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" Perfectionnements aux mécanismes équilibreurs de charge."
La présente invention se rapporte à des perfectionne- ments aux mécanismes équilibreurs de charge tels qu'on en emploie dans les balances automatiques,.
On a employé des pendules dans les mécanismes d'équili- brage de charge des balances, et bien qu'ils soient précis et généralement insensibles aux variations-de température, ils n'en sorit pas,moins coûteux à fabriquer et difficiles à régler.
\ La principale difficulté qu'on rencontre dans le réglage d'un 'pendule de balance en vue'd'obtenir que la déviation de l'ai- guille augmente d'angles égaux pour des charges croissant de @
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quantités égales consistait en ce que les réglages connus permettant de modifier la puissance d'équilibrage du pendule provoquent des erreurs de linéarité, c'est-à-dire que l'indica- tion à demi-charge n'est plus égale à la moyenne des indica- tions à charge nulle et à pleine charge. De ce fait, tout réglage de puissance exigeait un autre réglage destiné à rétablir l'exactitude de l'indication à demi-puissance.
Ces réglages, l'un pour modifier la, puissance d'équilibrage du pendule et l'autre pour l'obtention d'une indication correcte à demi-puissance, étaient à ce point inter-dépendants qu'il n'était pas possible de modifier quoi que ce soit à l'un d'eux sans que la, nécessité s'impose de modifier l'autre de façon correspondante. Cela compliquait le réglage d'une ba- lance du fait que la combinaison de réglages convenable devait s'obtenir par approximations successives.
Cela ne présente pas un inconvénient très grave lorsqu'on règle une balance de faible puissance, parce que les charges d'étalonnage sont faibles et se manipulent facilement. I1 en va tout autrement lorsqu'il s'agit d'une balance de grande puissance, à cause du travail considérable qu'exigent la. mise en place et l'enlèvement des charges à chaque réglage.
L'objetprincipal de la présente invention est de réaliser un mécanisme d'équilibrage de charge dans lequel les divers réglages du pendule sont sensiblement indépendants l'un de l'autre.
Un autre objet de l'invention est de réaliser un méca- nisme d'équilibrage, de charge comportant un pendule extrêmement rigide et ne comprenant pas de réglages relativement tournants.
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L'invention a encore pour objet de réaliser un mécanisme équilibreur de charge dans lequel la traction initiale est sensiblement indépendante de la puissance du ou des pendules du mécanisme.
L'invention réside en un mécanisme équilibreur de charge comprenant un ou plusieurs pendules présentant chacun un guide rectiligne le long duquel on peut déplacer un poids à l'effet de modifier la puissance du pendule et caractérisé en ce que la longueur du bras actif du pendule ou de chaque pen- dule varie à mesure que le pendule. tourne autour de son axe et atteint son maximum lorsque ce guide est vertical..
Les mécanismes équilibreurs de charge suivant l'invention,.- dont les dessins ci-annexés représentent quelques exemples, possèdent cette intéressante particularité qu'il est possible de modifier l'indication de pleine charge sans affecter la.trac- tion initiale (l'indication de charge.nette nulle) et sans introduire d'erreur dans l'indication de demi-charge.'Bien que le réglage destiné à obtenir une indication de demi-chârge correcte introduise une erreur dans l'indication de pleine charge, il est en relation linéaire avec l'erreur.à demi- charge, de sorte que le metteur au point peut prendre note de l'erreur et la corriger en un seul réglage. Un nouveau réglage à pleine charge achève ensuite le réglage du mécanisme 6,qui- libreur de charge.
Le mécanisme équilibreur de charge suivant l'invention répond également 'à la condition de fournir un effort d'équili- brage appréciable en position neutre ou de charge nulle. Cet effort d'équilibrage sert à compenser'le poids effectif de la timonerie et celui d'un plateau destiné à supporter la charge.
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Les mécanismes équilibreurs de charge suivant l'invention résultent de cette découverte que pour tout pendule de balan- ce il existe un lieu géométrique ou ligne le long de laquelle on peut régler le centre de gravité du dispositif pendulaire et qu'un tel réglage modifie de quantités égales la puissance d'équilibrage dans la première et la seconde moitiés de l'échelle de puissance du pendule. Quoiqu'il ne soit pas néces- saire que le lieu soit vertical lorsque le pendule est au zéro, cette condition est cependant utile parce qu'alors la traction initiale (la force à laquelle le pendule fait équilibre lors- qu'il est en position neutre) n'est plus influencée par un réglage du centre de gravité le long du lieu.
Dans la construc- tion d'un pendule on prévoit un guide constitue par une tige filetée, des glissières ou un dispositif mécanique équivalent pour supporter un poids de réglage et ce guide est placé soit dans l'axe du lieu soit parallèlement a lui. Ce lieu, ou cette ligne le long de laquelle on règle le centre de gravité, peut ou non passer par l'axe de basculement du pendule.
La relation angulaire entre le guide le long duquel un poids est mobile et le restant du pendule est telle que le bras effectif du pendule, qui varie à mesure que ce dernier bascule autour de son axe, est maximum lorsque le guide est vertical.
Le bras effectif du pendule est le bras de levier sur lequel les forces de charge agissent pour produire un couple de charge tendant à faire basculer le pendule. A ce couple de charge fait équilibre un couple engendré par le déplacement horizontal du centre de gravité du pendule, auquel peut venir s'ajouter un couple initial créé-par d'autres forces agissant sur le pendule.
On engendre un couple d'équilibrage supplémentaire en déplaçant
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le poids le long du guide lorsqu'on effectue un réglage de- puissance. Le couple supplémentaire est proportionnel à la projection horizontale de la trajectoire du poids le long du guide et, par suite, au:sinus de l'angle dont le pendule a dévié par rapport à la position verticale du guide. Pour obte- nir un réglage linéaire de la puissance il faut que la charge à laquelle ce couple d'équilibrage supplémentaire fait équili- bre soit proportionnelle à l'angle de basculement du pendule.
Comme ce couple supplémentaire est proportionnel au sinus de cet angle, il s'ensuit que le bras effectif du pendule doit être proportionnel au quotient du sinus par l' angle. Ce quo- tient est maximum lorsque l'angle.est nul, c'est-à-dire lors- que le guide est vertical.
Il n'est pas nécessaire que la direction de la force de charge soit verticale. Si elle l'est, le bras effectif est horizontal et il est à son maximum lorsque le guide.est verticale c'est-à-dire qu'il a son maximum dans une direction sensible- ment perpendiculaire au guide.
Ces considérations valent aussi bien pour les pendules dits "à centre fixe" qu'à ceux dits "flottants". Un pendule à centre fixe est celui qui prend appui par son centre de bascu- lement. Un pendule flottant est celui qui est supporté par des organes souples.qui s'enroulent autour de surfaces concentriques par rapport au centre de basculement du pendule. Dans un pendule du type à centre fixe le lieu passe par l'axe dasculement à moins qu'un mécanisme auxiliaire ne soit employé pour appli- quer un couple initial au pendule. Par suite, le pendule à centre fixe ordinaire ne peut pas s'employer de manière que son lieu soit en position verticale lorsque lui-même est en position neutre, parce qu'un tel pendule ne procurerait aucune
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traction initiale.
Dans les exemples considérés ci-après on a représenté les pendules comme étant munis de secteurs d'action excentri- ques par rapport à l'axe de rotation des pendules, et l'effort de charge est appliqué à ces pendules à l'aide de rubans de traction qui s'enroulent autour des secteurs d'action courbes.
Par suite de l'excentricité du secteur d'action, le bras ef- fectif, c'est-a-dire le bras de levier au bout duquel la force de charge exerce un couple sur le pendule, varie a mesure que le pendule bascule autour de son axe. En règle générale, le lieu le long duquel on règle le centre de gravité du pendule, est vertical lorsque le bras effectif est à son maximum de longueur. Cette règle générale est sujette à varier quelque peu du fait que le pendule est construit de manière que l'erreur résiduelle soit répartie sur la totalité de l'échelle de puis- sance du pendule.
Qu'il s'agisse d'un pendule flottant ou d'un pendule à centre fixe comportant des secteurs concentriques auxquels une force distincte des efforts de charge est appliquée tangentiel- lement à l'effet de soumettre le pendule à un couple initial, le guide rectiligne du pendule ou de chaque pendule est dirigé à peu près perpendiculairement à une ligne passant par le centre du secteur concentrique et le centre d'un secteur d'action disposé exoentriquement par rapport à l'axe de basculement du pendule,cependant que le poids fixé au guide a une masse et une forme telles que le centre de gravité du système pendule- poids se trouve sur une ligne parallèle au guide et à distance d'une ligne parallèle passant par l'axe de basculement du pendule.
Le couple initial imposé a un tel pendule fournit une
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traction initiale suffisante pour porter le poids d'un ensem- ble de leviers et celui d'un plateau porte-charge bien que le guide parallèle à la ligne de lieu soit verticale dans la' po- sition neutre.
