Brevet FR3018913A1 — publié le 20150925

Dispositif de pesage perfectionné destiné à des appareils de dosage et de contrôle pondéral. Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un dispositif de pesage destiné à des appareils de dosage d'une matière pulvérulente, et à des installations de contrôle pondéral de pièces ou matière solide à trier, ledit dispositif comprenant un capteur de pesage, et un récipient rotatif de réception de la matière dosée ou des pièces à trier. État de la technique Les doseurs connus comportent généralement une trémie de stockage de la matière pulvérulente, notamment une poudre fine, un mécanisme de transfert et de dosage destiné à extraire la matière par oscillations horizontales, un récipient de réception de la matière dosée, et un actionneur rotatif destiné à vider le récipient en le faisant tourner de 1800 aller et retour. La cellule de pesage est maintenue fixe sur le châssis en étant découplée de l'actionneur par un dispositif de découplage à doigts d'entraînement, dont l'un est relié au récipient pesé, et l'autre à l'actionneur. En position de remplissage du récipient, la liaison mécanique des deux doigts d'entraînement est interrompue, et l'axe du récipient pesé est bloqué sur une butée. Cette butée peut être aimantée, et est solidaire de la cellule de pesage. Le pesage est alors réalisé sans contrainte mécanique sur la cellule de pesage. Lors de la rotation de l'actionneur entraînant un aller et retour de 180° du récipient, on a néanmoins noté l'apparition d'un petit choc dû à l'effet d'attraction de l'aimant permanent. Ce cycle de rotation affecte sensiblement la valeur mesurée par la cellule de pesage. Cette perturbation est amortie au bout d'une certaine durée correspondant au temps de stabilisation de la cellule de pesage. Sans cette stabilisation, la tare en début de dosage serait réalisée avec une mesure instable, et la valeur finale du dosage erronée. La durée de stabilisation correspond à une stabilisation de la mesure avant le tarage préalable au dosage. Les perfectionnements pour améliorer le dispositif de découplage compliquent la réalisation de l'ensemble du mécanisme, et n'ont pas permis de réduite le temps de stabilisation. Cette durée de stabilisation rallonge le temps total de dosage, ce qui limite les cadences de fonctionnement du doseur. Le même problème se pose dans les installations de contrôle pondéral de pièces ou de matière solide. Ces installations sont généralement insérées dans une ligne de production cadencée, dans laquelle les mesures de poids sont réalisées par une cellule de pesage fixe. Le temps de triage des pièces tient compte de la durée de stabilisation relativement long de la cellule de pesage. Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste à réaliser un dispositif de pesage ayant un récipient rotatif et une cellule de pesage permettant de réduite le temps de stabilisation lors de la pesée d'opérations de dosage et de contrôle pondéral de précision. Le dispositif de pesage selon l'invention est caractérisé en ce que le récipient rotatif est solidarisé mécaniquement au capteur de pesage, l'ensemble étant entraîné en rotation par un actionneur électrique ou pneumatique apte à vider ledit récipient par un mouvement de retournement. Selon un mode de réalisation préférentielle, l'actionneur est relié cinématiquement au capteur de pesage par un arbre creux, lequel est doté d'un l'alésage interne servant de conduit de passage axial du câble connecté audit capteur. La rotation du capteur de pesage avec le récipient pesé permet de réduire le temps de stabilisation du capteur, avec un gain de temps important par rapport au système de l'art antérieur à récipient tournant sur une cellule de pesage fixe. Le capteur de pesage est par exemple du type à appui central à déformation de charnières. Le récipient rotatif de pesage selon l'invention peut être utilisé pour deux applications possibles : pour le dosage gravimétrique des poudres et granulés, avec un gain de temps de cycle et et pour le contrôle pondéral de pièces. Dans ce cas, le récipient alimenté avec de pièces à contrôler, permet de vérifier qu'elles sont bien comprises dans un intervalle de tolérance fixé, et les trier. Les pièces conformes ou non conformes sont transférées, après pesage, vers deux destinations grâce à un aiguillage mécanique ou une rotation horaire / anti horaire du récipient de pesage. Pour l'application de dosage d'une matière pulvérulente ou granuleuse, le doseur comprend une trémie de stockage de la matière à doser, un premier mécanisme d'extraction de la matière par mouvement oscillant animé d'un mouvement de va-et-vient horizontal ou d'un dispositif a vis d'Archimède ou encore d'un dispositif vibrant, destinés à extraire la matière pour la doser et à la verser dans un récipient, un deuxième mécanisme apte à recueillir la matière extraite par le doseur, et à déterminer la quantité de matière dosée par un capteur de pesage selon l'invention, et à retourner le récipient de 1800 pour le vider. Pour l'autre application de contrôle pondéral de pièces ou de matière solide. Inséré dans une ligne de production cadencée, le mécanisme est apte à recueillir chaque pièce fabriquée, à déterminer son poids par un capteur de pesage selon l'invention, et à retourner le récipient de 