FR2624970A1

FR2624970A1 - Balance a plate-forme

Info

Publication number: FR2624970A1
Application number: FR8816663A
Authority: FR
Inventors: Klaus Cornelius; Rainer Exner
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1987-12-22
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1989-06-23
Anticipated expiration: 2008-12-16
Also published as: DE3743526C2; JPH01206224A; FR2624970B1; US4848494A; CH677701A5; GB2213945A; GB8828787D0; DE3743526A1; GB2213945B

Abstract

Balance de précision comportant deux leviers, un élément totalisateur de forces guidé parallèlement par deux bielles et des éléments d'accouplement reliant le grand bras des leviers à cet élément totalisateur. Le petit bras de chaque levier 2 est relié au moyen d'un élément d'accouplement 13 à un transducteur de charge 14 qui est guidé parallèlement par une bielle supérieure 15 et une bielle inférieure 16. Le plateau de la balance 18 repose sur les transducteurs de charge 14. Application aux balances de précision.

Description

L'invention concerne une balance à plate-forme comportant un plateau de

balance, au moins deux leviers qui sont montés par l'intermédiaire de joints à ressort sur des points d'appui solidaires de la boîte, un élément totalisateur de forces qui est guidé en mouvement parallè- le par une bielle supérieure et une bielle inférieure, et

des éléments de couplage qui relient le grand bras de le-

vier de chaque levier à l'élément totalisateur de forces.

Des balances à plate-forme de ce genre connues sont

décrites par exemple par le EP-01 71 539 A2. Dans les dis-

positifs de ce genre connus le plateau de la balance, ou un dessous de plateau, prennent appui par des éléments de couplage élastiques sur les extrémités des petits bras de

levier qui sont reliés par un bâti en pont.

Ces types de réalisation connus ont pour inconvé-

nient que même de faibles déformations du bâti en pont provoquent directement des déformations des éléments de

couplage et, par conséquent, entraînent également en par-

tie des modifications du rapport des leviers. C'est la rai-

son pour laquelle, jusqu'à maintenant, il faut que le bâ-

ti en pont soit très stable et rigide à la torsion.

L'invention a pour but de perfectionner une balance

à plate-forme du genre indiqué au début de façon à la ren-

dre insensible aux déformations du plateau de la balance et/ou du sousplateau, et à permettre de se passer d'un

bâti en pont sensible au gauchissement.

Ce résultat est obtenu par l'invention grâce au fait que le petit bras de levier de chaque levier est relié au

moyen d'un élément de couplage à un transducteur de char-

ge, que chaque transducteur de charge est guidé en mouve-

ment parallèle par une bielle supérieure et une bielle in-

férieure et que le plateau de la balance prend appui sur

les transducteurs de charge.

En intercalant un transducteur de charge à guidage parallèle entre le plateau de la balance et les leviers,

on désaccouple le dispositif de leviers intérieur du pla-

teau de la balance. Il en résulte que les déformations du plateau de la balance ne peuvent plus se répercuter

jusqu'au dispositif de leviers; de ce fait, il est égale-

ment possible de faire bénéficier d'une construction plus légère le plateau de la balance et éventuellement aussi un sous-plateau. Des développements avantageux de l'invention ressor-

tent des sous-revendications.

L'invention est décrite ci-après en référence aux figures schématiques dans lesquelles la figure 1 est une vue par-dessus de la balance à plateforme; la figure 2 montre une coupe effectuée le long de la ligne en traits mixtes I-I de la figure 1;

la figure 3 représente en élévation latérale une uni-

té modulaire de la balance à plate-forme suivant un autre mode de réalisation; la figure 4 est une vue en élévation latérale d'un autre mode de réalisation du guidage parallèle avec levier à bras unique;

la figure 5 est une vue par-dessus du dispositif se-

lon la figure 4; la figure 6 est une vue en élévation latérale d'un autre mode de réalisation du guidage parallèle avec levier à deux bras;

la figure 7 est une vue par-dessus du dispositif se-

lon la figure 6.

Les figures i et 2 montrent la balance à plate-forme suivant un premier exemple de réalisation. La figure 1 est une vue par-dessus dans laquelle le plateau de la balance a été enlevé, la figure 2 étant une coupe suivant la ligne en traits mixtes I-I. On peut voir une boîte 1 qui est constituée par une plaque de fond et un cadre entourant

celle-ci. Il existe de plus quatre leviers 2 qui sont mon-

tés au moyen de joints élastiques 3 sur des points d'appui solidaires de la boite. Le grand bras de levier de cha- que levier 2 est relié par un élément de couplage 4 à un élément totalisateur de forces 6. Cet élément totalisateur de forces 6 est guidé suivant un mouvement parallèle par une bielle 7 supérieure et une bielle 8 inférieure qui n'est visible qu'à la figure 2. Les forces transmises à l'élément totalisateur de forces 6 sont transmises par un autre élément de couplage 9 au petit bras de levier d'un

levier de transmission 10 dont le grand bras de levier por-

te une bobine ll qui se trouve dans l'entrefer d'un systè-

me d'aimant permanent 12. Le courant passant dans la bobi-

ne 11 est, de façon connue en soi, régulé par un disposi-

tif électronique non représenté de façon que la force en-

gendrée fasse tout juste contrepoids à la force transmise par l'élément totalisateur de forces 6. En faisant subir au système de compensation de forces une conversion de , c'est-à-dire la bobine 11 tournée vers le bas, la force de poussée engendrée par le système de compensation de forces exercée par l'intermédiaire de la bobine 11 sur le levier de transmission 10 selon le dispositif montré aux

figures 1 et 2 peut être transformée en force de traction.

