Brevet FR2581186A1 — publié le 19861031

2S81186 Balance, notamment balance pour mesurer la charge d'une roue de véhicule. La présente invention concerne les balances, notam- ment les balances pour mesurer la charge d'une roue de véhi- cule, du type comprenant une plate-forme qui répartit la charge sur plusieurs éléments creux allongés, en matière élastique, dont les cavités sont remplies d'un liquide et sont reliées à un organe de mesure qui évalue le volume du liquide refoulé, lors de la mise en charge, hors des cavités des éléments creux et qui est étalonné en unités de poids. Le brevet suisse 597.595 révèle une balance porta- ble de ce type. Cette balance pour mesurer la charge d'une roue possède une plate-forme qui répartit la charge de roue sur une rangée de tubes en matière élastique, de section sensiblement elliptique, qui sont disposés parallèlement l'un à l'autre sur une plaque de base. Ces tubes sont remplis d'un liquide et sont reliés à un organe de mesure qui évalue le volume du liquide refoulé hors des tubes, lors de la mise en charge, et qui est étalonné en unités de poids. Afin d'éviter une déformation plastique irréversible des tubes en cas de surcharge de la balance, chaque tube comporte un élément en forme de barre qui en limite la compression. Dans ce cas, la section transversale de ces éléments en forme de barre doit être dimensionnée de manière précise en fonc- tion de la déformation admissible des tubes et du volume libre à réserver au liquide. Ceci rend la construction com- plexe et onéreuse. Par ailleurs, la compensation en tempéra- ture est difficile étant donné qu'il doit être tenu compte non seulement de la dilation des tubes et du liquide mais encore de celle des éléments en forme de barre. L'invention a donc pour but de perfectionner la balance du type indiqué de façon qu'elle puisse être fabri- quée d'une manière plus simple et plus économique et qu'elle permette une mesure plus précise. A cet effet, l'invention a pour objet une balance du type précité, caractérisée en ce que les cavités des élé- ments creux ont en section transversale la forme d'une fente et sont essentiellement parallèles à la plate-forme et en ce que la largeur de cette fente est dimensionnée de façon que les surfaces internes des éléments creux qui délimitent la fente viennent, lors d'une surcharge de la balance, au moins partiellement en butée l'une sur l'autre avant que ne soit atteinte la limite d'élasticité de ces éléments creux. Ainsi, la solution conforme à l'invention permet de supprimer les éléments en forme de barres qui étaient jusqu'ici nécessaires, si bien que la balance peut être fabriquée d'une manière plus simple et plus économique. Le fait de donner aux cavités la forme d'une fente en section transversale confère aux éléments creux une caractéristique élastique exactement linéaire, c'est-à-dire fait varier le volume du liquide refoulé hors des éléments creux de façon exactement proportionnelle à la charge et assure donc une mesure exacte même dans le cas d'une mise en charge non uni- forme des différents éléments creux. On obtient en outre les autres avantages suivants: le fait de donner à la cavité des éléments creux, en section transversale, la forme d'une fente, c'est-à-dire une forme très étroite, a pour effet de diminuer la hauteur de la balance, ce qui est particuliè- rement important pour des balances destinées à mesurer la charge d'une roue. Etant donné que les éléments en forme de barre sont supprimés, le poids de la balance, que l'on cherche avantageusement à rendre portable, se trouve égale- ment réduit. La solution conforme à l'invention permet en outre de compenser avec précision la dilatation thermique du liquide et des éléments creux. A cet effet, la balance est avantageusement munie de seconds éléments creux et d'un dispositif de compensation. