Brevet FR2543294A1 — publié le 19840928

"Dispositif de pesage" La présente invention concerne un dispositif de pesage du type à.démultiplicateur d'efforts pour balances ou bascules, destinées à la mesure de charges élevées. Les dispositifs de ce genre ont pour but de miniaturiser l'effort transmis par la charge mesurée, de façon à ne mesurer qu'un faible effort proportionnel à cette charge. En effet, il est plus facile, et donc moins coûteux, de mesurer une charge de l'ordre de quelques centaines de kilogrammes, ou même de quelques kilogrammes ou dizaines de kilogrammes, plutôt que de l'ordre de quelques centaines de tonnes. Ainsi, par exemple, sur une balance de 100 tonnes, la force maximale appliquée à l'indicateur de mesure est de l'ordre de 300 kg, le rapport de la balance, c'est- à-dire le rapport entre la charge finale et celle appliquée étant 300 kg 1 . 100 t 133 La démultiplication de la charge appliquée s'obtient par une succession de fleaux ou leviers accouplés ensemble, de façon qu'à chaque levier corresponde une réduction de la charge proportionnelle au rapport des longueurs de ce levier. Ainsi, plus la charge finale obtenue à l'extrémité du dernier levier doit être petite, plus ceux-ci doivent être nombreux et de dimensions importantes. Les bascules alors obtenues présentent un fort encombrement et leur longueur peut atteindre plusieurs mètres. De plus, la multiplication des leviers, nécessaire à une bonne réduction de la charge, entraîne une multiplication concomitante du nombre des couteaux et des coussinets, puisqu' à chaque levier sont associés trois couteaux. Or, ces couteaux ont un prix de revient élevé car ils doivent être usinés avec précision, et renchérissent donc considérablement le coût de la balance. En outre, la précision de la balance diminue avec 1'introduction de chaque couteau supplémentaire. Le but de la présente invention est donc de supprimer la succession de leviers afin de réaliser une balance ou bascule qui, pour un même rapport entre la charge finale, c'est-à-dire la force appliquée à l'indicateur de mesure, et la charge mesurée, présente un encombrement moins important, donne une meilleure précision et a un prix de revient moins élevé. A-cet effet, le dispositif de pesage selon l'invention comprend un fléau peseur dont le point d'appui est au centre et dont chaque extrémité est attelée à l'ex- trémité correspondante d'un fléau de charge de même longueur que le fléau peseur et muni, à une certaine distance de son centre, d'un point d'application de la charge à mesurer, de sorte qu'il résulte entre les efforts transmis au fléau peseur un déséquilibre proportionnel à la charge appliquée au fléau de charge et constituant une image réduite de cette charge, le fléau peseur étant muni d'un point d'application d'une force de compensation dont la valeur mesurée est une image de la charge à mesurer. Comme on le voit, le rapport de réduction de cette balance, c'est-à-dire le rapport entre la force mesurée par l'indicateur et la charge à mesurer, dépend d'une part du décalage,par rapport au centre du fléau de charge,du point d'application de la charge à mesurer, et d'autre part de la distance séparant le centre du fléau peseur et le point d'application de la force de compensation. En réduisant ce décalage et/ou en augmentant cette distance, on peut réduire considérablement la valeur de la force mesurée par rapport à la charge à mesurer. Une réduction importante de la force mesurée est ainsi obtenue avec un encombrement minimum de la balance et une diminution correspondante du nombre de couteaux et de leviers. Selon une forme d'exécution, le point d'application de la force de compensation du déséquilibre est placé entre le centre et une extrémité du fléau peseur du côté du déséquilibre. L'encombrement de la bascule obtenue est alors minimal. Selon une autre forme d'exécution, le point d'application de la force de compensation du déséquilibre est situé sur un prolongement du fléau peseur extérieur au dispositif de pesage. Cette disposition permet une réduction supplémentaire de la force de compensation du déséquilibre. