FR2527769A1 - DYNAMOMETRIC CLAMP - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION EST RELATIVE A UNE PINCE DYNAMOMETRIQUE DESTINEE NOTAMMENT A MESURER LA FORCE D'ECRASEMENT DES COMPRIMES, GRANULES, ETC... SELON L'INVENTION, LA PINCE DYNAMOMETRIQUE 1 COMPREND UN CAPTEUR DE FORCE INTEGRE DANS L'UNE DE SES MACHOIRES 2 ET UN CIRCUIT ELECTRONIQUE 7 DE MEMORISATION DE LA VALEUR MAXIMALE DE REACTION EXERCEE PAR LE COMPRIME DISPOSE ENTRE LES MACHOIRES 2 ET 3 DURANT L'OPERATION D'ECRASEMENT. DE LA SORTE, LA VALEUR INDIQUEE SUR L'AFFICHEUR NUMERIQUE 6 CORRESPOND DIRECTEMENT A LA FORCE D'ECRASEMENT DU PRODUIT. L'INVENTION TROUVERA TOUT PARTICULIEREMENT SON APPLICATION DANS L'INDUSTRIE PHARMACEUTIQUE ET AGRONOMIQUE.THE INVENTION RELATES TO A DYNAMOMETRIC CLAMP INTENDED IN PARTICULAR FOR MEASURING THE CRUSHING FORCE OF TABLETS, GRANULES, ETC ... ACCORDING TO THE INVENTION, THE DYNAMOMETRIC CLAMP 1 INCLUDES A FORCE SENSOR INTEGRATED IN ONE OF ITS JAWS 2 AND AN ELECTRONIC CIRCUIT 7 FOR STORING THE MAXIMUM REACTION VALUE EXERCISED BY THE COMPRESSED BETWEEN THE JAWS 2 AND 3 DURING THE CRUSHING OPERATION. SO THE VALUE INDICATED ON DIGITAL DISPLAY 6 CORRESPONDS DIRECTLY TO THE CRUSHING FORCE OF THE PRODUCT. THE INVENTION WILL FIND ITS APPLICATION IN PARTICULARLY IN THE PHARMACEUTICAL AND AGRONOMIC INDUSTRY.
Description
1 - L'invention est relative à une pince dynamométrique destinée notamment1 - The invention relates to a torque gripper intended in particular
à mesurer les forces d'écrasement de comprimés, granulés et to measure the crushing forces of tablets, granules and
autres Elle trouvera notamment son application dans le domaine pharma- It will find particular application in the field of pharma-
ceutique, agronomique et autre industrie en rapport avec les produits se présentant sous une forme de comprimés et granulés. Parmi les caractéristiques mécaniques que doivent présenter ceutical, agronomic and other industries related to products in the form of tablets and granules. Among the mechanical characteristics that must present
les comprimés, l'une d'entre elles est la résistance à lécrasement. tablets, one of them is the resistance to crushing.
La mesure de ce paramètre est réalisée en appliquant une force croissante The measurement of this parameter is carried out by applying a growing force
sur le comprimé jusqu'à obtenir son écrasement, la force maximale détec- on the tablet until it is crushed, the maximum force detected
tée juste avant la fragmentation du comprimé correspond à la force d'écrasement A l'heure actuelle, il existe un certain nombre de dispositifs de mesure de cette force d'écrasement de comprimés, que l'on peut classer en deux catégories, l'une englobant les appareils portatifs, l'autre Just before the fragmentation of the tablet corresponds to the crushing force At present, there are a number of devices for measuring this compressing force of tablets, which can be classified into two categories, the one encompassing the portable devices, the other
forméedes appareils de laboratoire. formed of laboratory apparatus.
Parmi les appareils portatifs, le plus répandu est un dynamo- Among portable devices, the most widespread is a dynamo
mètre à ressort dans lequel l'objet à tester est comprimé de façon indi- spring meter in which the object to be tested is compressed in an indi-
recte en utilisant un ressort taré intermédiaire En mesurant sur recte using an intermediate tared spring By measuring on
des graduations, la compression du ressort taré, il est possible de dé- graduations, compression of the calibrated spring, it is possible to de-
terminer la force exercée sur le comprimé Toutefois, la mesure de la force d'écrasement est fugitive puisqu'il faut-détecter l'instant o le comprimé se rompt pour lire sur les graduations, l'effort imprimé par le ressort à ce moment précis Il s'agit d'un appareil délicat à manipuler, peu précis, et le temps de mesure est très long puisque la terminate the force exerted on the tablet However, the measurement of the crushing force is fleeting since it is necessary to detect the moment when the tablet breaks to read on the graduations, the force printed by the spring at this precise moment It is a delicate device to handle, not precise, and the measurement time is very long since the
compression du ressort est assurée au moyen d'une vis. Spring compression is ensured by means of a screw.
