Brevet FR2788853A1 — publié le 20000728

-I " Capteur de force plat et appareils de pesage utilisant ces capteurs " La présente invention concerne un capteur de force plat, notamment utilisé pour des 'appareils de pesage. L'invention concerne également les appareils de pesage utilisant un ou plusieurs capteurs de force décris dans l'invention. Dans les appareils de pesage connus, tels que le o.transpalette peseur, sont utilisés des capteurs de force courants, de section importante.Du fait que les fourches doivent avoir une hauteur imposée par la hauteur des palettes à peser, ces capteurs imposent des modificationsj4-importantes de la mécanique d'origine entraînant un surcoût. Pour le transpalette peseur ou pour d'autres appareils de pesage, pour lesquels la hauteur est déterminante, le capteur plat de laZû. présente invention permet une solution simple, efficace et économique. Un capteur a été décrit notamment dans le brevet 2-734-050. La mise en oeuvre de ce capteur, en particulier Zr son obtention par découpe de tranches d'un profil obtenu par extrusion limite son utilisation à des petites capacités portantes. D'autre part, dans un tel capteur, l'introduction de la force se fait par deuxo-points de contact de part et d'autre de l'axe de symétrie, ce qui peut engendrer des perturbations lorsque les deux forces passant par ces points sont différentes et induisent une traction.Sf On connaît également selon le brevet américain 4-993-506 un capteur de force réalisé dans une plaque. La configuration géométrique dudit capteur nécessite un ancrage important de part et90o-d'autre du barreau central supportant les jauges d'extensométrie. -2- De ce fait, les fixations doivent être rigides ce qui entraîne des contraintes de fabrication et de montage. Par ailleurs, l'association de plusieurs 5ycapteurs de ce type engendre une interdépendance due à leur mode de fixation et de ce fait il y a risque de phénomènes parasites. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus, en créant un)ocapteur autoporteur, simple à fabriquer et à mettre en oeuvre, permettant de faciliter la fabrication d'appareils de pesage et d'améliorer la qualité de ceux-ci, en particulier lorsque se posent des problèmes de hauteur disponible, )ftout en couvrant une large gamme d'étendues de mesure. L'invention vise ainsi un capteur de force, notamment pour appareils de pesage, réalisé d'une seule pièce en forme de bloc platIo-axisymétrique,comprenant plusieurs zones déformables en forme de barreau, dont une au moins porte des jauges d'extensométrie, permettant la mesure de la flexion due à la force appliquée, celle-ci étant transmiseWLperpendiculairement aux surfaces d'appui. Suivant l'invention, ledit capteur est caractérisé par son profil constitué par un élément extérieur fermé dont au moins deux points diamétralement opposés sont reliés par -une traverse intérieure, l'introduction de la force se faisant au milieu de celle-ci. La présente invention est caractérisée par le fait que l'introduction de la force engendre une déformation de la traverse de telle façon que3Esur les faces de celle-ci apparaissent autant de contraintes de traction que de compression. La présente invention est caractérisée par ce que la ou les traverses identiques reliant l'élément fermé au centre ou est introduite la l'épaisseur du capteur. -3- la force étant ainsidivisée par le nombre de bras constituant la ou les traverses. L'invention est caractérisée par le fait que le nombre de traverses est de préférence pair. yL'invention est caractérisée par le fait que dans le cas d'une force centrée, on peut se limiter à instrumenter une seule demie traverse À de préférence au moyen d'une jauge pont complet. Mo L'invention est caractérisée par ce que l'axe des jauges ou ponts de jauges sont disposés à sur l'axe longitudinal de la traverse assurant la position symétrique des demi-ponts. L'invention est caractérisée par le fait que Jr dans le cas d'une force excentrée le long de la traverse on peut néanmoins corriger les effets négatifs introduits par ce déplacement en instrumentant également l'autre demie traverse avec un second pont de jauges et en faisant la Vo somme des sorties des deux ponts. La fabrication de ce type de capteur est aisée.On obtient le profil soit par découpe laser, jet d'eau, fraisage ordinaire, fraisage chimique ou autres techniques de ZTdécoupe appropriées,dans une plaque de matériau approprié et d'épaisseur constante, choisi en fonction de l'étendue de mesure recherchée. Le profil dudit capteur ainsi obtenu est non limitatif par sa forme, dimensions ou matériau -. La figure 1 représente un exemple de profil du capteur. La figure 2 représente le capteur avec ses entretoises de montage. 