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description qui va être faite en 2581 186 regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente, par une vue de dessus, une balance conforme à l'invention pour mesurer la charge d'une roue; - la figure 2 montre, par une vue de dessus à plus grande échelle, l'organe de mesure de la balance, sans sa gradua- tion ni son aiguille; - la figure 3 est une coupe transversale, suivant la ligne III-III de la figure 1, de l'un des éléments creux portant la plate-forme; Io - la figure 4 montre, en coupe verticale suivant la ligne IV-IV de la figure 1 et à plus grande échelle, la partie de la balance que Traverse le tube de mise à l'air; et - la figure 5 est une coupe verticale prise à travers une zone marginale de la balance, suivant la ligne V-V de la figure 1. La balance pour mesurer la charge d'une roue pos- sède une plaque de base 1 sur laquelle sont disposés, l'un à côté de l'autre et à espacements égaux, une rangée d'élé- ments creux 2 allongés et parallèles, en un matériau élasti- que. Une plate-forme 3 repose sur ces éléments creux 2 et répartit la charge de roue sur ces éléments. Les cavités 12 de ces éléments creux 2 communiquent entre elles à l'une de leurs extrémités par l'intermédiaire d'un tube 5 et à leur autre extrémité par l'intermédiaire d'un tube 6. Dans la zone de ces tubes 5 et 6, la plate-forme 3 et la plaque de base l possèdent des renfoncements en forme de gouttière qui permettent de s'assurer que la plate-forme 3 ne vient pas en butée sur ces tubes 5 et 6 même en cas de surcharge, mais demeure supportée par les éléments creux 2. On évite ainsi le risque d'une déformation permanente de ces tubes et 6 et de cette plate-forme 3. A partir du tube 6, une tubulure de liaison 7 conduit à un organe de mesure 8. Les éléments creux 2, les tubes 5 et 6 et la tubulure de liaison 7 sont entièrement remplis d'un liquide, de même qu'un tube ondulé (soufflet) 10 de l'organe de mesure 8, raccordé à cette tubulure 7. L'organe de mesure 8, qui sera décrit de manière plus détaillée ci-dessous, mesure le volume du liqui- de qui, lors de la mise en charge, est refoulé hors des cavi- tés 12 des éléments creux 2 et il est étalonné en unités de poids. Comme le montre la figure 3, les cavités 12 des éléments creux 2 ont chacune en section transversale la forme d'une fente. Ces fentes s'étendent parallèlement à la plate- forme 3 et la largeur de chaque fente (c'est-a-dire la lar- geur intérieure de la fente, mesurée perpendiculairement à la plate-forme 3) est dimensionnée de façon que les surfa- ces internes des éléments creux 2 qui délimitent la fente 12 viennent, en cas de surcharge de la balance, en butée l'une sur l'autre avant que soit atteinte la limite d'élasti- cité de ces éléments creux 2. Vers le milieu de leur section transversale, ces éléments présentent, aussi bien sur leur surface extérieure supérieure que leur surface extérieure inférieure, une saillie 13 ou 14 en forme de baguette qui s'étend sur toute leur longueur. La saillie inférieure 14 repose sur la plaque de base 1, tandis que la saillie supé- rieure 13, qui est située exactement & l'aplomb de la saillie inférieure, s'appuie sur la plate-forme 3, si bien que, lors de la mise en charge de cette plate-forme, les éléments creux 2 se trouvent comprimés le long du milieu de leur section transversale. Dans le cas d'un élément non chargé, la largeur de la fente est, aux extrémités de la section transversale de cette fente, à peu près à moitié aussi grande que dans le milieu de la section transversale. Dans le cas d'une char- ge moyenne, la largeur de cette fente est à peu près constan- te sur toute la section transversale. Dans le cas de la char- ge maximale admissible, cette même largeur de fente décroît vers le milieu de la section transversale et ne s'élève alors à cet endroit qu'à seulement environ un tiers de la largeur de fente de l'élément non chargé. Lorsque la charge s'élève à environ une fois et demie la charge maximale admissible, les zones médianes des surfaces intérieures des éléments 258118'6 cr'eux viennent en butée l'une sur l'autre. La contrainte des parois de la cavité se trouve encore dans ce cas à une valeur inférieure d'au moins 10% à la limite d'élasticité. La largeur de fente mesurée de cette manière s'élè- ve uniquement à une fraction de l'épaisseur de la paroi des éléments creux 2. Dans l'exemple de réalisation représenté, la largeur de