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" perfectionnements apportés aux dispositifs dynamométriques".
La présente invention est relative à des disposi- tifs mesureurs d'une charge et elle concerne plus spécialement des appareils dynamométriques et indicateurs, et, si on le dé- sire, enrégistreurs pour la mesure de la poussée d'un engin propulseur, de masses pesantes, d'effets de torsion et autres.
Il est très difficile de mesurer exactement des charges va- riables telles que la poussée d'un engin.
La présente invention a pour but de rendre ces dispositifs tels qu'ils puissent fonctionner d'une manière eff'icace et sure tout en donnant des résultats sérieux et sans qu'il soit nécessaire de procéder à des calibrages fréquents, ces dispositifs -permettant, de plus, d'effectuer, sans dif-
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ficulté, la lecture ou l'enrégistrement à distance des in- dications données. Le dispositif fonctionne, essentiellement , à l'aide de moyens hydrauliques, mais comme ce fonctionnement dépend de l'écoulement pour ainsi dire permanent d'un liqui- de, il peut être rendu tel qu'il continue à fonctionner, d'u- ne manière satisfaisante, même si certaines fuites se pro- duisent. De plus, il ne se produit, en substance, aucun frot- tement nuisible.
Quand il s'agit de charges rapidement varia- bles, le dispositif peut être agencé de manière à pouvoir donner une indication moyenne en étant réglable pour des a- mortissements variables, ou il peut alors être à lecture ra- pide. Le dispositif convient très bien en soi, à l'enrégis- trement de charges pour la raison que l'on dispose d'une for- ce importante, et que n'importe auel manomètre enrégistreur peut être utilisé comme organe récepteur. Comme décrit ci-a- près, on agence le dispositif de manière qu'il convienne à la mesure de pousséesqui se produisent pour des moteurs mon- tés à bcrd d'avions ou analogues et à cet effet, on admet que le moteur est supporté par un bâti approprié afin que la poussée puisse être transmise librement.
Un avantage impor- tant de l'objet de l'invention réside dans le fait qu'il fonctionne sans que la source productrice de la force à me- surer doive se déplacer d'une manière substantielle.
L'invention consiste, principalement, à faire comporter aux dispositifs, du genre en question, une paroi mobile (diaphragme flexible ou piston) propre à transmettre la charge à mesurer et faisant partie d'une chambre à pres- sion hydraulique, un dispositif à soupape pour commander l'échappement du fluide hors de laditechambre en fonction des déplacements ¯de sa paroi mobile, des moyens pour mainte- nir un écoulement continu et non-restreint du fluide sous pression dans la chambre et des moyens indicateurs de la pres-
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sion du fluide dans ladite chambre, Lestermes "moyens indicateurs" désigBnt également les moyens enregistreurs ou autrement indicateurs de la pression.
Par exemple, la pression peut servir à la commande d'un appareil tel qu'un régulateur ou un signal qui peut déclencher une opération automatique. La paroi mobile de la chambre est, de préfé- rence, reliée d'une manière tanche à la partie restante de la chambre, 1 quelle est maintenue en place, à posta fre, en constituant ainsi un organe de butée pour la réaction de la charge alors que la paroi mobile est relise, de préféren- ce, au dispositif à soupape susdit par des moyens mécaniques amplificateurs du mouvement de la soupape par rapport à ce- lui de la paroi mobile.
L'invention comprend, de plus, plusieurs dis- positions subsidiaires qui seront décrites ci-après et par- mi lesquelles on peut citer celle suivant laquelle la paroi mobile comporte une partie marginale et angulaire lui est flexible ou déformable; celle par laquelle, au cours du fone tionnement, la section transversale de cette partie flexi- ble conserve une forme symétrique, afin que les tensions internes, qui se produisent dans la matière constituant cet- te partie, restent égales dans les deux branches ( qui res- tent égales) de la section en forme de U; cellerelative à des moyens pour compenser une légère inclinaison on un défaut d'alignement de la parci mobile sans troubler le fonctionnement du dispositif à soupape;
relie consistant en un dispositif équilibré pour la transmission de la charge , la paroi mobile ; etcelle concernant des moyens pour sup- porter le poids de la paroi ce qui est désirable quand le dispositif fonctionne horizontalement. L'invention protege également la construction des moyens dynamométriques tels que décrits ci-après.
