Brevet FR2571849A1 — publié le 19860418

La présente invention est relative à un cap teur d'un type nouveau , destiné à être équipe de jauges de contrainte , du genre de ceux qu'on utilise dans des appareils de mesure , et notamment des appareils de pesage. On sait qu'un tel capteur fonctionne suivant le principe qui consiste à mesurer l'amplitude de sa dé-formation géométrique , pour en deduire l'intensité d'un effort qui lui est appliqué . Un tel capteur est equipé de jauges de contrainte , qui decèlent la déformation géométrique et le transforment en des signaux é'iectriques qu'on traite ensuite dans des circuits electroniques .Sur un appareil de pesage (balances , bascules , ou ponts-bascules) , les circuits électroniques fournissent ainsi , en fonction des dé- formations du capteur de pesage , des indications sur le poids de la charge appliquée au capteur ; Ces indications mentionnent généralement le poids , voire le prix , en les faisant apparaître sur un écran d'affichage , ou sur un ticket imprimé Dans le cas particulier du pesage industriel, notamment sur les ponts-bascules , un problème se pose du fait- de la grande simension des pièces , et de l'importance des efforts parasites . Par exemple , un pont-bascule dont la portee est comprise entre une tonne et deux cents tonnes, comporte généralement un tablier , sur lequel on place la charge à peser .Celle-ci peut être constituee par un camion qui vient par ses propres moyens , se placer sur le tablier On constate que , lorsque le camion roule ou lorsqu'il freine , les effets d'inertie développent des efforts parasites transversaux importants , générateurs de chocs ou de déformations susceptibles d'endommager le ou les capteurs de pesage Pour éviter cés inconvénients , il est connu de prévoir sous le tablier des tirants de stabilisation des butées de chocs , ou des paliers à billes et butées de chocs . Ces divers systèmes connus presentent des inconvénients , notamment en ce qui concerne les risques de bridage introduisant des erreurs de pesee . De plus , cela complique la structure du pont-bascule et augment.e son prix de revient .Enfin , il arrive que cela augmente considérable ment le temps de stabilisation du tablier , ce qui réduit d'autant sa cadence d'utilisation pratique De toute façon , les systèmes connus sont souvent encombrants , notamment en hauteur , ce qui conduit à prévoir au-dessous du tablier , une fosse maçonnée relativement profonde La presente invention a pour but d'éviter ces inconvenients , en realisant un capteur à jauges de contrainte , peu encombrant , facile à monter , et d'un fonctionnement particulièrement fiable .De plus , cela permet d'amortir en tous sens les efforts engendres par le passage d' un véhicule sur le tablier du pont-bascule , et de recentrer automatiquement le tablier en position de pesage Un capteur à jauges de contrainte selon l'invention est réalise sous la forme d'un corps métallique d'une seule pièce , caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments principaux realisés d'une seule pièce , à savoir - une poutre superieure fléchissante surmonte , dans sa partie centrale , par une première zone d'application d'un effort de compression ;; - un socle en forme de cadre rectangulaire , dont l'ouver ture centrale est située au-dessous de la partie centrale de la poutre , alors que les deux extrémités de cette dernière sont solidaires du cadre au niveau des extrémités d'une même ligne mediane de celui-ci , la partie infe rieure du socle definissant , dans sa partie centrale ,une seconde zone d'appui , destinée à recevoir la réaction à l'effort que supporte le capteur. Ainsi , le capteur constitue un ensemble massif , la partie centrale de la poutre étant libre de flé- chir dans l'ouverture centrale du socle , sous l'effet des deux efforts antagonistes appliques sur les deux zones de poussée . Suivant une autre caractéristique de 1 'in- vention ,- la partie centrale de la poutre est creusée suivant deux paires de logements destines à recevoir chacun une jauge de contrainte Suivant une autre caractéristique de 1 'in- vention , la première zone de poussee est matérialisée par un bossage en relief , surmontant la partie centrale de la poutre Suivant une autre caractéristique de 1' invention , la seconde zone de poussée est matérialisée par deux bossages depassant sous la face inférieure du socle aux deux extrémités d'une ligne m"diane , perpendiculaire à l'autre ligne médiane