Dans la catégorie des appareils de laboratoire, il existe différents principes utilisés parmi lesquels on peut trouver notamment des appareils motorisés qui utilisent également un ressort taré pour mesurer les efforts imposés aux comprimés On peut reprocher à cette catégorie d'appareils d'être lourds et encombrants et de présenter une In the category of laboratory equipment, there are various principles used among which can be found in particular motorized devices that also use a calibrated spring to measure the forces imposed on the tablets can be blamed on this category of devices to be heavy and bulky and present a
plage de mesures relativement étroite. relatively narrow measurement range.
Un des buts de la présente invention est de présenter une pince dynamométrique, de faible dimension et autonome, à affichage direct de la force d'écrasement Ainsi, la manipulation est extrêmement One of the aims of the present invention is to present a dynamometric clamp, of small size and autonomous, with direct display of the crushing force. Thus, the manipulation is extremely
aisée, les erreurs de lecture totalement écartées. easy, read errors completely discarded.
Un autre but de la présente invention est de présenter une pince dynamométrique qui présente une grande plage de mesures et par Another object of the present invention is to present a torque gripper which has a large range of measurements and by
conséquent qui est parfaitement adaptée à la mesure de force d'écrase- therefore, which is perfectly adapted to the crushing force
2 - ment de comprimés présentant des duretés très différentes sans réglage préalable. L'autonomie de fonctionnement des accus équipant la pince 2 - Tablets with very different hardnesses without prior adjustment. Autonomy of operation of the batteries equipping the clamp
dynamométrique est élevée grâce à l'emploi judicieux de composants élec- torque is high thanks to the judicious use of electrical components
troniques à faible consommation.tronic low consumption.
En outre, la position relative des mâchoires de la pince dyna- In addition, the relative position of the jaws of the dynamic gripper
mométrique peut être modifiée et adaptée aux dimensions et géométries mometique can be modified and adapted to dimensions and geometries
particulières que peuvent présenter les comprimés. peculiarities that the tablets may present.
Il faut noter que la pince dynamométrique de l'invention pour- It should be noted that the dynamometric clamp of the invention
ra également trouver son application dans d'autres usages tels que la mesure de dureté des poudres destinées à réaliser des matériaux frittés, contrôle des forces de résistance au cisaillement des goupilles, etc It will also find application in other uses such as hardness measurement of powders intended to produce sintered materials, control of shear strength of pins, etc.
D'autres buts et avantages de la présente invention apparai- Other objects and advantages of the present invention appear
tront au cours de la description qui va suivre, qui n'est cependant during the following description, which is not, however,
donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. given as an indication and which is not intended to limit it.
La pince dynamométrique destinée notamment à mesurer les forces d'écrasement de comprimés, granulés et autres, composée de deux mâchoires entre lesquelles sont disposés l-es objets à tester, au moins l'une des mâchoires étant actionnée par une poignée articulée sur le corps de la pince, comprend un afficheur numérique sur lequel les résultats de la The dynamometric clamp intended in particular for measuring the crushing forces of tablets, granules and the like, composed of two jaws between which the objects to be tested are placed, at least one of the jaws being actuated by an articulated handle on the body of the clamp, includes a digital display on which the results of the
mesure sont indiqués La pince dynamométrique de l'invention est carac- The dynamometric clamp of the invention is
térisée par le fait qu'elle présente des moyens pour mesurer la force maximale de réaction exercée par le comprimé lors de son écrasement, sur characterized by the fact that it has means for measuring the maximum reaction force exerted by the tablet during its crushing, on
au moins l'une des mâchoires de la pince. at least one of the jaws of the clamp.
L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la descrip- The invention will be better understood if one refers to the description
tion ainsi qu'aux dessins en annexe qui en font partie intégrante. as well as the attached drawings which form an integral part thereof.
