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Perfectionnements aux appareils de pesage.
Cette invention concerne des perfectionnements aux appa- reils de pesage.
Un type d'appareil de pesage connu comporte un cylindre ' rempli de liquide et un piston coopérant. Une charge appliquée- à l'appareil tend à déplacer le piston et le cylindre l'un par rapport à l'autre dans la direction voulue pour exercer un effort de compression sur le liquide situé à l'intérieur du cylindre de manière à augmenter la pression interne du liquide.
Cette pression interne est une mesure du poids de la charge et est déterminée par l'admission du liquide par un alésage dans le tube d'un manomètre bourdon.
Dans cet appareil il est difficile ou impossible d'obtenir une indication du poids de la charge en un point éloigné de
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l'appareil et la présente invention a pour but de prouver un appareil de pesage qui permet d'obtenir facilement une indication à distance.
Un autre but de l'invention est de procurer un appareil de pesage à l'aide duquel un enregistrement permanent du poids de la charge pesée par l'appareil peut être produit automatiquement.
Lorsqu'on emploie un apparéii de pesage du type connu jusqu'à présent on rencontre souvent des difficultés à assurer à la ou aux garnitures entre le piston et le cylindre une étanchéité suffisante au liquide pour ne pas nuire à l'exactitude de l'ap- pareil par suite de la friction dans la ou les garnitures d'étan- chéité, et un autre but de la présente invention est de procurer un appareil de pesage qui permet d'éviter cette difficulté.
Suivant la présente invention, l'appareil de pesage com- prend un cylindre et un piston coopérant, l'application d'une charge à l'appareil tendant à produire un mouvement relatif entre le piston et le cylindre dans le sens voulu pour appliquer une pression au contenu du cylindre, un transmetteur agissant en fonction de la pression, monté à l'intérieur de la chambre interne ou mis en communication avec la chambre interne du cy- lindre, et une matière à l'intérieur du cylindre pour appliquer au moins une partie de la pression qui y est exercée à ce trans- metteur.
De préférence.cette matière contenue à l'intérieur du cylindre est un liquide enfermé dans un sac ou une enveloppe flexible.
Le transmetteur agissant sous l'action de la pression peut comprendre un corps déformable,par la pression qui y est appli- quée et un mesureur de tension à résistances ou une série de ces mesureurs fixés à une paroi du corps qui est déformé par la pression.
Des appareils de pesage suivant l'invention seront décrits
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ci-après à titre d'exemples en se référant aux dessins annexas dans lesquels :
Figs 1 à 3 sont des coupes longitudinales de différentes formes d'exécution de l'appareil, et
Fig. 4 est un sèhéma des circuits électriques.
Pour la commodité de la description, on suppose que le premier appareil de pesage'représenté sur la Fig. 1 ait son axe longitudinal 10 dans une position verticale, le piston se trou- vant à la partie supérieure, bien que l'appareil puisse foncti- onner dans toutes positions. L'appareil comprend une pièce infé- rieure en forme de soucoupe 11 dont la concavité est tournée vers le haut, une pièce tubulaire centrale 12 dont le bord infé- rieur s'applique sur le rebord de la pièce inférieure, une pièce supérieure 13 en forme de cuvette ,ou de tasse, fermant l'extré- mité supérieure de la pièce centrale et dont l'ouverture est tournée vers le haut, et un piston 14 qui s'apiste à frottement doux dans,l'ouverture de la pièce supérieure en forme de tasse.
Les pièces en forme de soucoupe et en forme de tasse et la pièce tubulaire sont coaxiales entre elles et sont maintenues ensemble par de longs boulons, tels que 15 passant dans les trois pièces.
Suivant,une variante la pièce en forme de tasse et la pièce tubu- laire sont maintenues ensemble par filetage, l'une des pièces étant vissée dans l'autre. Quatre courts boulons tels que. 16 s'apistent librement dans des alésages correspondants du piston et sont vissés:dans le rebord de la pièce supérieure en forme de tasse 13, ces courts boulons maintenant ie'piston dans le cylindre formé par la pièce 13.
