Brevet FR2517825A1 — publié le 19830610

La présente invention se rapporte à une balance électronique équipée d'un système de guidage parallèle pour son récepteur de charges, d'un levier de démultiplication et dotée d'un élément d'accouplement entre ledit récepteur de chargées et ledit levier de démultiplication, pour transmettre des forces verticales. Des balances de ce type sont connues et décrites, par exemple, dans le brevet DE-2 621 483 ou bien, dans une autre forme de réalisation, dans le modèle d'utilité allemand DE-80 08 791 Dans ces balances, on utilise en guise d'élément d'accouplement entre le récepteur de charges et le levier de démultiplication de minces bandes de serrage (modèle d'utilité DE-80 08 791) ou des bandes de tôle qui présentent en un ou plusieurs endroits une réduction de section réalisée l S par estampage, par découpage ou par décapage (brevet DE-2 621 483) Ces pièces sont toutefois très critiques à la manipulation et au montage Les plus petits écarts de-planéité de l'élément d'accouplement ou de parallélisme des surfaces de montage suffisent pour provoquer un gauchissement de l'élé- ment d'accouplement lors du montage Cela peut entraîner, par exemple, une variation du point efficace d'application de forces au moment de la charge, ce qui fait que le bras effi- cace du levier de démultiplication se modifie en fonction de la charge Cependant, même lorsque la bande d'accouplement est plane et que les surfaces de montage sont parallèles, l'élément d'accouplement peut se gauchir au montage à cause du couple de rotation des vis de fixation et, dans les cas extrêmes, accuser une cambrure semblable à celle d'une gre- nouille. La présente invention a par conséquent pour objet d'éviter les inconvénients précités propres à des éléments classiques d'accouplement dans des balances électroni- ques, et en particulier de proposer un élément d'accouplement dont le montage ne soulève aucune difficulté et qui puisse, à l'état monté, transmettre des forces d'une manière répéti- tive et satisfaisante, c'est-à-dire reproductible. Selon les caractéristiques essentielles de l'invention, l'élément d'accouplement consiste en une barre ronde qui, à proximité de chacune de ses'extrémités, présente un rétrécissement également circulaire. Les deux rétrécissements donnent naissance à deux zones d'articulation définies, ce qui permet de compenser de faibles écarts de parallélisme des surfaces de montage. Du fait de la section ronde continue, le problème de la planéité de l'élément d'accouplement ne-j oue plus aucun rôle. La fabrication de cet élément d'accouplement de section circu- laire est également aisée, car il s'agit d'un organe purement rotatif. Commodément, le diamètre de l'élément d'accou- plemént dans la région du rétrécissement est environ égal à 1/6 du diamètre de la région non rétrécie Ce dimensionnement confère à l'élément d'accouplement une rigidité suffisante entre les zones amincies, sans augmenter d'une manière trop importante la masse de cet élément d'accouplement Commodément, la transition entre la section pleine de l'élément d'accouple- ment et sa section rétrécie a lieu progressivement, de manière à éviter des effets d'entaille. Avantageusement, l'élément rond d'accouplement est fixé à ses deux extrémités, entre une gorge prismatique et une plaque rectiligne Cela permet de maintenir l'élément d'accouplement d'une manière sûre dans sa position et aucun gauchissement ne peut êtretransmis à cet élément d'accouple- ment par le couple de rotation des vis de fixation lors du montage. Du fait de la cinématique de la balance, c'est normalement surtout le rétrécissement de la bande d'accouplement situé du côté du levier de démultiplication qui est sollicité à la flexion C'est pourquoi ce rétrécisse- ment est avantageusement réalisé plus mince et/ou plus long, si bien que la rigidité flexionnelle de ce rétrécissement est plus faible que la rigidité flexionnelle du rétrécissement qui se trouve du côté du récepteur de charges. Une protection particulièrement bonne des rétrécissements de l'élément d'accouplement peut être obtenue lorsque, au voisinage desdits rétrécissements, cet élément d'accouplement est entouré par un tube protecteur qui est fixé d'un côté audit élément dans la région du diamètre intégral de'ce dernier et qui, de l'autre côté, est légère- ment évasé de manière à entourer à cet endroit ledit élément d'accouplement avec un faible espacement dans la région de son diamètre intégral Ce tube protecteur empêche ainsi une trop grande flexion du rétrécissement mince, aussi bien lors de la fabrication de la balance que lorsque l'élément d'accouplement est soumis à une éventuelle contrainte de flambage dans la balance dont la fabrication est achevée. L'élément rond d'accouplement présente dans toutes les directions la même rigidité flexionnelle Au cas o, en présence de balances très sensibles, il s'avérerait nécessaire de réduire encore davantage la rigidité flexion- nelle dans l'une des directions dans laquelle il se produit lors du pesage une sollicitation à La flexion, on ménage commodément dans la région du rétrécissement une petite zone supplémentaire qui, obtenue par