La figure 1 représente la pince dynamométrique illustrée en FIG. 1 represents the dynamometric clamp illustrated in FIG.
coupe longitudinale selon un mode préférentiel de réalisation de l'in- longitudinal section according to a preferred embodiment of the invention.
vention. La figure 2 représente une vue de détail en coupe de la mâchoire vention. FIG. 2 represents a detail view in section of the jaw
de la pince de la figure 1.of the clip of Figure 1.
La figure 3 schématise le circuit électronique de traitement Figure 3 schematizes the electronic processing circuit
du signal issu du capteur de force.signal from the force sensor.
La pince dynamométrique de l'invention est destinée à mesurer The dynamometric clamp of the invention is intended to measure
des efforts, et dans le cas qui a été adopté, il s'agit de forces d'écra- efforts, and in the case that has been adopted, it is a question of
sement de comprimés, granulés ou poudres, etc Toutefois, l'invention pourra facilement être adapté aux mesures de force de cisaillement de goupilles ou autres objets, il suffira pour -3- cela d'adapter les mâchoires de la pince a l'objet a mesurer, ce qui est However, the invention can easily be adapted to shear force measurements of pins or other objects, it will suffice for this to adapt the jaws of the clamp to the object a measure, which is
à la portée de l'Hommle de l'Art.within the reach of the Hommle of Art.
Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 1, et qui correspond à un mode préférentiel, la pince dynamométrique 1 présente deux mâchoires 2 et 3 entre lesquelles seront disposés les objets à tester. Au moins l'une des mâchoires 2 pourra être actionnée par une poignée 4, articulée sur le corps 5 de la pince 1, en vue de rapprocher In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, and which corresponds to a preferred embodiment, the torque clamp 1 has two jaws 2 and 3 between which the objects to be tested will be placed. At least one of the jaws 2 may be actuated by a handle 4, articulated on the body 5 of the clamp 1, in order to bring
les mâchoires 2 et 3 et ainsi écraser les comprimés placés entre les mà- jaws 2 and 3 and thus crush the tablets placed between the
choires.jaws.
Les résultats de-la mesure de la force d'écrasement, sont in- The results of the measurement of the crushing force are
diqués sur un afficheur numérique 6 disposé sur le corps 5 de la pince 1 De la sorte, l'opérateur peut obtenir directement les résultats de la mesure qu'il effectue La pince dynamométrique 1 est portative et This is done so that the operator can directly obtain the results of the measurement he makes. The torque gripper 1 is portable and
autonome et présente donc une grande facilité d'emploi. autonomous and thus presents a great ease of use.
La pince dynamométrique 1 présente des moyens pour mesurer Torque clamp 1 has means for measuring
la force maximale de réaction exercée par le comprimé lors de son écrase- the maximum reaction force exerted by the tablet during its crushing
ment, sur au moins l'une des mâchoires * 2 de la pince 1 Ainsi, puisque c'est la force maximale qui est mesurée, celle-ci correspond exactement on at least one of the jaws * 2 of the clamp 1 Thus, since it is the maximum force that is measured, it corresponds exactly
à la force d'écrasement du comprimé. to the crushing force of the tablet.
En outre, il y a mémorisation et affichage de cette force maxi- In addition, there is memorization and display of this maximum force.
male, ce qui permet-à l'opérateur de lire la valeur sans précipitation male, which allows the operator to read the value without haste
puisque son affichage est durable.since its display is durable.
Les moyens de mesure se présentent sous la forme d'un capteur de force intégré dans l'une des mâchoires 2 et qui reçoit la force de réaction du comprimé, et d'un circuit électronique 7 qui mémorise la valeur maximale de réaction exercée par le comprimé durant l'opération The measuring means are in the form of a force sensor integrated in one of the jaws 2 and which receives the reaction force of the tablet, and an electronic circuit 7 which stores the maximum value of reaction exerted by the compressed during the operation
d'écrasement Ce circuit électronique, de même que le circuit d'afficha- this electronic circuit, as well as the display circuit
ge, sont disposés dans le corps 5 de la pince 1 Un circuit électronique indique sur l'afficheur 6 la valeur convertie en unité de force, mémorisée ge, are arranged in the body 5 of the clamp 1 An electronic circuit indicates on the display 6 the converted value in unit of force, stored
dans le circuit électronique de mémoire. in the electronic memory circuit.
