FR2517825A1 - ELECTRONIC SCALE COMPRISING A ZONED COUPLING ELEMENT BETWEEN ITS LOAD RECEIVER AND DEMULTIPLICATION LEVER - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UNE BALANCE ELECTRONIQUE DOTEE D'UN ELEMENT D'ACCOUPLEMENT A ZONE RETRECIE ENTRE SON RECEPTEUR DE CHARGE ET SON LEVIER DE DEMULTIPLICATION. DANS LADITE BALANCE, UN ELEMENT D'ACCOUPLEMENT 9 INTERCALE ENTRE UN RECEPTEUR DE CHARGES 2 ET UN LEVIER DE DEMULTIPLICATION 7 CONSISTE EN UNE BARRE RONDE PRESENTANT A CHACUNE DE SES EXTREMITES UN RETRECISSEMENT CIRCULAIRE 12; 13. IL EN RESULTE UN ELEMENT D'ACCOUPLEMENT ROBUSTE QUI COMBINE DES EXIGENCES RESTREINTES QUANT A LA QUALITE DES ZONES DE FIXATION ET DE BONNES PROPRIETES TECHNIQUES DE PESAGE. APPLICATION AUX INSTRUMENTS ELECTRONIQUES DE PESAGE.THE INVENTION RELATES TO AN ELECTRONIC BALANCE FITTED WITH A COUPLING ELEMENT WITH A NARROW ZONE BETWEEN ITS CHARGE RECEIVER AND ITS DEMULTIPLICATION LEVER. IN THE SAID BALANCE, A COUPLING ELEMENT 9 INTERCALED BETWEEN A LOAD RECEIVER 2 AND A DEMULTIPLICATION LEVER 7 CONSISTS OF A ROUND BAR PRESENTING AT EACH OF ITS ENDS A CIRCULAR SHRINKAGE 12; 13. THE RESULTS OF A ROBUST COUPLING ELEMENT WHICH COMBINES RESTRICTED REQUIREMENTS AS TO THE QUALITY OF THE FIXING AREAS AND GOOD TECHNICAL PROPERTIES OF WEIGHING. APPLICATION TO ELECTRONIC WEIGHING INSTRUMENTS.
Description
La présente invention se rapporte à une balance électronique équipée d'unThe present invention relates to an electronic balance equipped with a
système de guidage parallèle pour son récepteur de charges, d'un levier de démultiplication et dotée d'un élément d'accouplement entre ledit récepteur de chargées et ledit levier de démultiplication, pour transmettre parallel guidance system for its load receiver, a gear lever and having a coupling element between said load receiver and said gear lever, for transmitting
des forces verticales.vertical forces.
Des balances de ce type sont connues et décrites, par exemple, dans le brevet DE-2 621 483 ou bien, dans une autre forme de réalisation, dans le modèle d'utilité allemand DE-80 08 791 Dans ces balances, on utilise en guise d'élément d'accouplement entre le récepteur de charges et le levier de démultiplication de minces bandes de serrage (modèle d'utilité DE-80 08 791) ou des bandes de tôle qui présentent en un ou plusieurs endroits une réduction de section réalisée l S par estampage, par découpage ou par décapage (brevet DE-2 621 483) Ces pièces sont toutefois très critiques à la manipulation et au montage Les plus petits écarts de-planéité de l'élément d'accouplement ou de parallélisme des surfaces Scales of this type are known and described, for example, in DE-2 621 483 or, in another embodiment, in the German utility model DE-80 08 791. as a coupling element between the load receptor and the thin-band reduction lever (utility model DE-80 08 791) or sheet metal belts which have in one or more places a reduction in cross-sectional area 1 S by stamping, cutting or stripping (DE-2 621 483) These parts are however very critical to handling and mounting The smallest differences in flatness of the coupling element or parallelism surfaces
de montage suffisent pour provoquer un gauchissement de l'élé- only enough to cause warping of the element.
