Brevet FR2524637A1 — publié le 19831007

L'invention concerne les appareils permettant de mesurer des forces L'invention concerne par exemple les appareils permettant de mesurer des pressions par l'intermé- diaire de forces dues à ces pressions De tels appareils servent notamment à mesurer la pression de l'air qui se trouve à l'inté- rieur des enveloppes de pneumatiques Ces appareils comportent en général des ressorts qui s'appuient sur des pistons o s'exerce la pression à mesurer, les ressorts permettant de mesurer la force due à l'action de la pression sur les pistons. L'étalonnage de ces appareils est délicat à effectuer car il est nécessaire de démonter au moins une pièce à plusieurs reprises lors de cet étalonnage, qui nécessite ainsi des tâtonnements successifs Les appareils de mÈure connus conduisent donc à des étalonnages qui occasionnent des réglages imparfaits, des pertes de temps et par suite des coûIts de main-d'oeuvre élevés. Le but de l'invention e$t de résoudre ces inconvénients. En conséquence l'appareil conforme à l'invention permettant de mesurer des forces est caractérisé par les points suivants: a) il comporte un ressort hélicoïdal disposé dans un corps; b) il comporte une pièce mobile dans le corps et soumise à l'action de la force à mesurer, cette pièce étant en contact avec une extrémité du ressort c) il comporte des moyens permettant de visualiser la corrélation entre la paeition de cette pièce dans le corps et la valeur de la force d) il comporte une pièce, dite douille de réglage, comportant un filetage extérieur susceptible de se visser dans un filetage intérieur du corps, cette douille étant en contact avec l'autre extrémité du ressort; 2 - e) la douille de réglage comporte un filetage intérieur dans lequel est susceptible de se visser le ressort hélicoïdal; f) les filetages extérieur et intérieur de la douille ont le même pas. L'invention concerne également les ensembles constitués par l'appareil conforme à l'invention et par les moyens permet- tant de régler les portions de la douille de réglage et du ressort. L'exemple qui suit ainsi que les figures schématiques du dessin corresoondant à cet exemple sont destinés à illustrer l'invention et à en faciliter la compréhension sans toutefois en limiter la portée. Sur le dessin: la figure 1 représente en coupe un appareil de mesure et un ensemble conformes à l'invention, la coupe étant effectuée le long de l'axe du ressort ae cet appareil; la figure 2 représente vue de face une extrémité du ressort de l'appareil représenté à la figure 1; la figure 3 représente en coupe deux positions de l'appareil et de l'ensemble représentés à la figure 1, au cours de deux opérations de réglage, ces deux positions étant séparées par l'axe du ressort de cet appareil, la coupe étant effectuée le long de cet axe. On voit à la figure 1 un appareil de mesure 1 conforme à l'invention Cet appareil 1 comoorte un ressort hélicoïdal 2 p- disposé dans un corps 3 Le pas/des spires utiles du ressort 2 varie en fonction de la force appliquée sur ce ressort, cette force étant symbolisée par la flèche F, mais ce pas est constant pour une force donnée XX' représente l'axe du ressort 2. L'extrémité 4 du ressort 2 est en contact avec une pièce 5 mobile dans le corps 3 et soumise à l'action de la force F. Cette pièce 5 est par exemple un piston qui se déplace dans le corps 3 sous l'action de la force F L'appareil 1 comporte des moyens connus qui permettent de visualiser la corrélation entre la position du piston 5 dans le corps 3 et la valeur de la force F. Ces moyens 6 comportent par exemple une crémaillère 7 qui entraîne en rotation une roue dentée 8 autour d'un axe fixe 9 La rotation de la roue 8 permet de faire pivoter -3- une aiguille sur un cadran en fonction de la position du piston 5 dans le corps 3, c'est-à-dire en fonction de la distance x oui sépare le piston 5 d'un point fixe du corps 3, par exemple son extrémité 10 Dans un but de simplification l'aiguille et le cadran ne sont pas représentés sur le- dessin La position du piston 5 dans le corps 3, c'est-à-dire la distance x, varie en fonction de la force F, c'est-à-dire que la position de l'aiguille sur le cadran varie en fonction de la force F. La force F est par exemple obtenue par l'action de la pression d'un fluide A, notamment d'un gaz, sur la face 11 du piston 5 opposée au ressort 2 Dans ce cas les moyens 6 précédem- ment mentionnés permettent de visualiser la corrélation entre la position du piston 5 et la pression du fluide h, le cadran, s'il est utilisé, étant alors gradué en unités de pression, par exemple en'bars. L'autre extrémité 12 du ressort 2 est en contact avec une pièce 13, dite douille de réglage, comportant-un filetage extérieur 14 susceptible de se visser dans un filetage intérieur du corps 3 La douille de réglage 13 comporte un filetage intérieur 16 dans lequel est susceptible de se visser le ressort 2 Les filetages 14, 15, 16 ont le même pas Pl, ce pas Pl étant égal au pas du ressort lorsqu'il est déformé sous l'action d'une forcedéterminée F 1 Les spires utiles du ressort sont situées entre la douille 13 et le piston 5 La douille 13 peut se visser dans le corps-3 grâce à une clé amovible 17 que l'on met au contact de la douille 13 au moment des réglages. Pour entrainer la douille 13 en rotation, la clé 17 comporte par exemple des tenons 170 Qui pénètrent dans des évidements correspondants 130 de la douille 13 Pour que le ressort 2 se visse ou se dévisse dans le filetage intérieur 16 de la douille 13, il suffit d'utiliser des moyens permettant de