Afin d'effectuer une nouvelle mesure, il est nécessaire de réinitialiser la mémoire, selon le mode préférentiel de réalisation de l'invention, cette réinitialisation à zéro de la mémoire sera réalisée In order to perform a new measurement, it is necessary to reset the memory, according to the preferred embodiment of the invention, this reset to zero of the memory will be realized
lorsque la poignée 4 et donc les mâchoires 2 et 3 sont ouvertes L'opé- when the handle 4 and thus the jaws 2 and 3 are open
rateur, ne doit ainsi effectuer aucune manoeuvre particulière pour effec- controller, should not perform any particular maneuver to
tuer la remise à zéro, par contre, tant que la pince est actionnée, kill the reset, however, as long as the clamp is pressed,
l'affichage de la force d'écrasement est effectué. the display of the crushing force is performed.
La mâchoire 2 se présente sous la forme d'un piston guidé, dont le déplacement axial est assuré par l'intermédiaire de la poignée 4 pivotant autour d'un axe d'articulation 8 placé sur le corps 5 de la pince et qui agit comme un levier pour rapprocher la mâchoire 2 de la mâchoire 3. Le rappel de la poignée 4 pourra être assuré par exemple à i'aide d'un ressort 9 et le rappel de la mâchoire 2 pourra être assuré The jaw 2 is in the form of a guided piston, whose axial displacement is ensured by means of the handle 4 pivoting about an articulation axis 8 placed on the body 5 of the clamp and which acts as a lever to bring the jaw 2 closer to the jaw 3. The reminder of the handle 4 can be provided for example by means of a spring 9 and the jaw 2 can be rest assured
à l'aide d'un ressort 10.using a spring 10.
L'axe de guidage 11 de la mâchoire 2 pourra avantageusement agir en fin de course sur un interrupteur 12 dont la fonction entre The guide axis 11 of the jaw 2 can advantageously act at the end of the race on a switch 12 whose function between
autre sera de réini'tialiser à zéro le circuit mémoire. another will be to reset the memory circuit to zero.
Le mors 3 sera rapporté sur le corps 5 de la pince 1 et par conséquent pourra être facilement interchangé pour s'adapter aux formes et dimensions du produit à tester et, de plus, l'écart existant entre les mâchoires 2 et 3, lorsque la pince est en position ouverte, pourra être ajustée à l'aide d'une molette 13 assurant le déplacement de la The jaw 3 will be attached to the body 5 of the clamp 1 and therefore can be easily interchanged to adapt to the shapes and dimensions of the product to be tested and, moreover, the gap between the jaws 2 and 3, when the clamp is in the open position, can be adjusted using a wheel 13 ensuring the displacement of the
mâchoire 3.jaw 3.
La figure 2 représente une vue de détail du capteur de force intégré dans la mâchoire 2 La mâchoire 2 sera en forme de piston creux à l'intérieur duquel sera disposé un organe piezo-électrique 14 Le piston 2 sera composé d'une embase creuse 15 et d'un mors rapporté 16 de façon souple De la sorte, l'organe piezo-électrique 14 disposé dans FIG. 2 shows a detailed view of the force sensor integrated in the jaw 2. The jaw 2 will be in the form of a hollow piston inside which a piezoelectric member 14 will be disposed. The piston 2 will consist of a hollow base 15 and an inserted jaw 16 in a flexible manner. In this way, the piezoelectric member 14 disposed in
l'embase creuse subira intégrale-ment l'effort exercé sur le mors 16. the hollow base will fully experience the force exerted on the bit 16.
Le montage souple du mors 16 sur l'embase 15 pourra, par exemple, être The flexible assembly of the jaw 16 on the base 15 may, for example, be
assuré au moyen d'un joint torique souple 17. secured by means of a flexible o-ring 17.
La tension qui apparaît aux bornes de l'organe piezo-électrique 14 lorsqu'il est soumis à une compression pourra être recueilli à l'aide de feuilles conductrices 18 et 19 disposées sur sa surface La feuille 18 pourra, par exempie, être isolée de l'embase 15 par l'intermédiaire The voltage which appears at the terminals of the piezoelectric member 14 when it is subjected to compression may be collected using conductive sheets 18 and 19 disposed on its surface. The sheet 18 may, for example, be isolated from the base 15 via
d'une rondelle isolante 20.an insulating washer 20.
