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Tic
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2516239A1
Family ID 2061758
Probable Assignee Pfister Gmbh
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title APPAREIL POUR LA MESURE DE PLUSIEURS COMPOSANTES DE FORCES
Abstract
_________________________________________________________________
APPAREIL POUR LA MESURE DE PLUSIEURS COMPOSANTES DE FORCES.
L'APPAREIL SELON L'INVENTION COMPREND UN PORTE-OBJET 3 GUIDE DE
MANIERE A PIVOTER, TOURNER ET SE TRANSLATER VERTICALEMENT ET
HORIZONTALEMENT PAR UN SYSTEME DE PALIER 4, 7, 14, 17 ET QUI SE TROUVE
MAINTENU DANS CHACUNE DE CES DIRECTIONS PAR UN DISPOSITIF DE MESURE DE
FORCE 22, 23, 29, 31.
LE PORTE-OBJET 3 EST GUIDE PAR UN CYLINDRE 1 MONTE DANS DES PALIERS
HYDROSTATIQUES 5, 6 ET LE CYLINDRE 1 EST RELIE A UN ENTRAINEMENT EN
ROTATION 8, 9, 10, 11 ET A UN DISPOSITIF DE MESURE D'ANGLE DE
ROTATION.
APPLICATION A LA MESURE DE FORCES AERODYNAMIQUES.
Description
_________________________________________________________________
L'invention concerne un appareil pour la r sure de plusieurs
composantes de force, en particulier de compc santes dues a des forces
d'un milieu en ecoulement qui agissent sur un corps de mesure,
comprenant un porte-objet, un systeme de palier dans lequel le
porte-objet est guide de maniere a pouvoir pivoter, tourner et se
mouvoir horizontalement et verti calement et est maintenu dans chacune
de ces directions par au moins un dispositif de mesure de force.
Par la demande de brevet allemand DE-OS 26 24 647, on connait un
appareil pour la mesure de plusieurs composantes de force qui
presente, pour le porte-objet, un sys- teme de paliers forme de trois
dispositifs de guidage Entre ce trois dispositifs de guidage sont
prevus des paliers hydrostati ques qui permettent un mouvement
duporte-objet dans tous les sens Etant donne que le porte-objet aussi
bien que les disposi tifs de guidage sont maintenus par des
dispositifs de mesure de force, on peut detecter et determiner toutes
les composantes de forces agissant sur l'objet de mesure.
Le but de l'invention est a la fois de per fectionner un tel appareil
pour la mesure de plusieurs composan tes de force en ce qui concerne
la precision de mesure et de le simplifier sur le plan de la structure
concrete Ce probleme es resolu par le fait que le guide du porte-objet
se presente sous la force d'un cylindre qui est guide
hydrostatiquement dans le systeme de palier de maniere a pouvoir
tourner et se mouvoir longitudinalement selon l'axe Z et que le
cylindre est relie a la fois a un entrainement en rotation et a un
dispositif de mesure d'angle de rotation.
Grace a ces mesures selon l'invention, on obtient tres
avantageusement, en meme temps qu'une grande preci sion de mesure, une
construction particulierement compacte de l'appareil de mesure dans
son ensemble, l'appareil etant en out: plus simple quant a sa
structure concrete et plus economique qui les appareils anterieurement
connus pour la mesure de plusieurs composantes de force.
Selon un autre mode d'execution avantageux de l'invention,
l'entrainement en rotation est relie, par l'in- termediaire d'un bras
de couple qui lui est relie, a un dis- positif de mesure de force
Grace a cette mesure, les forces ou moments qui agissent sur le bras
de couple peuvent etre mesures de facon particulierement precise avec
des moyens reduits. D'autres details, caracteristiques et avantages de
l'invention apparaitront dans la description donnee ci- apres, d'un
exemple d'execution represente schematiquement par les dessins sur
lesquels la figure 1 montre en coupe longitudinale un ap- pareil pour
la mesure de plusieurs composantes de force selon l'invention; la
figure 2 une coupe transversale suivant la ligne A-B de la figure 1.
