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"Appareil pour mesurer la dureté des matériaux".
La présente invention se rapporte à un appareil destiné à mesurer la dureté des matériaux ; appareil permet de déterminer rapidement la dureté des matériaux et avec une précision suffisante pour les besoins de la pra- tique courant. Le nouvel appareil convient donc, par exemple, comme instrument de contrôle à utiliser dans des maisons de commerce pour le fer, l'acier, les tôles, etc.., dans les ateliers, installations de trempe, et particuliè- rement pour des travaux d'emboutissage et d'estampage, où l'on traite des débris et rognures de tôles de différentes @
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sortes,
matières qu'on doit vérifier de temps en temps en déterminant la dureté du métal avec une précision approchée en vue de l'aptitude de ces matières aux procédés de mani- pulation à envisager.
Le nouvel instrument de mesure est fondé sur le principe du système "à pression exercée par une bille" ; mesure donc la pénétration effectuée par un organe de pres- sion (ou pointe) placé sous l'objet à examiner et pénétrant dans la matière, l'empreinte étant de grandeur différente suivant le degré de dureté de ladite matière soumise à l'es- sai. Au cours de la mesure de dureté, la pièce soumise à l'essai (ou éprouvette) est amenée en suivant toujours le même trajet, contre l'organe de pression qui est soumis à l'action d'un ressort transmettant la charge et dont le mou- vement longitudinal est limité, de telle manière que le res- sort soit toujours tendu pour donner une charge d'épreuve pratiquement égale.
On mesure, d'une manière appropriée, l'empreinte produite par l'organe de pression pénétrant dans la matière, empreinte dont la grandeur varie suivant la dureté et qui, convertie en coefficients de dureté, peut être lue immédiatement sur une échelle avec une précision suffisante pour la pratique courante.
En raison de la pénétration de l'organe de pres- sion dans la matière, pénétration qui peut avoir une valeur différente, le ressort subit une très légère détente ; de cette manière, la charge d'épreuve, qui se règle automatique- ment par l'application de l'éprouvette sur l'organe de pres- sion, est toujours légèrement inférieure à celle qui se pro- duit avec ressort complètement tendu, cas qui se produirait pour des matières d'une dureté infinie; cependant, les cau- ses d'erreurs provenant de la compression maximum supposée du ressort sont si petites qu'elles peuvent être négligées pour la détermination de dureté que la présente invention a pour but de réaliser avec une.-exactitude approchée.
On considère donc uniquement les variations linéaires de la course du res-
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sort transmettant la charge ; variations, commandées par les modifications du degré de dureté, sont proportionnelles à la différence de dureté de la matière et sont mesurées ins- tantanément avec des instruments de mesure appropriés, par exemple à l'aide d'une vis micrométrique, pour déterminer le coefficient de dureté.
On voit sur le dessin annexé la forme d'exécution d'un appareil conforme à la présente inv ention.
La figure 1 est une vue frontale;
La figure 2 est une vue latérale, partiellement coupée ;
La figure 3 est une vue en plan du disque-cadran sur lequel s'effectuent les lectures.
L'appareil de mesure représenté sur le dessin com- porte un cadre ou support 1, le plus souvent en forme de C, muni d'une poignée 2. Dans une branche du cadre 1 ,se trouve ne vis de réglage 3 que l'on peut faire tourner à l'aide d'un volant strié 4. L'extrémité de la vis 3 s'étendant entre les deux branches du cadre 1 contient un support 6 pour éprouvette reposant sur une bille b ou sur une pièce analogue ; l'éprou- vette P peut être posée sur le support 6 (ou crapaudine).
Dans l'autre branche du cadre 1 est fixée une en- veloppe 7 sur le même axe que la vis 3. Dans cette enveloppe est disposée une,,tige 8 pouvant effectuer un mouvement de va- et-vient; à son extrémité située en face de la vis de pression 3, la tige 8 comporte l'organe de pression 9, organe constitué par exemple par une tige en acier dur: dont l'extrémité est de forme conique ou sphérique . L'organe de pression 9 est guidé par un manchon 10 en matière ayant une très grande ré- sistance à l'usure, par exemple en acier dur ; surface fron- tale extérieure dudit manchon s'étend exactement sur la même verticale que l'axe commun aux pièces 3 et 8.
La tige 8 est soumise à l'action d'un ressort 11 transmettant la charge, par exemple d'un ressort à boudin, qui est préalablement ten- du et dont une extrémité s'appuie contre une butée 19 de cette @
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tige 8. L'autre extrémité s'appuie contre un chapeau supérieur de culasse 12 vissé fermement sur l'enveloppe 7 et pouvant être utilisé pour le réglage précis de la tension du ressort, Le ressort 11 tend à déplacer la tige 8 vers la vis 3; ce mouvement est limité par l'arrêt de la butée 19 à un épaule- ment du trou d'alésage de l'enveloppe. Par contre, si la tige 8 s'est déplacée vers le chapeau de culasse 12 assez loin pour que le pointe de l'organe de pression 9 se trouve dans le plan de la surface antérieure du manchon de guidage 10, le ressort est comprimé à la charge maximum d'épreuve.