La force indépendante ou distincte des efforts de charge peut être une composante de la tension d'un ruban d'articula- tion supportant un pendule flottant, ou ce peut être la ten- sion d'un organe flexible qui s'enroule autour d'un secteur prévu sur un pendule à centre fixe, surface qui est concen- trique à l'axe de'basculement du pendule. Dans ce dernier cas la tension dudit organe flexible peut résulter de la force de la pesanteur agissant sur une masse suspendue, ou de celle d'un ressort bandé par le mouvement du pendule. Dans l'un et l'autre cas un couple initial est imposé au pendule ou à cha- cun des pendules par des moyens qui appliquent à un secteur concentrique à l'axe de basculement du pendule une force qui est distincte des efforts de charge appliqués au pendule.
Dans la construction d'un pendule, des variations d'exé- cution sont susceptibles de déporter hors du lieu désiré'le centre de gravité du pendule comportant un poids de réglage.
De telles erreurs transversales dans la position du centre de gravité entraînent des erreurs dans les indications à demi- puissance. On peut corriger ces erreurs soit en prévoyant un réglage permettant de déplacer le centre de gravité perpendi- culairement au lieu soit en modifiant la.grandeur de la force appliquée auxsecteurs concentriques-de manière à modifier le couple initial appliqué au pendule.
Considérant les dessins ci-annexés,
La fig. I est-une vue de face d'un mécanisme équilibreur de charge suivant la, présente-invention.
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La fig. II est une coupe horizontale suivant sensible- ment la ligne II-II de la fige I.
La fig. III est une élévation à échelle agrandie par l'arrière du mécanisme représenté à la fig. I.
La fig. IV est une élévation latérale avec coupe partiel- le et arrachements du poids de réglage monté sur le pendule représenté à la fig. III.
La fig. V est une élévation partielle par l'arrière d'une variante de pendule.
La fig. VI est une vue en plan du poids de réglage et d'un fragment du pendule vusde la ligne VI-VI de la fig. V.
La fig. VII est une élévation latérale avec arrachements partiels d'une balance à cylindre comprenant un mécanisme équilibreur de charge suivant l'invention.
La fig. VIII est une élévation par l'arrière de la ba- lance représentée à la fig. VII.
La fig. IX est une vue en plan prise sensiblement suivant la ligne IX-IX de la fig. VIII.
La fige X est une élévation partielle à échelle agrandie du mécanisme équilibreur de charge, certaines pièces étant arrachées et d'autres vues en coupe pour montrer les détails de construction.
La fig. XI est une vue de détail partielle prise de la ligne XI-XI de la, fig. X.
La fige XII est une coupe horizontale partielle suivant sensiblement la ligne XII-XII de la fige VIII.
La fig. XIII est une coupe horizontale partielle sui- vant sensiblement la ligne XIII-XIII de la fig. VIII.
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La fige XIV est une coupe verticale transversale sui- vant sensiblement la ligne brisée XIV-XIV de la fig. X.
La fige XV est une coupe-horizontale suivant la ligne XV-XV de la fige X.
La fige XVI est une élévation de face partiellement arrachée montrant un mécanisme équilibreur de charge suivant l'invention et monté dans une balance à cadran.
La fig. XVII est une élévation à échelle agrandie du mécanisme équilibreur de charge représenté à la fige XVI.
La fige XVIII est une ne en plan avec coupes partielles du mécanisme équilibreur de charge représenté à la fig. XVII.
La fi go XIX est une vue en plan partielle du cadre sus- pendu.
La fig. XX est une élévation de face avec arrachement d'une balance à projection comprenant un mécanisme équilibreur de charge suivant l'invention.
La fig. XXI est une coupe horizontale suivant la ligne
XXI-XXI de la fige XX.
La fige XXII est une élévation à échelle agrandie du mécanisme équilibreur de charge représenté à la fige XX.
La fige XXIII est une vue en plan du mécanisme représenté aux fige XX et XXII.
La fig. XXIV est une vue en plan partielle du support d'articulation des pendules représentés à la fig. XXII.
La fige XXV est une vue de détail d'un ressort destiné à imposer un couple initial au mécanisme de pendule.
La fige XXVI est une vue perspective de'l'une .des mon- tures du ressort'représenté à la fige XXV.
Les fige XXVII et XXVIII sont des diagrammes montrant les caractéristiques des pendules et les résultats obtenus par
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certains réglages.
Le mécanisme d'équilibrage de charge représenté à la fig. I est renfermé dans un carter 1 rappelant un boîtier de montre et pourvu d'un cadran portant des graduations 3 corres- pondant à des poids croissants. Une aiguille 4 pivotant sous l'action des charges placées sur le plateau balaye le cadran et coopère avec los graduations 3 pour indiquer la grandeur de la charge.
Un guide-secteurs 5, sorte de cage composée de quatre montants entretoisés par des traverses venues d,e fabrication avec eux, est monte en.position verticale à l'intérieur du carter 1. L'aiguille 4 est calée sur un axe monté dans des pa- liers logés dans des parties transversales médianes pleines du, guide-secteurs 5.
Deux pendules' 6 et 7 comportant chacun des secteurs d'ar- ticulation 8 sont suspendus le long du guide-secteurs 5 par des rubans d'articulation 9. Ces rubans sont fixés par leur extrémité supérieure au guide-secteurs 5 e, par leur extrémité inférieure à l'extrémité inférieure du. secteur d'articulation
8 correspondant. Par leur fonction ces secteurs d'articulation
8 correspondent aux pivots de basculement d'un fléau ordinaire ou d'un pendule à centre fixe, etle point de tangence, c'est-à- dire le point d'où les rubans d'articulation 9 se détachent des secteurs 8, constituent le centre ou pivot instantané autour duquel bascule le pendule.
Les forces agissant sur les charges placées sur le pla- teau sont transmises par un étrier 10, fixe à l'extrémité supérieure d'une tringle 11, à une paire de rubans de traction 12; l'extrémitz supérieure de chacun d'eux épouse la périphérie
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d'un secteur d'action 13 que présente chacun des pendules 6 et 7. Le rayon de ces seoteurs d'action 13 est plus grand que celui des secteurs d'articulation 8' et dépasse vers'l'intérieur les bords verticaux du guide-secteurs 5, dé sorte que lors- qu'une force de charge est appliquée les pendules tendent à basculer vers l'extérieur et à grimper en roulant le long des côtés du guide-secteurs 5.
Le mouvement de chaque pendule est donc une combinaison de rotation et de translation, qu'on peut résoudre en une rotation autour de l'axe du pendule, qui n'est autre que le centre géométrique du secteur d'articula- tion 8, et une translation verticale de ce même centre. C'est cette translation du pendule qu'on utilise pour mesurer la charge. Deux balanciers jumelés 14 et 15 sont portés par des vis 16 et 17 qui traversent les branches d'un étrier 18 et dont les extrémités coniques sont engagées'dans des paliers à billes 19 montés dans l'axe de basculement des pendules 5 et 7. A mi-distance entre leurs extrémités les balanciers 14 et 15 portent une barre transversale 20 librement articulée ét à laquelle est élastiquement suspendue une crémaillère 21.
Celle- 'ci est en,prise avec un pignon calé- sur l'axe-de 1 aiguille et sert à faire tourner celle-ci d'un angle qui est propor,- tionnel à la translation ascendante des axes des pendules 6 et 7. Du fait que la crémaillère'est suspendue aux centres respectifs des balanciers 14 et 15, son déplacement est la moyenne des translations ascendantes des pendules: Les pendu- les basculent en sens opposés, de sorte que tout défaut d'ho- rizontalité de la balance qui se traduit par un accroissement de sa traction est compensé par une diminution de la traction exercée par l'autre pendule, si bien que la traction totale,
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la position de la crémaillère et l'indication ne changent pas.
Chacun des pendules 6 et 7 est constitué par une pièce moulée plate dans son ensemble qui présente une âme mince 22 (fig. II et III), des nervures de renforcement 23 à. sa péri- phérie et une nervure transversale 24. Sur cette pièce moulée font latéralement saillie des bossages 25, 26 formés dans l'axe de basculement et dans lesquels sont logés les paliers 19 qui supportent les balancie,rs 14 et 15. Les secteurs d'articulation sont constitués par des éléments de paroi cylindrique latéra- lement saillants qui sont concentriques à l'axe de basculement.
Le secteur d'action 13 est constitué par une nervure courbe située à l'extrémité de la pièce moulée. La surface des secteurs sur laquelle s'enroulent les rubans tant d'articulation que de traction suit un arc de cercle; les secteurs d'articulation sont concentriques aux paliers 19 tandis que les secteurs d'ac- tion sont concentriques à un point 27 décalé par rapport à l'axe de basculement, de sorte que ces secteurs d'action sont excentriques par rapport à l'axe de basculement passant par les,paliers 19.
