Appareil destiné à mesurer la grandeur d'un poids ou d'un effort. Cette invention est relative à un appareil destiné à mesurer la grandeur d'un poids ou d'un effort, phis particulièrement conçu en vue d'être adjoint à un pont roulant ou ap pareil similaire, afin d'obtenir le pesage d'une pièce en même temps que l'on effectue une man#uvre de levage de celle-ci.
L'objet de l'invention, toutefois, n'est pas exclusivement applicable à un genre d'appa reils destinés à être adjoints à des appareils de levage et il peut être utilisé pour établir d'autres appareils ou instruments destinés à mesurer la grandeur cl-'un poids ou d'un ef fort, surtout lorsqu'il s'agit d'appareils ou instruments soumis à des chocs ou à des tré pidations.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention destinée à être adjoint à un pont roulant, grue, ou appareil similaire.
La fig. 1 représente en perspective l'ap pareil sous une forme schématique élémen taire; Les fig. 2 et 3 montrent par un tracé schématique le principe du mode d'action de l'appareil; La fig. 4 représente en perspective. l'ap pareil dans une forme d'exécution pratique en type double symétrique; La fig. 5 représente, à plus grande échelle, l'appareil vu de face, certaines par ties étant en coupe;
La fig. 6 est une vue perpendiculaire à la précédente, en coupe transversale et vue de côté, suivant deux coupes passant par' l'axe de suspension et par l'un des axes doubles excentrés; La fig. 7 est une coupe, à plus grande échelle, suivant A-B de la fig. 5; La; fig. 8 est une vue partielle en plan, également en plus grande échelle, montrant l'attache des fourches de suspension aux axes doubles excentrés;
La fig. 9 -est la même vue que la fig. 8, mais partie en coupe, montrant la disposition d'attache des fourches sur l'axe double ex- centré, par l'intermédiaire de roulements à billes; La fig. 10 montre la pièce formant l'axe double excentré vue en bout; La fig. 11 est une vue suivant C-D de la fib. 5, montrant le dispositif de com mande automatique du curseur, par un galet de friction placé dans l'espace annulaire de deux tambours concentriques qui sont en liaison mécanique avec le curseur, ce galet étant mis en rotation par un moteur élec trique;
Les fig. 12 et 13 montrent comment le galet moteur se trouve mis en contact avec l'un ou l'autre des deux tambours concentri ques, afin de les faire tourner et par suite déterminer le déplacement du curseur dans l'un ou l'autre sens.
Cet appareil fonctionne suivant le prin cipe général bien connu .de la romaine. On sait que la romaine comporte essentiellement un fléau sur lequel sont montés trois cou teaux placés en ligne droite. Dans l'appareil, objet de l'invention, on s'est proposé de subs tituer aux couteaux un ensemble nouveau qui permît tout à la fois de rapprocher ma tériellement deux d'entre eux, de façon à donner à l'un des bras de levier une longueur extrêmement faible, et, d'autre part, d'éviter que l'usure provoquée notamment par les chocs ou les trépidations ne causât des erreurs de mesure qui seraient d'autant plus importantes que le bras de levier aurait été rendu plus petit.
A cet effet, considérons (fig. 1, 2 et 3) une pièce formée de deux axes 1 et 2 soli daires, placés bout à bout et excentrés l'un par rapport à l'autre, cette pièce étant dis posée de telle manière que le diamètre d'ex- centrement X-Y se trouve sensiblement ho rizontal.
Considérons que par l'intermédiaire d'or banes appropriés tels que deux colliers cy lindriques 3 et 4 engagés sur les axes ex centrés 1 et 2, le système soit, d'une part, suspendu en un point fixe par une tige 3' solidaire du bras 3, et que, d'autre part, il serve de suspension, par une tige 4' solidaire du collier 4, au corps 5 que l'on veut peser.
Considérons enfin, que le système des deux axes excentrés 1, 2, soit solidaire égale ment d'une barre ou fléau 6 qui représente l'axe d'excentrement X-Y précité, et qui est munie d'un poids cuiseur 7 comme dans l'appareil de pesage dit romaine. Lorsqu'une charge s'exerce sur la tige 4', le système des deux axes excentrés 1 et 2 tendrait à pren- -dre une position oblique X'-Y' (fig. 3.). mais pour l'en empêcher, on déplace d'une quantité convenable le poids curseur 7 sur le fléau 6, et c'est la, position.
d'équilibre de ce curseur 7 sur le fléau 6 qui mesure la. grandeur de la charge 5.