ment d'accouplement lors du montage Cela peut entraîner, par exemple, une variation du point efficace d'application de This may lead, for example, to a variation of the effective point of application of
forces au moment de la charge, ce qui fait que le bras effi- forces at the moment of loading, so that the arm
cace du levier de démultiplication se modifie en fonction de la charge Cependant, même lorsque la bande d'accouplement est plane et que les surfaces de montage sont parallèles, l'élément d'accouplement peut se gauchir au montage à cause du couple de rotation des vis de fixation et, dans les cas However, even when the coupling strip is flat and the mounting surfaces are parallel, the coupling element may be warped at mounting due to the torque of the coupling. fixing screws and, in the case of
extrêmes, accuser une cambrure semblable à celle d'une gre- extremes, to show a camber similar to that of an
nouille. La présente invention a par conséquent pour objet d'éviter les inconvénients précités propres à des noodle. The present invention is therefore intended to avoid the aforementioned drawbacks specific to
éléments classiques d'accouplement dans des balances électroni- conventional coupling elements in electronic balances
ques, et en particulier de proposer un élément d'accouplement dont le montage ne soulève aucune difficulté et qui puisse, and in particular to propose a coupling element whose assembly does not raise any difficulty and which can,
à l'état monté, transmettre des forces d'une manière répéti- when mounted, transmit forces in a repetitive manner
tive et satisfaisante, c'est-à-dire reproductible. and satisfactory, that is, reproducible.
Selon les caractéristiques essentielles de l'invention, l'élément d'accouplement consiste en une barre ronde qui, à proximité de chacune de ses'extrémités, présente According to the essential features of the invention, the coupling element consists of a round bar which, close to each of its ends, presents
un rétrécissement également circulaire. a narrowing also circular.
Les deux rétrécissements donnent naissance à deux zones d'articulation définies, ce qui permet de compenser The two strictures give rise to two defined areas of articulation, which makes it possible to compensate
de faibles écarts de parallélisme des surfaces de montage. small differences in parallelism of the mounting surfaces.
Du fait de la section ronde continue, le problème de la Due to the continuous round section, the problem of
planéité de l'élément d'accouplement ne-j oue plus aucun rôle. flatness of the coupling element is no longer a role.
La fabrication de cet élément d'accouplement de section circu- The manufacture of this coupling element of circular section
laire est également aisée, car il s'agit d'un organe purement rotatif. It is also easy because it is a purely rotary organ.
Commodément, le diamètre de l'élément d'accou- Conveniently, the diameter of the delivery member
plemént dans la région du rétrécissement est environ égal à 1/6 du diamètre de la région non rétrécie Ce dimensionnement confère à l'élément d'accouplement une rigidité suffisante entre les zones amincies, sans augmenter d'une manière trop importante la masse de cet élément d'accouplement Commodément, Plenum in the region of the narrowing is approximately 1/6 of the diameter of the narrowed region. This sizing gives the coupling element sufficient rigidity between the thinned zones, without increasing too much the mass of this coupling element Conveniently,
la transition entre la section pleine de l'élément d'accouple- the transition between the solid section of the coupling element
ment et sa section rétrécie a lieu progressivement, de manière and its narrowed section takes place progressively, so
à éviter des effets d'entaille.to avoid notch effects.
Avantageusement, l'élément rond d'accouplement est fixé à ses deux extrémités, entre une gorge prismatique et une plaque rectiligne Cela permet de maintenir l'élément d'accouplement d'une manière sûre dans sa position et aucun Advantageously, the round coupling element is fixed at its two ends, between a prismatic groove and a straight plate. This makes it possible to hold the coupling element securely in its position and no
gauchissement ne peut êtretransmis à cet élément d'accouple- warping can not be transmitted to this coupling element
ment par le couple de rotation des vis de fixation lors du montage. Du fait de la cinématique de la balance, c'est normalement surtout le rétrécissement de la bande d'accouplement situé du côté du levier de démultiplication the torque of the fixing screws during assembly. Due to the kinematics of the scale, it is normally especially the narrowing of the coupling strip located on the side of the lever of reduction
qui est sollicité à la flexion C'est pourquoi ce rétrécisse- which is biased to bending This is why this narrowing
ment est avantageusement réalisé plus mince et/ou plus long, si bien que la rigidité flexionnelle de ce rétrécissement est plus faible que la rigidité flexionnelle du rétrécissement Advantageously, it is made thinner and / or longer, so that the flexural rigidity of this narrowing is lower than the flexural rigidity of the narrowing.