bloquer le ressort 2 pendant que l'on visse ou dévisse la douille 13 dans le corps 3 Ces moyens sont réalisés par exemple avec une clé amovible 18 aue l'on peut déplacer axialement à l'intérieur de la clé 17 qui a alors la forme d'un cylindre creux Cette clé 18 comporte par exemple une gorge 19 dans laquelle peut venir se loger une portion 20 de l'extrémité 12 du ressort 2, cette portion 20 étant obtenue par exemple en pliant l'extrémité 4 - du fil constituant le ressort 2, ce pli étant réalisé vers l'intérieur du ressort, comme représenté à la figure 2 L'appareil 1 e: les clés 17, 18 constituent l'ensemble 100. Le réglage de l'appareil 1 est effectué de la manière suivante On visse une extrémité du ressort 2 dans la douille 13, grâce au filetage 16, on visse ensuite la douille 13 dans le corps 3, grâce aux filetages 14, 15, les spires utiles du ressort 2 étant disposées du côté du piston 5 On applique ensuite sur le ressort 2 par l'intermédiaire du piston 5 la force F 1 prédéterminée et étalonnée, les spires utiles du ressort 2 ayant ainsi le pas Pl identicue au pas des filetages 14, 15, 16. On règle ensuite la distance xi du piston 5, par rapport à l'extrémité 10, en vissant ou dévissant la douille 13 dans le corps 3 sans bloquer le ressort 2 avec la clé 18 La distance x 1 est déterminée de façon à ce que l'aiguille sur le cadran coïncide avec la graduation correspondant à la force Fi l On applique ensuite sur le ressort 2 une deuxième force étalonnée F 2 On bloque alors le ressort 2 avec la clé 18 et on règle la distance x 2 du piston 5 par rapport à l'extrémité 10 en vissant ou dévissant la douille 13 dans le corps 3 La distance x 2 est déterminée de façon à ce que l'aiguille sur le cadran coïncide avec la graduation correspondant à la force F 2 Etant donné que le ressort 2 est bloqué lors de cette deuxième opération de réglage, on modifie le nombre de spires utiles du ressort 2 qui se visse ou se dévisse dans le filetage 16 au cours de cette deuxième opération, ces spires utiles ayant alors un pas P 2 différent de P 1 Grâce au choix du pas P, la distance x 1 correspondant à la force F 1 reste inchangée malgré cette deuxième opération de réglage La position de l'appareil 1 et de l'ensemble 100 à la fin de chacune des deux opérations de réglage précitées est représentée à la figure 3 Etant donné Cue la relation entre la force F et la distance x est linéaire dans le domaine de forces F considéré, l'étalonnage avec les deux forces F 1, F 2 garantit une mesure correcte pour tout ce domaine de forces L'étalonnage de l'appareil 1 s'effectue de façon très simple, sans démontage intermédiaire et sans tâtonnement d'oà un coût de main-d'oeuvre réduit Le centrage du ressort 2 pendant ces réglages et pendant le fonctionnement -5- de l'appareil 1 est obtenu par exemple grâce à une pièce cylindrique 21 disposée à l'intérieur du ressort 2 (figure 1). Lorsqde l'étalonnage de l'appareil est terminé, on peut, si on le désire, utiliser des moyens connus pour éviter cue cet appareil se dérègle pendant son utilisation, ces moyens permet- tant par exemple de bloquer la douille de réglage pour empêcher ses déplacements dans le corps. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit. -6- REVENDICATIONS 1 Appareil permettant de mesurer des forces caractérisé par les points suivants: a) il comporte un ressort hélicoïdal disposé dans un corps; b) il comporte une pièce mobile dans le corps et soumise à l'action de la force à mesurer, cette pièce étant en contact avec une extrémité du ressort; c) il comporte des moyens permettant de visualiser la corrélation entre la position de cette pièce dans le corps et la valeur de la force; d) il comporte une pièce, dite douille de réglage, comportant un filetage extérieur susceptible de se visser dans un filetage intérieur du corps, cette douille étant en contact avec l'autre extrémité du ressort; e) la douille de réglage comporte un filetage intérieur dans lequel est susceptible de se visser le ressort hélicoïdal; f) les filetages extérieur et intérieur de la douille ont le même pas. 2 Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pièce mobile soumise à l'action de la force à mesume est un piston. 3 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant de bloquer le ressort. 4 Appareil selon la revendiotion 3 caractérisé en ce que ces moyens sont constitués par une extrémité pliée du ressort. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant de centrer le ressort dans le corps. 6 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le pas des filetages extérieur et intérieur de la douille est égal au pas du ressort lorsqu'il est soumis à l'action d'une force déterminée utilisée pour l'étalonnage. 7 Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'il permet de mesurer la pression d'un fluide par l'intermédiaire de la force due à cette pression. 7- 8 Ensemble constitué par un appareil conforme à l'une quelconque des revendications I à 7 et par des moyens permettant de régler les positions de la douille de régiale et du ressort dans le corps. 9 Ensemble selon la revendication 8 E caractérisé en ce que ces moyens comportent une clé amovible susceptible d'entraî- ner la douille en rotation et une clé amovible de verrouillage susceptible de bloquer le ressort,ou sont constitués de ces clés. Ensemble selon la revendication 9 caractérisé en ce cue la clé de verrouillage coulisse à l'intérieur de la clé amovible susceptible d'entraîner la douille en rotation, cette clé amovible d'entraînement en rotation ayant la forme d'un cylindre creux.