Pour que le système de colliers soit en pratique réellement équivalent aux couteaux que porte d'ordinaire la romaine, il est nfl- cessaire qu'aucun frottement notable n'in tervienne au moment de la. rotation des col liers. On évite ce frottement en constituant ces colliers au moyen de coussinets à billes ott à rouleaux: ce dispositif offre 1 avantage d'une très grande solidité (considérablement supérieure à celle des couteaux) alliée à une extrême sensibilité. Il peut être utile, en vue d'augmenter la sensibilité, de réduire au strict minimum la quantité d'huile dans les roulements.
L'appareil qui est représenté par les autres figures du dessin dans une forme d'exécution pratique est conçu plus particu lièrement pour être adapté à un pont roulant en vue de permettre de peser les pièces ma nutentionnées par le pont.
Cet appareil est en outre muni d'un dis positif par lequel le déplacement des cur seurs se trouve commandé automatiquement par un moteur électrique.
L'appareil dans cette forme d'exécution est double et comporte symétriquement deux axes doubles excentrés, deux fléaux et deux curseurs, cela pour une bonne forme de réali sation mécanique de l'instrument, le principe du système restant le même.
La barre par laquelle l'appareil est sus pendu au point fixe représenté par le pont roulant est indiquée en 3' et la barre à la- quelle la. charge est suspendue est indiquée en 4'.
A la barre 3' est fixée une pièce trans versale 8 aux extrémités de laquelle sont adaptés par des axes d'articulation 9', des bras doubles 9, et de même la barre 4' est solidaire d'une pièce transversale 10 à la quelle sont adaptés par des axes . d'articula tion 11' des bras doubles 11.
L'ensemble de la barre 3' avec la pièce transversale 8 et les bras doubles 9 repré sente ainsi la forme générale d'une fourche dont les deux branches sont articulées; il en est de même de la barre 4' avec sa pièce transversale 10 et les bras doubles 11.
Les deux fourches<B>3-8-9-9,</B> d'une part, et 4'-10-11-11, d'autre part, sont réunies par deux axes doubles excentrés, les bras 9-9 étant engagés sur l'une des portées de ces axes doubles, et les bras 10-10 étant engagés sur l'autre portée de manière à re produire la disposition schématique indiquée par les fïg. 1, 2 et 3. On a rappelé, dans la fig. 5, les moments Z Z' qui s'exercent sur les axes excentrés, on n'a pas mis de numéros de référence sur les axes excentrés eux-mêmes qui sont vus en bout.
On remarquera que les deux portées d'un axe double ne sont excentrées entre elles que d'une très faible quantité, cela en raison de l'importance des charges qu'il s'agit de me surer dans le type de l'appareil considéré.
Les bras 9 et 11 sont engagés respective ment sur les portées excentrées 12' et 12" de l'axe 12 par l'intermédiaire des roulements à billes 13, les bagues intérieures de ces rou lements étant ajustées sur les portées excen trées et les bagues extérieures étant ajustées dans les boîtes 14 solidaires des bras de sus pension 9 et 11 (fig. 8 et 9).
L'axe excentré est par. son milieu 12"' solidaire d'une pièce 15 qui se continue par deux règles parallèles constituant le fléau et qui représente la pièce 6 des fig. 1, 2 et 3.
Sur les deux axes excentrées doubles cor respondant à deux fléaux 15 sont engagés deux curseurs 16. Les fléaux 15 avec leurs curseurs 16 peu vent être établis suivant la construction mon trée en coupe par la fig. 7.
Les fléaux sont gradués d'une manière analogue à la graduation d'une romaine. Les fléaux 15 se terminent du côté des bras 9 et 11 et clans l'espace central déter miné par ceux-ci, par deux blocs 24.
Le déplacement des curseurs 16 sur le fléau 15 peut évidemment être effectué à la main, mais il est préférable dans un appa reil de ce genre que le déplacement simultané des deux curseurs puisse être effectué auto matiquement.
Dans la construction représentée par les dessins, cette commande automatique des curseurs est effectuée électriquement au moyen de la disposition suivante, qui a notamment l'avantage d'éviter les change ments de sens de rotation du moteur.