Le fond de la pièce supérieure en forme de tasse 13 est pourvu d'un contre-alésage taraude 17 dans lequel s'apiste un transmetteur agissant en fonction de la pression, qui comprend un raccord 18 fileté pour être vissé dans le contre-alésage 17 et pourvu d'un alésage central 19 dans lequel s'étend le pied
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d'un rac feinc, flexible, en forme de T 20, dont la tête ou table supérieure déborde le raccord 18 à l'intérieur du cylindre.
La table du sac remplit le cylindre et vient en contact avec le piston 14, de telle sorte que le contenu du sac, par exemple une huile minérale se trouve en tout temps au moins sans une légère pression positive.
Le transmetteur soumis à l'action de la pression comprend aussi quatre mesureurs de tension 21 à 24 formé chacun d'une section de fil de résistance métallique repliée dans un plan sous forme de zig-zag, les mesureurs étant reliés entre eux électriquement (FIg 4) de telle sorte que chacun d'eux comprend une branche d'un pont de Wheatstone. Les deux mesureurs 21 et 22 sont fixés à une partie de la paroi du raccord entourant l'alé- sage 19, tandis que les deux autres mesureurs 23 et 24 sont fixés à une partie de la paroi du raccord entourant une partie massive de ce dernier. Lorsque la pression du liquide à l'inté- rieur du sac 20 augmente, la partie de la paroi du raccord à la- quelle les mesureurs 21 et 22 sont fixés est déformée, ce qui fait varier la résistance des deux mesureurs et la résistance totale du pont.
Les. variations de la température ambiante du transmetteur agissent-uniformément sur les quatre mesureurs et le pont est établi de telle façon que l'effet résultant sur la résistance totale du pont est négligeable sur une gamme de gran- de étendue des variations de température.
Si l'appareill de pesage doit être employé dans des condi- tions où l'on ne prévoit qu'une faible gamme de variations de température on peut remplacer le pont des mesureurs par un me- sureur de tension unique..
Un tube métallique cylindrique 25 entoure le raccord 18 pour protéger le transmetteur lorsqu'on l'enlève de l'appareil.
L'extrémité supérieure du tube cylindrique est fixée au racoord et l'extrémité inférieure est fermée par un disque 26 en matière
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isolante, portant des bornes 2'= au moyen desquelles le transmet- teur estrelie à l'appareil électrique extérieur. Des conduc- teurs électriques reliés aux bornes sont amenés de l'intérieur de l'appareil dans un conduit 28 monté dans une paroi de''la pièce tubulaire 12.
Dans un appareil tel que celui décrit ci-dessus, la force. appliquée à la partie de la paroi du raccord à laquelle-les mesureurs 21 et 22 sont fixés est inférieure à la force appli- . quée au piston dans une -mesure correspondant à un facteur égal approximativement au rapport de la surface de la section trans- versale du piston et de la tête du sac à la surface de la sec- tion transversale du pied du sac. Ainsi, la partie de la paroi du raccord comprenant le transmetteur peut être extrêmement mince, par exemple 0,01 à 0,03 pouce, ce qui donne lieu à un appareil très sensible, même si la force appliquée peut attein- dre plusieurs centaines de tonnes.
En outre, le même transmet- teur peut être employé dans des appareils destinés à mesurer dif- férentes gammes de poids', en utilisant des pistons de sections transversales appropriées.
Si l'on désire modifier la gamme des poids que l'appareil est destiné à mesurer, il suffit d'enlever les longs boulons 15 et de remplacerele piston supérieure en forme de tasse 13 et le sac '20, ces; trois ,éléments pouvant être enlevés d'un seul bloc. Si .le transmetteur soumis à l'action de la pres- sion doit être 'remplacé, on enlèvera les longs boulons et on dévissera le raccord 18 de la pièce supérieure en forme de tasse, le raccord et le tube,protecteur 25 etc., formant un groupe transmetteur unique. On adaptable nouveau groupe transmetteur en vissant son raccord dans la pièce supérieure en forme de tasse.
On peut modifier la longueur de l'appareil dans certaines limites en modifiant la longueur de la piéce tubulaire centrale. Il est évident qu'on peut former une grande gamme d'appareils différents
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suivant, l'invention au moyen d'un nombre relativement petit de piéces différentes.