qui se trouve du côté du récepteur de charges. which is on the side of the charge receiver.
Une protection particulièrement bonne des rétrécissements de l'élément d'accouplement peut être obtenue lorsque, au voisinage desdits rétrécissements, cet élément d'accouplement est entouré par un tube protecteur qui est fixé d'un côté audit élément dans la région du diamètre Particularly good protection of the constrictions of the coupling element can be obtained when, in the vicinity of said constrictions, this coupling element is surrounded by a protective tube which is fixed on one side to said element in the region of the diameter.
intégral de'ce dernier et qui, de l'autre côté, est légère- of the latter and which, on the other hand, is lightly
ment évasé de manière à entourer à cet endroit ledit élément d'accouplement avec un faible espacement dans la région de son diamètre intégral Ce tube protecteur empêche ainsi une trop grande flexion du rétrécissement mince, aussi bien lors de la fabrication de la balance que lorsque l'élément d'accouplement est soumis à une éventuelle contrainte de flared so as to surround at this point said coupling element with a small spacing in the region of its integral diameter This protective tube thus prevents too much bending of the thin narrowing, both during the manufacture of the scale and when the coupling element is subject to a possible constraint of
flambage dans la balance dont la fabrication est achevée. buckling in the scale whose manufacture is completed.
L'élément rond d'accouplement présente dans toutes les directions la même rigidité flexionnelle Au cas o, en présence de balances très sensibles, il s'avérerait The round coupling element presents in all directions the same flexural rigidity In the case where, in the presence of very sensitive scales, it would prove
nécessaire de réduire encore davantage la rigidité flexion- necessary to further reduce flexural rigidity-
nelle dans l'une des directions dans laquelle il se produit lors du pesage une sollicitation à La flexion, on ménage commodément dans la région du rétrécissement une petite zone supplémentaire qui, obtenue par enlèvement de matière (par exemple par meulage) et située sur des côtés opposés, présente une moindre rigidité flexionnelle dans ladite direction dans laquelle se produit la sollicitation à la In one of the directions in which a flexural bias is encountered during weighing, a small additional area, obtained by removal of material (eg by grinding) and located on opposing sides, has a lower flexural rigidity in the said direction in which the solicitation to the
flexion lors du pesage.bending during weighing.
L'invention va à présent être décrite plus en The invention will now be described more in
détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nul- detail with reference to the accompanying drawings by way of
lement limitatifs et sur lesquels la figure l est une coupe verticale fragmentaire d%'une balance électronique; la figure 2 est une élévation fragmentaire à échelle agrandie représentant la partie supérieure de l'élément d'accouplement de la figure l; la figure 3 est une coupe fragmentaire d'une autre forme de réalisation dudit élément d'accouplement; and in which Figure 1 is a fragmentary vertical section of an electronic balance; Fig. 2 is an enlarged fragmentary elevation showing the upper portion of the coupling member of Fig. 1; Figure 3 is a fragmentary section of another embodiment of said coupling member;
la figure 4 est une élévation latérale fragmen- Figure 4 is a fragmentary side elevation
-taire d'une autre variante de réalisation de cet élément d'accouplement; la figure 5 est une coupe transversale de l'élément d'accouplement dans le plan V-V de la figure 4; et la figure 6 est une vue fragmentaire en plan illustrant la fixation dudit élément d'accouplement sur le -taire another embodiment of this coupling element; Figure 5 is a cross-section of the coupling element in the V-V plane of Figure 4; and FIG. 6 is a fragmentary plan view illustrating the attachment of said coupling member to the
levier de démultiplication.gear lever.