Dans l'espace entre les bras 9 et 11 est fixé un. petit moteur électrique 17 solidaire de la pièce 8 et dont l'arbre 18- qui s'étend de part et d'autre du moteur porte à ses ex trémités deux galets de friction 19.
Les curseurs 16 engagés sur les fléaux 15 sont montés, d'autre part, sur deux arbres filetés 20 par rapport auxquels ils consti tuent des écrous.
Ces arbres-vis sont de position fixe en étant convenablement tourillonnés clans les régions d'extrémités du fléau 15, d'une part, en 20', d'autre part, par un montage en pointe 20".
Les deux arbres-vis 20 comportent à leur extrémité un engrenage 21 avec lequel est en prise un pignon 22 solidaire d'un arbre 23 tourillonné dans le corps métallique 24 ter minant le fléau 15.
L'arbre 23 est solidaire clé deux tam bours concentriques 25 et 26 dans l'espace annulaire desquels se trouve engagé le -galet 19 du moteur électrique.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant: En ce qui concerne le mode d'action de la balance proprement dite, il a été exposé plus haut en référence aux fig. 1, 2 et 3 et l'on comprend que le système double fonctionne de la même manière que le système théorique simple, mai: en réalisant un appareil symé trique qui est préférable pour l'exécution pratique.
On comprend que lorsque la charge s'exerce sur la barre .1', les deux fléaux 15 tendent à s'incliner en sens contraire, c'est-à-dire en for mant entre eux un angle et qu'ils peuvent être ramenés en position horizontale par le déplacement des cuiseurs 16, la grandeur de ce déplacement servant de mesure à. la. charge suspendue à la tige 4'.
Le mouvement automatique des curseurs 16 est obtenu par le moteur électrique 17 dans les conditions suivantes: Lorsque l'appareil est en état de repos, lefléaux 15 occupant une position sensible ment horizontale, les galets de friction 19 se trouvent alors placés dans les espaces annu laires entre les tambours concentriques 25 et de telle manière qu'ils ne sont pas en contact. avec la périphérie externe du tam- l,our 25. ni avec. la. périphérie interne du tambour 26.
Dans ces conditions, le moteur électrique C'tant mis en rotation permanente au début de., opérations de levage et (le pesage, les tambours 25 et 26 ne reçoivent aucun en traînement des galets 19, et par suite ils res tent immobiles avec les arbres-vis et les cur seurs 16, par conséquent.
Quand la charge s'exerce sur la barre q', les deux fléaux 15 S'inclinent et alors les ga lets 1.9 viennent en contact avec la périphé rie de l'un des tambours 25 et 26; ces tam- bours se trouvent alors mis automatiquement en rotation avec les arbres-vis 20, et les Pur seurs 16 se trouvent déplacés le long des fléaux, le système étant bien entendu établi pour que l'entraînement se fasse dans le sens nécessaire au déplacement des curseurs pour rétablir l'équilibre.
Lorsque -l'équilibre est rétabli et que les fléaux se trouvent ramenés en position hori zontale, les galets 19 cessent d'être en con tact avec les tambours 25 et 26 et malgré que le moteur continue à tourner, ces tambours ne tournent plus et les curseurs se trouvent -tés sur les fléaux au point qui a remis <B>,</B> iirrê ceux-ci en position horizontale et qui mesure la charge suspendue à la tige .1'.
On remarquera que cet appareil n'est pas exclusivement destiné à mesurer des poids; il peut également être employé pour mesurer des efforts et servir à l'établissement de dy namomètres on de frein, tels que ceux pour essais de moteurs.
Apparatus intended to measure the magnitude of a weight or an effort. This invention relates to an apparatus intended to measure the magnitude of a weight or of an effort, phis particularly designed with a view to being added to an overhead crane or similar device, in order to obtain the weighing of a part. at the same time as one carries out a lifting maneuver thereof.
The object of the invention, however, is not exclusively applicable to a kind of apparatus intended to be used as an adjunct to lifting apparatus and it may be used to establish other apparatus or instruments intended to measure magnitude. A heavy or heavy force, especially when it comes to devices or instruments subjected to shocks or trepidations.
The accompanying drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention intended to be added to a traveling crane, crane, or similar device.