Si l'on se réfère maintenant à la fig. 4 qui représente schématiquement un instrument électrique propre à être employé conjointement les appareils ici décrits, on constate qu'une ten- sion est appliquée au moyen de l'enroulement secondaire 29 d'un transformateur 30 entre deux-points de jonction opposés 31 et 32 du pont constitué par les quatre mesureurs de tensions internes 21 à 24. La tension électrique résultante qui prend naissance entre les deux autres points de jonction opposés 33 et 34 du pont est transmise à un amplificateur 33 à l'encontre d'une ten- sion produite par un autre pont 36 qui est alimenté par un en- roulement secondaire 37 au transformateur 30. Ce second pont 36 comprend un rhéostat variable 38 sous forme d'un fil métallique à curseur, le contact de prélèvement 39,
du fil conducteur à cur- 'seur pouvant être déplacé le long de celui-ci par un servo-moteur 40 qui est actionné par le courant fourni par l'amplificateur 35. Une aiguille indicatrice 41 coopérant avec un cadran conve- nablement gradué 42 est fixée au curseur de prélèvement 39 et est actionnée en même temps que le curseur par le servo-moteur.
La disposition.. est telle que lorsque l'aiguille 41 indique sur l'échelle 4?,la charge appliquée à l'appareil de pesage, les tensions produites.par lesdeux ponts sont égales et s'annulent' réciproquement, de ,telle sorte qu'aucun courant n'est envoyé '' au servo-moteur 40. Si le poids de la charge sur l'appareil est changé la tension produite par le pont correspondant est modi- fiée et les deux tensions ne s'annulent plus l'une l'autre, la partie non annulée de 'la tension étant transmise à l'amplifica- teur 35 qui à son tour envoie un courant au servo-moteur.
La disposition est telle que le servo-moteur déplace le contact de prélèvement du fil à curseur dans la direction voulue jusqu'à ce que les deux tensions s'annulent de nouveau et que le moteur
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1 . , /.-... 1 fixôe au contact de prise 3 indiquant alors le poids de la charge appliquée sur l'appareil. Une géné- ratrice de tachymètre 43 peut être actionnée par le servo-moteur 40 et agencée d'une manière Connue pour transmettre une tension " de sens contraire à l'amplificateur 35 pour empêcher l'emballe- ment" du servo-moteur.
Dans une telle installation, il est évident que le fil métallique à curseur 38 de même que le cadran et l'aiguille peu- vent être disposés (à une distance considérable de l'appareil à peser et des autres parties de l'instrument électrique. Par exemple, dans le cas ou l'appareil . peser a la forme d'un cro- chet de grue, le cadran peut être placé dans la cabine du méca- nicien et donner une indication instantanée de la charge suspen- due au crochet.
Un dispositif enregistreur, tel qu'un style encreur et sa feuille enregistreuse 44 peut être employé en parallèle avec le dispositif à augyukke et cadran (comme c'est représenté) ou en remplacement de celui-ci (comme ce n'est pas représenté) de telle sorte qu'on peut obtenir un enregistrement permanent du poids d'une charge ou de plusieurs charges appli- quées à l'appareil. L'appareil peut être pourvu d'un dispositif ajustable de mise au zéro. qui 'est de .préférence placé dans la partie électrique l'appareil, par exemple rendant ajustapartie électrique de l'appareil, par exemple en rendant ajusta- ble l'une des impédances 45 formant le pont 36, pour permettre de déterminer la tare de la charge appliquée à l'appareil.
Un système avertisseur peut être prévu pour donner un sig- nal visuel ou sonore lorsque la charge appliquée à l'appareil de,passe une valeur prédéterminée. Par exemple -un tel système peut comprendre un mioro-interrupteur 46 qui est fermé par un contact de prise 39 à l'extrémité appropriée de sa course,
la fermeture de l'interrupteur faisant fonctionner un dispositif avertisseur visuel ou acoustique 47 auquel le courant de comman- de est fourni par un autre enroulement seoondaire 48 du trana-
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L'emploi du sac ou de l'enveloppe flexible 20 empêche toute fuite du liquide de l'appareil et évite de devoir employer des garnitures d'étanchéité entre le piston et le cylindre. Il n'est pas nécessaire d'employer un liquide à 1[intérieur du cylindre du moment que la matière mise dans celui-ci est susceptible d'appliquer au transmetteur àu moins une partie de la pression qui y est exercée. Par exemple l'intérieur du cylindre peut être rempli de caoutchouc à l'état semi-solide ou très visqueux.
