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"Perfectionnements apportés au mécanisme d'équilibration".
La présente invention se rapporte aux dispositifs d'équilibration permettant de donner aux objets auxquels ils sont appliqués des déplacements,sans qu'il y ait freinage apparent par friction et de maintenir les dits objets en équilibre et dans une position quelconque,pourvu qu'ils restent dans le champ d'action des dits dispositifs.
Dans le brevet belge n 398 937 du 3 octobre 1933,on a décrit des dispositifs dans lesquels le poids d'une masse est équilibré à l'aide d'un élément.élastique ou de plusieurs éléments élastiques ayant la propriété d'exercer un effort sensiblement proportionnel à la longueur du dit élément,ou à la distance entre les points extrêmes,entre lesquels s'exerce cet effort.Les éléments élastiques sont disposés de façon à déterminer un effort constant dirigé dans
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un seul sans,en vue de contre-balancer l'attraction terres- tre agissant sur une masse qui pivote autour d'un axe pla.
-ce à une certaine distance du centre de gravité de la dite masse,ces éléments élastiques étant reliés par une de leur) extrémités à un point situé dans le même plan vertical que l'axe de pivotement de la masse,tandis que l'autre extrémi. té des éléments élastiques est reliée soit à la masse,soit à un levier qui en constitue le support.
'La présente invention concerne des dispositifs d'équi. libration dans lesquels on peut se servir d'éléments élastiques ayant les propriétés mentionnées cidessus;mais elle vise également des dispositifs dans lesquels les efforts équilibrants sont fournis par des poids ou par des pièces élastiques qui,tout en n'ayant pas les propriétés précitée) permettent d'équilibrer les dispositifs en toutes position) de fonctionnement. Par exemple,lors de l'existence de frotte ments appréciables dans les joints des dispositifs,on peut utiliser des organes élastiques présentant d'autres propri tés.Toutefois,et dans bien des cas,on obtient des résultats particulièrement favorables,en faisant appel à des élément) élastiques ayant les propriétés qui viennent d'être expo- sées.
Dans certaines formes d'exécution décrites dans le br@ vet belge précité,on relie une masse à l'aide de bielles à l'un des cotés d'un parallélogramme articulé consittué par quatre bielles et formant support,un autre cotédu dit parallélogramme étant fixé dans un plan vertical,de telle sorte que lorsque le parallélogramme est déplacé dans ledi plan,la position de la masse change par rapport aux dites bielles.Dans ces conditions,la bielle fixe du parallélogramme limite,dans une certaine mesure, l'amplitude des mou vements possibles de l'appareil.Or,un des buts de la présente invention est de prévoir un mécanisme d'équilibratic
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permettant d'effectuer des mouvements de très grande amplitude.
Le dispositif d'équilibration établi conformément à la présente invention est constitué par un parallélogramme articulé formé par des bielles ou par un mécanisme équivalent, parallélogramme ou mécanisme dont un des côtés est prolongé de manière à pouvoir supporter l'objet qu'il s'agit d'équili- brer;
ce parallélogramme,ou ensemble équivalent de bielles, est articulé de plus sur son côté opposé au droit de l'arti- culation,ou au voisinage de celle-ci,de manière à pouvoir tourner librement autour d'un axe horizontal, les parties mobiles autour du dit axe horizontal étant équilibrées par des efforts appliqués au parallélogramme articulé ou mécanisme équivalent, soit par des poids,soit par des éléments élastiques,soit à la fois par un poids et par un élément élastique.Dans ces condi- tions,le côté du parallélogramme articulé ou du mécanisme équivalent qui est opposé à celui qui supporte le poids,est muni d'un axe de pivotement,
ce qui permet aux dispositifs éta- blis conformément à l'invention d'effectuer des déplacements. de très grande amplitude.
L'invention a également pour objet l'application des moyens grâce auxquels il devient possible de placer l'élément élastique,ou les éléments élastiques,ou 'bien encore le contrepoids du dispositif d'équilibration en un point éloigne de la masse ou d'un levier relié directement à celle-ci.Par exem- ple,dans le cas d'une lampe,ou d'un microphone,reliée à un levier articulé sur une tige ou sur un bras il est quelquefois désirable de disposer l'élément élastique,ou les éléments é- lastiques,ou bien le contre-poids destiné équilibrer le levier,à l'extrémité du bras de support qui est la plus éloi- gnée du levier et la présente invention a précisément pour but de réaliser cette disposition.
