Brevet FR2431689A1 — publié le 19800215

La présente invention a essentiellement pour obJet un dispositif capteur de force destiné à équiper par exemple les balances utilisées dans le commerce pour indiquer le poids et le prix d'une marchandise. on connaît déj8 des balances dont le plateau est supporté par un ensemble formant parallélogramme articulé dont la déformation est mesurée par un capteur susceptible d'indiquer sur un cadran la valeur du poids et du prix de la marchandise vendue. Nais l'ensemble formant parallelogramme articulé constitue une mécanique compliquée et encombrante. I1 a donc été proposé des dispositifs capteurs qui à eux seuls remplissent les fonctions assurées par le parallb- logramme articulé précité et son capteur associé. Ces capteurs étaient constitués par un bloc se présentant par exemple sous la forme tu'un cadre dont les côtés comportent des évidements en regard desquels sont prévus des organes détecteurs, par exemple des Jauges de contrainte , permettant de mesurer la déformation du cadre sous l'effet de la force due à la marchandise placée sur un plateau solidaire du cadre. Mais de tels capteurs étaient motteux, et le découplage mécanique demeurait difficile. le même inconvénient se retrouve dans les blocs évidés formant capteurs et qui ont été proposés depuis. La présente invention propose un capteur de force ne comportant pas les inconvénients ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour obJet un dispositif capteur de force du type comprenant un bloc métallique évidé asrinilable au moins approximativement à un pseudo-articulé, et équipé d'au moins un organe détecteur de la force appliquée sur ledit bloc, caractérisé en ce qu'un élément de traction ou de compression, agissant sur l'organe détecteur précité, est rapporté dans une partie évidée du bloc de façon à constituer le lieu géométrique des centres de rotation de déformation dudit bloc. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément précité de traction et de compression exerce une précontrainte sur l'organe détecteur précité et compense automatiquement par son fluage propre le fluage de la partie supportant 1' organe détecteur. On notera encore que, suivant l'invention, l'élément de traction ou de compression réalise une compensation automatique de la déformation thermique d'au moins la partie supportant l'organe de détection précité. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, l'élément précité est un élément allongé formant lien flexible ou rigide qui peut revêtir par exemple la forme d'une tige, d'un câble, d'un ruban, ou d'un tube contenant une tige ou un câble, ou analogue. Selon une autre caractéristique de l'invention, un apport de matière modifiant sélectivement la rigidité du bloc est fixé sur la surface externe dudit bloc et sensiblement au droit d'au moins une section amincie dudit bloc. Cet apport de matière est avantageusement constitué, selon l'invention, par une plaquette métallique fixée intime- ment sur le bloc, par exemple par collage, soudage ou analogue, laquelle plaquette comporte de préférence des parties détachables. L'invention vise également les appareils de mesure d. force, tels que par exemple les balances ou les bascules équipées d'un capteur de force répondant aux caractéristiques sus-mentionnées. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaltront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 est une vue de face et en élévation d'un capteur de force selon l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus du bloc suivant la ilèche II de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective partielle et avec arrachement de la partie du bloc comportant l'élément rapporté suivant l'invention; - la figure 4 est une vue en perspective partielle et avec arrachement d'un autre mode de réalisation d'élément rapporté, et - les figures 5 e-t 6 sont des vues en coupe partielle faites respectivement suivant les lignes V-V et VI-VI de la figure 1 et illustrant les organes détecteurs. Suivant un exemple de réalisation, et en se reportant aux dessins annexés, un capteur de force conforme à l'invention et destiné à équiper par exemple une balance,coEprend essentiellement un bloc métallique évidé 1 monté en porté-à-faux par sa partie 2 sur un socle ou support (non représenté > et recevant sur sa partie 3 un plateau (non représenté) supportant la mar- chandise, ledit bloc 1 comportant un élément rapporté 4,qui sera décrit en détail plus loin. Le bloc 1 selon l'exemple de réalisation représenté,comprend quatre évidements sensiblement cylindriques5 définissant des amincissements de matière ou pseudo-articulations 6,de sorte que le bloc évidé est assimilable à un parallélogramme pseudoarticulé. Ainsi, le bloc 1 subit des déformations par flexion et/ou torsion sous l'effet de la charge imposée en 3. Ces déformations sont mesurées par des organes détecteurs 7 reliés à une filerie 8 et fixés, par exemple collés, sur la paroi 9 des évidements 3, comme on le voit bien sur les figures 5 et 6. Lesprganes détecteurs peuvent être quelconques sans sortir du cadre de l'invention et sont constitués, suivant l'exemple représenté, par des jauges de contrainte. Corne on le voit clairement sur les figures 1, 3 et 4, la matière du bloc 1 entre les quatre évidements 5 forme deux parties espacées 10 et Il entre lesquelles est fixé l'élément rapporté 4 par soudage ou tout autre moyen approprié. L'élément 4 est fixé dans le bloc 1 de telle sorte qu'il constitue, suivant l'invention, le