Brevet FR2540243A2 — publié le 19840803

FR 2540243 A2 19840803 FR 8301550 A 19830201 La présente invention concerne des perfectionnements au récepteur de charge à parallélogramme déformable selon le brevet principal. On a décrit dans le brevet principal un récepteur de charge â parallélogramme déformable, destiné plus particulièrement à être utilisé dans des balances à usage commercial. Le récepteur de charge décrit dans le brevet principal comprend un montant fixe solidaire d'un bâti, un montant chargé solidaire d'un plateau porte-charge et deux bras articulés sur les montants pour former avec eux un parallélogramme déformable, et dans lequel l'ensemble des deux montants et des deux bras est réalisé par une structure monobloc, munie d'étranglements qui définissent les articulations du parallélogramme déformable, tandis qutun transducteur de charge est prévu pour détecter la déformation du parallélogramme sous l'effet de la charge appliquée sur le plateau, le transducteur comprenant quatre séries d'enroulements de fil de jauge pré-tendu disposées chacune obliquement entre les deux montants ou entre les deux bras du parallélogramme de manière à former deux séries d'enroulements dont les brins principaux sont tendus et deux séries d'enroulements dont les brins principaux sont comprimés sous l'effet de la charge appliquée, les quatre séries d'enroulements étant branchées dans un montage électrique en pont. La présente invention vise à simplifier et à faciliter la fabrication d'un tel récepteur de charge et également à améliorer la stabilité de la mesure obtenue avec ce récepteur de charge. Selon la caractéristique essentielle du présent certificat d'addition, les étranglements définissant les articulations du parallélogramme déformable sont délimités chacun par deux alésages adjacents comprenant un alésage intérieur et un alésage extérieur s'ouvrant respectivement vers l'intérieur et vers l'extérieur du parallélogramme déformable. Ces alésages sont de préférence des alésages de même diamètre, mais ils peuvent, en variante, être réalisés avec des diamètres différents. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les axes des alésages intérieurs et des alésages extérieurs sont parallèles entre eux et contenus dans deux plans verticaux en sorte que les étranglements présentent, dans leur zone de flexion, une ligne neutre dont la pente est horizontale. Dans une autre variante de réalisation de l'invent ion, les axes des alésages intérieurs sont contenus dans deux plans verticaux et les axes des alésages extérieurs dans deux autres plans verticaux, en sorte que les axes des deux alésages extérieurs d'un bras soient plus proches l'un de l'autre que les axes des deux alésages intérieurs du même bras. Dans un tel mode de réalisation, la pente de la ligne neutre des étranglements est alors inclinée sur l'horizontale. Les quatre alésages intérieurs et les quatre alésages extérieurs sont avantageusement réalisés au travers d'une plaque rectangulaire d'épaisseur présentant un évidement circulaire central, cet évidement ne nécessitant pas un usinage de précision et n'étant circulaire que pour la facilité de son usinage. Un évidement carré, rectangulaire ou ovale, etc... conviendrait aussi bien. I1 en résulte alors une facilité de fabrication puisqu'il suffit de réaliser huit alésages sur la plaque au lieu de réaliser quatre alésages de plus grand diamètre et deux opérations de surfaçage, comme c'était le cas avec le dispositif du brevet principal. Il en résulte également que la contrainte maximale dans le métal ou l'alliage métallique constituant le corps a'épreuve est moins élevée, de l'ordre de moitié moins par exemple, que dans le cas des jauges de déformation. Il est encore prévu, selon le présent certificat d'addition, que les quatre séries d'enroulements sont appliquées sur les bras du parallélogramme déformable par l'intermédiaire d'éléments d'appui isolants offrant un déport pour que le fil de jauge se trouve à distance des faces verticales des bras. Dans un mode de réalisation préféré, les éléments d'appui comprennent au moins une plaquetisolante fixée,par exemple vissée ou collée, sur la face extérieure des bras, présentant une largeur supérieure à celle du bras et comportant des encoches sur son chant, aux endroits de passage des fils de jauge. Cette plaque isolante peut présenter une largeur