La présente inven ion se rapporte à un capteur de forces à jauges de déformation pour la mesure directe d'efforts verticaux.

Les capteurs de forces sont employés couram- ment dans les instruments et apparei ls de pesage en association avec un ensemble mécanique de dému I- t ip I icat i on.

C'est le cas, en particul ier, pour la majo¬ rité des pèse-personnes dans lesquels le capteur de flexion est du type à simple encastrement.

Or , les dimensions de ce type de capteur grandissent rapidement avec la valeur de la force appliquée. Ainsi, pour la gamme de forces uti l isée, la prise de force en direct sur le capteur conduirait à des dimensions complètement disproportionnées avec les encombrements possibles des appareils.

Cet inconvénient majeur a conduit les chercheurs à choisir les capteurs à double encastre¬ ment. En effet, dans ces capteurs, la lame travai llant en flexion peut supporter une force plus importante à section égale permettant ainsi d'augmenter, la charge.

Immobi l isée par des moyens conventionnels, la lame de flexion montée directement sur un support, bâti ou châssis d'un apparei l, présente les deux incon- vénients majeurs suivants :

. tendance à gl issement en raison de l'immobi l isa ion qui ne peut être parfaite : source d'hystérésis . transmission des déformations du support à la lame de flexion : source d'erreurs de mesure. Or , les diverses réal isations suivantes ne donnent pas satisfaction.

La lame de flexion bloquée directement à chacune de ses extrémités sur le support de l 'apparei l se montre trop sensible aux déformations mécaniques dudit support pour fournir des informations exploitables en mesures de poids.

Le mode de blocage ou de fixation par vis ou

par bridage apporte en plus un cycle d'hystérésis et des inconvénients secondaires peu compatibles avec les exigences d'exploita ion indust iel le.

Des modes plus élaborés de fixation directe sur le support ne permettraient pas de s'affranchir totalement des déformations dudit support.

L'invention a précisément pour but de remédier aux inconvénients des précédents capteurs et de réa I i ser un capteur de forces à jauges de déformation dont la structure, le mode d'assemblage et de l iaison au support, socle, bâti ou châssis de l'apparei l, le rendent quasi insensible aux défor¬ mations dudit support.

El le vise de plus à obtenir les qual ités suffisantes de stabil ité et de fidél ité dans les mesures, nécessaires aux applications envisagées.

A cet effet, l'invention se rapporte à un capteur de forces à jauge de déformation caractérisé en ce que son corps est constitué d'une structure sandwich formée de pièces assemblées comprenant un corps de flexion inférieur, un corps de flexion supérieur séparés en extrémité par des pièces intercalaires symétriques et évidées, lesdits corps de flexion étant fixés a chacune de leurs extrémités sur les faces des pièces intercalaires par des éléments de fixation à travers les evidements des pièces intercalaires en contact d'appui sur les zones non évidées desdites pièces intercalaires jouant le rôle d'entretoise et en ce que les extrémités d'au moins un corps de flexion sont sol idarisées aux pièces intercalaires au ni eau des evidements par un moyen ou une matière de so I idar i sat ion.

Le capteur de forces selon la présente invention offre de nombreux avantages dont on citera ci-après les principaux à titre d'exemple non I imitat if. . indépendance quasi totale de mouvements du corps de

- j - flexion par rapport à son support ; . fidél ité des mesures par stabi l ité dimens i onne I I e des appuis relatifs aux corps de flexion ; . capteur économique, de prix de revient modéré compa ible avec les exigences industriel les;

. encombrement réduit par rapport aux performances ; . large étendue de capacité ;

. aucune opération coûteuse d'usinage n'entre dans sa fabr i cat i on ; . relative insensibi l ité aux chocs ;

. la partie mobi le transmettant l'effort se déplace le long d'une l igne et n'apporte par conséquent pas d'efforts latéraux sur le point d'appui .