Ainsi,et conformément à un autre mode de réalisation de l'invention,on a prévu un dispositif d'équilibration compor-
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tant deux leviers reliés l'un à l'autre à l'aide d'un système de bielles destinées à assurer le parallélisme entre les le- viers, quelle que soit la position du @@@@ mécanisme, dis- positif dans lequel le poids de la masse à équilibrer est applj que à l'un des leviers,tandis que l'effort équilibrant qui est fourni,par un contre-poids (ou par un élément élastique ayant la propriété d'exercer un effort sensiblement proportionnel à la longueur de l'élément,ou bien à la distance entre les deux points extrêmes entre lesquels cet effort est exercé)
/est appli que à l'autre levier de manière à @@@@@ assurer l' équilibra- tion de la dite masse,quelle que soit la position qu'elle occu- pe.Afin de donner au dispositif encore plus de liberté,on peut monter convenablement le levier à contre-poids sur un levier de support qui pivote autour d'un axe horizontal et qui fait partie d'un deuxième système d'équilibration disposé de telle façon que le levier de support reste en équilibre,quelle que soit la position qu'il occupe dans le plan vertical auquel est perpendiculaire l'axe du dit levier de support.Le système de bielles destiné à assurer le parallélisme entre le levier supportant le poids et l'autre levier peut être constitué par un parallélogramme articulé;
dans ce cas,les deux leviers en question constituent deux côtés parallèles du dit parallélogramme.A titre d'alternative on peut maintenir le parallélisme des deux leviers en question au moyen de deux poulies dont chacune est fixée sur le levier correspondant et d'une bande @@@ flexible entourant les dites poulies,l'axe de chaque poulie passant par le point d'appui de son levier respectif.Dans le cas envisagé,lorsque le levier,chargé de l'objet à équilibrer, est monté sur un levier de support équilibré,ce dernier est disposé de telle façon que son point d'appui se trouve sur l'axe du deuxième levier et de la poulie qui y est reliée et que l'axe de la poulie reliée au levier chargé de l'objet à équilibrer est placé au point de jonction du levier de support
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et du levier chargé de l'objet à équilibrer.
Lorsqu'on se sert d'un lévier de support équilibré,on en assure l'équilibration à l'aide d'au moins un élément élastique qui fonctionne entre un point fixe et le levier de support et qui possède la propriété d'exercer un effort sensiblement proportionnel à la longueur de l'élément,ou bien à la distance entre les deux points extrêmes entre lesquels le dit élément exerce cet effort.
Le levier chargé de l'objet à équilibrer peut être relié à un pilier, ou colonne.pouvant être constitué par un levier oscillant autour d'un axe longitudinal, un dispositif de freinage par friction appliqué audit axe permettant d'immobiliser le levier en question dans une position prédéterminée.Le freinage par friction peut (être réalisé par une vis serrée contre un support,de telle sorte que lorsque la vis est desserrée,la friction se trouve suffisamment réduite pour permettre de déplacer le levier et pour l'amener à une autre position,dans laquelle il pourra être immobilisé par un.nouveàu serrage de la vis.
On peut organiser le mécanisme d'équilibration établi con- formément à l'invention de manière à permettre la suspension du dit mécanisme à un plafond,ou sa fixation à une console faisant saillie sur un mur et supportant une pièce verticale sur laquelle est articulé le deuxième levier,de même qu'on peut articuler sur cette pièce le levier de support qui peut luimême faire partie d'un système d'équilibration.
Afin que l'invention puisse être comprise clairement et mise en oeuvre aisément on décrira ci-après,à titre d'exemples avec référence au dessin annexé, un certain nombre de mécanismes établis conformément à l'invention.
Sur le dessin annexé:
La figure 1 est une vue en élévation d'un mécanisme d'ét
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, , --.2 -- -..,--n"""'+!:IY1.+ '1n 1a.m:"De:
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La figure 2 est une vue d'une partie du mécanisme montr< sur la figure 1 lorsquon le regarde dans le sens de la flè- che II ;
La figure 3 montre une variante du mécanisme représenté sur la figure 1;
La figure 4 montre une autre variante du mécanisme repr senté sur la figure 1;
La figure 5 est une vue partielle du mécanisme montré sur la figure 4,lorsqu'on le regarde dans le sens de la flè- che V ;
La figure 6 montre une autre variante du mécanisme repré senté sur la figure 1 ;
La figure 7 est une vue d'une partie du 'mécanisme' , montré sur la figure 6,lorsqu'on le regarde dans le sens de la flè- che VII;
La figure 8 montre encore une autre variante du mécanism @ représenté sur la figure 1;
La figure 9 montra une autre mode de réalisation du méca me représenté sur la figure 1.
Dans le mode de réalisation des fig.l et 2,le dispositif comporte le levier 1 qui a les propriétés mentionnées en prem lieu dans les lignes précédentes et qui sert de levier de support;ce levier oscille autour d'un axe horizontal 2 se pro longeant entre les extrémités supérieures des deux branches 3 d'une pièce verticale en forme de fourche ou d'étrier.Cet étrier tourne librement autour d'un axe vertical 4 fixé à un socle massif qui n'est pas montré sur le dessin et qui sert de support au mécanisme tout entier.