On a déjà proposé de mesurer une force par la
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pression d'un fluide en mesurant lapression d'un fluide compensateur, ce dernier -tent admis dans une chambre à pa- rois lastiques et pouvant s'échapper hors de celle-ci avec un débit variable à l'aide de deux soupapes (dont une peut avoir une petite fuite permanente), qui sont commandées par le mouvement résultant de la différence entre la force cu pressic@ à mesurer et la pression du fluide compensateur.
Un tel dispositif, qui peut présenter des avantages pour certainesapplications, par exemple pour un débitmètre , pa- rait présenter des inconvénients pour d'autres, notamment celle qui est indiquée plus haut. Pour le dispositif qui fait l'objet de l'invention, on ne fait intervenir qu'une seule soupape qui est celle par laquelle on contrôle le flui. de admisdans la chambre.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exem-
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ple, un aeda de réalisation cie l'invention.
La fig.1, montre, en coupe verticale schématique la partie principale d'un dispositif dynamométrique établi selon l'invention.
La fig.2 montre, en coupe horizontale, ce même dispositif ainsi qu'une partie du banc d'essai.
La fig. 3 montre, à plus grande échelle et en coupe, le dispositif à soupape.
L'appareil, tel que montré, convient à la mesure indicatrice de la poussée produite par un moteur d'aviation monté sur un banc d'éssai (dont une partie est indiquée en lA sur la fig.2) de manière qu'une poussée horizontale di- recte puirse être transmise depuis ledit banc au dispositif mesureur. Sur la fig.2 on a montré un câble 1 qui passe sur une poulie folle 13 montée sur le banc d'essai pour un moteu: qui se trouve à gauche de la fig.2 et qui n'a pas été montré en détail, de manière que la poussée de ce moteur (dont la ligne d'application est indiquée par la flèche le) produise une traction
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égale sur le oêble.
Les s extr"7" %- ' d7x oe 1 sont attachées à des bras radiaux 2A solidaires d'une paroi métallique rigi- de 2, en forme de disque, qui est renforcée par des nervures 2B. La paroi 2 est mobile et délimite, en partie, une chambre 3, dans laquelle on fait agir une precsion hydraulique. La partie restante de la paroi de cette chrmbre est constituée par un bâti fixe 4 formant un cylindre peu profond et qui est fixé, par des montants 4A, sur un socle rigide 4B, les pièces 4, 4A et 4B formant le point d'appui ou de réaction de la char ge à mesurer. Le bâti 4 supporte, par des boulons 5 sur les- quels sont engagés des organes d'écartement convenables, une plaque 6 qui recouvre la paroi 2 en partie et qui porte le dispositif à soupape.
Les boulons 5 traversent la paroi 2 en servant au guidage de celle-ci; des fourches 2C sont prévues sur la paroi 2 pour coopérer avec ces boulons en étant libre- ment engagées sur ceux-ci, en étant normalement hors contact de ces derniers. Les extrémités 20 se trouvent également en- tre des butées SA et 5B propres à empêcher les mouvements excessifs de la paroi 2, par exemple quand l'appareil ne fonc- tionne pas ou quand la pression hydraulique cesse d'agir.
A un prolongement en porte-à-faux 6A de la plaque 6 est suspendu un fil 7 reliéà la paroi2 en un point qui se trouve approximativement à son centre de gravité et il en ré- sulte que lorsqu'on se sert de l'appareil dans une position horizontale (come pour l'exemple montré), le poids de la pa- roi 2 cesse d'agir sur ces autres moyens de fixation et la tendance que présente la plaque à s'incliner ou à s'abaisser est supprimée.
Dans la chambre 3 aboutit un conduit de pression 8, partant d'une pompe hydraulique 8A, fournissant un débit continu et non restreint du liquide sous pression. La chambre
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li ost 1:111 [\\ent rli (\1', 1'11 un t.nba 9, \ mu mtnlomûlre 9A gr - dué pour indiquer la poussée, par exemple en kilogrammes.
Ce manomètre à cadran peut être remplacé par un manomètre à - s
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liquide ou par tout autre moyen par lequel on peut inter- prêter les pressions d'un fluide en unités courantes ou par leurs effets. La source du fluide sous pression est telle qu'un débit constant soit conservé quelle que soit la valeur de la pression. Il est avantageux, à cet effet, d'utiliser une pompe SA à engrenages, à débit virtuellement permanent et d'une puissance suffisante pour toute la gam- me des pressions à prévoir. Une telle source est celle à laquelle on fait allusion par les termes "avec écoulement continu et non restreint".