qui correspond à la direction longitudinale de la poutre Suivant une autre caractéristique de 1' invention , le bossage supérieur de poussee correspondant à la première zone de poussée est coiffé par un amortisseur d' ecrasement en matière souple , dont la partie inférieure vient s'emboîter sur le bossage de la poutre , alors que c est sur sa partie supérieure que'est appliqué l'effort de pesage à mesurer , les bossages inferieurs du socle étant alors simplement en appui sur un support rigide et immobile Suivant une autre caractéristique de 1 invention , l'amortisseur souple se presente sous la forme d'un anneau circulaire de part et d'autre duquel dépassent deux prolongements diametralement opposés Suivant une autre caractéristique de' 1 invention , chacun des deux prolongements du tampon amorti sa seur se termine , à son extrémité , par deux facettes perpendiculaires entre elles , orientées chacune à 45" par rapport au diametre géométrique qui definit la direction des deux prolongements. Suivant une autre caractéristique de l'invention,la face inférieure du tampon amortisseur est pourvue d'une creusure annulaire destinée à faciliter son ecrasement sur la face supérieure de la poutre du capteur Suivant une autre caracteristique de l'in- vention , plusieurs capteurs de ce type , surmontés chacun par un tampon amortisseur déformable , sont montes sous un même tablier équipant un pont-bascule de pesage Suivant une autre caractéristique de 1' invention , quatre capteurs , équipes chacun d'un tampon amortisseur , sont placés aux quatre coins , sous un tablier de pesage rectangulaire .Les orientations relatives des capteurs sous le tablier qu'ils équipent sont choisiesen fonction des conditions de pesage prévues lors de l'utilisation du tablier , et notamment en fonction de l'orientation des efforts parasites transversaux les plus couramment ob serves Le dessin annexé , donné à titre d'exemple non limitatif , permettra de mieux comprendre les carac teristiques de l'invention Figure 1 est une vue en perspective montrant un capteur de pesage selon l'invention. Figures 2 et 3 en sont des vues en coupe respectivement suivant II - Il , et Il - III ( figure 1) Figure 4 est une vue en perspective où l'on a suppose la poutre arrachée du socle Figure 5 est une vue en bout, suivant la direction de la flèche V ( figure 1) , montrant le capteur mis en place sous le tablier d'un pont-bascule , et équipe d'un tampon amortisseur deformable . Figure 6 est une coupe en plan suivant VI - VI ( figure 5) Figure 7 est une vue en bout correspondant à la figure 5 Figure 8 est une perspective en coupe suivant VIII - VIII Figure 9 est une vue en plan du capteur termine . Figure 10 est une coupe suivant X - X (figure 9) Figures 11 à 14 montrent diverses structures pour l'implantation de quatre capteurs selon l'invention sous le tablier rectangulaire d'un pont-bascule Le capteur 1 illustré sur les figures 1 à 4 est réalisé d'une pièce , sous la forme d'un bloc me- tallique .Ce bloc comprend - une poutre supérieure 2 , en forme de parallélépipède rectangle , surmonte dans sa partie centrale- , par un bossage de poussée .3 ; - un socle inferieur 4 , constituant un cadre rectangulaire évidé en son centre suivant une ouverture 5 , également rectangulaire Les extrémités de la poutre 2 sont solidaires de la face supérieure du socle 4 , au niveau des extrémites de sa grande ligne médiane 6 , comme cela est schématisé par les fleches 7 Sous la face inférieure du socle rectangulaire 4 , depassent deux bossages 8 , situés dans sa partie médiane , au niveau des extrémités de la ligne géométrique médiane 9 la plus courte .Bien entendu , cette dernière étant perpendiculaire à la ligne mediane principale 6 , les extrémités de la poutre 2 portent ainsi sur le socle 4 , de part et d'autre des bossages d'appui 8 Ces derniers sont traversés de part et d'autre de la ligne 9 , qui correspond à la direction de la petite médiane du socle rectangulaire 4 , par deux per çages de fixation 10 Par ailleurs , chacune des deux faces latérales verticales 11 de la poutre 2 comportent en creux deux logements borgnes 12 et 13 , situés de part et d'autre du bossage de poussée 3 , au-dessous de lui . Ainsi , la poutre 2 est creusée suivant deux paires de logements 12 12 , et 13 , 13 , comme illustré sur les figures 9 et 10. Les deux logements 12 , 12 ,ou 13 , 13 d'une même paire sont sépares par une cloison de fond 14 ( figures 9 et 10). Des