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en comparaison avec une bascule de la technique antérieure, en référence au dessin schématique annexé représentant une forme d'exécu ton d'une bascule connue et, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de la bascule de l'invention Figure 1 est une vue schématique d'une bascule de type connu Figure 2 est une vue schématique, à échelle plus grande, d'une bascule selon l'invention ; Figure 3 est une vue similaire à figure 2 d'une variante d'exécution de cette bascule. La figure 1 montre une bascule de type connu, présentant un rapport final de 1 400 Cette bascule est composée de quatre fléaux ou leviers (2,3,4,5) de longueurs respectives 400,600, 750 et 935 mm. A chaque levier sont associés trois couteaux, à savoir un couteau servant de point d'appui, respective ment (02,0 0 0 ) un couteau de réception de force, res 3' 4' 5 pectivement (A2,A3,A4,A5), et un couteau de transmission de force (B2,B3,B4,B5). La bascule comporte donc douze couteaux (02,03,04, 05,A2,A3, A4, A5,B2,B3,B4,B5)qui sont placés de manière que 2 A2 = A2 B2 = 200 mm 03 A3 = 150 mm A3 B3 = 450 mm 3 4 A B - 600 mm 0 4 A = 150 mm 4 4 - 05 A5 = 85 mm A5 B5 = 850 mm Soit (R) la charge à mesurer appliquée au levier (2), au couteau (A2) et (R2) l'effort transmis en (B2).Le point d'appui étant en (02), la somme des moments de ces efforts par rapport à ce point donne, à l'équilibre (R)x 200 =(R2)x 400 d'où (R2)= 1(R) 2 1 est le rapport du levier de charge (2), c'est 2 à-dire que l'effort (R2) s'exerçant en (B2) est égal à la moitié de la charge appliquée au couteau (A2). Le couteau (A3) étant relié au couteau (B2), cet effort (R2) lui est intégralement transmis.De cette façon, l'effort (R) est transmis de proche en proche à chaque levier (2,3,4,5)et est à chaque fois divisé jusqu'à obtenir un effort (P) au couteau (B5) à l'extrémité du dernier levier (5). Le-rapport final de la bascule est alors (R) = 200 x 150 150 85 1 1 1 1 1 I x-x x-x-x-= (P) 400 600 750 850 2 4 5 10 400 La bascule a donc une longueur totale de 2 385 mm et comporte douze couteaux pour un rapport final de 1 400 La figure 2 montre une bascule selon une forme de réalisation de l'invention, et ayant un même rapport final 1 que la bascule de type connu précédemment 400 décrite. Cette bascule est composée de deux fléaux ou leviers (6,7) de même longueur 400 mm.- Au levier (6) sont associés un couteau servant de point d'appui (06) et deux couteaux de réception de force (B6, C6). Au levier (7) sont associés un couteau de réception de la force à mesurer (A7) et deux couteaux de transmission de force (B7, C7) accouplés respectivement aux couteaux (B6, C6) du levier (6). Au-delà du point (C6), le levier (6) est prolongé par un levier (8) auquel est associé un couteau (D8) d'application d'un effort de compensation. Les couteaux (B6,C6, 06,B7,C7,A7,D8) sont placés de façon que (B6 0,)=(06 C6)= 200 mm (B7 A7) 201 mm (A7 C7) .199 mm et (C6 D8)= (y) = 200 mm c'est-à-dire que le point -(0,) est situé au milieu du levier (6) et que le point (A7) est décalé d'une distance (x) = 1 mm par rapport au milieu du levier (7). Lorsqu'unie charge (R) est appliquée en (A7) au levier (7), elle est transmise par ce levier aux couteaux (B7) et (C7) sur lesquels s'exercent alors respectivement des efforts (R7) et(R'7). La valeur de ces efforts est obtenue en écrivant les sommes des moments aux couteaux (B7) et (C7) à l'équilibre. (R'7) = (R) x 201 400 (R7) = (R) x 199 400 Ces efforts (R'7) et (R7) ont des valeurs différentes et sont transmis intégralement, respectivement aux couteaux (C6) et (B6) du fait du couplage des couteaux (C6) et (C7) et (B6) et (B7). Un déséquilibre est ainsi obtenu entre les points (B6) et (C6) et est compensé par l'application d'un effort (P) au couteau (D8). Ce déséquilibre s'écrit (R'6) - (R6) = (R'7) - (R7) = (R) 200 I1 est donc proportionnel à la charge (R) selon un rapport de 1 . La réduction