Un levier 5 ayant les propriétés mentionnées en premier lieu oscille autour d'un axe horizontal 6 fixé à une extrémit du premier levier 1.Le levier 5 supporte à une extrémité une lampe 7,par l'intermédiaire d'une fourche ou étrier 8.Cette lam@e 7 eut tourner autour d'un axe horizontal 9 se prolon-
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geant entre deux extrémités des branches de l'étrier 8 et passant à travers le centre de gravité de la lampe.le poids de la lampe 7, du levier 5 et des pièces qui y sont reliées est équilibré par un ressort 10 qui est suspendu à une de ses extrémités à l'extrémité du levier de support 1 qui est éloignée de l'axe 6,tandis que l'autre extrémité de ce ressort est suspendue à une tige horizontale 11 située dans le même plan vertical que l'axe 2,
la dite tige 11 passant à travers les orifices ménagés dans les branches 3.Le ressort 10 est un ressort hélicoïdal qui est enroulé de telle façon que l'effort exercé par lui est proportionnel à sa longueur; les extrémités du ressort sont suspendues de telle façon qu'il reste rectiligne,quelles que soient les positions du premier levier 1.Dans ces conditions,l'effort développé par le ressort agit toujours suivant la ligne droite qui passe entre les extrémités, par lesquelles il est suspendu.Ainsi, lorsque le premier levier 1 est mis en position angulaire par rapport aux branches 3,le ressort 10 maintient le dit levier dans cette position et le levier 1 ne présente aucune tendance à se déplacerpour occuper.une autre position,la résistance du ressort étant bien entende convenablement choisie.
La position angulaire du levier porte-charge 5 par rapport au levier de support l,est commandée par l'intermédiaire d'un deuxième levier qui e'st constitué par deux biellettes 12.
Ces 'biellettes 12 sont disposées de part et d'autre du levier 1 et oscillent autour du même axe 2.Les extrémités des biellettes 13,qui sont éloignées de l'axe 2,sont disposées de part et d'autre d'une des extrémités d'une bielle 13,Elles sont articulées à cette bielle 13 à l'aide d'une tige horizontale 14 qui passe à travers les bielles 12 et 13.la bielle 13 relie les biellettes 12 à l'extrémitédu levier porte-chargé 5 qui est éloignée de la lampe;la bielle 13 est articulée sur le
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. ¯¯¯¯ , fl;.p fielin axe horizontal 15 autour
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duquel elle oscille.
La distance entre les axes 6 et 15 est égale à la distance entre l'axe 2 et la tige 14 et la distance entre la tige 14 et l'axe 15 est égale à la distance entre l'axe 2 et l'axe 6,de telle sorte qu'on dbtient un parallélogramme articulé et que le second levier qui est constitué par les biellettes 12 reste parallèle au levier p rte-charge 5, quelle que soit la position du mécanisme.Le couple qui tend à faire osciller la lampe 7 autour de l'axe 6 est équilibré par deux ressorts 16 dont cha- -un est suspendu par une de ses extrémités à la tige 11 et par l'autre extrémité à la tige @@ 14.Comme le ressort 10,
ce@ ressorts 16 sont des ressorts hélicoïdaux entoulés de manière que l'effort exercé par ceux-ci soit porportionnel à leur longueur.
En raison de cette propriété des ressorts 16.ceux-ci maintiennent le levier porte-charge 5 dans une position angulaire quelconque par rapport au levier de support l,sans que ce levier porte-charge 5 ait une tendance quelconque à se déplacer pour occuper une autre position;on donne, bien entendu,à cet effet aux ressorts 16 une résistance appropriée.
On verra à présent qu'on peut donner à la lampe 7 des déplacements dans trois sens et que cette lampe restera en équilibre quelle que soit la position qu'elle occupera,pourvu que cette position soit dans le champ d'action du mécanisme.
La lampe 7 est montée à frottement sur l'étrier 8,de telle sorte que lorsqu'on donne à la lampe 7 un déplacement angulaire autour de l'axe 9,elle reste dans la position à laquelle elle a été ramenée par rotation.Comme l'axe 9 passe par le centre de gravité de la lampe, de tels déplacements ne déterminent pas une rupture d'équilibre du mécanisme.L'étrier 8 peut être monté de manière qu'on puisse le faire tourner autour de l'axe du levier 5 porte-charge.Dans ce cas,la lampe 7 peut également subir un déplacement angulaire dans un plan perpendiculaire au levier porte-charge 5.0n peut prévoir également une certain
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frottement entre l'étrier 8 et le levier porte-charge 5,afin que la lampe puisse être immobilisée dans xx n'importe quelle position dans le dit plan.
Ldaction des ressorts peut être réglée en modifiant la position, dans un plan vertical de la tige 11;à cet effet, on perce dans les branches 3 un certain nombre de trous 17,chaque trou d'une des branches se trouvant,dans le sens horizontal, l'opposé d'un trou correspondant percé dans l'autre branche.
La tige 11 peut être introduite à travers l'une quelconque des paires de trous placés en face dans le sens horizontal.Dans un autre mode de réalisation,on peut régler l'action des res- sorts 16,à l'aide d'une vis & laquelle sont fixées les ex- trémités inférieures des ressorts.Cette vis pouvant être ser- rée ou desserrée dans des bossages appropriés fixés à l'étrier @ ou fourche;on peut prévoir un dispositif analogue pour le ressori 10.