Le petit bras de levier de chaque levier 2 est relié par un élément de couplage 13 à un transducteur de charge 14 qui est guidé en mouvement parallèle par une bielle 15 supérieure et une bielle 16 -inférieure visible seulement à la figure 2. Les points d'appui 17 solidaires de la boîte des bielles 15 et 16 forment avec le point d'appui 5 pour le montage du levier 2 une seule pièce. Pour supporter le plateau de balance 18 représenté uniquement à la figure 2, chaque transducteur de charge 14 comporte un point d'appui

19 qui, avec une pièce 20 correspondante lui faisant pen-

dant sur le plateau de la balance 18, permettent d'asseoir de façon stable le plateau de la balance 18 sur les quatre

transducteurs de charge.

Grâce au guidage en parallélogramme articulé des transducteurs de charge 14, les forces horizontales qui agissent sur le plateau de la balance 18 sont reçues et

elles ne sont pas transmises aux leviers 2.

Un changement du point d'attaque des forces aux points d'appui 19 ne provoque pas non plus de modification de la force transmise à l'élément de couplage 13 car on

sait que le guidage en parallélogramme articulé est indé-

pendant de l'endroit d'application des forces. Des défor-

mations du plateau de la balance 18 n'ont donc plus d'effet

sur le résultat de la pesée.

Pour simplifier la représentation on a supposé pour les figures 1 et 2 que le plateau de la balance 18 prend appui directement sur les transducteurs de charge 14 par les points d'appui 19/20. De même, aux figures 1 et 2,n'ont

pas été représentés les pare-chocs, dispositifs anti-

surcharge et nervurages destinés à augmenter la rigidité

traditionnels, afin de rendre la figure plus claire.

Dans la variante de réalisation représentée, les qua-

tre leviers 2 sont orientés approximativement le long des diagonales du plateau de la balance. Naturellement il est également possible que l'élément totalisateur de forces s'étende sur toute la largeur de la balance à plate-forme et que les quatre leviers soient orientés parallèlement au

grand côté de la balance & plate-forme.

L'unité modulaire comprenant les éléments 5/17, 14, et 16, qui est présente en quatre exemplaires dans la balance à plate-forme, peut être, par exemple, un guidage

en parallélogramme articulé courant d'une balance de pré-

cision à plateau en haut, éventuellement avec de petites modifications. Il en va de même pour le guidage parallèle

de l'élément totalisateur de forces 6 de sorte que la ba-

lance à plate-forme selon l'invention est constituée es-

sentiellement par quatre unités modulaires identiques et une cinquième unité modulaire identique ou analogue. De ce fait, le prix de revient est très favorable, bien que le nombre des pièces constitutives soit par luimême plus

élevé que pour les balances à plate-forme classiques.

Un autre mode de réalisation du guidage parallèle pour le transducteur de charge et du point fixe pour le montage du levier est montré à la figure 3 en élévation latérale. Ce mode de réalisation a pour base un guidage parallèle tel qu'il est décrit dans le DE-OS 34 22 042 et est essentiellement constitué par une unique pièce moulée ou fraisée. Cette pièce présente une partie 21 solidaire de

la boite avec une paroi postérieure 22 relevée. Sur la pa-

roi postérieure 22 sont venues de coulée avec elle une bielle 23 supérieure et une bielle 24 inférieure qui, de l'autre côté, se rejoignent en formant un transducteur de charge 25. Les bielles présentent à leurs extrémités des amincis 26 qui jouent le rôle d'éléments de flexion. Le levier 2 présente la même configuration qu'aux figures 1 et 2, il est relié à la partie 21 solidaire de la boite par des joints à ressort 3. La transmission de force du transducteur de charge 25 au levier 2 s'effectue par un élément de couplage 27 qui est fixé au levier 2 et à une saillie 28 du transducteur de charge 25. Vues par en haut, les bielles 23 sont de forme sensiblement trapézoïdale et,

par conséquent, analogues aux bielles de la figure 1.