enlèvement de matière (par exemple par meulage) et située sur des côtés opposés, présente une moindre rigidité flexionnelle dans ladite direction dans laquelle se produit la sollicitation à la flexion lors du pesage. L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nul- lement limitatifs et sur lesquels la figure l est une coupe verticale fragmentaire d%'une balance électronique; la figure 2 est une élévation fragmentaire à échelle agrandie représentant la partie supérieure de l'élément d'accouplement de la figure l; la figure 3 est une coupe fragmentaire d'une autre forme de réalisation dudit élément d'accouplement; la figure 4 est une élévation latérale fragmen- -taire d'une autre variante de réalisation de cet élément d'accouplement; la figure 5 est une coupe transversale de l'élément d'accouplement dans le plan V-V de la figure 4; et la figure 6 est une vue fragmentaire en plan illustrant la fixation dudit élément d'accouplement sur le levier de démultiplication. La balance électronique de la figure 1 comporte une partie de support l solidaire du bâti et sur laquelle un récepteur de charges 2 est mobile verticalement grâce à deux bras articulés 4 et 5 présentant des zones d'articulation 6. Dans sa région supérieure, le récepteur de charge supporte un plateau de charge 3 pour recevoir la matière à peser et, par l'intermédiaire d'un élément d'accouplement 9, il transmet au bras le plus court d'un levier de démultiplication 7 la force correspondant à la masse de ladite matière Le levier de démultiplication 7 est monté sur la partie de support 1 -au moyen d'un joint élastique 8 à croisillons La force de compensation s'exerce sur le bras le plus long du levier 7 et, dans cet exemple, une bobine il et un mécanisme 10 à - aimant permanent engendrent une force électromagnétique de compensation Le dispositif électronique de réglage associé n'est pas illustré, car il est universellement connu et n'est pas essentiel pour la présente invention. A la place de la force électromagnétique de compensation, cette force de compensation peut aussi, par exemple, être engendrée par un organe élastique dont la dévia- tion est détectée par des jauges extensométriques et est transformée en un signal électrique Ce procédé est lui aussi universellement connu, si bien qu'il n'appelle aucun commen- taire détaillé dans le présent mémoire. L'élément d'accouplement 9 consiste en une barre ronde qui, à proximité de ses extrémités supérieure et inférieure, respectivement, présente un rétrécissement circu- laire 12 ou 13 Ces rétrécissements donnent chacun naissance à une zone de plus petite rigidité flexionnelle-et ces zones forment les régions d'articulation proprement dites de l'élé- ment d'accouplement Des détails de réalisation ressortent de la figure 2 sur laquelle la partie supérieure de l'élément d'accouplement 9 est représentée en élévation à échelle agrandie La barre ronde présente dans sa partie haute une zone de diamètre non rétréci,ou diamètre intégralqui est prévue pour la fixation sur le levier de démultiplication 7 Cette zone est suivie par une zone de transition 14 dans les limites de laquelle le diamètre décroît progressivement - Vient ensuite la zone du rétrécissement 12, qui est de petit diamètre au moins approximativement constant Dans une seconde zone de transition 15, le diamètre augmente à nouveau jusqu'à redevenir le diamètre intégral de la barre ronde. Le rétrécissement inférieur 13, non représenté sur la figure 2, est de configuration correspondante Les dimensions de l'élément d'accouplement et des rétrécissements sont fonction du gabarit, de la charge maximale et de la résolution de la balance Dans ce cas, l'élément d'accouplement doit, d'une part, être le plus robuste possible pour être d'une manipula- tion facile lors du montage et pour pouvoir aussi transmettre de grandes forces sans être endommagé lorsqu'il est, par exemple, soumis à des chocs D'autre part, cet élément d'accouplement doit être le plus souple possible à la flexion, de manière à transmettre au système de pesée des forces de réaction les plus petites possibles lorsqu'il se produit une flexion due à des tolérances de certaines-pièces ou bien lorsque la partie mobile de la balance dévie de sa position d'oscillation de consigne -En guise de compromis à ces exi- gences contradictoires, il s'est avéré judicieux de choisir le diamètre de l'élément d'accouplement,dans la région du rétrécissement,égal à environ 1/6 du diamètre dudit élément dans sa zone restante. Dans le cas de l'agencement géométrique d'une balance tel qu'illustré sur la figure 1, dans lequel l'élément d'accouplement est en prise avec un bras très court du levier de démultiplication 7, c'est surtout le rétrécissement supé- rieur 12 qui est sollicité à la flexion lorsque la partie mobile de la balance accuse une déviation De ce fait, il est avantageux de choisir ce rétrécissement supérieur 12 sensiblement plus long que le rétrécissement inférieur 13, comme le montre la figure 1 Le même effet peut naturellement être obtenu lorsque le rétrécissement supérieur 12 est d'un diamètre plus petit que celui du rétrécissement inférieur 13. La figure 6 illustre la fixation