fente au milieu de la section transversale s'élève, dans le cas d'un élément creux non chargé, à moins d'un quart de l'épaisseur de la paroi de cet élément creux. Avec la forme des éléments. creux décrite et la valeur indi- quée de la largeur de fente, des essais ont prouvé qu'on évite de manière sûre une déformation plastique de ces élé- ments creux même dans le cas d'une surcharge poussée de la balance. Il s'est en outre avéré que la forme décrite de l'élément creux 2 assure une caractéristique élastique liné- aire. Cela signifie que, dans le cas de la mise en charge de cet élément creux 2, la quantité de liquide qui est refou- lée, du fait de la réduction de largeur de la fente, croît de manière exactement proportionnelle à cette charge. Etant donné que tous les éléments creux travaillent de manière exactement linéaire, on est également assuré que la mesure est exacte lorsque la charge de roue agit en n'étant pas répartie de manière uniforme sur les différents éléments. La plate-forme 3 empêche par ailleurs que la charge de roue n'agisse de manière si peu uniforme qu'un seul élément creux 2 se trouve entièrement écrasé pour la charge maximale admis- sible. Une bande d'étanchéité 18 en caoutchouc est fixée par vulcanisation à la face inférieure du bord périphérique 17 de la plate-forme 3. Le bord libre de cette bande d'étan- chéité 18 est serré entre la plaque de base 1 et un cadre entourant la plate-forme 3, à une certaine distance. Ce cadre 20 a pratiquement la même hauteur que la plate-forme non chargée 3. Celle-ci ne se trouve maintenue sur la plaque de base 1 que par l'intermédiaire de cette bande d'étanchéi- té 18 à élasticité de type caoutchouc, si bien qu'aucune force n'est absorbée par ce maintien et que la charge se trouve transmise en totalité aux éléments creux 2 par la plate-forme 3. Cette plate-forme 3 "flotte" donc pour ainsi dire sur ces éléments creux. La bande d'étanchéité 18 obture de manière étanche l'espace 21 qui est compris entre la plate-forme 3 et la plaque de base 1 et dans lequel sont disposés les éléments creux 2. Pour équilibrer la pression entre cet espace 21 et l'atmosphère, un tube de mise à l'air 23 émerge de cet o10 espace 21. L'une des extrémités 24 de ce tube de mise à l'air 23 est disposée dans un canal 25 de la plaque de base 1 qui s'étend au-dessous du bord périphérique 17 de la plate-forme 3 et dans lequel fait saillie la partie inférieure des tubes et 6 et de la zone médiane, repliée en U vers le bas, de la bande d'étanchéité 18. L'autre extrémité 26 du tube de mise à l'air 23 est disposée, à la façon d'un tube élévateur, dans un perçage vertical 27 ménagé dans une paroi latérale 28 du boîtier 29 de l'organe de mesure 8. Ce boîtier 29 est monté sur une plaque de support 31, des entretoises (pieds) 30 étant disposées entre le boîtier 29 et la plaque de sup- port 31 pour maintenir le boîtier 29 à un certain écart de cette plaque de support. L'espace entre le boîtier 29 et la plaque de support 31 est désigné par 33. Le tube de mise à l'air 23 sert non seulement à équilibrer la pression entre l'espace 21 et l'atmosphère, mais aussi à évacuer l'eau de condensation qui se forme éven- tuellement dans cet espace 21. Lorqu'elle se forme, l'eau de condensation parvient dans le canal 25 et, de là, à l'en- trée 24 du tube de mise à l'air 23. En cas d'élévation de température, de mise en charge de la balance ou de chute de la pression ambiante, il apparaît dans l'espace 21 une surpression qui se trouve immédiatement équilibrée par l'in- termédiaire du tube de mise à l'air 23, de sorte que l'eau de condensation se trouve refoulée par ce tube jusque dans l'alésage 27 à partir duquel elle s'écoule vers le bas dans l'intervalle ouvert 33 existant entre le boîtier 29 et la plaque de support 31. La disposition du tube élévateur 26 dans l'alésage qui n'est ouvert que vers le bas donne l'assu- rance que de l'eau ne peut arriver de l'extérieur dans l'es- pace 21, par l'intermédiaire du tube de mise à l'air. Le bord de la plaque de support 31, qui est situé en haut de la figure 1, constitue une partie du cadre 20, c'est-à-dire qu'il est vissé sur le bord de