lieu géométrique des centres de rotation de déformation dans'tous les sens dudit bloc, laquelle déformation est évidemment fonction de la force exercée en 3 sur le bloc. il est essentiel de noter ici que l'élément rapporté 4 est ainsi agencé dans le bloc 1 qu'il exerce une traction sur les parties 10 et 11et une précontrainte sur l'organe détecteur 7, et qu'il compense automatiquement par son fluage propre le fluage de la partie Il qui supporte ledit organe détecteur. En outre, l'élément de traction 4 est ainsi prévu qu'il réalise une compensation automatique de la déformation thermique de la partie n supportant l'organe détecteur 7. L'élément rapporté 4 suivant l'invention est un élément allongé qui, d'une manière générale, reveut la forme d'un lien flexible ou rigide. On peut évidemment utiliser un lien en une matière appropriée quelconque et ayant des dimensions quelconques en section transversale, sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi qu'il est possible d'utiliser une tige, un ciblez un simple ruban, ou encore un ruban vrillé ou un tube. A cet égard, et comme on le voit mieux sur la figure 4, on peut, suivant un mode de réalisation, utiliser un tube 12 solidaire de la partie 11 et contenant l'élément 4 fixé entre ledit tube et la partie 10 du bloc. Ainsi, en utilisant des matières à coefficient de dilatation différent pour l'élément 4 et le tube 12, on peut obtenir une compensation par dilatation thermique différentielle. Suivant l'invention, et comme on le voit bien sur la figure 2, un apport de matière, par exemple une plaquette métallique 13,est fixé, par exemple soudé ou collé, sur la paroi supérieure 14 du bloc 1, au droit d'une section amincie 6 dudit bloc. La plaquette 13 comporte de préférence des parties ou bandes détachables 15. A cet effet, on peut prévoir dans la plaquette 13 des lignes d'entaillage telles que 16. Une telle plaquette permet avantageusement, par enlèvement des bandes détachables 15, de modifier sélectivement la rigidité du bloc 1 et de parfaire l'équilibrage. Une telle plaquette présente l'avantage de pouvoir être fixée sur n'impor- te quel métal constituant le bloc 1, et évite un enlèvement de matière par grattage ou analogue au niveau des parties amincies 6, comme on le faisait auparavant. On a donc réalisé, suivant l'invention, un capteur de force comportant un élément rapporté 4,sur la matière et les dimensions duquel on peut Jouer afin qu'il remplisse les fonctions qui ont été décrites prEcédesment. On ajoutera ici que la forme du bloc 1 telle que représentée sur les dessins ne constitue que l'un des modes de réalisation possibles de la présente invention, lequel bloc est généralement parallélépipédique et peut hêtre défini plus préci sément comme comportant des evidements cylindriques traversants 5 et communiquant par des fentes 20 qui elles-mêmes communiquent avec un évidement intermédiaire sensiblement central 21 définissant les deux parties 10 et Il précitées qui sont en porte-i- faux et dont les extrémités se terminent par des languettes 22 entre lesquelles est fixé l'élément rapporté 4. Mais encore une fois, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Dispositif capteur de force , destiné à équiper un appareil de mesure de force tel que par exemple une balance ou une bascule et du type comprenant un bloc évidé assimilable au moins approximativement à un parallélogramme pseudoarticulé, et équipé d'au moins un organe détecteur de la force appliquée sur ledit bloc, caractérisé en ce qu'un élément de traction ou de compression, agissant sur l'organe détecteur précité, est rapporté dans une partie évidée du bloc de façon à constituer le lieu géométrique des centres de rotation de déformation dudit bloc. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément précité de traction ou de compression exerce une précontrainte sur l'organe détecteur précité et compense automatiquement par son fluage propre le fluage de la partie supportant l'organe détecteur précité. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément précité de traction ou de compression réalise une compensation automatique des déformations thermi- ques d'au moins la partie supportant l'organe détecteur précité. 4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément précité est un élément allongé formant lien flexible ou rigide, tel que par exemple une tige, un cible, un ruban, un tube renfermant une tige ou un câble, ou analogue. 5.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, sur la surface externe du bloc et sensiblement au droit d'au moins une section amincie dudit bloc, est fixé un apport de matière modifiant sélectivement la rigidité dudit bloc. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'apport de matière précité est constitué par une plaquette métallique fixée intimement sur le bloc, par exemple par collage, soudage ou analogue, laquelle plaquette comporte de préférence des parties détachables. 7.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bloc précité est un bloc généralement parallélépipédique comportant des évidements cylindriques traversants (5) et communiquant par des fentes (20) qui, elles-mêmes, communiquent avec un évidement intermédiaire (21) définissant deux parties en porte-à-faux (10, 11) dont les extrémités se terminent par des languettes (22) entre lesquelles est fixé l'élément rapporté précité (4). 8.- Appareil de mesure,tel que par exemple balance ou bascule, équipé d'un dispositif capteur de force selon l'une des revendications 1 à 7.