Chacun des pendules présente le long d'un de ses bords un guide rectiligne 28 formant une paire de barres parallèles servant ¯au montage d'un poids 29. Ce guide 28 ressemble à une rainure en T sauf que le fond de la rainure est cylindrique et non d'équerre comme dans une rainure en T ordinaire. Comme on le voit., chaque poids 29 constitue un système dont un élément est un poids 30 dont une face est dressée et présente des sail- lies 31 formant entre elles une rainure d.ans laquelle s'emboîte le guide 28.
Le poids 30, qui est un moulage de plomb ou autre métal lourde est bloqué dans sa position au moyen de deux vis 32 qui, traversant des fourreaux 88, pénètrent dans la rainure
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du guide 28 et se vissent dans un écrou cylindrique 34 sus- ceptible de coulisser dans le fond cylindrique de la rainure ,en T. Ainsi, les deux barres parallèles qui constituent le guide 28 embrassent partiellement-l'organe auquel le poids
30 est fixé. Les fourreaux 33 sont noyés dans le poids 30, ce qui permet de serrer les vis 32 sans déformer ce dernier.
L'une des branches d'un support en L 35 est bloquée sous la tête des vis 32 tandis que l'autre branche-se dirige vers l'extérieur dans le plan du pendule et'constitue-un second guide rectiligne oblique par rapport au guide rectiligne 28.
' Un second poids 36 est monté dans cette dernière branche du support 35. Le second poids 36 constitue de même un système comme représenté et comprend un-étrier-de support 37.dont les branches sont encochées de manière à coulisser le long du support 35. Un poids mobile 38, une pince élastique 39 et un écrou 40 sont'montés dans l'étrier de support 37 et blo- gués au moyen.de la vis 41. Ce second poids-36 est représenté en plan sur la fig. II et en élévation latérale sur la fig.
IV. Le poids 36 est construit de façon telle qu'après avoir desserré la vis de blocage 41 les pièces sont maintenues par frottement par la pince élastique 39 et que l'on peut déplacer le système d'un seul bloc le long du'second guide constitué par le support 35, ou que l'on.peut déplacer parallèlement au guide 28 le poids 38 qui constitue un élément de ce système.
Les traits pleins sur la fig. 3 représentent le pendule
7 dans la position qu'il occupe lorsque l'aiguille est au zéro, c'est-à-dire lorsque aucune charge n'est présente sur le..pla- teau de la balance. Dans cette position le guide 28 est verti-
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cal et la droite joignant les centres du secteur d'articulation et du secteur d'action est sensiblement horizonta.le. De ce fait, le bras actif maximum (à peu près le même que la ligne des centres) est sensiblement perpendiculaire au guide.
Dans cette position une saillie horizontale 42 venue d.e fabrication avec le pendule effleure des butées 43 faisant saillie sur un support 44 monté sur le guide-secteurs 5 tandis qu'un doigt d'accrochage 45 présente son extrémité immédiate- ment au-dessous d'un oeil 46 formé dans une barre de verrouil- lage 47. Celle-ci est montée en vue d.e coulisser verticalement dans le guide-secteurs 5 et on la tire vers le bas lorsqu'on veur bloquer le mécanisme équilibreur .de charge.
Le pendule représenté à la fig. III est en fonte dtalu- minium et son poids est réparti de manière que le centre de gravité de l'ensemble de la pièce fondue et du poids 29 se trouve quelque part le long du guide 28. La position du guide
28 est fixée, d'après la géométrie des secteurs et l'angle sous lequel le ruban 12 exerce sa, traction sur le secteur d'action 13, d.e façon telle que la relation linéaire entre l'effort de traction transmis par la tringle 11 et la rotation angulaire du pendule soit maintenue quelle que soit la position d.u poids 29 le-long du guide 28. Quant au second poids 36 et à sa, fraction constituée par le poid.s 38, on peut les déplacer en vue de parfaire la mise au point de la puissance et de la linéarité après que le poids 29 a été bloqué sur son guide 28.
Le pendule de ce mécanisme équilibreur de charge a ceci d'avantageux que sa puissance, c'est-à-dire la différence entre l'effort de traction qu'il exerce à la charge maximum et à charge nulle, est réglable dans de larges limites par déplace-
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ment du poids 29 le long du guide 28 sans aucun changement dans l'effort.de traction initial. Cela permet par exemple de transformer une bascule de 50 kg.'de puissance en une bascule de puissance double simplement en abaissant les poids 29 le long des guides 28. On peut modifier la puissance entre des limites allant 11' peu près du simple aù triple par un tel dé- placement des poids 29 le long' des guides 28..
Il-n'est pas indispensable que le guide 28- soit vertical lorsque l'aiguille est au zéro. Dans certaines applications la traction initiale considérable qu'exige cette verticalité peut être indésirable. On peut la diminuer sans modifier la puissance du pendule en construisant celui-ci de manière qu'aux faibles charges il puisse revenir vers le guide-secteurs. La fig.. V représente un pendule étudié en vue d'une traction ini- tiale relativement faible. Cette figure correspond a la fige III et représente le pendule vu de l'arrière de la balance.
Dans cet exemple un corps de pendule 48 fondu d'une seule pièce présente des parties en segment de paroi cylindrique 49 cons- tituant les secteurs d'articulation, une jante supérieure en arc de cercle 50 constituant un secteur d'action, des moyeux 51 saillant latéralement dans lesquels sont logés'les axes des secteurs d'articulation 49 et d'action 50 et un guide 52 le long duquel on peut déplacer et fixer un poids 53. Comme dans l'exemple-précédent, le pendule est suspendu au côté d'un guide-secteurs 54 à l'aide de rubans d'articulation 55 dont les extrémités inférieures sont fixées aux secteurs d'articulation 49. Les efforts engendrés par les charges à peser sont transmis par une tringle 56 à un ruban de traction 57 qui s'enroule sur le secteur d'action 50.
Le guide 52, tout comme le guide 28 del'exemple précédent,
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est dressé sur ses faces extérieures et fendu d'une rainure longitudinale débouchant dans un trou percé parallèlement aux surfaces dressées. Le poids 53 comprend une paire de poid.s principaux 58 en plomb dans lesquels sont noyées les branches d'un étrier de support 59 dont le fond porte contre le guide
52, les poids 58 étant disposés de part et d'autre de ce der- nier. L'étrier 59 est maintenu en place par deux vis qui tra- versent d.es trous percés dans ce dernier, puis la rainure fraisée dans le guide 52 et qui s'engagent dans un écrou cy- lindrique 60 logé dans le trou. Un second guide 61 soudé à l'étrier de support 59 s'étend obliquement par rapport au premier guide 5 dans le plan du pendule.
Ce guide 61 porte un second poids 62 comprenant un étrier de support 63 dont les branches sont encochées de manière à coulisser sur le guide
61 et embrassent une partie 64, un ressort 65 et un écrou 66 qui sont maintenus en position bloquée au moyen d'une vis 67.
Ce. second poids est analogue au second poids 36 représenté aux fige III et IV. Cet assemblage permet de déplacer la partie
64 parallèlement au guide 52 et de déplacer le second poids
62 d'un seul bloc le long du guide 61.
Le rapport angulaire entre le second guide 61 et le pendule est choisi de façon telle que la variation de charge correspondant à un déplacement donné du second poids soit la même pour une charge nette nulle et pour la charge maximum. La variation à demi-charge est supérieure d'environ 10 % à ce qu'elle est sous charge nulle. Comme la variation de charge est la même sous charge nulle et sous charge maximum, le dé- placement du second poids ne modifie pas la différence des charges (puissance ou "compas" du pendule). Toutefois, comme ,la variation de charge à demi-puissance est plus grande, il
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est possible de réaliser une correction de "redressement" (c'est-à-dire une correction destinée à assurer.une indication vraie a demi-charge) sans modifier la puissance du pendule.
Cette construction réalise donc. un mécanisme équilibreur de charge dans lequel chaque pendule comporte un second guide rectiligne disposé obliquement-par rapport au premier et por- tant un second poids mobile sur lui et destiné à corriger la puissance du pendule à demi-charge.
Ce second guide peut être solidaire du corps du pendule comme il peut aussi être supporté par le poids fixé au premier guide. En outre, pour¯plus de commodité, le second poids com- prend une partie déplaçable parallèlement au premier guide et apte, grâce à ce déplacement, à modifier la puissance du pendule.
Dans les mécanismes équilibreurs de charge suivant l'in- vention on dispose d'une gamme de puissances très étendue par simple déplacement d'un poids le long d'un guide. Dans le dispositif représenté à la fig. I la modification de puissance n'affecte pas la, traction initiale. Par contre, dans le dispo- sitif représenté à la fig. V toute augmentation'de la puissance 's'accompagne d'une diminution de la traction initiale. Dans un pendule construit ainsi que le montre la fig. V on peut aug- menter simultanément la traction initiale et la puissance en augmentant la masse du poids 53. Si l'on augmente cette masse et qu'en même-temps on remonte le poids le long du guide 52 on peut augmenter la traction initiale sans augmenter la puis- sance du pendule.