Le levier 5 porte-charge et la bielle 13 sont constituées par des tubes de section carrée livrant passage aux conducteurs 18 qui amènent du courant électrique à la lampe 7;ces conduc- teurs pénètrent dans la bielle 13 par l'orifice 19 (fig.) pour en sortir par l'orifice percé en 20; ils pénètrent ensuite dans le levier 5 porte-charge,par l'orifice percé en 21 et en res- sortant à l'extrémité du levier entre les branches de l'étrier 8.
Dans le mode de réalisation montré sur la figure 3,le mé- canisme est disposé de telle façon que la lampe puisse être suspendue à un plafond 22.Dans ce mode de réalisation,le méca- nisme est sensiblement équivalent à celui qui est montré sur les figures 1 et 2;toutefois,le levier de support 23 et le le- vier 24 auquel est appliquée la charge sont des leviers de deuxième genre, le point d'appui de chacun de ces leviers étant placé à son extrémité ( en 25 et en 26 respectivement).
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Dans la variante montrée sur les figures 4 et 5,1e levi de support est identique,au poin.t de vue mécanique, à celui qui fait partie du mécanisme représenté sur les figures 1 et 2.quoiqu$il en diffère par la forme d'exécution.Dans la va- riante.en question, le levier de support est constitué par det lames 27,à faces planes,assemblées par des tiges 28 et 29.Cha que bande est montée à pivot et indépendamment l'une de l'aut sur une des branches 30 de l'étrier,les axes de pivotement ad mettant,bien entendu, un seul et même axe horizontal.ires lamée 27 convergent vers le levier 31 auquel est @@ appliquée la charge et viennent s'articuler respectivement sur les deux faces latérales du dit levier,Toutefois,
la principale différence entre le mode de réalisation montré sur les figures 4 et 5 et celui représenté sur les figures 1 et 2 consiste dans fait que le deuxième levier n'est pas articulé sur le levier de support au droit de l'axe autour duquel le levier de support pivote sur l'étrier;par contre,ce deuxième levier tourne sur le levier de support autour de la tige 29.De même,le deu- xième levier qui est constitué par les biellettes 32 n'est pa articulé sur l'extrémité de la bielle 33 qui relie les bielletes 32 à l'une des extrémités du levier 31 auquel est appliqua la charge;
il est articulé au contraire sur la biellette 33 par le moyen de l'axe 34 qui se trouve à une distance du poi d'assemblage de la bielle 33 et du levier 31 qui est égale à la distance, minimum entre la tige 29 et le point d'assemblage du levier de support avec le levier 31.Dans ces conditions,et comme l'écart entre les axes de pivotement de chaque biellette 32 est identiquement le même que celui prévu entre les deux points d'assemblage précités,le deuxième levier reste toujouri parallèle au levier 3l.De plus.la bielle 33 a la même longueur que celle de la distance prévue entre le point d'appui du le. vier de support et le point d'assemblage du dit levier de sup. port avec le levier porte-charge 3l.0n réalise donc une dispo.
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sition d'organes grâce à laquelle le mécanisme permet d'obtenir le même résultat que dans le cas du mécanisme montré sur les figures 1 et 2.On fera remarquer que dans le mode de réalisation des figures 4 et 5,le levier de support est équilibré par deux ressorts placés de part et d'autre de l'étrier,chacun de ces ressorts étant relié à l'une des lames 27.Le ressort destiné à équilibrer le couple agissant sur le levier 31 est disposéentre les branches de l'étrier et relié à une extrémité de la bielle 33.
Sur les figures 6 et 7 on a montré un dispositif comportait des leviers,des bielles et des rassorts disposés exactument de la même façon que dans le mode de réalisation des figures 1 et 2,de même qu'il comporte un mécanisme additionnel pour maintenir dans une position verticale l'axe de la lampe,quelle que 'soit la position de l'extrémité du levier auquel est appliquée la charge.Dans ce mode de réalisation,la lampe est fixée sur un bras horizantal 35, lequel est fixé rigidement,sur l'une de ses extrémités,entre deux poulies 36 montées à pivotement sur l'extrémité du levier porte-charge,
ces poulies étant placées de part et d'autre du dit levier.La disposition des organes est donc conçue de telle façon que les poulies 36 et le bras 35 soient assemblés rigidement et qu'ils forment un ensemble susceptible de tourner autour de l'axe des poulies et par rap- port au levier porte-charge.Deux autres poulies 37 sont montées à pivotement sur l'axe d'assemblage du levier de support et du levier porte-charge et de part et d'autre du dit axe.On a pré- vu une autre paire de poulies 38 dont l'axe coïncide avec le point d'appui du levier @@ de support et qui sont placées de part et d'autre du dit levier,Ces poulies sont fixées, à l'aide de goupilles 39 aux branches de l'étrier,
de telle sorte que
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les poulies 38 ne sont pas sasceptibles de se déplacer angulairement par rapnort au dit tl étrier.Deux câbles ZZ 4 ,fixés en ........ "'"",. T'lnu1ies 58 et 36 les relient entre elles.L'un
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de ces sables est destiné à relier les poulies placées d'un côté du levier de support et du levier porte-charge,tandis qu l'autre câble relie les poulies placées de l'autre coté de ce leviers.Si l'on considère un de ces câbles,on remarque que pa une de ses extrémités il est fixé en 41 à la poulie correspon dante 38.Ce câble enveloppe ensuite une partie du pourtour de la poulie;il chemine ensuite dans une direction parallèle au levier de support pour aboutir à la poulie correspondante 37.