La différence de potentiel recueillie à l'aide des feuilles The potential difference collected using the leaves
conductrices 18 et 19 pourra être transmise vers les circuits électroni- conductors 18 and 19 may be transmitted to the electronic circuits
ques de mémo ire 7 par l'intermédiaire de fils électriques 21 disposés 7 by means of electrical wires 21 arranged
dans un alésage 22 réalisé dans l'axe 11 du piston 2. in a bore 22 formed in the axis 11 of the piston 2.
La figure 3 illustre le schéma électrique utilisé pour le trai- Figure 3 illustrates the circuit diagram used for the treatment
tement de l'information issue de l'organe 14 piezo-électrique formant-le information from the piezoelectric forming member 14
capteur de force.force sensor.
L'organe piezo-électrique utilisé ici est un quartz 14, dont - The piezoelectric element used here is a quartz 14, of which -
la tension est entrée sur un amplificateur opérationnel 23, de préfé- the voltage is input to an operational amplifier 23, preferably
rence à grande impédance d'entrée Cette caractéristique permet en effet high input impedance This characteristic makes it possible to
à l'opérateur d'exercer lentement l'opération d'écrasement sans pour au- the operator to slowly carry out the crushing operation without
tant fausser la mesure par une perte des charges apparaissant aux bornes du quartz. L'amplificateur opérationnel 23 est monté en détecteur de seuil maximum de tension Par conséquent, la charge du condensateur 24 correspondra à la tension maximum apparue aux bornes du quartz durant l'opération d'écrasement, ce qui correspond à une mémorisation de cette both distort the measurement by a loss of charges appearing at the terminals of the quartz. The operational amplifier 23 is mounted as a maximum voltage threshold detector. Therefore, the charge of the capacitor 24 will correspond to the maximum voltage appearing at the terminals of the crystal during the crushing operation, which corresponds to a storage of this voltage.
force.strength.
L'amplificateur opérationnel 25, monté en amplificateur de gain unitaire permet d'envoyer une tension proportionnelle à celle The operational amplifier 25, mounted as a unity gain amplifier, makes it possible to send a voltage proportional to that
présente aux bornes du condensateur 24 vers un circuit analogique digi- present at the terminals of the capacitor 24 to a digital analog circuit
tal, non représenté qui alimente un afficheur sur lequel s'inscrit une valeur de tension proportionnelle à l'effort maximum enregistré En tal, not shown, which feeds a display on which is inscribed a voltage value proportional to the maximum effort recorded.
outre, un potentiomètre 26 permet le tarage de l'appareil. in addition, a potentiometer 26 allows the calibration of the device.
Un interrupteur 12 sera placé aux bornes du condensateur 24, cet interrupteur 12 étant manoeuvré lorsque la poignée 4 de la pince 1 A switch 12 will be placed across the capacitor 24, this switch 12 being operated when the handle 4 of the clamp 1
revient en position ouverte pour réinitialiser à zéro la mémoire. returns to the open position to reset the memory to zero.
En outre, pour éviter toute dérive de l'appareil qui aurait In addition, to avoid any drift of the device that would have
pour conséquence de fausser la mesure, un circuit jumelé à l'interrup- to distort the measurement, a circuit paired with the
teur 12 court-circuitera le quartz lorsque la pince est en position ouverte, et un circuit 27 de compensation de dérive sera mis en place 12 will bypass the quartz when the clamp is in the open position, and a drift compensation circuit 27 will be put in place.
aux bornes du quartz.at the terminals of the quartz.
D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient pu être envisagées sans pour autant Other implementations of the present invention, within the reach of those skilled in the art, could have been envisaged without
sortir du cadre de celle-ci.get out of the frame of it.
En particulier, la forme extérieure de la pince qui a été In particular, the external shape of the clamp which has been
adoptée dans la description précédente, la rend plus particulièrement adopted in the previous description, makes it more particularly
adaptée à la mesure des forcesd'écrasement de comprimés, toutefois, pour la mesure de forces telles que la résistance au cisaillement de goupilles, il est bien évident qu'il serait plus judicieux d'adopter suitable for measuring the crushing forces of tablets, however, for the measurement of forces such as pin shear strength, it is obvious that it would be more appropriate to adopt
une autre disposition.another provision.
Egalement, la pince trouvera son application dans le domaine pharmaceutique des ampoules buvables pour mesurer la force nécessaire Also, the forceps will find its application in the pharmaceutical field of drinkable ampoules to measure the necessary force
pour casser leurs extrémités.to break their ends.
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