Brevet FR2465211A1 — publié le 19810320

La présente invention se rapporte à un dispositif pour protéger des surcharges un capteur d'effort de fle- xion, notamment dans les appareils de pesée, dans lequel le capteur d'effort de flexion est fixé en porte-à-faux sur un support par une extrémité et la force à mesurer atta- que l'extrémité libre du capteur. La plage à l'intérieur de laquelle les capteurs d'effort de flexion, notamment les barres de flexion peu- vent être chargées sans détérioration au-delà d'une charge maximum prescrite est relativement étroite. Dans les barres de flexion habituelles du commerce, cette plage est située entre 30 et 150 % de la charge nominale. Dans les appareils de pesée (balances) il se produit fréquemment une surchar- ge qui peut atteindre jusqu'à dix fois ou plus la charge nominale, de sorte qu'il devient nécessaire de protéger les capteurs des surcharges ou des flexions excessives. En raison de la faible course de mesure des barres de flexion habituelles, qui représente, par exemple 0,2 à 0,5 mm pour une charge nominale de 10 kg, on ne peut réali- ser qu'avec difficulté une butée d'extrémité rigide ou fixe pour limiter la déformation en flexion de la barre. D'une part, le réglage précis d'une telle butée est problémati- que, d'autre part, avec de si faibles courses, il peut se produire des perturbations du fonctionnement par simple encrassage. Pour éliminer ces difficultés, il est connu d'in- corporer en tant que sécurité à l'égard des surcharges dans l'élément d'application de la force d'une barre de flexion un ressort additionnel ou autre élément intermé- diaire élastique. Lors de la mise en charge de la barre de flexion, cet élément intermédiaire élastique s'allonge d'une distance considérablement supérieure à la course de mesure propre de la barre de flexion de sorte que l'on dispose de la possibilité de prévoir une butée fixe contre laquelle une partie déterminée du système d'application de la force bute lorsque la force introduite est supérieure 24652 Il à la charge nominale de la barre de flexion. Toutefois, ces formes connues de dispositifs de protection pour capteurs d'effort de flexion présentent les inconvénients suivants; si l'élément intermédiaire élastique, par exemple, un ressort hélicoïdal, est très faible, il est possible de prévoir, compte tenu de la plage d'allongement relativement grande que l'on peut obtenir avec cette caractéristique, une butée de surcharge qui peut être réglée de façon suffisamment précise et qui admet un jeu suffisamment grand, de sorte qu'il ne peut pas se produire de perturbations par encrassage, déforma- tion élastique ou autres modifications. La course addition- nelle due à l'utilisation d'un ressort faible apporte cependant des inconvénients relatifs à la technique de la pesée et, dans de nombreux cas, annihile l'avantage propre de la mesure presque sans mouvement que l'on réalise au moyen des capteurs d'effort de flexion. Par ailleurs, l'in- corporation d'un ressort additionnel faible dans une balan- ce exige une hauteur additionnelle, ce qui entraîne la perte de l'un des principaux avantages de la barre de fle- xion, c'est-à-dire l'obtention d'une faible hauteur d'en- combrement. Le but de l'invention est de proposer un disposi- tif de protection des surcharges du genre défini plus haut et qui, d'une part, permette un jeu suffisamment grand jusqu'à une butée fixe et, d'autre part, n'augmente pas la hauteur d'encombrement de l'ensemble, comme cela se produit avec l'interposition connue d'un élément inter- médiaire élastique relativement faible. Suivant l'invention, ce problème est résolu par les. caractéristiques suivantes: a) le support du capteur d'effort de flexion est consti- tué par un élément mobile, notamment pivotant et il est appuyé contre une première butée, fixe, sous l'effet d'une force dont le sens est opposé à celui de la force à mesu- rer; 24 65211 b) la grandeur de la force d'appui est choisie de manière que, lorsque le capteur d'effort de flexion est surchargé, le support se soulève de cette première butée en surmon- tant la force d'appui; c) il est prévu une deuxième butée, fixe, qui interdit la transmission de forces complémentaires à la barre de flexion. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, la Fig. 1 représente schématiquement un fléau d'un dispositif de pesée qui sert à appliquer une force à mesu- rer à une barre de flexion, en coupe partielle suivant la ligne 1-1 de la Fig. 2; la Fig. 2 est une vue de dessus de l'ensemble re- présenté sur la Fig. 1, dans le sens de la flèche A; la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1. Un fléau 1 en forme de fourche (Fig. 1 et 2) oscil- le sur un bâti fixe 4 au moyen de couteaux 2 et de cuvet- tes 3. Une force à mesurer P est appliquée de la façon habituelle, au moyen d'un couteau et d'une cuvette, sur l'extrémité du fléau 1 située à gauche sur les Fig. 1 et 2. Un support 7 (Fig. 3) est fixé en porte-àfaux sur un bossage 5 du bâti 4 au moyen d'une vis 6. Le support 7 comprend deux parties 9 et 10 qui sont reliées l'une à l'autre par une zone entaillée 8, la partie 9 servant au montage du support 7 en position fixe tandis que la partie supporte un capteur d'effort de flexion réalisé sous la forme d'une barre de flexion 14 que l'on décrira dans la suite. Grâce à la zone entaillée 8, la partie 10 du support peut pivoter par rapport à la partie 9 de ce sup- port en réponse à une certaine surcharge. La partie 10 du support se comporte donc en ce sens comme un levier. Dans un perçage transversal qui est prévu à l'ex- trémité libre de la partie 10 du support agissant comme 2 65211 levier est accroché un ressort de traction 11. Pour permet- tre de modifier la tension initiale du ressort, ce ressort est monté de manière à pouvoir être vissé dans un perçage fileté prévu dans le bâti 4 et il sollicite la partie 10, avec une force réglable, en appui contre une butée régla- ble 12 présentée sous la forme d'une vis qui est vissée dans un perçage fileté du bâti 4. La barre de flexion 14 précitée est fixée en porte- à-faux par une extrémité au moyen d'une vis 13, sur la partie 10 du support 7. Sur la partie 15 de la barre de flexion 14 qui fléchit sous la charge, est collée de façon classique, un extensomètre 16, qui peut être relié d'une façon connue à un dispositif électronique d'exploitation des données par l'intermédiaire de conducteurs de conne- xion. La force transmise par l'intermédiaire du fléau 1 est appliquée de bas en haut à l'extrémité libre 17 de la barre de flexion 14. L'application de la force se produit par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement rigide 18 qui est appuyé en bout sur de petites protubé- rances sphériques 19, 21 prévues respectivement dans l'ex- trémité libre 17 de la barre de flexion 14 et dans celle du fléau 1, et est enfilé à travers une ouverture du sup- port 17. Des anneaux élastiques 22, 23 servent à fixer la pièce d'accouplement 18 dans la barre de flexion et dans le fléau, respectivement. Sur le bâti 4 sont finalement prévues des butées 24 qui limitent la plage d'oscillation du fléau 1 (voir Fig. 1). Le dispositif décrit travaille de la façon suivan- te. Lors de l'application d'une force P à mesurer, le fléau 1 pivote et par l'intermédiaire de la pièce d'accou- plement 18, il repousse l'extrémité libre 17 de la barre de flexion 14 vers le haut de la barre de flexion 14 produite par cette poussée pro- voque d'une façon connue une modification de la résistance de l'extensomètre_16, modification qui est utilisée d'une façon connue pour la mesure de la force P. Le ressort 11 est soumis à une tension initiale qui correspond à une force d'appui telle que, lorsque la barre de flexion 14 est chargée dans les limites de la plage admissible, le support 7 soit appuyé rigidement et sans déplacement sur la butée fixe 12. Au contraire, si la force P est plus grande que la force admissible, le ressort 11, qui est taré de façon appropriée, cède et la partie 10 du support 7 qui se comporte comme un levier se soulève alors de la butée 12 d'une distance suffisante pour que le fléau 1 s'appuie sur les butées 24 solidaires du bâti. Ensuite, aucune force additionnelle ne peut être appliquée au sup- port 7 ni à la barre de flexion 14. L'application de la force à mesurer à la barre de flexion 14 et la flexion de cette barre vers le haut atteignent donc une limite lorsque la charge nominale de la barre de flexion est atteinte et que le ressort 11 taré en conséquence com- mence à s'allonger. A l'aide du dispositif décrit, on obtient, compa- rativement aux dispositifs de protection de surcharges connus; l'avantage essentiel consistant en ce que ce n'est qu'après le dépassement