Celle-ci change la direction du câble qui se déplace alors pa rallélement au l@vier porte-charge. Enfin, après qu'ol l'a pass sur une partie du pourtour de la poulie correspondante 36,on fixe @@ par ancrage,en 42,sur la même poulie.
Sur la figure 8,on a montré une autre variante du, dispo sitif permettant de maintenir le parallélisme entre le levier porte-charge et le deuxième levier.Sur le même axe,sur lequel se trouve le point d'appui du levier porte-charge,on a monté une poulie 43 qui est fixée au dit levier.,de manière a pouvoir tourner avec celui-ci par rapport au lévier de support.On a monté de même sur l'axe d'articulation du deuxième levier une poulie 44 qui en est solidaire et qui tourne avec ce levier par rapport à l'étrier ou pièce fourchue.Les poulies 43 et 44 ont le même diamètre et comportent un câble 45 qui s'applique fortement sur leur pourtour,
de telle sorte que lorsque le le- vier porte-charge subit un déplacement angulaire par rapport au levier de support un déplacement angulaire de valeur iden- tique est transmis au deuxième levier.
Le mode de réalisation montré sur la figure 9 est analogi à celui qui est représenté sur les figuces @ 1 et 2,avec cette seule différence que les ressorts sont remplacés par des cont poids 46 et 47 portés respectivement par les prolongements fi- letés du levier porte-charge et @@@@ du deuxième levier.On peul régler les mouvements de rotation dus à ces contrepoids en faisant varier leurs positions respectives sur les dits prolo!
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gements filetés,à l'aide d'écrous convenables montés sur ceux- ci.Il est évident qu'au lieu de se servir de deux contre-poids on peut équilibrer un des leviers par un ressort ou par des ressorts,tandis que l'autre levier est équilibré par un poids.
Enfin,dans une autre variante du dispositif montré sur la figure l,le levier de support tubulaire 1 sert de logement au ressort 10,ce dernier étant fixé par une de ses extrémités à la paroi intérieure du tube et s'étendant le long du tube pour aboutir à un câble auquel il vient se fixer par l'autre extré- mité.Le câble passe autour d'une petite poulie disposée sur 1 l'extrémité du levier de support qui est éloignée du levier por- te-charge ;il se dirige ensuite,suivant une ligne droite,vers la tige 11 à laquelle il est fixé.Dans le cas envisagé,le ressort est établi de manière à exercer un effort qui est proportionnel à la distance entre la petite poulie et le point de fixation du câble à la tige 11.
BEVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improvements to the balancing mechanism".
The present invention relates to balancing devices making it possible to give the objects to which they are applied movements, without there being any apparent braking by friction and to keep said objects in equilibrium and in any position, provided that they remain within the scope of the said devices.
In Belgian Patent No. 398 937 of October 3, 1933, devices have been described in which the weight of a mass is balanced using an elastic element or of several elastic elements having the property of exerting a force. substantially proportional to the length of said element, or to the distance between the end points, between which this force is exerted. The elastic elements are arranged so as to determine a constant force directed in
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only one without, in order to counterbalance the earth attraction acting on a mass which pivots around an axis pla.
-this at a certain distance from the center of gravity of said mass, these elastic elements being connected by one of their) ends to a point located in the same vertical plane as the pivot axis of the mass, while the other extremi. Tee of the elastic elements is connected either to the mass or to a lever which constitutes the support thereof.
The present invention relates to equi devices. libration in which elastic elements having the properties mentioned above can be used; but it also relates to devices in which the balancing forces are provided by weights or by elastic parts which, while not having the aforementioned properties) allow the devices to be balanced in all operating positions. For example, when there is appreciable friction in the joints of the devices, elastic members with other properties can be used; however, and in many cases, particularly favorable results are obtained by resorting to elastic elements having the properties which have just been explained.
In certain embodiments described in the aforementioned Belgian patent, a mass is connected by means of connecting rods to one of the sides of an articulated parallelogram consisting of four rods and forming a support, another side of said parallelogram being fixed in a vertical plane, so that when the parallelogram is moved in the plane, the position of the mass changes with respect to said connecting rods. Under these conditions, the fixed connecting rod of the parallelogram limits, to a certain extent, the amplitude possible movements of the apparatus. Now, one of the objects of the present invention is to provide a balancing mechanism
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allowing movements of very large amplitude.