perçages tels que 15 à travers chasue fond 14 et 16 ou 17 , dans le sens longitudinal au sein de la poutre 2 , sont prévus pour laisser passer des fils électriques 18 , assurant le câblage de jauges de contrainte , non représentées, dont la mise en place s'effectue à la manière connue ,dans chacun des logements 12 , 13 On a représente sur les figures 5 à 8 , le capteur 1 selon l'invention , équipé d'un tampon amortisseur 19 , réalisé en une matiere souple , telle qu' une matiere plastique , une matière synthétique , ou du caoutchouc , naturel ou synthétique . l'amortisseur 19 comporte un corps annulaire 20 , d'où dépassent , diamétralement opposes , deux prolongements 21 . Chacun de ces derniers se termine par deux facettes 22 , orientées à angle droit chacune à 45C , de part ou d'autre du diamètre géométrique 23 défini par la direction longitudinale des prolongements 21 Par ailleurs , la face inférieure du corps annulaire 20 est préférablement en creux , suivant une creusure annulaire 24 . En son centre , le corps annulaire 20 définit une ouverture circulaire 25 , dont le diamètre in térieur est supérieur ou au plus egal au diamètre exterieur du bossage de poussée 3 du capteur 1 .Par ailleurs , 1 épaisseur 26 du tampon amortisseur 19 est supérieure ou égale à l'apaisseur 27 du bossage de poussée 3 ( figure 10) ou du bossage de poussée 28 prévu sur une entretoise rigide 29 coiffant le bossage de poussee 3 ( figure 5) Pour monter le capteur selon l'invention, il suffit de boulonner , par les perçages 10 , dans lesquels on engage des boulons 30 qui assurent sa fixation sur un support rigide fixe 31 .Ainsi , le cadre 4 repose uniquement par ses deux bossages inférieurs 8 , sur la face supérieure plane du support 31 Le tampon amortisseur 19 étant placé sur le bossage de poussée 3 , soit directement , soit indirectement après interposition de l'entretosie 29 ( cas de la figure 5) , les faces extrêmes biseautées 22 du tampon amortisseur 19 sont encastrées entre deux equerres rigides 32 qui dépassent au-dessous d'un des longerons rigides 35 d'un plateau de pesage 34 .Celui-ci est le plateau ou tablier d' un pont-bascule sur lequel viennent se placer des véhicules à peser Le fonctionnement est le suivant Lorsqu'après montage , le capteur 1 est soumis sur son bossage 3 , à un effort de compression 33 (figures 4 et 5) , une réaction opposée et de même intensité 34 apparaît au niveau des bossages d'appui 8 reposant sur le socle fixe 31 . I1 en résulte une déformation par fléchissement , à la fois de la poutre 2 dont le centre s'abaisse , et du socle 4 dont les bords se relevent de part et d' autre de la petite médiane 9 . Cette déformation est détectee par les jauges de contrainte placées à la maniere connue dans les logements 12 et 13 . Ces jauges envoient par les fils 18 , des signaux électriques qui sont ensuite trai tés dans la partie électronique du pont-bascule .A partir de ces informations , le pont-bascule fournit à 1 'uti-lisa- teur , les indications habituelles de poids , éventuellement de tare ou de prix , soit par affichage sur un cadran lumineux , soit par mention sur un ticket imprimé L'interposition du tampon amortisseur 19 entre le capteur 1 et une partie rigide 33 du tablier 34 fournit un double avantage , à savoir - d'une part ,. les déformations de la matière souple du tam pon amortisseur 19 permettent d'encaisser et d'amortir tous les chocs horizontaux parasites , sans que ceux-ci puissent venir endommager le capteur 1 - d'autre part , cette interposition d'un organe deformable 19 directement dans la chaîne des efforts de pesage , s' effectue sans aucune influence parasitaire , sur la preci sion des mesures effectuées à partir du capteur 1. Du fait de ces facettes 22 disposées en biseau , entre les deux cornières opposées 32 du tablier 34 , le tampon amortiseeur 19 peut être implanté de diverses façons . Quatre possibilités ont eté indiquées à titre d'exemples non limitatifs , sur les figures 11 à 14 . Dans chaque cas , la référrence 6 correspond à la fois à la direction de la mediane longitudinale 6 du capteur 1 , et à celle du diamètre 23 du tampon amortisseur 19 Dans le cas de la figure 11 , on implante , sous chacun des quatre angles du tablier 34 , un ensemble 1 , 19 , selon l'invention . Les quatre directions longitudinales 6 sont paralleles entre elles , et à la grande longueur 36 du tablier 34 Dans l'exemple illustré sur la figure 2 , deux ensembles 1 , 19 , opposes en