de l'élément d'accouplement 9 sur le levier de démultiplication 7 Ce levier 7 comporte une gorge 17 prismatique ou triangulaire dans laquelle l'élé- ment aiaccouplement 9 est inséré au montage et ainsi maintenu fermement en place latéralement On monte ensuite une plaque rectiligne 16 qui est serrée latéralement par vissage avec deux vis 18 à côté de l'élément d'accouplement Grâce à ce type de fixation, aucun couple de rotation ne peut être trans- mis audit élément d'accouplement au moment du montage. La figure 3 illustre une autre forme de réali- sation de l'élément d'accouplement, qui est dotée d'un tube protecteur supplémentaire Cette figure représente par une coupe à échelle agrandie la zone entourant un rétrécissement. -Un tube protecteur 20 est fixé par l'une 21 de ses extrémités à l'élément d'accouplement, par exemple par collage ou par soudage au laser De là, il se prolonge au-delà de la zone du rétrécissement 12 jusque dans la région dans laquelle l'élément d'accouplement présente de nouveau son diamètre intégral Dans cette région 22, le tube protecteur est légère- ment évasé, ce qui donne naissance à cet endroit à un mince -intervalle circonférentiel entre ledit élément d'accouplement et ledit tube protecteur On évite ainsi une trop forte contrainte de flexion de la zone rétrécie de l'élément d'accouplement, sans pour autant entraver sa liberté de mouve- ment en présence des petites flexions qui se produisent lors de l'activité normale de pesage. Naturellement, il est aussi possible de protéger l'élément d'accouplement du flambage, dans la balance achevée, sans avoir recours à ce tube protecteur A cet effet, le récep- teur de charge 2 de la figure 1 peut, par exemple, comporter des nervures horizontales avec un trou vertical par lequel passe l'élément d'accouplement. Les figures 4 et 5 montrent une autre variante de réalisation de l'élément d'accouplement 9 Dans ce cas, en plus du rétrécissement circulaire 12, est ménagée par meulage en des endroits mutuellement opposés une petite zone 19 (figure 4) qui, comme le montre la figure 5, ne présente plus une section ronde Dans ces conditions, ce rétrécisse- ment 12 est d'une rigidité flexionnelle particulièrement petite dans la direction déterminée par-les méplats Certes,. cela rend de nouveau sensiblement plus difficile la manipu- lation de l'élément d'accouplement, mais, lorsque la souplesse à la flexion de cet élément doit satisfaire à des exigences particulièrement fortes, cela peut malgré tout constituer le meilleur compromis entre les exigences contra- dictoires précitées concernant ledit élément d'accouplement. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la balance électronique décrite et représentée, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Balance électronique comportant un système de guidage parallèle de son support de charges, un levier de démultiplication et un élément d'accouplement entre ledit support de charges et ledit levier de démultiplication pour transmettre des forces verticales, balance caractérisée par le fait que l'élément d'accouplement ( 9) consiste en une barre ronde qui, à proximité de chacune de ses extrémités, présente un rétrécissement ( 12; 13) également circulaire - 2 Balance électronique selon la revendication 1,caractérisée par le fait que, dans la zone du rétrécisse- ment ( 12; 13), le diamètre de l'élément d'accouplement ( 9) est égal à environ 1/6 du diamètre de sa zone restante. 3 Balance électronique selon l'une des reven- dications 1 et 2,caractérisée par le fait que la transition entre la section pleine de l'élément d'accouplement ( 9) et sa section rétrécie a lieu progressivement. 4 Balance électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que- l'élément d'accouplement ( 9) est coincé à ses extrémités entre une gorge prismatique ( 17) et une plaque rectiligne ( 16). Balance électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisée par le fait que le diamètre du rétrécissement ( 12) de l'élément d'accouplement du côté du levier de démultiplication ( 7) est plus petit que le diamètre du rétrécissement ( 13) du côté du récepteur de charges. 6 Balance électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la longueur du rétrécissement ( 12) de l'élément d'accouplement du côté du levier de démultiplication ( 7) est plus grande que la longueur du rétrécissement ( 13) du côté du récepteur de charges. 7 Balance électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que, au voisinage du rétrécissement, l'élément d'accouplement est 2517825 ' entouré par un tube protecteur ( 20) qui est fixé d'un côté ( 21) audit élément d'accouplement dans sa zone de diamètre intégral et qui, de l'autre c 8 té ( 22), est légèrement évasé de manière à entourer à cet endroit ledit élément d'accouple- ment avec un faible espacement dans sa zone de diamètre intégral. 8 Balance électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que, dans la région du rétrécissement circulaire ( 12; 13), est ménagée en plus,par enlèvement de matière sur des côtés mutuellement opposés,une petite zone ( 19) qui présente une moindre rigidité à la flexion dans la direction déterminée par les méplats.