L'appareil represente par les dessins, servant a mesurer plusieurs
composantes de force, se compose d'un cylin- dre 1 constituant un
guide et qui presente a son extremite superieure un carter 2 qui a la
forme d'une boite et dans lequel un porte-objet spherique 3 est monte
de maniere a pou- voir tourner et pivoter entre des paliers
hydrostatiques 4.
Le cylindre 1 est a son tour guide hydrostatiquement dans des paliers
de pivotement 5 et 6, de maniere a pouvoir tourner et se mouvoir
longitudinalement selon l'axe Z Le palier de pivotement 5 est lui-meme
egalement guide et mobile en direc- tion horizontale, dans des paliers
hydrostatiques 7 Au cy- lindre de guidage 1 est fixee une couronne
dentee 8 qui est reliee, par l'intermediaire d'une roue dentee 9 et
d'une trans- mission 10, a un moteur d'entrainement 11 Cet
entrainement en rotation, forme des elements d'entrainement 8,'9, 10
et 11, est dispose avec interposition d'un palier 12 sur un bras de
couple 13 qui, comme le montre la figure 2, est a son tour guide et
mobile verticalement, c'est-a- dire parallelement a l'axe Z, dans un
palier hydrostatique 14 Le palier hydrosta- tic 14 est dispose a
l'exterieur d'un carter cylindrique 15 qui relie l'un a l'autre les
deux paliers hydrostatiques de pivotement 5 et 6.
Vers le bas, le cylindre de guidage 1 est ferme par un couvercle 16
qui s'appuie, par l'intermediaire d'un palier hydrostatique 17 muni
d'un prolongement 18, sur une traverse 19 qui, a son extremite droite,
est maintenue de maniere a pouvoir pivoter vers le bas par une
barrette 20. Pour permettre de detecter et de mesurersans retroaction
les composantes de force ou moments MX, MY, MZ qui agissent, dans le
fonctionnement de l'appareil de mesure selon l'invention, sur le corps
de mesure non represente, relie solidairement au porte-objet 3, des
transmetteurs de valeur mesuree 21, 22 et 23 sont disposes sur le
carter 2 et sont relies au porte-objet 3 par l'intermediaire
d'elements de transmission 24, 25 et 26 et de bras de couple 27, 28 A
l'aide des transmetteurs de valeur mesuree 21, 22 et 23, on peut tres
avantageusement detecter et determiner avec preci- sion les vecteurs
forces X, YI, Y 2 et Z ainsi que les moments MX, MY autour de l'axe
vertical et le moment MZ autour de l'axe horizontal Comme
transmetteurs de valeur mesuree, on peut tres avantageusement utiliser
a cet effet des transduc- teurs electromecaniques de force a jauge
extensometrique fonctionnant en compression ou en traction ou des
transduc- teurs piezoelectriques de force de compression.
Pour permettre aussi de detecter ou de mesurer avec precision les
forces agissant en direction verticale sur le corps de mesure et donc
sur le porte-objet 3, a l'ex- tremite inferieure gauche de l'appareil
de mesure selon L'in- vention represente par les dessins, il est prevu
un trans- metteur de valeur mesuree 29 qui est relie, par l'interme-
diaire d'un element de liaison 30, a la traverse 19, au prolongement
18, au palier 17, au couvercle 16 et au cylin- dre de guidage 1 Etant
donne que le bras de couple 13, relie au cylindre de guidage 1 par
l'intermediaire de l'en- trainement en rotation, est guide sans
frottement dans le palier hydrostatique 14, parallelement a l'axe Z,
on peut, a l'aide du transmetteur de valeur mesuree 29, mesurer ou
determiner de facon tres precise les forces agissant en direction
verticale sur le corps de mesure Le transmetteur de valeur mesuree 29
peut eventuellement aussi etre dispose tres avantageusement juste en
dessous du prolongement 18 de sorte que l'on peut supprimer la
traverse, les elements de liaison etc Pour mesurer les forces agissant
en direction horizontale sur le corps de mesure, sont prevus au moins
deux transmetteurs de valeur mesuree 31, de preference deca- les l'un
par rapport a l'autre d'un angle de 90 qui s'ap- puient, par
l'intermediaire d'elements de liaison 32, sur le palier de pivotement
5 dans lequel le cylindre 1 et le porte- objet 3 sont guides.