la plaque de base 1 et serre sur ce bord la bande d'étanchéité 18 (la plaque de support 31 pourrait bien entendu être également vissée sur une barre correspondante du cadre). Le tube de mise à l'air 23, la tubulure de liaison 7 et une autre tubulure de liaison 39 qui sera décrite ci- dessous sortent de l'espace 21 au même endroit vers la plaque de support 31. La traversée est rendue étanche par un maté- riau d'étanchéité. Pour rendre le dessin plus clair, les trois tubes 7, 23 et 39 sont représentés à l'écart l'un de l'autre à la figure 1 en cet endroit de passage. Pour les mêmes raisons, seul le tube 3 est représenté à la figure 4; on y a omis les tubulures 7 et 39 et le tube 6 qui fait saillie dans le canal 25 en s'étendant perpendiculairement à celles-ci. Deux poignées 34 permettant de porter la balance sont en outre fixées à la plaque de support 31. On prend les mesures suivantes pour compenser la dilatation thermique du liquide contenu dans les éléments creux 2. Entre les éléments creux 2, l'espace 21 contient deux tubes de compensation 36 et 37 dont l'ensemble du volume des cavités est égal à la somme des volumes des cavités des éléments creux 2 et qui sont remplis du même liquide que ceux-ci. Ces deux tubes de compensation 36 et 37 sont reliés entre eux par une tubulure de liaison 38 et avec un deuxième tube ondulé (soufflet) 40 de l'organe de mesure 8 par une tubulure de liaison 39. Pour que les tubes de compensation 36 et 37 se trouvent en dehors de la trajectoire de la pla- te-forme 3 qui est limitée par la largeur de la fente des 258 1 186 éléments creux 2, on a fraisé dans la plaque de base 1 des canaux 41 qui communiquent avec le canal périphérique et qui reçoivent la partie inférieure des tubes de compensation 36, 37. L'organe de mesure 8 est équipé d'un dispositif de compensation 42 qui compense l'action, sur cet organe de mesure 8, de la quantité de liquide qui est refoulée hors des éléments creux 2 sous l'effet de la dilatation thermique, au moyen de la quantité de li- quide qui est refoulée en même temps hors des tubes de compensation 36 et 37, ce qui rend la mesure indépendante de la température. (Bien entendu, les tubulures de liaison des éléments creux 2 et les tubes de compensation 36 et 37, ainsi que les tubes ondulés 10 et 40 sont également dimensionnés de façon qu'il existe dans l'ensemble des volumes de liquide égaux). Le dispositif de compensation 42 représenté à la figure 2 comporte deux leviers 44 et 45 de même lon- gueur qui sont sensiblement parallèles dans le cas d'une charge égale à la moitié de la charge maximale de la ba- lance. Celles des extrémités des leviers 44 et 45 qui / sont situées au bas de la figure 2 sont reliées entre elles de manière articulée à l'aide d'une tige de traction 46, la position des articulations étant réglable dans des lumières allongées des leviers pour permettre un ajus- tement. Le tube ondulé 10 porte un doigt de poussée 48 qui est articulé sensiblement au milieu du levier 44 et qui est chargé par un ressort de compression 49 tendant à comprimer ce tube ondulé 10. De même, un doigt de pous- sée 51 du tube ondulé 40, chargé par un ressort de com- pression 50, est articulé sur le levier 45. Celle des extrémités du levier 44 qui est située en haut de la fi- gure 2 est reliée de manière articulée au mécanisme d'ai- guille 54 de l'organe de mesure 8, par l'intermédiaire d'une tige de traction 52 dont la longueur est réglable par un élément bi-métallique 53. Cet élément bi-métalli- que 53 sert à compenser les variations du module d'élasti- cité des éléments creux 2 en fonction de la température. Celle des extrémités du levier 45 qui est située en haut de la figu- re 2 s'appuie sur une vis de réglage de zéro 55. Pour que l'extrémité de ce levier 45 s'appuie toujours de manière sûre sur la vis de réglage de zéro 55, un ressort de traction 57 est fixé à celle des extrémités du levier 44 qui est située en haut de la figure 2 (le ressort spiral du mécanisme d'ai- guille 54 agit dans le même sens sur le sytème de leviers que le ressort de traction 57, mais sa force est trop faible pour assurer l'appui du levier 45 sur cette