De même, on peut diminuer la masse du poids
53 et descendre ce dernier le long du guide si. l'on entend diminuer la traction initiale sans modifier la puissance du pendule. De la même manière, on peut augmenter la puissance du pendule sans modifier la traction initiale en augmentant la
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masse du poids 53 et en descendant ce dernier le long du guide 52. La variation de l'effort de traction et de la puis- sance est directement proportionnelle à la variation de la masse totale du pendule, soit qu'on augmente, soit qu'on di- minue cette masse. La variation de puissance et de traction initiale est elle aussi directement proportionnelle à la dis- tance dont on déplace les poids le long d.es guides.
La fige VII représente une balance à cylindre comportant un mécanisme équilibreur de poids suivant l'invention. Dans cette balance les efforts engendres par les charges qu'on place sur le plateau 68 sont transmises par une patte d'oie 69 aux couteaux de charge 70 d'un levier 71.
Ce dernier porte des couteàux d'appui 72 qui reposent sur des paliers 73 encas- trés dans les angles antérieurs d'un socle 74. A l'arrière de la balance un carter d'échelle 75 qui surmonte une colonne 76, laquelle à son tour s'élève à partir du socle 74, renferme une échelle cylindrique 77 dont on peut lire les graduations à travers une loupe 78 montée dans une partie avançante 79 du carter 75. Les repères¯pour la lecture de l'échelle, 77 sont constitués par des fils 80 et 81 tendus parallèlement à l'axe de l'échelle cylindrique 77. Les forces'engendrées par les charges présentes sur le plateau 68 sont transmises par le levier 71 et son pivot d'action 82 à un étrier 83 relié au mécanisme équilibreur de charge.
Un châssis de charge 84 qui fait partie du mécanisme équilibreur de charge est poussé vers le haut à mesure que l'équilibre s'établit etil a pour effet, par l'intermédiaire d'une crémaillère 85 et d'un pignon 86, de faire tourner l'échelle 77 d'unités d'angle proportionnelles aux unités de poids agissant sur le plateau 68.
Comme on peut le voir sur la fige VIII où le mécanisme
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équilibreur de charge est représenté dans sa position neutre, le levier 71 a pour effet de transmettre les efforts de char- ge, par l'intermédiaire de son pivot de charge,82 et de l'é- trier 83, à des rubans de traction jumeaux 87 qui s'enroulent sur des secteurs d'action 88 que portent respectivement des corps de pendule jumeaux 89. Ces corps de pendule 89 sont iden- tiques. Chacun d'eux se compose d'une pièce rigide moulée pré- sentant, en plus du secteur d'action 88, un second secteur 90 et un guide rectiligne 91. Un couteau 92 est monté dans cha- que corps de pendule 89, son arête étant située sensiblement au centre de courbure du second secteur 90.
L'arête du couteau
92 constitue l'axe de basculement du pendule et, comme elle se trouve au centre de courbure du second secteur, ce dernier est concentrique à l'axe de basculement. Des poids de pendule-93 . sont montés sur les guides rectilignes 91.
Les corps de pendule 89 sont articulés autour des arêtes de leurs couteaux 92 qui reposent dans des paliers 94 montés dans une partie surbaissée d'un pont 95 qui enjambe l'espace compris entre deux montants 96 et 97 qui s'élèvent du socle 74 et' se prolongent verticalement à l'intérieur de la colonne 76.
Le châssis'de charge 84, qui dans cet exemple constitue -une masse suspendue, se compose de récipients jumeaux 98 et
99 entretoisés par une barre transvèrsale 100. Ce châssis de charge 84 est monté de manière que les faces latérales des ré- cipients 98et 99 se juxtaposent à celles des secteurs concen- triques 90, et il est,suspendu aux corps de pendule 89 par des rubans métalliques 101, 102 fixés non loin du bas des côtés desdits récipients, tandis que leurs extrémités supérieures sont fixées aux secteurs'concentriques 90 des corps de pendule 89. Afin de réaliser une suspension par trois points destinée
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à supprimer les tensions on a prévu deux rubans 101 pour supporter le récipient 98 et un seul ruban 102 pour supporter le récipient 99.
La juxtaposition des surfaces latérales d.es récipients et des secteurs fait obstacle à tout basculement du châssis de charge 84.
Le récipient 98 porte une oreille 103 faisant saillie latéralement et sur laquelle un étrier 104 est monté de façon réglable. Un étrier de moindre ouverture 105 fixé au bas d'une tringle 106-qui porte la crémaillère 85 s'articule dans le premier étrier 104 au moyen d'une broche 1070 Le réglage de la hauteur de l'étrier 104 au-dessus de l'oreille 103 permet d'amener l'échelle au zéro lorsque les guides rectilignes 91 des corps de pendule 89 sont verticaux. Un lest 108 montré sur l'extrémité inférieure de la tringle 106 oblige la cré- maillère 85 à rester en prise avec le pignon 86 afin de sup- primer tout jeu entre ces pièces.
Le pont 95 (voir aussi fige IX) est monte sur des goujons amovibles 109, 110 vissés et bloqués dans d.es oreilles 111 qui font latéralement saillie sur les montants 96 et 97.
Le mécanisme équilibreur de charge qui comprend les pendules 89, le châssis de charge 84 et le pont 95 peut s'extraire d'un seul bloc de la balancer il suffit pour cela d'enlever au moins quelques uns des goujons 109, 110 et d'abaisser le pont de manière à dégager les oreilles latéralement sailla.ntes, puis de le retirer horizontalement. Des échancrures 112 pré- vues dans les montants 96 et 97 assurent aux extrémités du pont 95 un dégagement suffisant.
Si l'on considère la fig. IX on remarquera que les récipients 98 et 99 sont décalés par rapport à l'axe des corps de pendule 89 d'une quantité .suffisante pour faire
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équilibre aù poids de la barre d'entretoisement 100, laquelle . est déportée horizontalement assez loin pour qu'elle soit hors de contact avec la partie,surbaissée du pont 95. L'o- reille 103 en saillie sur le côté du récipient 98 est elle aussi décalée par rort à l'axe vertical des corps de pendule d'une quantité qui est déterminée par le rapport vertical entre l'axe des' corps de pendule et l'axe de l'échelle 77.
Le décalage de cette oreille assure la verticalité de la trin- gle de commande de crémaillère 106 et de la crémaillère 85 lorsque la balance est horizontale.
,Le rapport entre les divers éléments du corps de pendule
89 est clairement visible sur.la fig. X où le mécanisme d'é- quilibrage de charge est représenté à échelle agrandie..Dans la construction de l'un des corps' de pendule 89'l'arête du couteau 92, qui est située au centre d'un tmu 113 foré à travers le corps de-pendule 89, définit l'axe de basculement de ce dernier et peut être prise comme point de repère. Un second point de repère est constitué par un trou 114.percé au centre de courbure du secteur d'action 88.
Le guide rectiligne
91 se dirige vers le bas suivant une ligne sensiblement perpen- diculaire à la droite passant par l'arête du couteau 92 et le centre, de courbure du secteur d'action 880 Le secteur concen- trique 90 est formé à l'extrémité d'un bras situé à l'opposé du secteur d'action 88. L'angle que le guide 91 fait avec la droite passant par les centres de.courbure du secteur d'action
88 et du secteur concentrique 90 (ce dernier centre étant situé sur l'arête du couteau 92), s'écarte légèrement de l'angle droit- d'une quantité qui dépend de 'l'augmentation de divergence entre'les rubans de traction 87 à mesure que les pendules basculent sous l'action d'une charge placée sur la balance.
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Le rapport angulaire exact est tel que lorsqu'on déplace le poids 93 dune distance arbitraire le long du guide 91 le changement qui s'ensuit dans l'effet d'équilibrage de charge à demi-charge soit égal a la moyenne entre les changements qui s'ensuivent dans l'effet d'équilibrage sous charge nulle et sous charge maximum. Autrement dit, on peut déplacer le poids 93 le long du guide 91 sans qu'il en résulte une quelconque erreur d'indication à demi-charge. Si ce guide 91 est exacte- ment vertical à zéro il est évident qu'on peut déplacer le poids 93 le long de ce guide sans produire aucun changement dans la puissance d'équilibrage sous charge nulle, parce que la distance horizontale effective entre le centre de gravité du poids et l'axe de basculement du corps de pendule ne change pas.
De plus, si le pendule part de cette position,, le dépla- cement du poids le long du guide 91 provoque à pleine charge une variation d'indication exactement double de ce qu'elle est à mi-charge.
Le guide 91 est constitue par deux barres 115 parallèles (fig. XIV et XV) séparées par une rainure 116 qui se termine par un trou foré 117, l'ensemble formant en fait une rainure en T. Une tige filetée 118 logée dans l'alésage Il? coopère avec un écrou cylindrique 119 pourvu d'un appendice latéral 120 qui traverse la fente 116 existant entre les barres 115.