La face interne'de la paroi 2 est recouverte d'u- ne feuille de tissu caoutchouté 2D dont le bord de l'ouver- ture centrale est serré, par une bague 2E, sur la paroi 2, alors que son contour extérieur est prolongé au delà de la périphérie de la paroi 2 et est serré contre un rebord du bâti 4 par une bague 40 (qui peut également comporter ou supporter les butées 5A). De cette manière, on laisse sub- sister une zone marginale flexible, annulaire, qui est li- bre ou dégagée et qui fait partie de la paroi de la chambre 3. Cette zone annulaire libre a une étendue relativemeni faible mais suffisante pour que la paroi 2 puisse se dépla- cer avec la faible amplitude nécessaire et puisse fletter librement au cours du fonctionnement.
La position active de la paroi 2 est telle que le plan de fixation du bord de la feuille 2D soit le même que celui dans lequel se trou. ve la face plane de la paroi 2 et cette condition (qui est celle montrée sur la fig.l) subsiste, dans des limites très restreintes, de l'ordre de 0,001) pendant tout le fonction- nement.
Il en résulte, lorsque la partie libre de la feuil- le 2D est déformée sous l'effet de la pression régnant dans la chambre 3, que la section de cette partie reste symétrique en présentant la forme d'un U dont les deux branches ont des longueurs égales de sorte que les tensions
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est telle que le plan de fixa-s3c& <hMd3M de la feuille 2D soit le même que celui dans lequel se trouve la face plane de la paroi 2 et cette condition (qui est celle mon- trée sur la fig.l) subsiste, dans des limites très restrein- tes, (de l'ordre de 0,001) pendant tout le fonctionnement.
Il en résulte, lorsque la partie libre de la feuille 2D est déformée sous l'effet de la pression régnant dans la chambre 3, que la section de cette partie reste symétrique en présentant la forme d'un U dont les deux branches ont des longueurs égales de sorte que les tensions internes du tissu restent égales et que la poussée exercée par la pres- sion sur l'ensemble de la paroi 2, n'est guère modifiée ou influencée, pour la mesure exacte, par la présence de cette partie flexible et qu'il n'est pas nécessaire d'ajouter ou de retrancher une certaine quantité à la valeur de la char- ge fournie par les indications de l'appareil de mesure.
L'emplacement des fourches 2C, entre leurs butées 5A et 5B, peut servir d'indication visuelle (ou intervenir pour la commande d'une signalisation électrique à l'aide de contacte appropriés) en ce qui concerne la position occupée par la paroi 2.
La plaque 6 porte un dispositif à soupape (fig.3) Du point le plus haut de la chambre 3 part un conduit 10 et un tube 11, contournant les organes décrits plus haut, pour aboutir à un corps de soupape 12 monté sur la face externe de la plaque 6. Dans le corps 12 est ménagé un alé- sage 13 (communiquant avec le tube 11) dont le bord forme le siège pour une soupape 14 montée sur une tigel4A. L'ex- trmité interne de cette tige est guidée dans l'alésage 13 alors que son extrémité externe constitue un poussoir pour appliquer la soupape sur son siège.
La tige 14A est fixée, d'une manière étanche, à un diaphragme 15 (pour empêcher les fuites sans donner lieu à un frottement ou à une résis-
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tance appréciable), ce diaphragme 15 délimitant une cham- bre 16 d'où part un tube de vidange 16A pour ramener le li- quide au réservoir. Dans la chambre 16 est Logé un ressort de compression 18 qui tend à ouvrir la soupape.
A la plaque 6 est articulé, aussi librement que possible, un bras ou levier oscillant dont une extrémité appuie, par une vis règlable 19A. sur la tige 14A. Entre le levier 19 et une crapaudine sphérique, établie au droit de la paroi 2, est intercalé un poussoir 20 terminé par la rotule logée dans la crapaudine et articulé librement au levier 19, par exemple par un appui à couteau. Sur le le- vier agit un petit ressort de compression 19B pour suppri- mer les jeux et pour obtenir un réglage initial précis de la soupape. On voit que les mouvements de la paroi 2 sont multipliéspour la soupape à. cause de l'interposition du levier 19.