de la charge nominale, que le support 7 décrit une course qui peut être absorbée par une butée solidaire du bâti (les butées-24). Contrai- rement à ce qui se produit dans le cas des dispositifs connus de sécurité à l'égard des surcharges, dans lesquels la force à mesurer est constamment appliquée à la barre de flexion par l'intermédiaire d'un ressort faible, dans la construction suivant l'invention, n'entre en jeu qu'une déformation en flexion extrêmement réduite de la barre de flexion 14, qui conduit à des courses de l'ordre de grandeur de 0,2 à 0,5 mm. La distance séparant le fléau 1 des butées 24 est encore suffisamment grande lorsqu'est atteinte la région de surcharge pour permettre de procé- der à des ajustements correspondants et également pour être à l'abri des perturbations dues à l'encrassage ou autres phénomènes équivalents. Au total, le dispositif de protection des surcharges suivant l'invention n'exige 6 fr 2 i I pratiquement aucun accroissement de la hauteur d'encombre- ment. Dans le ressort 11 et contrairement à ce qu'on observe pour la barre de flexion 14, le rapport force appliquée/course est plus faible, c'est-à-dire que le ressort Il a en conséquence une caractéristique plus plate de sorte que, lorsqu'on atteint la charge maximum admissi- ble, il cède avec une grande course élastique jusqu'à ce qui le fléau 1 s'appuie sur les butées 24. Dans une variante de réalisation de l'invention, le support 7 peut constituer dans son ensemble un élément élastique, par exemple un ressort à lame et être soumis à une tension initiale de manière à s'appliquer sur la butée 12 avec la force d'appui nécessaire. Dans certaines circons- tances, on peut également obtenir ce résultat par l'élas- ticité que le support 7 en forme de barre possède en rai- son de la présence de la zone entaillée 8. Dans le cas o le support 7 possède une telle élasticité propre, on peut se dispenser du ressort 11. Dans tous ces cas, le point o le support 7 se soulève de la butée 12 est déter- miné par un réglage correspondant de la vis constituant cette butée. Dans la forme de réalisation de l'invention qui * est représentée sur les dessins, la force est appliquée à la barre de flexion 14 de bas en haut et le ressort 11 attire le support 7 vers le bas. Dans d'autres formes de réalisation, ces orientations peuvent également être interverties. 552 2 R E V E N D I C A. T I. O N S 1. Dispositi.f pour protéger des surcharges un capteur d'effort de flexion, notamment dans les dispositifs de pesée, dans lequel le capteur est fixé en porte-à-faux sur un support et la force de flexion (force à mesurer) attaque l'extrémité libre du capteur, caractérisé en ce que a) le support (7) du capteur d'effort de flexion (14) est constitué par un élément mobile, par exemple pivotant et il est appuyé contre une première butée (12), fixe, sous l'effet d'une force dont le sens est opposé à celui de la force à mesurer; b) la grandeur de la force d'appui est choisi de manière que lorsque le capteur (14) est surchargé, le support (7) se soulève de la première butée (12) en surmontant la force d'appui; c) il est prévu une deuxième butée (24) également fixe, qui interdit l'application de forces complémentaires à la barre de flexion (14). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que le support (7) est constitué par un levier et est appuyé contre la première butée (12) par un ressort (11). 3. Dispositif suivant la revendication ?, caractérisé en ce que la force d'appui du ressort (11) est réglable. 4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la position de la première butée (12) est réglable. 5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le support (7) comprend deux parties (9, 10) articulées l'une à l'autre par une zone entaillée (8) l'une de ces parties étant tenue en- position fixe tandis que l'autre supporte le capteur (14) et-est appliquée contre la première butée (12) sous l'effet de la force d'appui. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le support (7)lui même est constitué par un éléioent élastique qui est appliqué contre la première butée (12) en exerçant une force d'appui. 7. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la deuxième butée (24) est située 24652 11 dans la zone de pivotement d'un fléau (1) qui applique la1 force à mesurer au capteur d'effort de flexion.(14),