constante, ou de préférence une largeur variable, de telle sorte que les fils de jauge ne se touchent pas aux endroits de leur croisement. I1 est en outre avantageux que l'une des plaques isolantes, de préférence celle qui se trouve sous-le bras inférieur du parallélogramme, constitue un circuit imprimé, pour la connexion des quatre séries d'enroulements. En variante, chaque élément d'appui peut comporter deux tiges cylindriques isolantes évidées suivant un quart de rond et appliquées chacune sur une arête d'un bras. Le présent certificat d'addition prévoit également de réaliser un carter de protection solidaire du montant fixe et offrant un jeu pour permettre la déformation du parallélogramme. Un tel carter limite au maximum les turbulences d'air autour des fils et permet d'améliorer la stabilité de la mesure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit et qui se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre illustratif, sur lesquels La figure 1 est une vue en élévation d'un récepteur de charge conforme au mode de réalisation préféré de la présente addition la figure 2 est une vue de dessus du récepteur de charge de la figure 1 la figure 3 est une vue de dessous du récepteur de charge de la figure ; la figure 4 montre une plaque isolante conforme à l'invention ; la figure 5 montre une autre plaque isolante conforme à l'invention, et la figure 6 est une vue en perspective partielle montrant la réalisation d'un élément d'appui sous forme de deux tiges cylindriques isolantes. On a représenté sur la figure 1 une balance, telle qu'une balance commerciale, comportant un récepteur de charge désigné globalement sous la référence numérique 110, comprenant un montant fixe 112 solidaire d'un bâti 114, un montant chargé 116 solidaire d'un plateau portecharge 118 et deux bras 120 et 122 articulés sur les montants 112 et 116 pour former avec eux un parallélogramme déformable. Le plateau porte-charge 118 est destiné à supporter en un point quelconque une charge désignée par la lettre Q, ce plateau étant rendu solidaire du parallélogramme 110 par l'intermédiaire d'une colonne 124. L'ensemble des deux montants et des deux bras est réalisé par une structure monobloc, dans une matière élastiquement ;.déformable, par exemple dans un alliage léger de préférence anodisable. Cette structure monobloc est munie d'étranglements 126, 128, 130 et 132 qui définissent les articulations du parallélogramme déformable. Conformement à la présente addition, les quatre étranglements précités sont délimités chacun par deux alésages adjacents comprenant un alésage intérieur 126a, 128a, 130a et 132a, et un alésage extérieur 126b, 128b, 130b et 132b; les alésages intérieurs s'ouvrant vers l'intérieur du parallélgramme déformable et les alésages extérieurs s'ouvrant vers l'extérieur du parallélogramme déformable. Dans la réalisation particulièrement représentée sur la figure 1, les huit alésages présentent tous le même diamètre et présentent des axes parallèles entre eux et contenus dans deux plans verticaux en sorte que les étranglements présentent dans leur zone de flexion, une ligne neutre dont la pente P est horizontale. Ces huit alésages sont réalisés au travers d'une plaque rectangulaire d'épaisseur qui présente un évidement circulaire central 138 de grand diamètre par rapport au diamètre des alésages intérieurs et extérieurs. Comme on peut le constater sur la figure 1, les alésages extérieurs sont pratiquement semi-circulaires, tandis que les alésages intérieurs s'étendent sur environ trois quart de cercle. Un tel récepteur de charge peut être facilement réalisé puisqu'il suffit d'effectuer huit alésages sur une plaque d'épaisseur présentant un évidement central qui n'a pas besoin d'être usiné parfaitement. Comme dans le cas du brevet principal, le récepteur de charge comprend un transducteur de charge destiné à exploiter les variations de distance entre des points des bras en fonction de la charge Q appliquée sur le plateau. Le transducteur de charge comprend quatre séries d'enroulements de fil de jauge pré-tendu, disposées chacune obliquement entre les deux bras 120 et 122 du parallélogramme déformable. Ces quatre séries d'enroulements comprennent deux séries d'enroulements telles 134 dont les brins principaux sont disposés à proximité de la diagonale joignant les articulations 126 et 132. Sous l'effet de la