Quatre de ces unités modulaires représentées à la figure 3 se trouvent, de même qu'à la figure 1, dans les

angles de la balance à plate-forme et fournissent les qua-

tre points d'appui 19 pour le plateau de la balance. Le guidage parallèle pour l'élément totalisateur de forces peut aussi présenter la même configuration qu'à la figure 3. La seule différence peut consister par exemple, dans le guidage parallèle pour l'élément totalisateur de forces, en fraisages supplémentaires pratiqués aux amincis 26 pour affaiblir la rigidité de ce guidage parallèle car, grâce

au rapport de levier, ce guidage parallèle n'a plus à trai-

ter que des forces très réduites.

Les figures 4 et 5 montrent une unité de guidage pa-

rallèle 23 à 26 simplifiée avec un levier 2 correspondant

à bras unique, ce guidage pouvant être disposé en diagona-

le comme dans le dispositif de la figure 1 et être combiné

avec un élément totalisateur de forces 6 et un système com-

pensateur de forces 11, 12 selon la figure 1.

Les parties des figures 4 à 7 correspondant à des

parties de la figure 3 ont reçu les mêmes désignations.

Selon les figures 4 et 5 l'unité de guidage parallè-

le 23 à 26 est constituée par une pièce monobloc fraisée

ou moulée relevant de l'état de la technique. La force ap-

pliquée en 19 est transmise par l'accouplement 3, 27 au levier 2 à bras unique et de là à l'élément totalisateur

de forces 6.

L'unité de guidage parallèle 23 à 26 selon les figu-

res 6 et 7 présente une configuration analogue à la précé-

dente à la différence près qu'un levier 2 à deux bras agit par l'intermédiaire de l'accouplement 3, 27 sur l'unité de guidage parallèle 23 à 26 qui est fixée à des points de fixation de la boite 1. Le mode de réalisation selon les figures 6 et 7 forme une unité pouvant être assemblée au

préalable avec le levier 2.

Les transducteurs de charge prévus à l'intérieur des

unités de guidage parallèle sont des transducteurs de char-

ge à faible déplacement; en d'autres termes, ils ne se dé-

placent verticalement à partir de leur position zéro que de quelques micromètres car la compensation des forces électromagnétiques maintient les transducteurs de charge dans cette position zéro. Ce n'est pratiquement qu'en cas

de surcharge qu'il y a déplacement vertical entre des bu-

tées fixes de fin de course qui sont réglées avec un écar-

tement de quelques micromètres.

Claims

REVENDICATIONS

l1 Balance à plate-forme comportant un plateau de

balance, au moins deux leviers qui sont montés par l'inter-

médiaire de joints à ressort sur des points d'appui soli-

daires de la boite, un élément totalisateur de forces qui

est guidé en mouvement parallèle par une bielle supérieu-

re et une bielle inférieure, et des éléments de couplage qui relient le grand bras de levier de chaque levier à l'élément totalisateur de forces, caractérisée en ce que lO le petit bras de levier de chaque levier (2) est relié au moyen d'un élément de couplage (13,27) à un transducteur de charge (14,25), que chaque transducteur de charge (14, ) est guidé parallèlement par une bielle supérieure (15, 16) et une bielle inférieure (23,24) et que le plateau de la balance (18) s'appuie sur les transducteurs de charge

(14,25).
2. Balance à plate-forme selon la revendication l,

caractérisée en ce que le guidage parallèle d'un transduc-

teur de charge (14,25) et les points d'appui (5,21) soli-

daires de la boîte pour supporter le levier (2) correspon-

dant forment une unité modulaire.
3. Balance à plate-forme selon la revendication 2,

caractérisée en ce que l'unité modulaire qui forme le gui-

dage parallèle d'un transducteur de charge (25) et les

points d'appui (21) solidaires de la boite destinés à sup-

porter le levier (2) correspondant est réalisée comme piè-

ce moulée.
4. Balance à plate-forme selon une quelconque des

revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les bielles

(7/8) pour le guidage parallèle de l'élément totalisateur de forces (6) ont la même forme et la même grandeur que les bielles (15/16, 23/24) pour le guidage parallèle des

transducteurs de charge (14, 25).
5. Balance à plate-forme selon la revendication 4, caractérisée en ce que le guidage parallèle de l'élément totalisateur de forces (6) et le guidage parallèle du

transducteur de charge (14,25) ont la même configuration.
6. Balance à plate-forme selon une quelconque des

revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les deux

bielles (15/16, 23/24) pour le guidage parallèle d'un transducteur (14,25) ont une configuration sensiblement trapézoïdale, que le levier (2) correspondant est situé sensiblement sur l'axe de symétrie de ce trapèze et que le petit bras de levier du levier 2 est situé A l'intérieur

de ce trapèze.
7. Balance à plate-forme selon une quelconque des

revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'il est prévu

quatre leviers (2) qui s'étendent approximativement le long

des diagonales du plateau de la balance (18).
8. Balance à plate-forme selon une quelconque des

revendications 1, 6 ou 7, caractérisée en ce que le petit

côté du trapèze est tourné vers le transducteur de charge (19) correspondant et vers l'angle d'un plateau de balance

(18) rectangulaire ou de la périphérie de la boite (1).