vis de réglage de zéro 55). Lors d'une mise en charge de la balance, le li- quide qui est refoulé hors des éléments creux 2 provoque une translation du doigt de poussée 48 du tube ondulé 10 qui est proportionnelle au volume de liquide refoulé et donc à la charge, si bien que le levier 44 bascule autour de son articu- lation sur la tige de traction 46 et déplace de manière cor- respondante le mécanisme d'aiguille 54. Une variation de tem- pérature entraîne une modification identique des volumes de liquide dans les éléments creux 2 et dans les tubes de compen- sation 36 et 37 (ainsi que dans les tubulures de liaison et les tubes ondulés 10, 40), si bien que les doigts de poussée 48 et 51 des deux tubes ondulés 10 et 40 tournent dans le même sens et du même angle, le levier 45 autour de son point d'appui sur la vis de réglage de zéro 55 et le levier 44 au- tour de son articulation sur la tige de traction 52, de sorte que le mécanisme d'aiguille 54 est maintenu immobile. Etant donné que c'est le même liquide qui remplit les éléments creux 2 et les tubes de compensation 36 et 37, la compensation s'effectue également de manière sûre lorsque le coefficient de dilatation thermique (coefficient de tempé- rature) du liquide n'est pas constant, mais varie en fonction de la température. Selon un mode de réalisation non représenté, la balance est munie d'un affichage électronique, le méca- nisme à aiguille étant remplacé par un convertisseur mécani- que électrique (capteur de déplacement, par exemple poten- tiomètre) qui reçoit le mouvement de la tige de traction 52. Dans ce cas, pour remplacer le système- de leviers 44-46, un tel convertisseur ou capteur de déplacement pourrait être disposé sur chacun des deux tubes ondulés 10 et 40 et compor- ter un organe de soustraction- qui retranche la déviation du tube ondulé 40 de celle du tube ondulé 10. Par ailleurs, la balance pourrait présenter un raccord pour un dispositif d'affichage commun à plusieurs balances et capable d'afficher les résultats de mesure des balances chargées par les dif- férentes roues d'un véhicule, en présentant avantageusement un calculateur destiné à évaluer le poids total du véhicule. REVENDICATIONS 1. Balance, notamment balance pour mesurer la charge d'une roue de véhicule, comprenant une plate-forme (3) qui répartit la charge sur plusieurs éléments creux allon- gés (2), en matière élastique, dont les cavités (12) sont remplies d'un liquide et sont reliées (en 7) à un organe de mesure (8) qui évalue le volume du liquide refoulé, lors de la mise en charge, hors de ces cavités (12) des éléments creux (2) et qui est étalonné en unités de poids, caractérisée en ce que les cavités (12) des éléments creux (2) ont en section transversale la forme d'une fente et sont essentiellement parallèles à la plate-forme (3) et en ce que la largeur de cette fente est dimensionnée de façon que les surfaces inter- nes des éléments creux (2) qui délimitent la fente (12) vien- nent, lors d'une surcharge de la -balance, au moins partiel- lement en butée l'une sur l'autre avant que ne soit atteinte la limite d'élasticité de ces éléments creux (2). 2. Balance selon.la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments creux (2) présentent chacun, vers le milieu de leur section transversale et sur leur surface exté- rieure supérieure et/ou inférieure, une saillie (13, 14) s'ap- puyant sur la plate-forme (30) ou sur une plaque de base (1). 3. Balance selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la largeur de la fente (12) ne s'é- lève qu'à une fraction de l'épaisseur de la paroi des éléments creux (2). 4. Balance selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte, dans l'es- pace (21) o sont disposés les éléments creux (2) et en dehors de la trajectoire de la plate-forme (3), un ou plusieurs se- conds éléments creux (36, 37), par exemple tubulaires, dont l'ensemble du volume des cavités est égal à l'ensemble du volume des cavités des premiers éléments creux (2) et qui sont remplis du même liquide que ceuxci et sont reliés (en 39) à un dispositif de compensation (42) de l'organe de mesure (8) qui compense l'action, sur cet organe de mesure (8) , de la quantité de liquide qui est refoulée hors des premiers éléments creux (2) sous l'effet d'une dilatation thermique, à l'aide de la quantité de liquide qui est refoulée en même temps hors de ces seconds éléments creux (36, 37), ce qui rend la mesure indépendante de la température. 