Dans un second appareil de pesage représenté sur la Fig.2, un cylindre est formé dans un bloc 49 de section transversale cylindrique et pourvu d'un alésage 50 de plus petit diamètre formant un guide pour une tige de piston 51 et d'un contre- alésage 52 de plus grand diamètre formant le cylindre proprement dit dans lequel glisse un piston 53. Ce bloc 49 et l'extrémité de la tige de piston 51 qui dépasse l'alésage 50 sont pourvus d'oeillets correspondants 54 et 55 pour permettre de fixer l'appareil à un support et de suspendre une charge à peser à l'appareil. Des garnitures d'étanchéité 56 et 57 sont prévues pour assurer l'herméticité des joints entre la tête de piston 53 et le contre-alésage 52 d'une part et entre la tige de piston 51 et l'alésage%50 d'autre part.
L'intérieur du cylindre est rempli d'un liquide visqueux', par exemple de l'huile minérale où de l'huile de.colza.
Un indicateur de charge, tel qu'un manomètre bourdon 60 peut être aménagé sur' l'appareil pour permettre de lire directe- ment la charge appliquée. La surcharge qui peut être supportée par un appareil de pesage suivant l'invention est considérable- ment plus élevée que celle qui pourrait être appliquée aux appa- reils connus utilisant un manomètre bourdon qui est normalement très sensible à une surcharge.
Dans une autre forme d'exécution de 1.'appareil de pesage,
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représentée sur la Fig. 3, une membrane flexible 61 est inter- caiée ntre le contenu d'un cylindre formé par un alésage 62 dans le bloc cylindrique G3 et l'extrémité adjacente d'un piston
64, le bord de la membrane étant comprimé entre une bague de serrage 65 fixée par des boulons ou des vis tels que 66 sur un siège du bloc 63. Des matières propres à être employées pour la confection de la membrane'flexible sont, par exemple, 'le caout- chouc au néoprène ou un caoutchouc au silicium ou un.alliage de cuivre-bérylium en feuilles. Le piston 64 est monté de façon à pouvoir glisser dans un manchon remplaçable 67 à l'intérieur de la bague de serrage 65.
Le transmetteur agissant en fonction de la pression comprend un raccord 18, des mesureurs de tensions
21 à 24, etc., comme c'est décrit sur la fig.1, le transmetteur étant monté dans un logement '68 'du' bloc 63 et l'alésage du rac- cord 18 communiquant avec l'intérieur du cylindre par un alésa- ge 69.
Une peseuse suivant l'invention est applicable aux appa- reils porte-charge et indicateurs de charges aussi bien qu'aux appareils de levage. Par exemple un pont à bascule de pesage peut comprendre un châssis supporté par un dispositif compre- nant un ou plusieurs de ces appareils de pesage ; grue peut être supportéepar un dispositif comprenant un ou plusieurs appareils de pesage; ou bien. la,caisse d'un véhicule pour le transport des marchandises tel qu'un wagon de chemin de fer peut être supportée sur son châssis par un dispositif comprenant un ou plusieurs appareils de pesage.
De même, un banc d'essais ou une machine telle que celles employées pour la détermination des charges de rupture des cibles ou des chaînes peut utiliser un ou plusieurs appareils de pesage pour ancrer le câble ou la chaîne, l'indication de la charge appliquée au câble ou à la chaîne étant enregistrée en un point convenable situé à distan- ce. Dans ces applications le dispositif ajustable de mise au
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zéro prévu dans l'appareil électrique permet de faire les déduc- tions nécessaires pour tenir compte du poids de la structure lors de la mise au zéro.
REVENDICATIONS.
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1.- Appareil de pesage caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre et un piston coopérant, l'application d'une charge à.l'appareil tendant à provoquer un mouvement relatif entre le piston et le cylindre dans la direction voulue pour exercer une pression sur le contenu du cylindre, un transmetteur agissant en fonction de la pression, disposé à l'intérieur ou communi- quant avec l'intérieur du cylindre, et une matière dans le cy- lindre pour appliquer au moins une partie de la pression à la- quelle elle est soumise au transmetteur.