Balance automatique
La présente invention a pour objet une balance automatique comportant un bâti, un fléau qui oscille sur ce bâti et sur un bras duquel agit le poids de la charge à peser, caractérisée par un contrepoids qui coulisse le long de ce fléau pour équilibrer la charge et qui est muni d'une crémaillère à dents inclinées, par une roue à denture hélicoïdale qui est supportée par le bâti et qui engrène avec cette crémaillère pour entraîner le contrepoids dans les deux sens en lui appliquant une force passant constamment par l'axe d'oscillation du fléau, par au moins un moteur électrique porté par le bâti pour actionner la roue dans les deux sens,
et par un jeu d'interrupteurs actionnés par le dé- équilibre du fléau pour commander le dé- placement du contrepoids sous l'action de la roue dans le sens qui tend à rétablir l'équilibre du fléau.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la balance objet de l'invention.
La fig. 1 en est une vue en plan ;
la fig. 2 est une coupe verticale suivant la ligne ll-ll de la fig. 1.
la fig. 3 est une coupe verticale suivant la ligne III-III de la fig. 1 ; et
la fig. 4 est un schéma électrique.
Comme le montrent les fig. 1 à 3, le fléau est constitué par deux flasques symétriques 1-2, réunis par deux entretoises 3-4. Il repose sur un bâti 5 par l'intermédiaire de deux couteaux 6-7 qui sont portés par les flasques et dont les arêtes sont dans le prolongement l'une de l'au- tre.
Les flasques 1-2 portent également deux couteaux 8-9 sur lesquels reposent les deux branches d'un étrier qui porte la charge et deux couteaux 10-11 qui supportent l'étrier qui porte le contrepoids de tare.
Un contrepoids mobile est constitué par une poutre 12 qui coulisse à l'intérieur du fléau en roulant sur des galets 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 dont les axes sont fixés aux flasques 1-2.
Le contrepoids 12 porte sur sa face infé- rieure des dents inclinées qui forment une cré- maillère engrenant avec une roue 21 qui porte une denture hélicoïdale. La roue 21 est fixée sur un arbre 22 qui tourne dans les coussinets aménagés dans le bâti.
L'engrenage formé par cette roue et la cré- maillère est à contact ponctuel et le point de contact des deux dentures est constamment sur la génératrice de contact du cylindre primitif de la roue dentee et du plan primitif de la crémaillère. Par construction, cette génératrice coincide avec l'axe d'oscillation du fléau constitué par la ligne des arêtes des couteaux par lesquels le fléau repose sur le bâti. La force qui provoque le déplacement du contrepoids passe ainsi constamment par l'axe d'oscillation du fléau et son moment par rapport à cet axe est nul, de sorte que l'existence de cette force ne modifie pas les conditions d'équilibre du fléau.
Le mouvement de rotation de la roue 21, qui entraîne le déplacement du contrepoids 12, a lieu sous l'influence de deux groupes 23 et 24 constitués chacun d'un moteur électrique et d'un réducteur.
Les deux moteurs peuvent tourner dans les deux sens et sont munis d'un dispositif d'arrêt instantané à la rupture du courant.
Sur l'arbre de sortie du groupe moto-réduc- teur 24 est fixée une roue dentée 25 qui engrène avec une roue dentée 26 tournant librement sur l'arbre de sortie 27 du groupe motoréducteur 23. Cet arbre est dans le prolongement de l'arbre 22.
Sur la roue 26 est fixé un boîtier 28 d'un train épicycloïdal dont les roues extrêmes 29-30 sont fixées respectivement sur les arbres 27 et 22, tandis que des roues intermédiaires 41-42 tournent ensemble sur un axe du boîtier 28 en engrenant respectivement avec les roues 29-30.
Quatre vis moletées 31-32-33-34, fixées dans les plaquettes liées au flasque 1, sont respectivement au-dessus des boutons de quatre interrupteurs à rupture brusque 35-36-37-38 fixés à deux potences 39-40, fixées elles-mê- mes au bâti.
La fig. 4 représente le schéma électrique de la balance.