charge Q appliquée, cette diagonale tend à s'allonger en sorte que les brins principaux des deux séries d'enroulements 134 constituent des brins tendus. Le transducteur comprend en outre deux séries d'enroulements telles 136 dont les brins principaux sont disposés à proximité de la diagonale joignant les articulations 128 et 130. Sous l'effet de la charge Q appliquée sur le plateau 118, cette diagonale tend à se raccourcir et les brins principaux des séries d'enroulements 136 constituent alors des brins comprimés. Les deux séries d'enroulements 134 et 136 se croisent ainsi pratiquement au même endroit que les diagonales du parallélogramme déformable. Comme dans le cas du brevet principal, chacune des quatre séries d'enroulements peut comporter soit un seul enroulement soit plusieurs enroulements selon le cas. Ces quatre séries d'enroulements sont branchées dans un montage électrique en pont, du type pont de Wheatstone, connu en soi, comme représenté plus particulièrement sur la figure 3 du brevet principal. Les séries d'enroulements 134 qui constituent les brins tendus sont disposés dans des bras opposés du pont, de même que les deux séries d'enroulements 136 qui constituent des brins comprimés. Les séries d'enroulements 134 et 136 s'appliquent sur la face horizontale supérieure du bras 120 et sur la face horizontale inférieure du bras 122 par l'intermédiaire de plaques d'appui 138 et 140. La plaque d'appui 138, qui est représentée également sur les figures 2 et 4, est une plaque rectangulaire réalisée en une matière isolante, qui est vissée ou collée sur la face supérieure du bras 120. La plaque 138 présente une largeur supérieure à celle du bras 120 de manière à offrir un déport pour que le fil de jauge se trouve à distance des faces verticales des bras et ne puisse donc venir en contact avec ces dernières. La plaquette 138 est avantageusement moulée dans un matériau électriquement isolant, et présente de préférence des encoches 142 venues de moulage (cf. Fig.4).Ces encoches réalisées dans le chant de la plaque sont destinées à faciliter la mise en place et la tenue du fil de jauge. La plaque 140 est réalisée de façon similaire à la plaque 138, c'est-à-dire qu'elle présente également des encoches venues de moulage. Il est toutefois avantageux que la plaque 140 comporte un circuit imprimé pour permettre la connexion des fils de jauge aux bornes du pont de Wheatstone. La liaison des fils de jauge s'effectue alors sur le circuit lui-même en huit points, comme représenté sur la figure 3. I1 est particulièrement avantageux que l'une des plaques, soit réalisée sous la forme d'une plaque 144 de largeur non constante en sorte que les encoches 142 situées à proximité de l'une des extrémités de la plaque soient plus proches les unes des autres que les encoches 142 situées à proximité de l'autre extrémité de la plaque. Il en résulte alors que les fils de jauge ne peuvent se toucher à leur endroit de croisement, qui correspond pratiquement au centre de l'évidement central 138. Dans la variante de réalisation représentée sur la figure 6, l'élément d'appui comporte deux tiges cylindriques isolantes 146 évidées suivait un quart de rond et appliquée chacune sur une arête du bras 120. Les tiges 146 peuvent être avantageusement réalisées à partir de tiges filetées, qui facilitent la tenue des fils de jauge 134 et 136. I1 est tout particulièrement avantageux que les tiges 146 soient placées sur le bras supérieur 120, et que l'on dispose une plaque avec un circuit imprimé sous le bras inférieur 122. Comme représenté sur les figures 1 à 3, le récepteur de charge est placé à l'intérieur d'une carter 148 qui est agencé de manière à limiter au maximum les turbulences d'air autour des fils de jauge. Ce carter est fixé sur le montant fixe 112 et ne laisse subsister que le passage de la colonne 124 de fixation du plateau 118 avec un jeu réduit, par exemple de l'ordre du millimètre, pour permettre la déformation du paralléllgramme déformable. La stabilité est alors remarquable et les tensions d'alimentation admissibles nettement plus élevées. Ce carter peut être réalisé en acier, en alliage léger ou bien en matière plastique. un carter moins çomplet, mais bien plus simple à monter, laissant subsister un espace le long de chaque face du montant vertical, de sorte que les fils se trouvent alors situés dans un sorte de poche d'air, donne aussi des résultats d'une bonne stabilité, suffisante dans bien des cas. L'invention trouve une application toute particulière dans la réalisation de balance à usage commercial. REVENDICATIONS 1.