L'extrémité supérieure de la tige b est munie d'un filetage fin 13 sur lequel est vissé un manchon 15 dont est solidaire une aiguille 14. A l'extrémité¯de la tige 8 se trou- ve un chapeau 16 ; cette manière, le manchon 15 peut être vissé entre ce chapeau et la paroi supérieure du chapeau de culasse 12, paroi formant cadran. L'aiguille 14 comporte un biseau 17 et se déplace sur une échelle graduée 18 (voir figu- re 3), échelle conespondant à la dureté des matériaux à uti- liser.
Au cours du montage du nouvel appareil de mesure de dureté des matériaux, pour établir correctement l'échelle graduée 18, on utilise une éprouvette dont le degré de dure- té a été exactement déterminé au laboratoire. On comprime en- suite cette éprouvette entre l'organe de pression 9 et la cra- paudine 6 pour comprimer le ressort 11, puis on visse le cha- pea,u de culasse 12 sur l'enveloppe 7 jusqu'à ce que, pendant qu'on le visse vers le bas, en se servant du filetage de me- sure 13, la pointe 17 de l'aiguille repose exactement sur le trait d'étalonnage de l'échelle 18 (sur la surface exté- rieure du disque du chapeau 12), trait correspondant à la dureté de matière mesurée au laboratoire.
Suivant que les ma- tériaux mesurés ultérieurement avec l'appareil ont un plus fort ou plus faible coefficient de dureté, la pointe de l'ai- guille se met à droite ou à gauche de ce trait d'étalonnage et elle se fixe sur l'échelle de telle manière qu'une fois @
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arrivée à une position correspondant au degré de dureté ob- tenu, la pointe ne puisse plus continuer son mouvement de rotation.
Si, on a ainsi préalablement étalonné les dévia- tions prévues du manchon d'aiguille 15 et l'échelle graduée 18 en utilisant des éprouvettes composées de matière dont le degré de dureté avait été déterminé exactement et si on a établi exactement les coefficients de dureté correspondant à ces graduations, on peut déterminer la dureté d'une éprou- vette quelconque de la manière suivante : on serre l'éprouvet- te, au moyen de la vis 3, jusqu'à ce qu'elle s'applique conte le manchon 10 et on visse le manchon 15 vers l'échelle 18 jus- qu'à ce que ledit manchon 15 repose sur la pièce 12, laquelle empêchera la continuation du mouvement de rotation du manchon; la pointe de l'aiguille se fixera sur l'échelle à une position déterminée.
Cette position,à laquelle l'aiguille est parvenue sur l'échelle, permet ensuite de déduire directement le de - gré de dureté mesuré et cela avec une précision entièrement suffisante pour les conditions normales rencontrées en prati- que.
Après qu'on a effectué la lecture et )après qu'on a retiré l'éprouvette, pour que le ressort se détende de nou- veau et pour que l'organe de pression 9 puisse se déplacer en avant, il est nécessaire qu'après chaque mesure le manchon 15 soit revissé suffisamment vers le chapeau de butée 16. En choisissant convenablement le pas du filetage 13@ on obtient, par suite de la différence des empreintes effectuées dans 1! éprouvette, des différences suffisamment grandes des dévia- tions angulaires nécessaires de la pointe de l'aiguille sur l'échelle pour qu'on puisse se passer de dispositions spécia- les pour agrandir la profondeur d'empreinte jusqu' à une va- leur mesurable et lisible.
Il reste entendu que, conformément à l'esprit de la présente invention, Les déviations dues à la compression du ressort, déviations correspondant directement aux différents;degrés de dureté peuvent être également éter- minées à l'aide d'autres moyens que ceux qui sont représentés
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sur le dessin et qui sont décrits plus haut.
REVENDICATIONS.
1.- Appareil de mesure de dureté des matériaux où les emprein- tes de l'organe de pression (ou pointe) pénétrant dans la ma- tière et provoquées par la charge d'épreuve sont indiquées par une aiguille dont la déviation, visible sur une échelle étalonnée,en degrés de dureté, correspond à la profondeur de l'empreinte, appareil caractérisé par le fait qu'une tige, déplaçable dans le sens axial, tige qui porte l'éprouvette, est repoussée dans un manchon-butée de guidage fixe par une pression exercée sur l'éprouvette, ce qui met sous tension un ressort qui balise la charge d'épreuve et qu'on mesure direc- tement l'écart (dû à la pénétration de l'organe de pression, ou pointe de ladite tige, dans ladite éprouvette) entre le déplacement maximum de la tige et celui qui correspond à la profondeur de l'empreinte.
2.- Appareil de mesure de dureté des matériaux comme spécifié sous 1), cafactérisé par le fait qu' une extrémité de la tige et sous l'effet de l'organe de pression, cette tige est guidée à l'intérieur d'un manchon de guidage dont la surface frontale, adjacente à la crapaudine que l'on peut visser, s'étend vertica- lement suivant le sens de la poussée et constitue une surface de butée pour l'éprouvette.
3. - Appareil de mesure de dureté des matériaux comme spécifié sous 1) et 2), caractérisé par le fait que, sur l'extrémité de la tige située du c8té opposé à l'organe de pression, ex- trémité munie d'un filetage dont le pas est petit, on a dispo- sé un manchon portant une aiguille que l'on peut visser àla main et dont l'aiguille se déplace sur l'échelle graduée d'un cadran, échelle indiquant le degré de dureté.
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