L'extrémité supérieure de la tige filetée 118 est fixée à un écrou à six pans 121 qui repose sur les extrémités supérieures des barres 115. Le poids 93 est constitué par une pièce de plomb 122 moulée en U dans laquelle est noyée une gouttière 123 dont les côtés embrassent les barres 115. Le poids 93 est monté sur le corps de pendule 89, l'appendice latéral 120 traversant
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un trou percé dans la gouttière'1,23 ainsi qu'une douille de serrage 124 et il est fixé sur ce corps par serrage d'un écrou 125 qui presse fortement la gouttière 123 contre les. barres 115. Lorsqu'il y a lieu d'effectuer un réglage dans la position du poids on desserre l'écrou 125 et l'on fait tourner la tige filetée 118 de manière à amener le poids dans sa nou- velle position.
On resserre -ensuite l'écrou 125. Grâce à cet agencement on peut amener le poids dans une nouvelle position et l'y bloquer sans que cette nouvelle position soit dérangée au cours du serrage des organes de blocage.
'Les récipients 98 et 99 qui font partie du châssis de charge 84 sont partiellement remplis de plomb coulée-et des ,blocs de plomb complémentaires 126 sont ajoutés pour amener le poids du châssis à une valeur déterminée. Le poidsde ce châssis de charge 84 et la traction initiale engendrée par le poids mort du plateau 68 augmenté de ceux de la patte d'oie 69 et du levier 71 sont propo-rtionnés entre eux de manière qu'on obtienne une indication vraie à demi-charge.
A propos de ce mécanisme équilibreur de charge particulier on a trouvé que l'adjonction d'un poids donné au châssis de charge '84 et l'adjonction au plateau porte-charge 68-d'un poids suf- fisant pour ramener l'aiguille à zéro se traduit dans l'in- dication à mi-charge par'une diminution d'environ 1/16 dudit poids donné moins la moitié de la variation à pleine charge.
Un déplacement du poids 93 en vue de corriger l'indication à - pleine charge laisse ensuite l'indication à demi-charge en avance d'environ 1/16 de ce même poids donné. Cette relation fournit un moyen commode de régler la balance de manière qu'elle fournisse des indications exactes.
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Bien qu'on ait représenté les pendules ayant leurs guides 91 respectifs orientés vertica,lement sons charge nulle,le centre de gravité de l'ensemble du corps de pendule 89 et du poids 93 n'est pas à l'aplomb et au-dessous du pivot 92 mais déporté latéralement par rapport à la verticale passant par ce pivot, et cela, dans la direction du secteur concentrique
90. La grandeur de ce déport est fonction du rapport entre les poids du châssis de charge 84 et des corps de pendule 89, poids 93 compris.
Revenant à la fig, VIII, on voit que l'axe du tambour 77 pivote dans des montants 127 qui prolongent vers le haut les montants 96 et 97. Le pont surbaissé 95 est suspendu aux som- mets respectifs des montants 96 et 97. Il s'ensuit que l'équi- distance est maintenue entre les' paliers 94 qui supportent les pendules et ceux dans lesquels l'arbre du tambourtourillonne dans les montants 127. Cette équidistance est pratiquement soustraite aux effets des efforts où déformations qui peuvent se produire dans le socle 74 ou dans les montants 96,et 97.
L'invariabilité de dimension de ce chemin d.es forces est im- portante, ca,r la rotation du tambour gradué est déterminée par la différence de distance déterminée par ce chemin et un second chemin qui comprend les corps de pendule et la cré- maillère. Pour la, précision des indications de poids il faut que la différence de dimension entre ces deux chemins ne soit affectée que par le déplacement des pendules et non par d'au- tres variations de dimension résultant de forces appliquées de l'extérieur!. L'emploi du pont surbaissé reposant sur la base des montants 127 procure un ensemble bien plus court et plus rigide que si les paliers 94 étaient montés dans un .support s'élevant du centre du socle 74, car une telle cons-
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truction comprendrait le support,
le socle 74 et toute la longueur du montant 96 comme éléments de l'ensemble détermi- nant l'indication de l'échelle.
Les fig. XVI, XVII, XVIII et XIX représentent un méca,- nisme équilibreur de charge dans lequel on emploie des pendules à centre fixe en combinaison avec une balance à cadran. Dans cet exemple des corps de pendule jumeaux 128 pourvus chacun d'un couteau 129 (fig. XVII) s'articulent sur-des paliers,130 encastrés dans un pont horizontal 131 monté entre des oreilles
132 en saillie.vers l'intérieur sur la jante d'un carter 133 dont,la forme rappelle celle d'un bottier de montre. Une ai- guille 134 coopère avec une échelle circulaire 135 portant des graduations 136 qui indiquent-le poids de la charge à la- quelle on fait équilibre.
Les efforts de charge qu'il s'agit de contrebalancer sont transmis-par une tringle 137 et un levier oscillant 138 à une.seconde tringle 139 suspendue au 'moyen de rubans de trac- tion 140 aux secteurs d'action 141-des corps de pendule 128.
Un châssis de charge 142,qui comprend des porte-poids 143 et 144 est suspendu par des rubans 145 ,146 à des secteurs
147 concentriques par rapport aux arêtes des couteaux 129. Le basculement des corps de pendule 128 en conséquence d'une aug- mentation de la charge fait remonter le châssis de charge 142 d'une quantité qui est exactement proportionnelle à l'accrois- sement .de la charge. La proportionnalité entre le mouvement ascendant du châssis de charge 142 et la charge est déterminée par la position de lests 148 sur des guides 149 prévus sur les corps de pendule 128. Ce mouvement ascendant du châssis de charge 142 est transmis par une crémaillère 150 et un
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pignon 151 de manière a actionner l'aiguille 134.
La crémail- lère 150 est suspendue à un étrier 152 monté de .façon régla- ble dans une aile de l'élément transversal du châssis de char- ge. L'articulation entre la crémaillère 150 et l'étrier 152 est située sur la ligne d'engrènement de la crémaillère avec le pignon afin que les légers déplacements latéraux du châssis de charge que permet le jeu existant entre les surfaces porte- poids d'une part et celles des secteurs concentriques 147 d'autre part ne fassent pas tourner l'aiguille et aussi que le poids de la crémaillère l'astreigne à porter contre le pignon 151 afin d'éviter tout jeu dans l'engrènement. Un galet 153 monté sur billes empêche la crémaillère de se dégager du pignon.
Normalement, le galet 153 est hors de contact avec la crémaillère, sauf pendant les variations de charge lorsque l'inertie de l'aiguille engend.re une pression qui tend. à sé- parer la crémaillère du pignon et qui est supérieure a, la force qui tend a maintenir la crémaillère contre le pignon. Consi- dérant la fige XVIII, on remarquera que la crémaillère 150 et le pignon 151 sont décalés par rapport à l'axe des corps de pendule 128, si bien que la crémaillère se meut sur le côté du secteur d'action d,e l'un d.es corps d.e pendule et n'entre en contact ni avec le secteur d'action, ni avec les rubans de traction 140, ni avec la seconde tringle 139.
Géométriquement,les corps d.e pendule 128 sont sensiblement les même.s que les corps d.e pendule 89. Il existe cependant une légère différence du fait que la timonerie employée dans une balance à cadran pour transmettre la force d'un plateau aux rubans de traction n'assure pas un rapport ue transmission rigoureusement constant et qu'il est nécessaire de modifier .Légèrement la relation.entre'les secteurs d'action 141 et le
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restant des corps de pendule 128 pour corriger ce que la ti- monerie a de non linéaire. Dans la balance à cylindre dont il a été précédemment question le rapport de transmission entre le plateau et les rubans de traction est très sensiblement constant.
Dans le cas présent le châssis de charge 142 est cons- titué par l'assemblage de trois pièces. Les porte-poids 143 et
144 sont des pièces d'acier venues de matriçage qui présentent une surface verticale le long de laquelle sont disposés les rubans 145 et 146, une partie inférieure plane 154 formant con- sole, sur laquelle on peut empiler des poids 155, et une partie supérieure formant gouttière peu profonde qui est fixée aux extrémités de la barre transversale du châssis. Des évidements
156 sont prévus pour dégager les têtes de vis 157 par lesquelles les rubans 145 ou 146 sont bloqués sur les extrémités supérieu- res respectives des secteurs concentriques 147. Les poids 155 sont perforés afin qu'on puisse les empiler sur des chevilles
158 et 159 rivées dans les parties 154 formant console.
Ces porte-poids sont d'un emploi plus commode que les récipients
98 et 99 du châssis de charge 84 du précédent exemple en ce que pour ôter ou ajouter un poids il suffit de le faire coulisser sur la cheville après l'avoir saisi entre le pouce et l'index.