Des ressorts 21, à compression préalable, sont établis entre la paroi 2 et la plaque 6 et sollicitent la paroi 2 vers la chambre 3, c'est-à-dire dans le même sens que celui suivant lequel agit la charge à mesurer. Cette charge préalable, dont on peut tenir compte pour le régla- ge initial et le calibrage de l'appareil, présente certai- ne avantages parmi lesquels on peut citer celui que l'ap- pareil répond dès que la pression hydraulique intervient, même si aucune charge n'agit extérieurement. Elle facilite également la remise initiale à zéro.
. 'Le fonctionnement du dispositif résulte déjà de ce qui prècède et peut être résumé comme suit. Quand la'pom. pe 8A fonctionne l'air subsistant dans la chambre 3 est ex- pulsé par le conduit 10 et le tube 11 jusqu'au delà de la soupape 14 et s'échappe par le tube de vidange 16A ou par le tube d'aération (16B) prévu à cet effet. Quand tout l'air est expulsé hors du système hydraulique, la pression du li-
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quide dans la chambre 3 refoule la paroi 2 vers l'exté- rieur contre l'action combinée des ressorts21 (en négligant les effets des petits ressorts 18 et 19B) ce qui provoque l'ouverture de la soupape 14 à un degré juste suffisant pour permettre l'écoulement du liquide tout en empêchant que la pression dans la chambre 3 monte davantage.
Le mano- mètre 9A (s'il est réglé et posséde un zéro réel) indique donc une charge correspondant à celle dee ressorts et le dispositif devient stable. Si une nouvelle force intervient alors, par exemple celle qui tend les câbles 1, on obtient le déplacement de la paroi 2 vers l'intérieur, la soupape 14 se rapproche simultanément de sa position de fermeture jusqu'à ce que la pression dans la chambre 3 équilibre ex- actement la poussée, ce qui peut être lu sur le manomètre 9A.La soupape se règle toujours automatiquement pour qu'elle laisse passer un débit déterminé provenant de la source et à la pression indiquée au manomètre.
Pour des proportions de l'ordre de celles montrées sur les dessins, les mouvement: de la paroi 2 sont extrêmement faibles, 'puisque pour toutes la gamme des pressions à prévoir pour l'appareil pour des charges variant depuis quelques kilos jusqu'à 1000 kgs. environ, on obtient des déplacements de la paroi 2 de l'or- dre de 0,001". Des variations de la poussée provoquant ins- tantanément les mouvements correspondants de la paroi 2 et par suite, de la soupape 14 et la pression est modifiée en conséquence.
Il est à noter que la pression dans la chambre 3 ne nécessite pas que la source 8A ait un débit à pression constante et elle n'est donc pas tributaire d'une autre soupape de détente ou tout moyen de contrôle extérieur de la pression. La pression est seulement contrôlée par la sou- pape 14 qui est, en réalité, une simple soupape propre à contrôler In pression at dont la sollicitation est fonction
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de la forve à mesur9r. ie dispositif, tel que décrit, est extrêmement précis et sensible et est exempt de tout hysteresis ou re- tard.
Si l'on doit mesurer des variations de charge très rapides cu des variations cycliques rapides, on peut faire intervenir des moyens d'étranglement pour le système hy- drauliqae, par exemple en prévoyant un passage restreint sur une partie ou sur la totalité de la longueur du tube 9, pour amortir les oscillations de l'aiguille du manomètre et, de cette manière, il devient possible d'obtenir des indications moyennes.
Il est à noter que pour les calibrages on entend par ''surface de piston" ou par "surface hydraulique utile de la paroi'mobile" celle qui est définie par le diamètre mesuré jusqu'au milieu de l'anneau formé par la partie li- bre ou dégagée de la feuille 2D et,non pas celle qui corres- pond au diamètre total de cette paroi à cause de ce qui a été dit glus haut concernant la forme symétrique de cet anneau.
REVENDICATIONS.
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1.- Dispositif mesureur d'une charge variable comprenant,une paroi mobile (diaphragme flexible ou piston) propre chambre à pression charge à mesurer et faisant partie d'une chambre à pression hydraulique, un dispositif à sou- pape Four commander l'échappement du fluide hors de ladite chambre en fonction des déplacements de sa paroi mobile, des moyens pour maintenir un écoulement continu et non-res- traint du fluide sous pression dans la chambre et des moyens indicateurs de la pression du fluide dans ladite chambre.
/fe'$</'c 2.- Dispositif mesureur d'une charge variable j comprenant une chambre pour une pression hydraulique et com-
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