L'invention sera bien comprise à la lecture ' de la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non l imitatif sur un mode d'exécution de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels : . la figure 1 est une vue en perspective du capteur à jauges de déformation selon l'invention ; . la figure 2 est une. vue en perspective dite éclatée du capteur à jauges de déformation selon l' invention; . la figure 3 est une vue en coupe longitudinale avec figuration du socle ou du châssis et de l'appui i férieur sur le socle; . les figures de 4 à 6 sont des vues ^' en perspective de différentes formes de découpes concernant les pièces i nterca I a i res ; . la figure 7 est une vue schématique d'une suite con¬ tinue de pièces intercalai es par exemple conformes à la deuxième variante avant leur individual isation ;

. les figures de 8 à 10 sont des vues en perspective de plusieurs types de pièces intercalai es à évi dément réceptacIe.

On précise ici que les dimensions du capteur peuvent être adaptées a la charge dans une gamme très étendue de capacités, en particul ier dans la gamme de charges diffici les à couvrir avec les capteurs uti l isés

couramment à savoir la plage de 10 à 100 kg.

L'idée générale inventive consiste à uti l iser un capteur de forces a double encastrement comprenant deux corps de flexion en structure sandwich symét ique dont le corps supérieur est monté par chacune de ses extrémités sur le corps inférieur à travers des pièces intercalaires symétriques d'extrémité sur lesquel les les corps de flexion sont appliqués en appui flottant, rendant l'ensemble du capteur en relative indépendance de mouvements par rapport au support porteur.

On décrira ci-après un.capteur dont les corps de flexion sont formés de . lames. I I est bien entendu que l'invention s'étend à des corps de flexion de formes différentes, notamment à des profi lés à face(s) bombée(s), rainurée(s) ou toutes autres formes à contact plan suffisant avec les pièces intercalaires.

Le capteur selon l'invention présente un corps recti l igne 1 de forme générale para I 1 éI épipèdique selon une structure sandwich à trois niveaux assemblés selon deux plaquettes métal l iques superposées, inférieure 2 et supérieure 3, formant lames de flexion, séparées en extrémité par des pièces intercalaires 4 et 5 également métal l iques jouant le rδle d'entreto i ses pour déI imiter entre les deux lames de flexion un espace de débattement 6.

On choisira comme matière de préférence l'aluminium qui présente des garanties d'ant i corros i on suffi santés .

La plaquette inférieure ou lame de flexion inférieure 2 communique avec le support 7 de l'apparei l, châssis ou bâ i, par un élément d'appui 8 en partie inférieure médiane. El le porte, par exemple, au-dessus de l'élément d'appui 8 une pièce de butée 9 des inée à dél imiter les mouvements de débattement des deux lames de flexion 2 et 3 en rapprochement l'une vers l'autre. La plaquette supérieure 3 est une lame de flexion susceptible de déformations suite a un appui

transversal à son plan donné par une pièce de pression 10 en mouvements recti l ignes, représentée schémati- quement par un pointeau.

Les pièces intercalaires d'extrémité 4 et 5 sont de petite longueur par rapport a la longueur totale des lames de flexion, inférieure et supérieure. Comme indiqué, el les jouent le rôle d'entretoise entre les lames 2 et 3, formant en partie centrale entre cel les-ci un interval le suffisant pour permettre le débattement consécutif à la déformation en flexion des lames.

On a constitué ainsi une structure sandwich parfaitement symétrique permettant de s'affranchir pratiquement totalement des mouvements du support sur lequel el le est en contact.

La lame de flexion supérieure 3 reçoit la force ou la pression sur sa face supérieure. El le possède a cet effet un léger creux 11, formant cuvette, par exemple conique, situé en partie centrale, qui marque la position du point d'appui donné par la pièce de pression 10, pointeau ou autre, de transmission mécanique de la force recti l igne d'appui à partir de la surface soumise à la pression qui n'apporte pas d'efforts latéraux sur le point d'appui . Une ou plusieurs jauges de déformation 12 convenablement disposées sur l 'une ou l'autre des lames de flexion 2 ou 3, sont rel iées électriquement à un circuit de mesure.

A titre de variante, on peut découper la lame de flexion au niveau de son appui sur les pièces intercalai es selon des zones symétriques tel les que 13 et 14, de manière à constituer une surface d' isoflexion ou de concentration des contraintes 15 évitant de devoir placer la ou les jauges 12 avec précision. Afin d'assurer la stabi l ité et la fidél ité des mesures, les pièces intercalaires présentent les caractéristiques suivantes.