5. Balance selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de compensation (42) possède deux leviers (44, 45) de même longueur, reliés à l'une de leurs extrémités par une tige de traction (46), en ce que l'autre extrémité du premier levier (44) est reliée de manière articu- lée au mécanisme d'aiguille (54) ou à un convertisseur mécani- que-électrique de l'organe de mesure (8), tandis que celle du second levier (45) est en appui sur un organe de réglage de zéro (55), et en ce que des organes (10, 40), reliés res- pectivement aux premiers éléments creux (2) et aux seconds éléments creux (36, 37) et capables de transformer en un mou- vement de poussée l'augmentation ou la diminution de la quan- hors tité de liquide refoulée/ de ces éléments creux (2; 36, 37), sont articulés respectivement sur le premier levier (44) et sur le deuxième levier (45), de sorte que les deux leviers (44, 45) basculent chacun autour de leur autre extrémité dans le même sens et de la même valeur, dans le cas d'une arrivée de volumes identiques de liquide à partir des premiers et des seconds éléments creux (2; 36, 37). 6. Balance selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, dont la plate-forme (3) est maintenue sur le bord d'une plaque de base (1) sur laquelle sont disposés les premiers éléments creux (2), caractérisée en ce que la plate- forme (3) n'est maintenue sur la plaque de base (1) que par des moyens de liaison souples (18), de préférence à élasticité de type caoutchouc, qui sont fixés sur son bord périphérique (17). 7. Balance selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, dont les premiers éléments creux (2) sont dispo- sés sur une plaque de base (1), caractérisée en ce que l'espa- ce (21) compris entre la plate-forme (3) et la plaque de base (1) est obturé de manière étanche par des moyens de liaison souples (18) reliant le bord périphérique (17) de la plate- forme (3) à la plaque de base (1), en ce que les cavités (12) des éléments creux (2) sont reliées (5, 6) entre elles dans le susdit espace (21) et sont reliées, par une conduite tubu- laire (7) sortant de l'espace (21), à l'organe de mesure (8) disposé à l'extérieur de l'espace (21), et en-ce qu'un canal de mise à l'air (23) sort de l'espace (21), en vue d'équili- brer la pression entre l'espace (21) et l'atmosphère. 8. Balance selon la revendication 7, caractérisée en que l'une des extrémités (24) du canal de mise a l'air (23) débouche dans un canal (25) de la plaque de base (1) et en ce que son autre extrémité (26) est constituée par un tube ascendant qui est disposé dans une cavité (27), fermée par le haut, ouverte par le bas, et disposée en dehors dudit espace (21). 9. Balance selon la revendication 8, caractérisée en ce que le boîtier (29) de l'organe de mesure (8) est main- tenu, avec un certain écart défini par des entretoises (30), sur une plaque de support (31) qui est fixée sur un côté de la plaque de base (1) et en ce que la cavité (27) dans la- quelle s'étend celle des extrémités (26) du canal de mise à l'air (23) qui est formée par un tube ascendant est cons- tituée par un alésage (27) qui est ménagé dans une paroi la- térale (28) du boîtier (29) de l'organe de mesure (8) et qui débouche vers le bas dans l'espace ouvert (33) compris entre le boîtier (29) et la plaque de support (31). 10. Balance selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce qu'il est fixé sur la plaque de base (1) un cadre (20) qui entoure la plate-forme (3) avec un cer- tain espacement et qui a la même, ou presque la même, hau- teur que la plate-forme (3) non chargée, et en ce que les moyens de liaison souples sont constitués par une bande (18), à élasticité de type caoutchouc, qui est fixée sur le bord périphérique (17) de la plate-forme (3) et qui est pincée entre le cadre (20) et la plaque de base (1).