Ce mécanisme équilibreur de charge présente, du point de vue de la rigidité de structure, les mêmes avantages que celui qu'on a pris précédemment en exemple. En fait, cette réa- lisation sous forme de balance à cadran est supérieure sous ce rapport à la réalisation à cylindre en ce que les paliers dans le squels l'arbre de l'aiguille est monté sont logés dans le pont 131 entre les paliers 180, de sorte qu'aucune variation n'est possible dans cette dimension.
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Dans les deux modes de réalisation le mouvement de des- cente ces pendules qui entraîne l'aiguille au-dessous de zéro est stoppé par des tampons de caoutchouc 160 montés dans des entretoises en U 161 qui s'étendent au-dessus des parties for- mant secteur d'action des corps de pendule 128. C'est sur ces tampons 160 que viennent buter les extrémités supérieures des secteurs d'action 141.
Les ponts 95 (fig X) et 131 (fig. XII) sont munis res- pectivement de trous 162 et 163 coincidant avec les trous percés aux centres des secteurs d'action après qu'on a fait basculer les pendules un peu au-delà de leur position neutre.
Lorsqu'il s'agit de préparer les mécanismes équilibreurs en vue d'un transport on introduit des chevilles dans ces trous, puis on écarte les pendules vers l'extérieur suffisamment pour soulever les couteaux d.e leur palier. On bloque les pendules dans cette dernière position au moyen de cales pour empêcher tout autre mouvement de bascule.
Dans chacun d.e ces deux derniers exemples le mécanisme équilibreur de charge comprend. un pendule comportant un sec- teur d'action (le secteur 88 ou 141), un secteur concentrique venu de fabrication aveu lui (le secteur 90 ou 147) et un guide rectiligne qui généralement est perpendiculaire à la droite passant par les centres de courbure des secteurs, c'est- à-dire au bras de puissance maximum des pendules, enfin un dispositif pour appliquer un couple initial aux pendules (le châssis de charge 84 ou 142 suspendu au secteur concentrique 90 ou 147.
Les guides 91 ou 149 sont orientés par rapport aux secteurs de façon telle que pour toutes les positions des poids 98 ou 148 le long du guide la moyenne des charges auxquelles les'pendules font équilibre dans leurs positions à charge nulle
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et à charge maximum soit égale à la charge qu'ils contrebalan- cent dans leur position à mi-charge. Il en est ainsi si les guides sont verticaux quand les bras d'action sont maxima.
Dans les mécanismes d'équilibrage de charge on prévoit de préférence deux pendules basculant en sens opposés, si bien que l'indication de la charge n'est pas affectée par un défaut d'horizontalité du mécanisme. Chacun des mécanismes représentés aux dessins ci-joints comprend deux pendules afin d'éliminer l'erreur de défaut d'horizontalité. Si l'on dispose d'un so- cle rigide et horizontal le mécanisme d'équilibrage peut ne comprendre qu'un seul pendule construit suivant l'invention.
Chaque extrémité du châssis de charge '. 84 ou 142, y compris les porte-poids, peut être considéré comme un poids suspendu à un secteur concentrique du pendule et comprenant une masse destinée à corriger l'indication fournie à mi- charge par le mécanisme équilibreur.
Chacun de ces mécanismes équilibreurs de charge comprend des pendules jumeaux dont chacun est monté en vue de basculer autour d'un axe fixe et comprend un secteur concentrique audit axe, ces secteurs jumeaux étant enveloppés par des organes flexibles supportant un châssis dont certaines faces s'appli- quent contre les'secteurs concentriques et qui est en liaison de commande avec une aiguille indicatrice. Cette application des surfaces du châssis de charge contre les secteurs concen- triques est importante pour empêcher toute tendance'de la part du châssis à ballotter et à fournir des indications er- ronées.
Les fig. XX à XXVI incluse donnent encore un autre exem- ple de mécanisme équilibreur de charge suivant l'invention.
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Dans cet exemple chaque pendule comprend un secteur concentri- que sur lequel s'enroule un ruban relié à un organe élastique destiné a appliquer un couple initial au pendule. L'effort exercé par cet organe plastique dépend uniquement de la posi- tion du pendule, ce qui fait qu'il est indépendant. d.es efforts appliquéspar la:, charge au pendule. De plu s, au lieu d'entraî- ner une aiguille ou une échelle au moyen d'une crémaillère et d'un pignon on a monté directement une échelle à projeter sur l'un des corps de pendule et l'on a recours à un système op- tique pour donner par projection une image agrandie de l'indi- cation.
Dans cet exemple les charges à contrebalancer sont appli- quées à une tringle 164 qui, traversant une échancrure de passage prévue dans le socle 165, est suspendue à. des rubans de traction 166 et 167 accrochés aux corps de pend.ule 168 et 169. Ces derniers s'articulent dans un pont 170 que portent des barres 171 reposent sur le socle 165. Les corpsde pendule 168 et 169 s'écartent vers l'exté'ieur a mesure que la charge augmente.
Une échelle à projeter 172 est montée dans un support 173 suspendu l'extrémité inférieure du corps de pendule 169, et un système optique, comprenant une source lumineuse 174, des lentilles de condensation et de projection disposées de part et d'autre de la. trajectoire de l'zchelle à projeter 172, des miroirs 175, 176 et 177, projette cette échelle sur un écran 178. L'emploi de miroirs permet de projeter les gradua- tions de l'échelle sur l'écran 178 sans participation du sys- tème pendulaire ni de son support. L'écran 178 est visible à travers.une fenêtre 179 formant la partie supérieure d'un carter 180 qui abrite le mécanisme pendulaire et le système de pro- Onction.
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Les corps de pendule 168 et 169 sont munis dé guides rectilignes 181 et 182 à section en T sur lesquels sont mon- tés de façon réglable des poids ou lests de pendule 183.
Chacun des poids de pendule 183 (fig. XXI) est constitué par une masse de plomb dans laquelle est noyée une âme de tôle 184. Celle-ci comprend une agrafe à section en C dans laquelle s'encastre le T du guide 181 sur lequel elle est bloquée à 'l'aide d'une vis 185.
Considérant les fig. XXII et XXIII, chacun des corps de pendule se compose d'une pièce rigide comprenant le guide 181 ou 182 et un secteur d'actiôn 186 ayant pour centre un point 187 qui est excentré par rapport à l'axe de basculement du pendule. Cet axe de basculement est défini par des couteaux taillés dans un organe cylindrique 188 monté dans un trou' foré dans le corps de pendule. Un second secteur 189 est formé dans le corps de pendule concentriquement à l'axe de basculement de ce dernier. A cause de la petitesse relative du secteur d'action 186 le ruban de traction 166 ou 167 est passé autour du secteur et est fixé à une autre partie du corps de pendule.
Comme il a déjà été dit,.le couple initial est appliqué aux pendules par des organes élastiques représentés par des . ressorts 190 reliant des rubans'191 et 192. Ces rubans, après avoir partiellement épousé les secteurs concentriques 189, sont fixés à des tendeurs à vis 193 montés de façon réglable dans les corps de pendule. Ces tendeurs sont bloqués au moyen de vis 194 et déplacés longitudinalement à l'aide d'écrous 195 vissés sur leurs extrémités extérieures. Le réglage des ten- deurs 193 modifie l'allongement des ressorts 190 pour une position donnée du pendule, ce qui'procure un réglage à peu
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près analogue à, l'addition ou à l'enlèvement de poids sur les châssis de charge 84 ou 142.
Dans cette construction il importe que la position du pendule soit très précisément définie, car c'est elle qui est indiquée par l'échelle à projeter qu'il porte et d'autre part une certaine fraction de la force d'équilibrage est fournie par l'allongement des ressorts 190. Il est donc nécessaire que la position de l'axe d.e basculement du pendule soit très exactement déterminée et maintenue. L'incertitude de la fixité d'une arête de couteau ordinaire dans un palier en V laisse au corps de pendule 169 une suffisante possibilité de se déplacer horizontalement indépendamment de la, charge pour qu'il en résul- te une sensible erreur dans l'indication.
C'est pourquoi on a recours, pour constituer l'axe de basuulement, à un système couteau-palier dans lequel le palier est constitué par une paire de galets 196 et 197 (voir aussi la fig. XXIV) dont les circonférences se coupent à angle droit sur l'axe de basculement et par une barre à couteaux présentant d.es pivots décalés de 90 coopérant chacun avec l'un des galets. Les or- ganes 188 sont usinés d.e manière à constituer ces pivots déca- lés de 90 . Cette construction équivaut a peu près à l'agence- ment de deux couteaux et paliers plans calés à 90 l'un par rapport à l'autre, et comme chaque surface de galet est mobile dans la direction de rotation du pivot, cette combinaison procure un centre de basculement très exactement défini et à très faible frottement.
Les axes des galets 196 et 197 cons- tituant chaque palier sont montés dans une êchancrure en rec- tangle pratiquée dans une barre 198 fixée par des vis sur la face inférieure du pont 170.