The balancing device established in accordance with the present invention consists of an articulated parallelogram formed by connecting rods or by an equivalent mechanism, parallelogram or mechanism, one of the sides of which is extended so as to be able to support the object in question. to balance;
this parallelogram, or equivalent set of connecting rods, is further articulated on its side opposite to the right of the joint, or in the vicinity of the latter, so as to be able to rotate freely around a horizontal axis, the moving parts around said horizontal axis being balanced by forces applied to the articulated parallelogram or equivalent mechanism, either by weights, or by elastic elements, or both by a weight and by an elastic element. In these conditions, the side of the articulated parallelogram or of the equivalent mechanism which is opposite to that which supports the weight, is provided with a pivot axis,
which allows the devices established in accordance with the invention to move. of very large amplitude.
The invention also relates to the application of the means by which it becomes possible to place the elastic element, or the elastic elements, or even the counterweight of the balancing device at a point away from the mass or from a lever connected directly to it. For example, in the case of a lamp, or of a microphone, connected to a lever articulated on a rod or on an arm it is sometimes desirable to have the elastic element , or the elastic elements, or the counterweight intended to balance the lever, at the end of the support arm which is furthest from the lever and the object of the present invention is precisely to achieve this arrangement.
Thus, and in accordance with another embodiment of the invention, there is provided a balancing device comprising
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both levers connected to each other by means of a system of connecting rods intended to ensure parallelism between the levers, whatever the position of the mechanism, device in which the weight of the mass to be balanced is applied only to one of the levers, while the balancing force which is provided by a counterweight (or by an elastic element having the property of exerting a force substantially proportional to the length element, or the distance between the two extreme points between which this force is exerted)
/ is applied to the other lever so as to ensure the balance of said mass, whatever the position it occupies. In order to give the device even more freedom, the lever can be properly mounted against the weight on a support lever which pivots about a horizontal axis and which forms part of a second balancing system arranged in such a way that the support lever remains in equilibrium, whatever either the position it occupies in the vertical plane to which the axis of said support lever is perpendicular. The system of connecting rods intended to ensure parallelism between the lever supporting the weight and the other lever can be constituted by an articulated parallelogram ;
in this case, the two levers in question constitute two parallel sides of said parallelogram.As an alternative, the parallelism of the two levers in question can be maintained by means of two pulleys, each of which is fixed on the corresponding lever and a band @@@ flexible surrounding said pulleys, the axis of each pulley passing through the fulcrum of its respective lever. In the case considered, when the lever, loaded with the object to be balanced, is mounted on a balanced support, the latter is arranged in such a way that its fulcrum is on the axis of the second lever and of the pulley which is connected to it and that the axis of the pulley connected to the lever loaded with the object to be balance is placed at the junction point of the support lever
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and the lever loaded with the object to be balanced.
When a balanced support lever is used, it is balanced with the aid of at least one elastic element which operates between a fixed point and the support lever and which has the property of exerting a force substantially proportional to the length of the element, or else to the distance between the two end points between which said element exerts this force.
The lever loaded with the object to be balanced can be connected to a pillar, or column. Which can be constituted by a lever oscillating about a longitudinal axis, a friction braking device applied to said axis making it possible to immobilize the lever in question in a predetermined position Friction braking can (be achieved by a screw tightened against a bracket, so that when the screw is loosened the friction is reduced enough to allow the lever to move and bring it to a another position, in which it can be immobilized by un.nouveàu tightening the screw.
The balancing mechanism established in accordance with the invention can be organized so as to allow said mechanism to be suspended from a ceiling, or to be attached to a console projecting from a wall and supporting a vertical part on which the device is articulated. second lever, just as the support lever which can itself be part of a balancing system can be articulated on this part.
In order that the invention may be clearly understood and easily implemented, a number of mechanisms established in accordance with the invention will be described below by way of example with reference to the accompanying drawing.
On the attached drawing:
Figure 1 is an elevational view of a step mechanism
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,, -. 2 - - .., - n "" "'+ !: IY1. +' 1n 1 a.m:" From:
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Figure 2 is a view of part of the mechanism shown in Figure 1 when viewed in the direction of arrow II;
Figure 3 shows a variant of the mechanism shown in Figure 1;
Figure 4 shows another variant of the mechanism shown in Figure 1;
Figure 5 is a partial view of the mechanism shown in Figure 4, when viewed in the direction of arrow V;
FIG. 6 shows another variant of the mechanism represented in FIG. 1;
Figure 7 is a view of part of the 'mechanism', shown in Figure 6, when viewed in the direction of arrow VII;
Figure 8 shows yet another variant of the mechanism shown in Figure 1;
Figure 9 shows another embodiment of the mechanism shown in Figure 1.
In the embodiment of fig.l and 2, the device comprises the lever 1 which has the properties mentioned first in the previous lines and which serves as a support lever; this lever oscillates around a horizontal axis 2 is pro running along between the upper ends of the two branches 3 of a vertical piece in the form of a fork or stirrup. This stirrup rotates freely around a vertical axis 4 fixed to a solid base which is not shown in the drawing and which serves as a support for the entire mechanism.