1800 pour le vider et accueillir la pièce suivante. Les mesures de poids permettent de trier les pièces suivant un intervalle de tolérance prédéterminé. Selon une caractéristique de l'invention, l'arbre creux d'un module de pesage est accouplé directement à l'actionneur selon le même axe longitudinal. Selon une autre caractéristique de l'invention, la transmission du mouvement de rotation de l'actionneur à l'ensemble récipient et capteur de pesage s'effectue par l'intermédiaire d'un dispositif cinématique de transmission pour piloter une pluralité de modules de pesage. Préférentiellement, le dispositif cinématique de transmission comporte un train d'engrenages, dont l'un est accouplé à l'actionneur électrique ou pneumatique, et entraîne les autres engrenages des différents modules de pesage Selon une caractéristique de l'invention, l'actionneur peut être un moteur électrique sans balais, ou pas à pas. Selon une variante de réalisation, l'actionneur peut être un vérin 25 pneumatique. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la 30 description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels : 15 20 la figure 1 est une vue schématique d'un doseur de précision équipé d'un dispositif de pesée selon l'invention, l'actionneur étant un moteur électrique ; - la figure 2 montre une vue en perspective du dispositif de pesée d'un module de dosage unique ; la figure 2A est une coupe axiale de la figure 2, l'actionneur n'étant pas représenté ; - la figure 3 est une vue en plan de la figure 2, le moteur étant aligné avec l'ensemble tournant capteur de pesage et le récipient ; - la figure 4 représente une variante de la figure 2, avec le moteur situé du même côté que l'ensemble tournant capteur de pesage et le récipient ; - la figure 5 est une vue en plan de la figure 4; - la figure 6 montre une autre variante de la figure 4, avec deux modules de dosage en traînés par un moteur rotatif unique ; - les figures 7 et 8 illustrent une variante d'application de contrôle pondéral de pièces ou de matière solide. Inséré dans une ligne de production cadencée, le récipient étant représenté respectivement en position de réception des pièces, et en position d'évacuation après pesée. Description détaillée de l'invention Sur la figure 1, un doseur 10 de matière pulvérulente, notamment de poudre fine, comporte une trémie 11 verticale de stockage de la poudre, ayant à sa base un orifice en liaison avec un premier mécanisme oscillant 12 animé d'un mouvement de va-et-vient horizontal destiné à extraire une quantité prédéterminée de poudre, et à la verser par un tube 14 de sortie dans un récipient 13 en forme de bol hémisphérique. Le premier mécanisme peut aussi être constitué par un dispositif à vis d'Archimède ou un dispositif vibrant. La trémie 11 est supportée par une console 15 fixée sur un coffret 16, lequel renferme les moyens d'entraînement (non représentés) du mécanisme oscillant, par exemple un motoréducteur accouplé à une came rotative ayant un profil spécifique. Le motoréducteur avec came peut bien entendu être remplacé par tout autre système d'entraînement oscillant. Le débit massique versé par le tube 14 dans le récipient dépend de différents paramètres, notamment de la fréquence d'oscillation du mécanisme oscillant 12 en modifiant la vitesse du motoréducteur. Le récipient 13 est accouplé à un deuxième mécanisme M apte à retourner le récipient 13 de 1800 pour le vider. Le récipient 13 est disposé au-dessus d'un entonnoir 17 destiné à réceptionner la quantité de poudre dosée et pesée après un cycle de retournement autour d'un axe horizontal. Le récipient 13 tournant est solidarisé à cet effet à un capteur de pesage 18 lequel est mobile en suivant en permanence la rotation du récipient 13 lors de l'intervention du deuxième mécanisme M. L'entraînement en rotation aller et retour du récipient 13 s'effectue par l'intermédiaire d'un moteur électrique 19 à couplage directe ou pouvant être associé à une liaison cinématique de transmission. Il est clair que l'actionneur peut être un vérin pneumatique à la place du moteur électrique. Le capteur de pesage 18 utilisé pour la pesée est par exemple une cellule à appui central du type à déformation de charnière, et commercialisée par les sociétés Sartorius, HBM, et Scaime.... En référence à la figure 2A, l'une des extrémités du capteur de pesage 18 est reliée rigidement au récipient 13 par une tige 20, et l'autre extrémité est accouplée mécaniquement à un arbre 21 creux en liaison avec le moteur électrique 19. L'arbre 19 creux traverse des ouvertures 22, 23 alignées des flasques latéraux d'un boîtier 24 avec interposition de roulements 25, 26 ou paliers. Le capteur de pesage 18 possède un conducteur 28 ou câble apte à transmettre un signal de mesure de pesée à un circuit électronique de mesure. Le conducteur 28 traverse avantageusement l'alésage 27 de l'arbre 21 creux, et tourne avec ce dernier et le capteur de pesage 18. Le choix du moteur électrique 19 comme actionneur de l'ensemble récipient 13 et capteur de pesage 18 dépend des performances souhaitées pour le dosage. On peut ainsi faire usage de moteurs électriques pas à pas, ou de moteurs sans balais (brushless). Ce dernier permet d'obtenir les performances optimales. Le concept de rotation du capteur de pesage 18 permet un gain de temps