La balance électronique de la figure 1 comporte une partie de support l solidaire du bâti et sur laquelle un récepteur de charges 2 est mobile verticalement grâce à deux The electronic balance of FIG. 1 comprises a support part l secured to the frame and on which a load receptor 2 is vertically movable thanks to two
bras articulés 4 et 5 présentant des zones d'articulation 6. articulated arms 4 and 5 having hinge areas 6.
Dans sa région supérieure, le récepteur de charge supporte un plateau de charge 3 pour recevoir la matière à peser et, par l'intermédiaire d'un élément d'accouplement 9, il transmet au bras le plus court d'un levier de démultiplication 7 la force correspondant à la masse de ladite matière Le levier de démultiplication 7 est monté sur la partie de support 1 -au moyen d'un joint élastique 8 à croisillons La force de compensation s'exerce sur le bras le plus long du levier 7 In its upper region, the load receptor supports a load plate 3 to receive the material to be weighed and, by means of a coupling element 9, it transmits to the shortest arm of a reduction lever 7 the force corresponding to the mass of said material The reduction lever 7 is mounted on the support portion 1 -a means of an elastic seal 8 braces The compensation force is exerted on the longer arm of the lever 7
et, dans cet exemple, une bobine il et un mécanisme 10 à - and, in this example, a coil 11 and a mechanism 10 -
aimant permanent engendrent une force électromagnétique de compensation Le dispositif électronique de réglage associé n'est pas illustré, car il est universellement connu et n'est permanent magnet generate an electromagnetic compensation force The associated electronic adjustment device is not shown because it is universally known and is not
pas essentiel pour la présente invention. not essential for the present invention.
A la place de la force électromagnétique de compensation, cette force de compensation peut aussi, par Instead of the compensating electromagnetic force, this compensation force can also, by
exemple, être engendrée par un organe élastique dont la dévia- example, be generated by an elastic member whose deviation
tion est détectée par des jauges extensométriques et est transformée en un signal électrique Ce procédé est lui aussi tion is detected by strain gages and is transformed into an electrical signal This process is also
universellement connu, si bien qu'il n'appelle aucun commen- universally known, so that it does not call for any comment
taire détaillé dans le présent mémoire. detailed in this memo.
L'élément d'accouplement 9 consiste en une barre ronde qui, à proximité de ses extrémités supérieure et The coupling element 9 consists of a round bar which, near its upper and lower ends
inférieure, respectivement, présente un rétrécissement circu- lower, respectively, has a circular narrowing
laire 12 ou 13 Ces rétrécissements donnent chacun naissance à une zone de plus petite rigidité flexionnelle-et ces zones 12 or 13 These narrowing each give rise to an area of smaller flexural rigidity-and these areas
forment les régions d'articulation proprement dites de l'élé- form the actual articulation regions of the
ment d'accouplement Des détails de réalisation ressortent de la figure 2 sur laquelle la partie supérieure de l'élément d'accouplement 9 est représentée en élévation à échelle agrandie La barre ronde présente dans sa partie haute une zone de diamètre non rétréci,ou diamètre intégralqui est prévue pour la fixation sur le levier de démultiplication 7 Cette zone est suivie par une zone de transition 14 dans les limites de laquelle le diamètre décroît progressivement - Vient ensuite la zone du rétrécissement 12, qui est de petit diamètre au moins approximativement constant Dans une seconde zone de transition 15, le diamètre augmente à nouveau The embodiment details appear from FIG. 2 in which the upper part of the coupling element 9 is shown in elevation on an enlarged scale. The round bar has in its upper part a zone of unbridled diameter, or diameter. This zone is followed by a transition zone 14 within which the diameter decreases progressively. Next is the zone of the narrowing 12, which is of small diameter at least approximately constant. a second transition zone 15, the diameter increases again
jusqu'à redevenir le diamètre intégral de la barre ronde. until it becomes the full diameter of the round bar.