ainsi obtenue peut être 200 soit augmentée, soit diminuée, respectivement en diminuant ou en augmentant la distance (x) du couteau (A7) d'application de la charge au centre du levier (7). Ainsi, par exemple, pour des longueurs (B7, A7) = 200,5 mm et (A7, C7) = 199,5 mm, soit (x) = 0,5 mm, le déséquilibre n'est plus que (R), 400 A l'équilibre, la somme des moments au point (06) donne (P) = (R'6 - R6) x 200 soit (P) = (R) 400 400 Le rapport final de la bascule est donc 1, 400 c'est-à-dire qu'on ne mesure plus que 1 ème de la charge 400 initiale.Cette démultiplication est obtenue pour un encombrement en longueur total de 600 mm, et pour un nombre de couteaux égal à 7. Le gain de place ainsi obtenu est appréciable puisque la bascule selon l'invention est quatre fois moins encombrante qu'une bascule similaire de type connu et ce pour un même rapport final. La précision est également nettement améliorée puisque la bascule selon l'invention n'utilise plus que sept couteaux au lieu de douze pour l'autre bascule. Bien évidemment, le rapport final peut être encore diminué ou augmenté respectivement en augmentant ou en diminuant la longueur (y) du levier (8). Une variante de cette bascule, selon la figure 3 dans laquelle les mêmes références désignent les mêmes éléments, consiste à appliquer l'effort de compensation du déséquilibre (P) en un couteau (D6) placé sur la portion (06, C6) du levier (6)- et à une distance (z) de (06), et par exemple de façon que (z) = 100 mm. A ce moment, (P) = (R'7 - R7) x 200 = (R). 100 100 Le rapport final de cette bascule n'est plus que 1 , mais, par contre, celle-ci est encore moins 100 encombrante, puisque le levier (8) est supprimé et que, par conséquent, sa longueur totale n'est plus que 400 mm. Cette bascule a le même rapport qu'une bascule du type de celle de la figure 1 pour laquelle le levier (3) serait supprimé et dont la longueur serait 1 935 mm, c'est-à-dire qu'elle est à peu près cinq fois moins longue et moins encombrante. Le gain de place obtenu ici est encore plus important que dans le cas de la bascule de figure 2. Bien évidemment, le rapport de la bascule peut être encore diminué en augmentant la longueur (z), c'està-dire en plaçant le couteau' (D6) plus près du couteau (c6) . Ainsi, avec (z) = 150 mm, le rapport final de la bascule obtenu est 1 150 Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette bascule décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que le rapport final de la bascule peut être modifié soit en déplaçant le point d'application de l'effort de compensation du déséquilibre sur le levier peseur, soit en déplaçant le point d'application de la charge sur le levier de charge, soit en déplaçant les deux à la fois. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif de pesage, du type à démultiplicateur d'efforts, pour balances et bascules destinées à la mesure de charges élevées, caractérisé en ce qu'il comprend un fléau peseur (6) dont le point d'appui (06) est au centre et dont chaque extrémité (B6, C6) est attelée à l'extrémité correspondante (B7, C7) d'un fléau de charge (7), de même longueur que le fléau peseur (6) et muni, à une certaine distance de son centre, d'un point d'application (A7) de la charge à mesurer (R), de sorte qu'il résulte, entre les efforts transmis au fléau peseur (6), un déséquilibre proportionnel à la charge appliquée (R) au fléau de charge (7) et constituant une image réduite de cette charge (R), le fléau peseur étant muni d'un point d'application d'une force de compensation (P) dont la valeur mesurée est une image de la charge à mesurer (R). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point d'application (D6) de la force de compensation du déséquilibre (P) est placé entre le centre (Q6) et~une-extrémité (C6) du fléau peseur (6) du côté du déséquilibre. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point d'application (D7) de la force de compensation du déséquilibre (P) est situé sur un prolongement (8) du fléau peseur (6) extérieur au dispositif de pesage.