A lever 5 having the properties mentioned in the first place oscillates around a horizontal axis 6 fixed to one end of the first lever 1. The lever 5 supports at one end a lamp 7, by means of a fork or bracket 8. This lam @ e 7 had to rotate around a horizontal axis 9 extended
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giant between two ends of the branches of the bracket 8 and passing through the center of gravity of the lamp. the weight of the lamp 7, the lever 5 and the parts connected to it is balanced by a spring 10 which is suspended from one of its ends at the end of the support lever 1 which is remote from the axis 6, while the other end of this spring is suspended from a horizontal rod 11 located in the same vertical plane as the axis 2,
said rod 11 passing through the orifices formed in the branches 3. The spring 10 is a helical spring which is wound in such a way that the force exerted by it is proportional to its length; the ends of the spring are suspended in such a way that it remains rectilinear, whatever the positions of the first lever 1. Under these conditions, the force developed by the spring always acts along the straight line which passes between the ends, through which it is suspended. Thus, when the first lever 1 is placed in an angular position relative to the branches 3, the spring 10 maintains said lever in this position and the lever 1 does not exhibit any tendency to move to occupy another position, the spring resistance being of course suitably chosen.
The angular position of the load-carrying lever 5 relative to the support lever 1, is controlled by means of a second lever which is constituted by two rods 12.
These 'rods 12 are arranged on either side of the lever 1 and oscillate around the same axis 2. The ends of the rods 13, which are remote from the axis 2, are arranged on either side of one of the ends of a connecting rod 13, They are articulated to this connecting rod 13 by means of a horizontal rod 14 which passes through the connecting rods 12 and 13. The connecting rod 13 connects the connecting rods 12 to the end of the load-carrying lever 5 which is remote from the lamp; the connecting rod 13 is articulated on the
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. ¯¯¯¯, fl; .p fielin horizontal axis 15 around
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from which it oscillates.
The distance between the axes 6 and 15 is equal to the distance between the axis 2 and the rod 14 and the distance between the rod 14 and the axis 15 is equal to the distance between the axis 2 and the axis 6, in such a way that an articulated parallelogram is obtained and that the second lever which is formed by the rods 12 remains parallel to the load-free lever 5, whatever the position of the mechanism. The torque which tends to make the lamp 7 oscillate. around the axis 6 is balanced by two springs 16, each of which is suspended by one of its ends to the rod 11 and by the other end to the rod @@ 14. Like the spring 10,
this @ springs 16 are helical springs entangled so that the force exerted by them is porportionnel to their length.
Due to this property of the springs 16, these keep the load-carrying lever 5 in any angular position with respect to the support lever 1, without this load-carrying lever 5 having any tendency to move to occupy a position. another position; of course, the springs 16 are given suitable resistance for this purpose.
We will now see that the lamp 7 can be given displacements in three directions and that this lamp will remain in equilibrium whatever position it occupies, provided that this position is within the field of action of the mechanism.
The lamp 7 is mounted in friction on the yoke 8, so that when the lamp 7 is given an angular displacement around the axis 9, it remains in the position to which it was returned by rotation. the axis 9 passes through the center of gravity of the lamp, such displacements do not cause a disruption of the balance of the mechanism. The bracket 8 can be mounted so that it can be rotated around the axis of the load-carrying lever 5. In this case, the lamp 7 can also undergo angular displacement in a plane perpendicular to the load-carrying lever 5.0n can also provide a certain
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friction between the bracket 8 and the load-carrying lever 5, so that the lamp can be immobilized in xx any position in the said plane.
The action of the springs can be adjusted by modifying the position, in a vertical plane of the rod 11; for this purpose, a certain number of holes 17 are drilled in the branches 3, each hole of one of the branches being in the direction horizontal, the opposite of a corresponding hole drilled in the other branch.
The rod 11 can be introduced through any of the pairs of holes placed opposite in the horizontal direction. In another embodiment, the action of the springs 16 can be regulated by means of a screw & which are fixed the lower ends of the springs. This screw can be tightened or loosened in suitable bosses fixed to the caliper or fork; a similar device can be provided for the spring 10.
The load-carrying lever 5 and the connecting rod 13 are formed by square-section tubes providing passage for the conductors 18 which bring electric current to the lamp 7; these conductors enter the connecting rod 13 through the orifice 19 (fig. ) to exit through the orifice drilled at 20; they then enter the load-carrying lever 5, through the orifice drilled at 21 and exit at the end of the lever between the branches of the bracket 8.
In the embodiment shown in FIG. 3, the mechanism is arranged such that the lamp can be suspended from a ceiling 22. In this embodiment, the mechanism is substantially equivalent to that shown on Figures 1 and 2; however, the support lever 23 and the lever 24 to which the load is applied are levers of the second kind, the fulcrum of each of these levers being placed at its end (at 25 and in 26 respectively).