3rLa figure 3 représente un empilage de plusieurs capteurs en coupe. La figure 4 représente un exemple d'équipement d'une demie fourche de transpalette peseur avec deux capteurs -4- Comme on le voit en examinant la figure 1, le capteur est constitué d'un élément fermé(1) relié intérieurement en deux points diamétralement opposés (4)(5)par une traverse (3).Les zones (6)(7) 5-servent de points d'appui sur la structure support. La force est appliquée dans la zone(2).La zone (8)est réservée à la mise en place des jauges d'extensométrie.La zone (9)peut également être instrumentée dans le but de compenser des)operturbations engendrées par l'excentration de la force, si cela est nécessaire.Les jauges (8)et(9)sont placées sur l'axe de symétrie du capteur (10-11). En examinant la figure 2, on remarque que desJE cales ( 12) et (13) sont prévues pour que la structure portante ne soit pas en contact avec le capteur tant que la charge reste inférieure à une limite prédéterminée. Cette construction permet de limiter facilement les surcharges appliquées au La figure 3 nous montre un empilage de 3 capteurs(15)(16) (17).Le but recherché est de construire un capteur dont on peut modifier7j facilement et instantanément l'étendue de mesure. En effet un seul corps d'épreuve(15), de cet empilage est instrumenté avec des jauges.Les autres corps d'épreuve sont choisis en fonction de leur épaisseur permettant ainsi d'obtenir une 30étendue de mesure à la demande.De même que pour un capteur seul les cales (18-19-20-21-22-23) sont mises en place ainsi que les cales (24-25-26) permettant un transfert de la force par l'intermédiaire de l'ensemble des traverses rendues 3Lainsi solidaires. L'invention vise également un appareil de pesage comprenant au moins un capteur de force conforme à l'invention. La figure 4 nous montre une fourche de transpalette - oéquipée de 4 capteurs conformes à l'invention, ce qui, les jauges d'extensométrie étant reliées à une électronique de mesure, permet à cette fourche d'être transformée facilement en élément peseur -5- La demie fourche (27) est équipée de 2 capteurs (29-30).La répartition de la force se fait par l'intermédiaire d'une surfouche (28). -6- REVENDICATIONS 1- Capteur de force, notamment pour appareil de pesage réalisé d'une seule pièce en forme de bloc plat d'épaisseur constante comprenant plusieurs corps d'épreuve symétriquement reparties autour d'une zone centrale, dont un au moins porte des jauges d'extensométrie,permettant la mesure de la flexion due à la force appliquée,et caractérisé par son profil constitué par un élément fermé dont au moins deux points diamétralement opposés sont reliés par une traverse intérieure, l'introduction de la force se présentant au milieu de cette traverse.2- Capteur de force conforme à la revendication 1 caractérisé par le fait que l'introduction de la force engendre une déformation de la traverse de façon à ce que sur la face supérieure de celle- ci apparaissent autant de contraintes de traction que de compression.3- Capteur de force conforme aux revendications 1 et 2 caractérisé par ce que les traverses reliant l'élément fermé au centre par lequel est introduite la force, réparties d'une façon symétrique permettent une diminution sensible de l'épaisseur du capteur,cette force étant divisée par le nombre de bras constituant la ou les traverses.4- Capteur de force conforme aux revendications 1,2,3,et caractérisé par le fait que dans le cas d'une force centrée, une seule demie traverse peut être instrumentée, de préférence au moyen d'une jauge en pont complet. r- -T -7 - - Capteur de force conforme à la revendication 1 comportant de préférence un nombre pair de traverses.6- Capteur de force conforme à la revendication 1 caractérisé par ce que les jauges ou pont de jauges sont disposés à cheval symétriquement sur l'axe longitudinal de la traverse (10-11).7- Capteur de force conforme aux revendications 1,2,3 caractérisé par le fait que dans le cas d'une force excentrée le long de la traverse les effets perturbateurs ainsi induits peuvent être éliminés en instrumentant l'autre demie traverse avec un second pont de jauges. 8- Capteur de force conforme aux revendications 1,2,3 caractérisé par la possibilité de son empilage avec d'autres corps d'épreuve, de profil identique mais non instrumentés constituant ainsi un autre capteur possédant une étendue de mesure, correspondant à la somme des étendues de mesure des corps d'épreuve empilés. 9-Appareils de pesage comportant au moins un capteur conforme aux revendications 1 à 7 relié à une électronique de conditionnement du signal et de traitement de la mesure. -Appareils de pesage comportant plusieurs capteurs conformes aux revendications 1 à 7, reliés à une électronique de conditionnement du signal et du traitement de la mesure.