En 43, on a indiqué une ligne d'alimentation en-courant pour les deux moteurs des groupes moto-réducteurs 23-24. Ces moteurs ont chacun un inducteur à deux enroulements ; la mise sous tension d'un enroulement provoque la rotation dans un sens déterminé, tandis que la mise sous tension de l'autre enroulement provoque la rotation dans l'autre sens. Sur les deux circuits d'alimentation des enroulements du moteur 23 sont interposés respectivement les interrupteurs 35 et 36, et sur les deux circuits d'alimentation du moteur 24, les interrupteurs 37 et 38.
Le fonctionnement de la balance s'effectue comme indiqué ci-après. Le plateau de la balance étant vide, le fléau est en équilibre. Le contrepoids 12 est dans sa position extrême sur la gauche (fig. 1), position correspondant au zéro de l'indicateur de poids, actionné par exemple par l'arbre 22 ; ce contrepoids 12 se trouve alors équilibré par le contrepoids de tare suspendu aux couteaux 10-11.
L'introduction d'une charge sur le plateau suspendu aux couteaux 8-9 rompt cet équilibre. Le fléau pivote autour de son axe d'oscillation et les vis 31 et 33 enfoncent les boutons des interrupteurs 35-37. Les moteurs des groupes 23-24 se mettent à tourner dans le sens voulu pour que les deux roues dentées 26-29 aient même sens de rotation. La roue 30 tourne alors dans le même sens en entraînant l'ar- bre 22 et la roue 21. Celle-ci fait avancer le contrepoids 12 vers la droite afin de rétablir l'équilibre du fléau.
Si vl est la vitesse angulaire de rotation de la roue 29, v2 celle de la roue 26, n la raison du différentiel, c'est-à-dire le rapport du produit des nombres de dents des roues 30-41 à celui des nombres de dents des roues 42-29, la vitesse wl de la roue 30 est donnée par l'équation :
EMI2.1
Quand le contrepoids 12 approche de la position qui correspond à l'équilibre du fléau, la pression exercée par les vis 31-33 sur les boutons des interrupteurs 35-37 diminue. A un moment donné, la pression exercée sur le bouton de l'interrupteur 37 devient égale à la force de détente de celui-ci. L'interrupteur 37 s'ouvre alors, arrêtant le moteur du groupe 24 et immobilisant les roues 25-26.
La vitesse v2 devient nulle et la vitesse des roues 30 et 21 devient
W2=V1 n
Par construction, w2 est nettement inférieur à w > , le rapport de ces deux vitesses étant (n-1) p + 1 qui peut être aussi grand qu'on le désire.
Le contrepoids 12 continue sa course à une vitesse très ralentie. Quand la pression exercée par la vis 31 devient égale à la force de détente de l'interrupteur 35, celui-ci s'ouvre à son tour, arrêtant le moteur du groupe 23. Le contrepoids 12 s'immobilise. La pesée est terminée.
Quand on enlève ou diminue la charge placée sur le plateau, l'équilibre du fléau est de nouveau rompu, mais cette fois il penche sur la droite et ce sont les vis moletées 32-34 qui enfoncent les boutons des interrupteurs 36-38.
Ceux-ci provoquent la rotation des moteurs 23 et 24 dans le sens inverse et le contrepoids est ramené vers la gauche jusqu'à ce que le nouvel équilibre du fléau soit obtenu.
L'angle dont a tourné la roue dentée 21, à partir de la position de plateau vide, pendant l'opération de pesée, est proportionnel au dé- placement du contrepoids 12, donc au poids de la charge introduite sur le plateau. On peut fixer sur l'arbre 22 une aiguille qui se déplace devant un cadran et indique le poids de la charge par lecture directe.
On remarquera cependant qu'on dispose ici d'une énergie aussi grande que l'on veut, puisqu'elle ne dépend que de la puissance choisie pour les moteurs des groupes 23 et 24. Par ailleurs la position du contrepoids 12 correspondant à l'équilibre du fléau est indépendante des résistances qu'opposent les mécanismes actiontés par l'arbre 22.
On peut donc faire actionner par cet arbre : 1) un compteur totalisateur qui additionne les
pesées successives ; 2) un dispositif d'enregistrement des poids qui
fonctionne automatiquement en fin de pe
sée à l'ouverture des interrupteurs 35 et
36 qui devront être alors inverseurs ; 3) un dispositif d'intégration des poids d'une
matière transportée sur bande convoyeuse ; 4) un dispositif de régulation de débit ; 5) un dispositif de classement des objets pe
sés par catégorie de poids.