Fig. 1 shows in perspective the apparatus in an elementary schematic form; Figs. 2 and 3 show by a schematic outline the principle of the mode of action of the apparatus; Fig. 4 shows in perspective. the apparatus in a practical embodiment of symmetrical double type; Fig. 5 shows, on a larger scale, the apparatus seen from the front, certain parts being in section;
Fig. 6 is a view perpendicular to the previous one, in cross section and side view, taken in two sections passing through the suspension axis and through one of the eccentric double axes; Fig. 7 is a section, on a larger scale, along A-B of FIG. 5; The; fig. 8 is a partial plan view, also on a larger scale, showing the attachment of the suspension forks to the eccentric double axles;
Fig. 9 -is the same view as FIG. 8, but partly in section, showing the attachment arrangement of the forks on the double eccentric axle, by means of ball bearings; Fig. 10 shows the part forming the eccentric double axis seen from the end; Fig. 11 is a view along C-D of the fib. 5, showing the device for automatic control of the cursor, by a friction roller placed in the annular space of two concentric drums which are in mechanical connection with the cursor, this roller being rotated by an electric motor;
Figs. 12 and 13 show how the driving roller is placed in contact with one or the other of the two concentric drums, in order to make them turn and consequently to determine the movement of the cursor in one or the other direction.
This apparatus works according to the well-known general principle of the Roman. We know that the romaine essentially comprises a flail on which are mounted three knives placed in a straight line. In the apparatus, which is the subject of the invention, it has been proposed to replace the knives with a new assembly which at the same time enables two of them to be brought closer together, so as to give one of the arms lever an extremely short length, and, on the other hand, to prevent the wear caused in particular by shocks or trepidations from causing measurement errors which would be all the more important as the lever arm would have been made smaller.
For this purpose, let us consider (fig. 1, 2 and 3) a part formed of two solid axes 1 and 2, placed end to end and eccentric with respect to each other, this part being placed in such a way that the diameter of centering XY is substantially horizontal.
Let us consider that through the intermediary of suitable bars such as two cylindrical collars 3 and 4 engaged on the ex-centered axes 1 and 2, the system is, on the one hand, suspended at a fixed point by a 3 'integral rod. of the arm 3, and that, on the other hand, it serves as a suspension, by a rod 4 'integral with the collar 4, to the body 5 that is to be weighed.
Finally, let us consider that the system of the two eccentric axes 1, 2 is also integral with a bar or beam 6 which represents the aforementioned XY eccentric axis, and which is provided with a cooker weight 7 as in the Roman weighing device. When a load is exerted on the rod 4 ', the system of the two eccentric axes 1 and 2 would tend to take an oblique position X'-Y' (fig. 3.). but to prevent this, the slider weight 7 is moved by a suitable amount on the beam 6, and this is the position.
balance of this cursor 7 on the beam 6 which measures the. load size 5.
In order for the system of collars to be in practice really equivalent to the knives usually carried by the romaine, it is necessary that no noticeable friction is involved at the time of. rotation of necklaces. This friction is avoided by constituting these collars by means of ball bearings ott with rollers: this device offers the advantage of very great strength (considerably greater than that of knives) combined with extreme sensitivity. In order to increase sensitivity it may be useful to keep the amount of oil in the bearings to a minimum.
The apparatus which is represented by the other figures of the drawing in a practical embodiment is designed more particularly to be adapted to an overhead crane with a view to making it possible to weigh the parts ma nutentiés by the bridge.
This apparatus is also provided with a positive device by which the movement of the sliders is automatically controlled by an electric motor.
The apparatus in this embodiment is double and symmetrically comprises two eccentric double axes, two flails and two cursors, this for a good form of mechanical realization of the instrument, the principle of the system remaining the same.
The bar by which the apparatus is suspended from the fixed point represented by the overhead crane is indicated at 3 'and the bar to which the. load is suspended is indicated in 4 '.
To the bar 3 'is fixed a transverse part 8 at the ends of which are adapted by articulation pins 9', double arms 9, and likewise the bar 4 'is secured to a transverse part 10 to which are adapted by axes. articulation 11 'of the double arms 11.
The whole of the bar 3 'with the transverse part 8 and the double arms 9 thus represents the general shape of a fork, the two branches of which are articulated; the same applies to the bar 4 'with its transverse piece 10 and the double arms 11.