En outre, a l'aide de l'entrainement en rotation forme des elements 8,
9, 10 et 11, on peut tres avantageuse- ment faire tourner a volonte,
autour de l'axe Z, le cylindre de guidage 1 avec le porte-objet 3 et
le corps de mesure fixe a celui-ci Pour permettre aussi de detecter et
de me- surer les forces agissant sur le corps de mesure, et qui se
transmettent au cylindre de guidage 1 et agisssent dans le sens de
rotation autour de l'axe Z, un dispositif de mesure d'angle de
rotation,-non represente plus precisement, est incorpore tres
avantageusement a l'entrainement en rotation.
Pour la mesure des forces qui se transmettent au bras de couple 13 par
l'intermediaire du cylindre de guidage 1 et de l'entrainement en
rotation est egalement prevu un disposi- tif de mesure de force 33
qui, tel que le montre la figure
2, est integre au bras de couple 13.
L'appareil de mesure selon l'invention sert surtout a determiner des
forces aerodynamiques qui agissent par exemple sur un corps de mesure
essaye dans une souffle- rie et qui peut etre par exemple une maquette
d'avion, un element de construction aeronautique ou spationautique, ou
une maquette de vehicule automobile, de construction ele- vee et/ou de
parties de celle-ci.
L'appareil de mesure selon l'invention, tel qu'il est en particulier
represente sur les dessins, permet donc d'une part tres
avantageusement de mesurer de facon tres precise et en particulier
sans retroaction toutes les forces qui agissent sur le corps de mesure
et se distin- gue en outre specialement par sa construction ramassee
et donc peu encombrante.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Appareil pour la mesure de plusieurs com-posantes de force, en
particulier de composantes dues a des forces d'un milieu en ecoulement
qui agissent sur un corps de mesure, comprenant un porte-objet, un
systeme de palier dans lequel le porte-objet est guide de maniere a
pouvoirpivoter, tourner et se mouvoir horizontalement et
vertica-lement et est maintenu dans chacune des directions par aumoins
un dispositif de mesure de force, appareil carac-terise en ce que le
guide du porte-objet ( 3) se presentesous la forme d'un cylindre ( 1)
qui est guide hydrostatique-ment dans le systeme de paliers ( 5,6) de
maniere a pouvoir tourner et se mouvoir longitudinalement selon l'axe
Z et que le cylindre ( 1) est relie a la fois a un entrainement en
rotation ( 8, 9, 10, 11) et a un dispositif de mesured'angle de
rotation.
2. Appareil selon la revendication 1, caracte-rise par le fait que
l'entrainement en rotation ( 8,9,10,11) est relie, par l'intermediaire
d'un bras de couple ( 13) qui lui est relie, a un dispositif de mesure
de force ( 33)ou se presente sous la forme d'un-tel dispositif.
3. Appareil selon les revendications 1 et 2,caracterise en ce que le
bras de couple ( 13) est guide paral-lelement a l'axe Z le long d'au
moins une surface de palierhydrostatique ( 14).
4. Appareil selon l'une quelconque des reven-dications 1 a 3,
caracterise en ce que le cylindre ( 1)presente a son extremite
superieure un carter ( 2) se pre-sentant sous forme d'une boite et
dans lequel un porte-objet spherique ( 3) est monte de maniere a
pouvoir tourner et pivoter entre des paliers hydrostatiques ( 4) et se
trouve maintenu par des bras de moment ( 27, 28), par
l'intermediairede transmetteurs de valeur mesuree ( 21, 22, 23).
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