diagonale sont orientés comme précédemment , alors que les deux autres ensembles 1 , 19 , ont leur direction longitudinale 6 orientee perpendiculairement à la grande longueur 36 du tablier 34 Dans le cas de la figure 13 , les quatre directions longitudinales sont orientees perpendiculairement à la grande longueur 36 du tablier 34 Enfin , dans le.cas de la figure 14, tous les capteurs 1 , 19 , sont orientés en convergence vers le centre du tablier 34 , c'est-à-dire que les directions longitudinales 6 sont toutes dirigees vers la partie centrale du tablier . Bien entendu , d'autres implantations pourraient être imaginées , en fonction des conditions de travail du tablier 34 du pont-bascule REVENDICATIONS 1 - Capteur à jauges de contrainte , notamment pour un pont-bascule de pesage , constitué par un corps mé tallique d'une seule pièce , et caractérisé en ce qu'il com prend deux éléments principaux ,réalisés d'une seule pièce, à savoir - une poutre supérieure fléchissante (2) surmontée , dans sa partie centrale , par une première zone d'application d'un effort de compression (33) ;; - un socle (4) , en forme de cadre rectangulaire , dont 1 'ou- verture centrale (5) est située au-dessous de la partie centrale de la poutre (2) , alors que les deux extrémités de cette dernière sont solidaires du cadre au niveau des extrémités d'une même ligne médiane (6) de celui-ci , la partie inférieure du socle (4) définissant , dans sa par tie centrale , une seconde zone d'appui , destinee à rece voir la réaction (34) à l'effort (33) que supporte le cap teur (1). 2 - Capteur suivant la revendication 1 , carac t-erise en ce que la partie centrale de la poutre (2) est creusee suivant deux paires de logements (12) , (13) , desti nés à recevoir chacun une jauge de contrainte 3 -Capteur suivant l'une quelconque des revendi cations précédentes , caractérisé en ce que la première zone de poussée est matérialisée par un bossage en relief (3) surmontant la partie centrale de la poutre (2). 4 - Capteur suivant l'une quelconque des reven dications précédentes , caractérise en ce que la seconde zone de poussée est matérialisée par deux bossages (8) dé- passant sous la face inferieure du socle (4) , aux deux ex trémités d'une ligne médiane (9) , perpendiculaire à l'autre ligne médiane t6) qui correspond à la direction longitudina le de la poutre (2). 5 - Capteur suivant la revendication 3 , carac terse en ce que le bossage superieur de poussée (3) cor respondant à la première zone de poussée est coiffe par un tampon amortisseur d'écrasement (19) , en matière souple dont la partie inférieure vient s'emboiter sur le bossage (3) de la poutre (2) , alors que c'est sur sa partie supé v rieure qu'est appliqué l'effort de pesage (33) à mesurer les bossages inférieurs (8) du socle (4) étant alors simplement en appui sur un support (31) rigide et immobile 6 - Capteur suivant la revendication 5 , caactérisé en ce que l'amortisseur souple (19) se présente sous la forme d'un corps annulaire circulaire (20), de part et d'autre duquel dépassent deux prolongements (21) diamétralement opposés 7 - Capteur suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6 ,caractérisé en ce que chacun des deux prolongements (21) du tampon amortisseur (19) se termine à son extrémité , par deux facettes (22) , perpendiculaires entre elles ,orientées chacune à 45" par rapport au diamètre géométrique (23) qui definit la direction des deux prolongement (21) 8 - Capteur suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7 , caractérisé en ce que la face inferieure du corps (20) du tampon amortisseur (19) est pourvue d'une creusure annulaire (24) destine à faciliter son ecrasement sur la face superieure de la poutre (2) du capteur (1). 9 - Capteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que plusieurs capteurs (1) de ce type , surmontés , chacun , par un tampon amortisseur déformable (19) , sont montés sous un même tablier (34) équipant un pont-bascule de pesage 10 - Capteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que quatre capteurs (1) équipés chacun d'un tampon amortisseur (19),sont placés aux quatre coins , sous un tablier de pesage rectangulaire (34) , les orientations relatives des capteurs (1) sous le tableir (34) étant choisies en fonction des conditions de pesage prévues lors de l'utilisation du tablier (34) , et notamment en fonction de l'orientation des efforts parasites transversaux les plus couramment observés .