The two forks <B> 3-8-9-9, </B> on the one hand, and 4'-10-11-11, on the other hand, are joined by two eccentric double axles, the arms 9- 9 being engaged on one of the spans of these double axes, and the arms 10-10 being engaged on the other span so as to reproduce the schematic arrangement indicated by fig. 1, 2 and 3. It was recalled, in FIG. 5, the moments Z Z 'which are exerted on the eccentric axes, one did not put reference numbers on the eccentric axes themselves which are seen at the end.
It will be noted that the two spans of a double axis are eccentric between them only by a very small amount, this because of the importance of the loads that it is a question of surer me in the type of the considered apparatus. .
The arms 9 and 11 are engaged respectively on the eccentric seats 12 'and 12 "of the axis 12 by means of the ball bearings 13, the inner rings of these bearings being fitted on the eccentric seats and the rings external being adjusted in the boxes 14 integral with the suspension arms 9 and 11 (fig. 8 and 9).
The eccentric axis is par. its middle 12 "'integral with a part 15 which is continued by two parallel rules constituting the flail and which represents part 6 of Figs. 1, 2 and 3.
On the two double eccentric axes corresponding to two flails 15 are engaged two sliders 16. The flails 15 with their sliders 16 can be established according to the construction shown in section by FIG. 7.
The flails are graduated in a manner analogous to the graduation of a Roman. The flails 15 end on the side of the arms 9 and 11 and in the central space determined by them, by two blocks 24.
The movement of the sliders 16 on the beam 15 can obviously be carried out by hand, but it is preferable in an apparatus of this kind that the simultaneous displacement of the two sliders can be carried out automatically.
In the construction shown in the drawings, this automatic control of the sliders is effected electrically by means of the following arrangement, which has the particular advantage of avoiding changes in the direction of rotation of the motor.
In the space between the arms 9 and 11 is fixed a. small electric motor 17 integral with part 8 and whose shaft 18- which extends on either side of the motor carries at its ends two friction rollers 19.
The sliders 16 engaged on the flails 15 are mounted, on the other hand, on two threaded shafts 20 with respect to which they constitute nuts.
These screw shafts are in a fixed position by being suitably journalled in the end regions of the beam 15, on the one hand, at 20 ', on the other hand, by a point mounting 20 ".
The two screw shafts 20 comprise at their end a gear 21 with which is engaged a pinion 22 integral with a shaft 23 journalled in the metal body 24 terminating the beam 15.
The shaft 23 is integral with two concentric drums 25 and 26 in the annular space of which is engaged the -galet 19 of the electric motor.
The operation of the apparatus is as follows: As regards the mode of action of the balance proper, it has been explained above with reference to FIGS. 1, 2 and 3 and it is understood that the double system works in the same way as the theoretical simple system, but by realizing a symmetrical apparatus which is preferable for the practical execution.
It is understood that when the load is exerted on the bar .1 ', the two flails 15 tend to tilt in the opposite direction, that is to say by forming an angle between them and that they can be brought back. in a horizontal position by the displacement of the cookers 16, the magnitude of this displacement serving as a measure. the. load suspended from rod 4 '.
The automatic movement of the sliders 16 is obtained by the electric motor 17 under the following conditions: When the apparatus is in a state of rest, the flails 15 occupying a substantially horizontal position, the friction rollers 19 are then placed in the spaces annu between the concentric drums 25 and in such a way that they are not in contact. with the outer periphery of the drum, our 25. ni with. the. inner periphery of drum 26.
Under these conditions, the electric motor C't being put in permanent rotation at the beginning of., Lifting operations and (weighing, the drums 25 and 26 do not receive any dragging from the rollers 19, and consequently they remain immobile with the screw shafts and cur sors 16, therefore.
When the load is exerted on the bar q ', the two flails 15 tilt and then the gaets 1.9 come into contact with the periphery of one of the drums 25 and 26; these drums are then placed automatically in rotation with the screw shafts 20, and the Purifiers 16 are moved along the flails, the system being of course established so that the drive takes place in the direction necessary for movement. sliders to restore balance.
When -balance is reestablished and the flails are returned to the horizontal position, the rollers 19 cease to be in contact with the drums 25 and 26 and although the motor continues to rotate, these drums no longer rotate and the cursors are located on the flails at the point which put them back in a horizontal position and which measures the load suspended from the rod. 1 '.
It will be noted that this apparatus is not exclusively intended for measuring weights; it can also be used to measure forces and be used to establish brake dy namometers, such as those for testing motors.