Le rétrécissement inférieur 13, non représenté sur la figure 2, est de configuration correspondante Les dimensions de l'élément d'accouplement et des rétrécissements sont fonction du gabarit, de la charge maximale et de la résolution de la balance Dans ce cas, l'élément d'accouplement doit, d'une The lower narrowing 13, not shown in FIG. 2, is of corresponding configuration. The dimensions of the coupling element and narrowing are a function of the jig, the maximum load and the resolution of the balance. In this case, the coupling element must, of a
part, être le plus robuste possible pour être d'une manipula- on the other hand, to be as robust as possible to be manipulative
tion facile lors du montage et pour pouvoir aussi transmettre de grandes forces sans être endommagé lorsqu'il est, par exemple, soumis à des chocs D'autre part, cet élément d'accouplement doit être le plus souple possible à la flexion, de manière à transmettre au système de pesée des forces de réaction les plus petites possibles lorsqu'il se produit une flexion due à des tolérances de certaines-pièces ou bien lorsque la partie mobile de la balance dévie de sa position easy assembly and also to transmit large forces without being damaged when it is, for example, subjected to shocks On the other hand, this coupling element must be as flexible as possible to bending, so to transmit to the weighing system the smallest possible reaction forces when bending due to tolerances of certain parts occurs or when the moving part of the balance deviates from its position
d'oscillation de consigne -En guise de compromis à ces exi- setpoint oscillation -As a compromise to these requirements
gences contradictoires, il s'est avéré judicieux de choisir le diamètre de l'élément d'accouplement,dans la région du rétrécissement,égal à environ 1/6 du diamètre dudit élément contradictory management, it has been judicious to choose the diameter of the coupling element, in the region of the narrowing, equal to about 1/6 of the diameter of said element
dans sa zone restante.in its remaining area.
Dans le cas de l'agencement géométrique d'une balance tel qu'illustré sur la figure 1, dans lequel l'élément d'accouplement est en prise avec un bras très court du levier In the case of the geometric arrangement of a scale as illustrated in FIG. 1, in which the coupling element is engaged with a very short arm of the lever
de démultiplication 7, c'est surtout le rétrécissement supé- of reduction 7, it is above all the greater shrinkage
rieur 12 qui est sollicité à la flexion lorsque la partie mobile de la balance accuse une déviation De ce fait, il est avantageux de choisir ce rétrécissement supérieur 12 sensiblement plus long que le rétrécissement inférieur 13, comme le montre la figure 1 Le même effet peut naturellement être obtenu lorsque le rétrécissement supérieur 12 est d'un In this case, it is advantageous to choose this upper narrowing 12 substantially longer than the lower narrowing 13, as shown in FIG. 1. The same effect can be achieved when the moving part of the scale is deflected. naturally be obtained when the upper narrowing 12 is of a
diamètre plus petit que celui du rétrécissement inférieur 13. diameter smaller than that of the lower narrowing 13.
La figure 6 illustre la fixation de l'élément d'accouplement 9 sur le levier de démultiplication 7 Ce levier 7 comporte une gorge 17 prismatique ou triangulaire dans laquelle l'élé- ment aiaccouplement 9 est inséré au montage et ainsi maintenu fermement en place latéralement On monte ensuite une plaque rectiligne 16 qui est serrée latéralement par vissage avec deux vis 18 à côté de l'élément d'accouplement Grâce à ce FIG. 6 illustrates the attachment of the coupling element 9 to the reduction lever 7. This lever 7 comprises a prismatic or triangular groove 17 in which the coupling element 9 is inserted into the assembly and thus held firmly in place laterally. A rectilinear plate 16 is then mounted which is tightened laterally by screwing with two screws 18 beside the coupling element.
type de fixation, aucun couple de rotation ne peut être trans- fastening type, no torque can be trans-
mis audit élément d'accouplement au moment du montage. put on said coupling element at the time of assembly.