- Récepteur de charge du type comprenant un montant fixe (112) solidaire d'un bâti (114), un montant chargé (116) solidaire d'un plateau porte-charge (118) et deux bras (120,122) articulés sur les montants pour former avec eux un parallélogramme déformable, et dans lequel l'ensemble des deux montants et des deux bras est réalisé par une structure monobloc, munie d'étran glements (126,128,130,132) qui définissent les articulations du parallélogramme déformable, tandis qu'un transducteur de charge est prévu pour détecter la déformation ^du parallélogramme sous l'effet de la charge (Q) appliquée sur le plateau, le transducteur comprenant quatre séries d'enroulements de fil de jauge pré-tendu disposées chacune obliquement entre les deux bras (120, 122) du parallélogramme de manière à former deux séries d'enroulements (134) dont les brins principaux sont tendus et deux séries d'enroulement (136) dont les brins principaux sont comprimés sous l'effet de la charge appliquée, les quatre séries d'enroulements étant branchées dans un montage électrique en pont, confor mément à la revendication 1 du brevet principal, caractérisé par le fait que les étranglements définissant les articulations du parallélogramme déformable sont délimités chacun par deux alésages adjacents comprenant un alésage intérieur (126a,128a,130a,132a) et un alésage extérieur (126b,128b,130b,137b) s'ouvrant respectivement vers l'intérieur et vers l'extérieur du parallélogramme déformable. 2.- Récepteur de charge selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les axes des alésages intérieurs (126a,128a,130a,132a) et des alésages extérieurs (126b,128b,130b,132b) sont parallèles entre eux et contenus dans deux plans verticaux en sorte que les étranglements présentent, dans leur zone de flexion, une ligne neutre dont la pente est horizontale. 3.- Récepteur de charge selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les axes des alésages intérieurs (126a,128a,130a,132a) sont contenus dans deux plans verticaux et les axes des alésages extérieurs (126b,128b,130b,132b) dans deux autres plans verticaux, en sorte que les axes des deux alésages extérieurs d'un bras soient plus proches l'un de l'autre que les axes des deux alésages intérieurs du même bras. 4.- Récepteur de charge selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les quatre alésages intérieurs (126a,128a,130a,132a) et les quatre alésages extérieurs (126b,128b,130b,132b) sont réalisés au travers d'une plaque rectangulaire d'épaisseur présentant un évidement circulaire central (138). 5.- Récepteur de charge selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les quatre séries d'enroulements (134,136) sont appliquées sur les bras (120,122) du parallélogramme déformable par l'intermédiaire d'éléments d'appui isolants (138,140,144,146) offrant un déport pour que le fil de jauge se trouve à distance des faces verticales des bras. 6.- Récepteur de charge selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les éléments d'appui comprennent au moins une plaque isolante (138,140,144) fixée sur la face extérieure du bras, présentant une largeur supérieure à celle du bras et comportant des encoches (142) sur son chant aux endroits de passage du fil de jauge. 7.- Récepteur de charge selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la plaque isolante (138) présente une largeur constante. 8.- Récepteur de charge selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la plaque isolante (144) présente une largeur variable. 9.- Récepteur de charge selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que l'une des plaques isolantes (140) constitue un circuit imprimé pour la connexion des quatre séries d'enroulements. 10.- Récepteur de charge selon la revendication 5, caractérisé par le fait que chaque élément d'appui comporte deux tiges cylindriques isolantes (146) évidées suivant un quart de rond appliquées chacune sur une arête d'un bras. 11.- Récepteur de charge selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il comporte un carter de protection (148) solidaire du montant fixe (112) et offrant un jeu pour permettre- la déformation du parallélogramme.