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In the variant shown in Figures 4 and 5, the support levi is identical, from a mechanical point of view, to that which is part of the mechanism shown in Figures 1 and 2, although it differs by the shape of 'execution.In the variant in question, the support lever is constituted by det blades 27, with flat faces, assembled by rods 28 and 29. Each strip is pivotally mounted and independently of one of the aut on one of the branches 30 of the caliper, the pivot axes ad putting, of course, one and the same horizontal axis .ires lamée 27 converge towards the lever 31 to which the load is applied and come to articulate respectively on the two side faces of said lever, However,
the main difference between the embodiment shown in figures 4 and 5 and that shown in figures 1 and 2 consists in the fact that the second lever is not articulated on the support lever to the right of the axis around which the support lever pivots on the caliper; on the other hand, this second lever rotates on the support lever around the rod 29. Similarly, the second lever which is formed by the rods 32 is not articulated on the end of the connecting rod 33 which connects the connecting rods 32 to one of the ends of the lever 31 to which the load is applied;
on the contrary, it is articulated on the connecting rod 33 by means of the axis 34 which is at a distance from the assembly point of the connecting rod 33 and the lever 31 which is equal to the minimum distance between the rod 29 and the assembly point of the support lever with the lever 31. Under these conditions, and as the distance between the pivot axes of each link 32 is identically the same as that provided between the two aforementioned assembly points, the second lever remains always parallel to the lever 3l.De plus.la connecting rod 33 has the same length as that of the distance provided between the fulcrum of the. support lever and the assembly point of said support lever. port with the load-carrying lever 3l.0n therefore achieves a dispo.
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sition of members thanks to which the mechanism makes it possible to obtain the same result as in the case of the mechanism shown in Figures 1 and 2. It will be noted that in the embodiment of Figures 4 and 5, the support lever is balanced by two springs placed on either side of the caliper, each of these springs being connected to one of the leaves 27.The spring intended to balance the torque acting on the lever 31 is arranged between the branches of the caliper and connected to one end of the connecting rod 33.
In FIGS. 6 and 7, a device has been shown comprising levers, connecting rods and brackets arranged exactly in the same way as in the embodiment of FIGS. 1 and 2, just as it comprises an additional mechanism for maintaining in a vertical position the axis of the lamp, regardless of the position of the end of the lever to which the load is applied. In this embodiment, the lamp is fixed on a horizontal arm 35, which is rigidly fixed on one of its ends, between two pulleys 36 pivotally mounted on the end of the load-carrying lever,
these pulleys being placed on either side of said lever. The arrangement of the members is therefore designed in such a way that the pulleys 36 and the arm 35 are rigidly assembled and that they form an assembly capable of rotating around the axis pulleys and with respect to the load-carrying lever. Two other pulleys 37 are pivotally mounted on the assembly axis of the support lever and the load-carrying lever and on either side of said axis. has provided another pair of pulleys 38, the axis of which coincides with the fulcrum of the support lever @@ and which are placed on either side of said lever. These pulleys are fixed using of pins 39 to the branches of the caliper,
so that
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the pulleys 38 are not sasceptibles to move angularly with respect to said caliper. Two cables ZZ 4, fixed in ........ "'" ",. T'lnu1ies 58 and 36 connect them together. Mon
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of these sands is intended to connect the pulleys placed on one side of the support lever and the load-carrying lever, while the other cable connects the pulleys placed on the other side of this lever. of these cables, we notice that at one of its ends it is fixed at 41 to the corresponding pulley 38.This cable then wraps part of the periphery of the pulley; it then travels in a direction parallel to the support lever to end in the corresponding pulley 37.
This changes the direction of the cable which then moves along with the load-carrying lever. Finally, after ol has passed it over part of the periphery of the corresponding pulley 36, @@ is fixed by anchoring, at 42, on the same pulley.
In FIG. 8, another variant of the device has been shown which makes it possible to maintain parallelism between the load-carrying lever and the second lever. On the same axis, on which the fulcrum of the load-carrying lever is located. , we mounted a pulley 43 which is fixed to said lever., so as to be able to rotate with the latter relative to the support lever. We likewise mounted on the hinge pin of the second lever a pulley 44 which is integral with it and which rotates with this lever relative to the caliper or forked piece. The pulleys 43 and 44 have the same diameter and comprise a cable 45 which is strongly applied around their periphery,
such that when the load-carrying lever undergoes an angular displacement relative to the support lever, an angular displacement of the same value is transmitted to the second lever.
The embodiment shown in figure 9 is similar to that shown in figs @ 1 and 2, with the only difference that the springs are replaced by cont weight 46 and 47 carried respectively by the threaded extensions of the lever. load carrier and @@@@ of the second lever. We can adjust the rotational movements due to these counterweights by varying their respective positions on said prolo!
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threaded gements, using suitable nuts mounted on them. It is obvious that instead of using two counterweights one can balance one of the levers by a spring or by springs, while the other lever is balanced by a weight.
Finally, in another variant of the device shown in FIG. 1, the tubular support lever 1 serves as a housing for the spring 10, the latter being fixed by one of its ends to the inner wall of the tube and extending along the tube. to end in a cable to which it is attached at the other end. The cable passes around a small pulley placed on the end of the support lever which is remote from the load-carrying lever; then directs, in a straight line, towards the rod 11 to which it is fixed. In the case considered, the spring is established so as to exert a force which is proportional to the distance between the small pulley and the point of attachment of the cable to the rod 11.
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