La figure 3 illustre une autre forme de réali- Figure 3 illustrates another form of reali-
sation de l'élément d'accouplement, qui est dotée d'un tube protecteur supplémentaire Cette figure représente par une of the coupling element, which has an additional protective tube.
coupe à échelle agrandie la zone entourant un rétrécissement. cut on an enlarged scale the area surrounding a narrowing.
-Un tube protecteur 20 est fixé par l'une 21 de ses extrémités à l'élément d'accouplement, par exemple par collage ou par soudage au laser De là, il se prolonge au-delà de la zone du rétrécissement 12 jusque dans la région dans laquelle l'élément d'accouplement présente de nouveau son diamètre A protective tube 20 is fixed at one of its ends to the coupling element, for example by gluing or by laser welding. From there, it extends beyond the zone of the narrowing 12 into the region in which the coupling element has its diameter again
intégral Dans cette région 22, le tube protecteur est légère- In this region 22, the protective tube is lightly
ment évasé, ce qui donne naissance à cet endroit à un mince -intervalle circonférentiel entre ledit élément d'accouplement et ledit tube protecteur On évite ainsi une trop forte contrainte de flexion de la zone rétrécie de l'élément flared, which gives rise at this location to a thin circumferential gap between said coupling member and said protective tube. Thus, excessive bending stress of the narrowed area of the element is avoided.
d'accouplement, sans pour autant entraver sa liberté de mouve- without interfering with his freedom of movement.
ment en présence des petites flexions qui se produisent lors in the presence of the small inflections that occur during
de l'activité normale de pesage.normal weighing activity.
Naturellement, il est aussi possible de protéger l'élément d'accouplement du flambage, dans la balance achevée, Naturally, it is also possible to protect the buckling coupling element, in the completed balance,
sans avoir recours à ce tube protecteur A cet effet, le récep- without the use of this protective tube For this purpose, the receptor
teur de charge 2 de la figure 1 peut, par exemple, comporter des nervures horizontales avec un trou vertical par lequel 2 of FIG. 1 may, for example, comprise horizontal ribs with a vertical hole through which
passe l'élément d'accouplement.pass the coupling element.
Les figures 4 et 5 montrent une autre variante de réalisation de l'élément d'accouplement 9 Dans ce cas, en plus du rétrécissement circulaire 12, est ménagée par meulage en des endroits mutuellement opposés une petite zone 19 (figure 4) qui, comme le montre la figure 5, ne présente FIGS. 4 and 5 show another variant embodiment of the coupling element 9. In this case, in addition to the circular narrowing 12, a small zone 19 is formed by grinding at mutually opposed locations (FIG. shown in Figure 5, does not show
plus une section ronde Dans ces conditions, ce rétrécisse- In these circumstances, this narrowing
ment 12 est d'une rigidité flexionnelle particulièrement petite dans la direction déterminée par-les méplats Certes,. 12 is of particularly low flexural rigidity in the direction determined by the flats.
cela rend de nouveau sensiblement plus difficile la manipu- this again makes it significantly more difficult to
lation de l'élément d'accouplement, mais, lorsque la souplesse à la flexion de cet élément doit satisfaire à des exigences particulièrement fortes, cela peut malgré tout tion of the coupling element, but when the flexural flexibility of this element must satisfy particularly
constituer le meilleur compromis entre les exigences contra- constitute the best compromise between the contra-
dictoires précitées concernant ledit élément d'accouplement. aforementioned dictators relating to said coupling element.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la balance électronique décrite et It goes without saying that many modifications can be made to the described electronic balance and
représentée, sans sortir du cadre de l'invention. shown without departing from the scope of the invention.
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