important par rapport au système de l'art antérieur à récipient tournant sur une cellule de pesage fixe. Les performances de ce système connu étaient de 1,3 seconde de rotation et 2,0 secondes de stabilisation, soit un total de 3,3 secondes. Selon le concept de l'invention, on obtient un temps total de 1,12 seconde, soit un temps divisé par 3. Selon les figures 1, 2 et 3, le doseur 10 comporte un seul module de dosage. L'arbre 21 creux à l'intérieur du boîtier 24, est accouplé directement au moteur électrique 19 selon un même axe longitudinal. Le conducteur 28 du capteur de pesage est raccordé dans ce cas à un circuit électronique à l'intérieur du boîtier 24. En référence aux figures 4 et 5, il y a également un seul module de dosage, mais le moteur 19 est situé du même côté que le récipient 13. La transmission du mouvement de rotation s'effectue à l'intérieur du boîtier 24 par des courroies, biellettes ou engrenages. Le conducteur 28 du capteur de pesage 18 sort dans ce cas du côté opposé, et est connecté à un circuit électronique externe. La figure 6 montre une variante de réalisation de la figure 4, mais avec deux modules de dosage juxtaposés. Le moteur 19 sans balais se trouve du côté des récipients 13, et leurs entraînements en rotation intervient au moyen d'un train d'engrenages 29, 30, 31 situés du côté opposé, et à l'intérieur du boîtier 24. L'engrenage 29 accouplé au moteur 19, transmet le mouvement de rotation à l'engrenage 30 du module intermédiaire, lequel le transmet à l'engrenage 31 de l'autre module. Les trois engrenages 29, 30, 31 présentent des diamètres identiques pour synchroniser leurs mouvements. Un moteur 19 unique est suffisant pour la rotation en sens inverse des deux modules avec leurs deux capteurs de pesage. Les deux conducteurs 28 des capteurs de pesage 18 traversent axialement des trous ménagés au centre des deux engrenages 30, 31, et sont reliés au circuit électronique de mesure 32. Le nombre de modules peut d'ailleurs être supérieur à deux. Il en résulte un gain d'encombrement, et une simplification des câblages et de la commande. En référence des figures 7 et 8, une installation de contrôle pondéral de pièces 40 ou de matière solide est Inséré dans une ligne de production cadencée. Un convoyeur 41 achemine les pièces 40 vers le récipient 130 par l'intermédiaire d'un entonnoir 42. Le dispositif de pesage 43 est conforme à celui de la figure 4, lequel est apte à recueillir chaque pièce fabriquée dans le récipient 130, à déterminer son poids par un capteur de pesage (non représenté) selon l'invention, et à retourner le récipient de 180° pour le vider et accueillir la pièce suivante. Les mesures de poids permettent de trier les pièces suivant un intervalle de tolérance prédéterminé. Le capteur de pesage est logé à l'intérieur du boîtier 44.25 REVENDICATIONS1. Dispositif de pesage comprenant un capteur de pesage (18), et un récipient (13) rotatif, caractérisé en ce que le récipient (13) rotatif est solidarisé mécaniquement au capteur de pesage (18), l'ensemble étant entraîné en rotation par un actionneur électrique ou pneumatique apte à vider ledit récipient par un mouvement de retournement. 2. Dispositif de pesage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur est relié cinématiquement au capteur de pesage (18) par un arbre (21) creux. 3. Dispositif de pesage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'arbre (21) est doté d'un l'alésage (27) interne servant de conduit de passage axial du câble (28) connecté audit capteur. 4. Dispositif de pesage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur de pesage (18) est du type à appui central à déformation de charnières. 5. Dispositif de pesage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la transmission du mouvement de rotation de l'actionneur à l'ensemble récipient (13) et capteur de pesage (18) s'effectue par l'intermédiaire d'un dispositif cinématique de transmission pour piloter une pluralité de modules de pesage. 6. Dispositif de pesage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif cinématique de transmission comporte un train d'engrenages (29, 30, 31), dont l'un (29) accouplé à l'actionneur, entraîne les autres engrenages (30, 31) des différents modules de pesage. 7. Dispositif de pesage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'actionneur est un moteur électrique (19) sans balais. 8. Dispositif de pesage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'actionneur est un moteur électrique (19) pas à pas. 9. Doseur d'une matière pulvérulente ou granuleuse, comprenant une trémie (11) de stockage de la matière à doser, un premier mécanisme oscillant (12), animé d'un mouvement de va-et-vient horizontal destiné à extraire la matière pour la doser et à la verser dans un récipient (13), un deuxième mécanisme (M) apte à retourner le récipient (13) de 1800 pour le vider, et un dispositif de pesage (18) selon l'une des revendications 1 à 8 pour déterminer la quantité de matière dosée. 10. Appareil de contrôle pondéral de pièces à trier, comprenant un premier mécanisme apte à recueillir les pièces dans un récipient, un deuxième mécanisme pour retourner le récipient et accueillir la pièce suivante, et un dispositif de pesage selon l'une des revendications 1 à 8 pour déterminer le poids de chaque pièce.