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Les corps de pendule 168 et 169 sont identiques, à l'exception de l'échelle à projeter 172 et de son support.173 et d'un contrepoids 199 qui est monté sur une tige 200 en position pour faire équilibre au poids de l'échelle 172 et de son support 173.
Pour mieux faciliter le réglage de ce mécanisme équili- breur .de charge on a également rendu réglable la caractéristi- que d'élasticité des ressorts ou autres organes 190. A cet effet, les organes 201 qui relient le ressort 190 aux rubans
191 et 192 sont façonnés de telle manière qu'on puisse modifie'r le nombre des spires qui interviennent dans le ressort. A cet effet, chacun des organes 201 est constitué par une pièce cylin- drique fendue à un bout d'un trait de scie 202 destiné à recevoir le ruban correspondant, fraisée longitudinalement d'une rainure 203 destinée à recevoir le bout 204 coudé vers l'intérieur du ressort 190 et une rondelle 205 dans un côté de laquelle est taillée une encoche 206.
Lesdites rondelles
205 sont conformes à l'angle de pas du resso rt hélicoïdal ' et les côtés de l'encoche 206 sont décalés, de sorte qu'après qu'on a fixé la rondelle 205 sur l'organe 201 on peut visser le ressort sur l'organe et insérer l'extrémité du ressort dans la fente 203, ses spires portant contre la rondelle 205.
Les vis 207 qui fixent les.rondelles 205 sur les organes 201 diffèrent en ce que l'une d'elles présente un épaulement 208 tel qu'il est possible de faire tourner la rondelle correspon- dante lors même que la vis est serrée. Dans ce dispositif on peut faire varier le 'nombre de spires du ressort 190 comprises entre les rondelles 205 en tournant la rondelle folle 205 tandis que le ressort lui-même est empêché de tourner par les rainures 203 fraisées dans les organes 201.
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Le déplacement des poids 183 le long des guides 181 et 182 permet de régler la puissance d'équilibrage du mécan isme.
Une modification de la. tension et de la caractéristique des ressorts 190 permet de corriger les erreurs à, mi-charge et au quart de charge. Ces dernières corrections ne sont pas mutuel- lement indépendantes;, mais grâce à la précision de la fabrica- tion du pendule on porte ce dernier à un si haut degré d.e per- fection que les corrections à effectuer sont minimes et qu'il est facile d'y procéder de manière à obtenir toute la préc.ision désirable.
Dans cet exemple, le mécanisme équilibreur d.e charge comprend un pendule présentant un secteur d'action (le secteur 186) un secteur qui est concentrique à l'axe de basculement (le secteur 189), un guide rectiligne qui est sensiblement per- pendiculaire au bras d'action maximum, c'est-à-dire à la droite joignant le centre de courbure du secteur d'action à l'axe de basculement du pendule et un organe d.estiné à appliquer un couple initial au pendule (le ressort 190 qui agit sur le secteur concentrique 189). La force du ressort est déterminée uniquement par le réglage des liaisons de ses extrémités et le basculement du pendule autour de son axe.
Un pendule id.al pour un mécanisme de pesée est celui qui bascule d'angles exactement égaux pour des accroissements égaux de la charge. Le déplacement d'un tel pendule peut être agrandi par projection optique ou par un système crémaillére- pignon de manière à fournir des indications convenables de la. charge. Dans la construction et le réglage des balances le pendule idéal présente d'autres particularités. L'une d'elles est qu'on puisse modifier sa puissance par un seul réglage et
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qu'a mesure que cette puissance varie la variation s'effectue proportionnellement dans toute l'étendue de l'échelle de pesée.
La fige XXVII montre sous forme graphique le fonctionne- ment d'un pendule idéal. Une droite 209 qui coupe l'axe des charges en un point 210 indique la charge totale contrebalancée par le pendule en fonction de la position angulaire de.ce der- nier à partir de la position qu'il occupe lorsque le guide est vertical. La puissance d'équilibrage nette du pendule est indi- quée par une droite 211 qui passe par l'origine des coordonnées, c'est-à-dire qui indique une charge nulle pour une déviation nulle.
L'excentricité et les dimensions du secteur d'action sont choisis de façon que la ligne 211 soit droite et que la charge nette contrebalancée à mi-charge, c'est-à-dire lorsque le pendule est ,à mi-course, soit égale à la moitié de la charge à laquelle il fait équilibre à fond de course et cela quelle que soit la position du poids sur le guide. Dans le mécanisme équilibreur suivant l'invention le déplacement du poids vers le haut ou le bas sur son guide rectiligne a pour effet de di- minuer ou d'augmenter la pente de la ligne 211 et de porter cette ligne en 213 ou 212 sang modifier son point d'origine ni lui imprimer une courbure quelconque.
De plus, le pendule id.éal assure l'équilibrage d'une traction initiale en outre de son effet d'équilibrer la charge nette. Si le pendule est idéal la traction initiale composante est constante dans toute l'étendue du déplacement du pendule, c'est-à-dire que les lignes 209 et 211 sont exactement paral- lèles quel que soit leur écartement.
Dans les exemples les pen- dules sont représentés dans leur position de charge nulle et la traction initiale, mesurée par la distance entre les lignes (109 et 211, est créée en partie dans le dispositif à pendule
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flottant représente aux fige 1 à VI par le poids total du pendule agissant à l'extrémité du rayon des secteurs d'articu- lation 8 et dans les autres dispositifs par les châssis de charge 84 ou 142 ou par-les ressorts 190,et en partie par le décalage du centre de gravité des corps de pendule (y compris leL poids 29, 93, 148 ou 183) relativement à une droice menée par le centre d.e basculement du pendule parallèlement aux guides rectilignes,
ce décalage étant fait dans la direction à l'opposé des secteurs d'action des pendules.
La trajectoire ou lieu géométrique du centre de gravite composé d'un corps de pendule et du lest qu'il porte au cours du déplacement de ce dernier le long du guide rectiligne est une droite parallèle à ce guide. On peut appeler "décalage du lieu geéométrique" le décalage qu'on effectue dans la posi- tion de cette ligne en vue de compenser une partie de la trac- tion initiale. Pour régler le pendule de façon telle que l'é- cartement entre les lignes -209 et 211 soit constant il est nécessaire qu'une relation très précise existe entre le couple initial et le décalage transversal du lieu géométrique du centre de gravité du corps de pendule.
La fige XXVIII repré- sente la relation entre ces facteurs influant sur le fonction- nement du pendule dans la mesure qui intéresse la, traction ini- tiale. Dans cette figure,, l'action d'équilibrage de charge aux diverses positions d.e pendule qui résulte uniquement du décala- ge du centre de gravité est indiquée par une ligne A qui coupe l'axe zéro en un point 214, l'ordonnée de mi-puissance en un point 215 et l'ordonnée de puissance maximum en un point 216.
Ce n'est pas une ligne droite et les charges que les pendules contrebalancent en position de demi-puissance et de puissance maximum sont moindres que celle à laquelle ils font équilibre
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lorsque leur déviation est nulle.
Cela provient de ce que la variation dans le couple d'équilibrage appliqué au corps de pendule varie comme le produit du déplacement de la position du centre de gravité perpendiculairement au guide par rapport à une ligne passant par l'axe de basculement par le cosinus de l'angle dont le pendule a dévié. Il s'ensuit que la variation du couple d'é- quilibrage est proportionnelle au cosinus de l'angle. La charge, agit sur le pendule à l'extrémité d'un bras de levier qui est déterminé par l'excentricité du secteur d'action par rapport à l'axe de basculement du pendule. Tandis que le bras efficace diminue à mesure que le pendule s'écarte de zéro, cette diminution n'est proportionnellement pas si grande que la diminution du couple d'équilibrage correspondant au cosinus de l'angle de déviation du pendule.
Il s'ensuit que la trac- tion initiale créée par le décalage du centre de gravité du pendule perpendiculairement au guide diminue à mesure que le pendule approche de sa position de puissance maximum. La ligne
A sur la fig. XXVIII fait ressortir cet effet en coupant les ordonnées d.e demi-charge et de pleine charge en d.es points correspondant à des charges progressivement décroissantes.
La traction initiale créée par le couple initiale c'est- à-dire la force appliquée aux secteurs concentriques par les châssis de charge 84 ou 142 ou la composante de tension du ru- ban d'articulation (poids d.u pendule) agissant au bout d.u rayon du secteur d'articulation, est indiquée par une ligne B, sur la fig. XXVIII, qui coupe l'ordonnée de déviation nulle en un point 217 et les .ordonnées de demi-puissance et de puissance maximum en des points 218 et 219 qui indiquent des charges lus fortes que le point 217.
