse être descendu sur le plateau récepteur (51) ou enlevé de celui-ci à nouveau. En fonctionnement normal de pesage, le contrepoids (52) est si éloigné du plateau récepteur (51), que même dans sa position supérieure (chargement maximal de la balance) il reste encore suffisamment de jeu possible, Si on veut atteindre une zone de pesée plus grande, on incline par rotation de l'élément de réglage (56) le levier coudé (55), de manière que le contrepoids (52) agissant comme poids additionnel se place sur le plateau récepteur (51) et ramène l'indication de poids en position de zéro. L'etrier de maintien (53) du contrepoids (52) et le domaine d'inclinaison du levier coudé (55) sont calculés dé manière que, en cas de raccordement du contrepoids (52) il n'y ait plus contact entre l'étrier (53) et le téton (54). Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'inven -tion, non représenté, on peut relier le levier coudé (55) à un dispositif d'affichage, qui affiche le raccordement du contrepoids (52) et donc la modification du domaine de pesée. Dans les domaines de raccordement intervenant dans la pratique, le contrepoids (52) ne doit pas peser plus que, par exemple, 2,5 kg, alors aue les poids additionnels places dans la cabine (2) atteignaient jusqu'à présent environ 20 kg. Contrairement aux dispositifs de l'art antérieur, il n'existe plus dans les dispositifs de raccordement conformes à l'invention aucun problème de fléchissement de quelque type que ce soit, Si, conformément à un autre mode de mise en oeuvre de l'invention le contrepoids (52) est relié de manière en soi oennue E tant que contrepoids d'équilibre fixe à la tige de pression (17), on peut ainsi compenser des précharges différentes de dispositifs additionnels, comme par exemple des récipients de pesage, des bandes transporteuses ou autres, On récapitulera maintenant les avantages essentiels de l'invention, La force à mesurer peut être produite par un ressort unique, qui agit aussi bien pour l'ensemble du domaine de mesure que également pour la tare additionnelle et le réglage du zéro.La force à mesuer du ressort et donc le ressort lui-même peuvent être maintenus aussi petits que possible, de manière à ce qu'il en résulte pour la tête de mesure des éléments constitufifs légers, épargnant le coût et l'encombrement. Les dispositifs additionnels pour le raccordement de poids additionnels, le tarage et l'adaptation au dispositif à levier de la balance sont globalement intégrés dans la tête de mesure et sont dans une zone de faibles différences de traction. Ainsi la cabine jusqu'alors traditionnellement encombrante peut être évitée entre le dispositif de pesée habituel et la tête de mesure. I1 suffit de disposer entre ces éléments une simple colonne, qui supporte la tête de mesure et dans laquelle se déplace la tige de traction (6), Contrairement aux réalisations connues de tête de mesure ses éléments fonctionnels conformément à l'invention sont fixés sur un bâti spécial et non à un véritable boitier de tête de mesure. Ainsi on peut conformer un boitier additionnel de manière particulièrement légère et par exemple en matière synthétique, REVENDICATIONS 1. Tête de mesure, en particulier tête de mesure à affichage circulaire, pour balances mécaniques comportant un boitier et un dispositif à levier disposé dans le boitier, destiné à transmettre la charge, dispositif auquel est reliée et entrainée par adhérence une branche d'entraînement à bras unique, chargée d'un ressort de mesure, en vue d'opérer une mesure de poids, caractérise en ce que le le dispositif à levier de la tête de mesure com- porte un levier principal à deux bras (12), dont l'axe de rotation (13) lié au boîtier est déplaçable de manière à modifier le rapport de transmission - l'un des bras du levier principal (12) reçoit la force à mesurer (P) - l'autre bras du levier principal (12) prend appui par l'intermédiaire d'une bielle de pression (17) par le dessous sur le levier de transmission (19) disposé sur lui les points d'action (18, 22) de la bielle de pression (17) et du ressort de mesure (23) sur le levier de transmission (19) sont rapprochés le plus possible l'un de l'autre. 2. Tête de mesure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif à levier comporte un levier d'ari- vée (8) monté sur le levier principal, dont le couteau d'arrivée (7) recevant la force à mesurer (P) est mobile selon un déplacement fin 3. Tête de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au levier principal (12) est associé un levier à deux bras (31) disposé au dessus de lui, par lequel une force (P) à mesurer dirigée vers le haut peut être transmise par l'intermédiaire d'une tige de pression (33) à l'un des bras du levier principal (12). 4. Tête de mesure selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'axe de rotation du levier (31) est déplaçable. 5. Tête de mesure selon l'une quelconque des revendications de 1 à 4, caractérisée en ce que le ressort (23) chargeant le levier d'entrainement (19) met en prise un dispositif de tarage (42) au niveau du point d'articulation (24) lié au boitier et que la valeur de tarage utilisée est affichée sur un dispositif à échelle (47, 48) disposé dans le boitier (3) de la tête de mesure. 6. Tête de mesure selon l'une quelconque des revendications de 1 à 5, caractérisée en ce que le ressort (23) chargeant le levier d'entrainement (19) met en prise au niveau du point d'articulation (24) lié au boitier un dispositif (37) de réglage du zéro. 7. Tête de mesure selon l'une quelconque des revendications de 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un dispositif (55, 56) de raccordement de poids additionnels (52) pour étendre le domaine de pesée.