Les faces sont planes et paral lèles, de ma¬ nière a garantir- un bon contact de surface, métal sur métal, avec les volumes de flexion.

Par ai l leurs, les pièces intermédiai es pré- sentent un évidément 16 de forme appropriée, ouvert au moins à l'une des extrémités des pièces intermédiaires, appelé à contenir la matière de so I i dar isa ion, par exemple un mastic, une col le et notamment une col le à faible retrait et fort pouvoir d'accrochage a base de résines époxydes ou de polyesters chargés de fibres ou d'une poudre métal l ique, injectée par les ouvertures après assemblage mécanique du capteur.

Comme représenté sur les figures, les evide¬ ments 16 sont de deux types : les ouvertures ou passa- ges 17 constituées par de véritables découpes dans l'é¬ paisseur des pièces intermédiaires et les cavités 18 formant volume-réceptacle pour la col le sur chacune des faces des pièces intermédiaires.

Les formes générales présentent une zone intérieure de réception de la col le dél imitée par un périmètre ouvert selon un côté transversa! d'extrémité 19. L'extrémité opposée est décalée par rapport au bord transversal adjacent de manière à former une zone transversale d'appui 20 métal sur métal qui se poursuit le long des côtés longitudinaux pour constituer une véritable bordure d'appui 21.

Les éléments de so I i dar i sat i on, vis ou autres, tels que 22 et 23 sont noyés dans le volume de col le permettant de les scel ler parfaitement pour éviter tout microdéplacement au niveau des vis.

Un des éléments, par exemple 22, est disposé en extrémité à proximité de la zone transversale d'appui 20.

L'ouverture du périmètre en extrémité procure toute la faci l ité nécessaire à l'insertion de la col le qui est injectée après assemblage des lames de flexion sur les pièces intermédiaires d'extrémité.

Diverses formes de découpes et de volume- réceptacle en creux prévus dans les pièces inter¬ calaires sont possibles. De façon non l imitative, certaines formes caractéris iques sont représentées à titre d'exemple sur les figures de 4 à 10.

On peut envisager ainsi des formes en trapèze

24 à petite base située côté- extérieur ouvert 19 dont la grande base se poursuit en partie médiane vers l'autre extrémité par un décrochement rectangulaire 25 pour le passage de la vis 22 (figure 4).

On peut aussi envisager des formes diver¬ gentes 26 à base ouverte côté extérieur 19 dont le sommet est prolongé par un espace circulaire 27 autour de la vis 22 voisine de l'extrémité fermée réal isant une découpe de forme dite en trou de serrure 28 (figure

5).

On peut envisager également des formes rectangulaires 29 légèrement arrondies en extrémité 30 ou en ogive du côté transversal fermé (figure 6). Ces découpes pourront avantageusement être faites par poinçonnage dans une bande continue de métal formant ainsi une suite continue l inéaire de pièces juxtaposées à individual iser ensuite par fractionnement le long de l ignes transversales de sectionnement 31 ( igure 7) .

Cette technique de confection des pièces intercalaires conduit à des formes de pièces présentant des sai l l ies latérales 32 et 33 en extrémité dél imitant avec les bords longi udinaux et les lames des cavités supplémentaires 34 et 35 pour l'injection de la co. le (cas représenté en figure 6).

Des formes analogues sont prévues par des evidements doubles ou cavités 18 pratiqués sur chaque face par érosion chimique ou électroérosion ou tout autre technique analogue.

La matière de I iaison ou de scel I e ent appelée matière de so I ida i sat ion pourra dans certaines

appl ications être remplacée par un apport de métal et être constituée par le métal même des lames supérieure et inférieure, et former ainsi l'équivalent d'un capteur monobloc de mêmes formes techniques. .On peut ainsi fondre les pièces intermédiaires qui serviront de l iaison pour la réal isation d'un capteur monobloc. Ce type de capteur est alors fabriqué d'une seule pièce par moulage.

La présente invention est susceptible de variations, d'adaptations et de variantes par modifi¬ cations, substitutions de moyens équivalents, adjonc¬ tion d'éléments inopérants et autres changements non inventifs sans pour autant sortir du cadre de la présente protection.