La charge équilibrée par cette
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composante augmente à mesure que le pendule approche do sa. position de charge maximum;, parce que le châssis de charge (ou le poids du corps de pendule) agit au bout d'un bras de couple constant (le rayon du secteur concentrique ou du sec- teur d'articulation) alors que la charge agit au bout d'un bras de couple décroissant (celui qui est fourni par le sec- -'action excentrique).
En repar@issant convenablement la tension initiale entre le châssis de charge (ou le secteur d'articulation; et le décalage du lieu géométrique du centre de granité du pendule on peut tirer parti du relèvement de la ligne B pour compenser l'inflexion descendante de la ligne A, afin que la somme de ces deux lignes (la traction initiale,) soit constante tout au long de l'échelle de pesée ainsi que le montre la ligne droite A + B.,
Si l'on diminue le poids du châssis de charge 84 ou 142 sans modifier de façon correspondante le centre de gravité du pend.ule on peut représenter la charge a laquelle le châssis de charge fait équilibre par la ligne Bl dont les ordonnées sont proportionnelles à celles de la ligne B mais de valeur moindre.
Cela provient de ce que la proportionnalité entre le poids du châssis de charge et la partie de la, charge a laquelle le châs- sis fait équilibre demeure constante. La traction initiale créée par le décalage du centre de gravité de l'ensemble du pendule et le châssis de charge allégé est indiquée par la li- gne A + Bl, parce que la prédominance de la ligne A tend à diminuer à mesure que le pendule approche de sa position de charge maximum. Si, après qu'on a allégé le châssis 'de charge en lui retranchant du poids, on déplace les poids du pendule de manière à rétablir la pleine puissance d'équilibrage, on constate que la charge contrebalancée à mi-puissance est légérement plus grande que'la valeur indiquée,autrement dit
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que la balance retarde'à mi-puissance.
Si par contre on aug- mente le poids du châssis de chargeon accroît la part qu'il prend dans la traction initiale.et la traction initiale totale (représentée par la ligne A + B2 qui se relève à mesure que le pendule s'approche de sa position de pleine charge) amène la balance à contrebalancer une charge moindre, c'est-à-d.ire à avancer, à mi-puissance.
Ainsi,la combinaison.d'un châssis de charge dont on peut régler le poids et d'un décalage du lieu géométrique du centré de gravité du pendule tendant à écarter ce lieu d'une droite parallèle à lui et passant par le centre de basculement du pendule fournit un moyen de compenser la traction initiale sans autrement influencer le fonctionnement du pendule.
Au- trement dit, si l'on construit un pendule de manière qu'en l'absence de châssis de charge et le centre de gravité étant situé sur une ligne parallèle aux guides rectilignes et passant par le centre de basculement son fonctionnement soit caracté- risé par la ligne 211 de la fig: XXVII, l'adjonction du châssis de charge et le décalage du centre de gravité crééent une force supplémentaire d'équilibrage de charge qui est constante dans toute l'étendue de la zone d'action du pendule. Comme la char- ge totale contrebalancée par le pendule est la somme de ces deux effets, il s'ensuit qu'on peut réaliser un pendule ayant une traction initiale et une puissance raisonnables quelcon- ques sans rien sacrifier de ses autres caractéristiques dé- sirables.
Si, dans l'exemple représenté aux fig. XXII et XXIII, le ressort 190 avait une longueur infinie, la traction qu'il exerce serait sensiblement invariable et son action équivaudrait
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en fait a celle des châssis 84 ou 142. Mais il n'est pas possible, dans l'espace disponible dans le mécanisme repré- senté aux fig. XX et XXII, d'employer un ressort infiniment long ni même simplement très long. La variabilité de l'ef- fort exercé par le ressort a. pour conséquence d'augmenter la force appliquée au pendule à mesure que ce dernier s'écarte d.e sa position neutre. Cela revient à diminuer le poids du châs- sis de charge à mesure que le pendule approche du zéro ou a en augmenter le poids à mesure que le pendule approche de sa position de pleine charge.
Sur la fige XXVIII la charge que contrebalance le ressort est représentée par une ligne C qui coupe l'ordonnée à l'origine au point 220, passe par le point 218 et coupe l'ordonnée de pleine charge en un point 2210 La ligne C a. une courbure a peu près semblable mais plus forte que la ligne B. La charge représentée par la ligne C peut se diviser en deux composantes, dont l'une est proportionnelle a la position du pendule et dont l'autre varie comme la charge contrebalancée par les châssis de charge. Comme la première composante correspond exactement à l'effet des poids de lien- dule 93, 148 ou 183, on peut négliger cet effet dans la d.éter- mination des caractéristiques résultantes du pendule.
L'autre effet, qui résulte du fait que la courbure de la ligne C est plus forte que celle de la ligne B, exige qu'on fasse varier la répartition de la force de contrebalancement de la traction initiale entre le ressort et le décalage du lieu géométrique du centre d.e gravité du pendule en diminuant pour cela la fraction contrebalancée par le ressort comparativement à. celle que contrebalance le châssis de charge. On peut réaliser la même compensation en augmentant le décalage du lieu géomé- trique du centre de gravité du. pendule.
Ainsi et. dans cette
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mesure, le remplacement des châssis de charge par les ressorts 190 a simplement conduit à fixer les poids de pendule un peu plus haut sur leurs guides et à ce que le rapport de la charge contrebalancée par la force appliquant le couple initial soit un peu moindre que lorsque ce sont les châssis de charge qui créaient cette force.
La substitution d.u ressort 190 au châssis de charge a encore pour résultat. que la courbure de la ligne C entre le zéro et Ibrdonnée de--demi-puissance est moindre que la courbure correspondante d.e la'ligne B, et que la courbure entre les ordonnées de demi-charge et de charge maximum est un peu plus forte que celle de la partie correspondante de la ligne Bo Cela signifie que lorsque les composantes sont proportionnées de manière que la balance fournisse des indications de poids exactes dans les positions de charge nulle, de demi-charge.et de/pleine charge il peut arriver que ces indications'pêchent par défaut d.ans'le premier quart et par excès dans le troisiè- me quart. Comme l'ouverture entre les lignes B et C de la fig.
XXVIII est proportionnelle à la pente du ressort; il s'ensuit qu'on peut modifier les indications aux quarts en modifiant la pente du ressort. Dans la pratique, ce mécanisme de pendule est étudié de manière qu'on puisse modifier la pente du ressort en plus ou''en moins d'une valeur initiale et les autres parties du mécanisme sont étudiées de manière qu'on obtienne des in- dications de poids exactes pour une pente de ressort moyenne.
Après qu'on a monté la balance on règle les poids de pendule de manière à obtenir une indication de poids à peu près exacte à pleine charge. Ensuite, à l'aidé des écrous 195 vissés sur les tiges filetées, on règle la tension du ressort jusqu'à
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ce que la balance donne des indications exactes a charge nulle, demi-charge et pleine charge. S'il existe aux quarts des er- reurs qui sont de signes contraires on modifie la pente du res- sort 190 en faisant tourner la rondelle folle 205 et l'on rétablit l'indication à d,emi-charge en corrigeant la tension du ressort. On peut poursuivre ces réglages jusqu'a ce que les ind.ications au zéro, au quart, a la moitié, aux trois- quarts et a pleine charge soient proportionnelles a la charge.
A ce stade de l'opération de réglage, il se peut que la puis- sance de pesée de la, balance ne soit pas celle qu'on désire, mais on peut l'amener à sa valeur convenable en déplaçant les poids 183 le long desguides 181 et 182, réglage qui n'apporte aucune perturbation dans celui du ressort.
Le pendule flottant représenté aux fige I à VII incluse présente les mêmes caractéristiques dans la mesure où il s'agit d.u réglage. Le déplacement du poids 29 le long du guide 28 modifie l'inclina''son de la ligne 211 de la fig. XXVII sans introduire aucune courbure ni modifier la trac('ion à zéro.
On effectue la correction a demi-charge en décalant le lieu géométrique du centre ue gravité de l'ensemble du pendule perpendiculairement au guide. C'est le seul réglage dont on dispose, parce que le rayon des secteurs d'articulation et le poids du pendule sont fixés par d'autres considérations. Un décalage du lieu géométrique a pour effet d'élever ou d'abais- ser la ligne A de la fig. XXVIII. La force ou charge que repré- sente la ligne B demeure la même. Par suite,la, somme de ces deux effets, représentée par la lign.e A + B, est droite ou cour-- be suivant les grandeurs relatives de ces ceux forces. Le .second poids 36 permet de régler facilement la position du lieu.
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De plus, la pente du second guide est telle que les extrémités de la, ligne A de la fig. XXVIII sont déplacées de quantités égales, de sorte qu'il n'existe aucune'réaction entre le régla- ge à pleine charge et le réglage à demi-charge.
Dans les pendules à centre fixe on peut combiner ces deux façons de régler le's indications à demi-charge en pré- voyant un réglage pour le décalage du lieu et en changeant la grandeur du couple initial. Cette combinaison de réglage permet de corriger l'erreur à demi-charge sans modifier la traction initiale.