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procédé et appareil pour la détermination. simultanée de la dureté, du module d'élasticité et de l'hystérésis du caoutchouc et analogues.
L'examen du caoutchouc et des mélanges de caoutchouc au point de vue des propriétés élastiques, de la dureté, du module d'é- lasticité et de l'hystérésis élastique, se fait en général en déter minant ces propriétés séparément dans des appareils d'épreuve spéciaux construits pour chaque détermination.
Ainsi, la dureté est ordinairement mesurée en comprimant un corps de forme déterminée, par exemple sphérique ou conique, dans l'éprouvette sous une charge produite par un effort constant, détermi- né par un poids ou par un ressort, la compression étant lue sur une échelle graduée.
Le module d'élasticité est en général mesuré en soumettant à la traction une éprouvette de forme déterminée dans une machine d'essai à la traction, et en lisant la charge suffisante pour obtenir un allongement déterminé de l'éprouvette, de par exemple 300 ou 500%.
L'hystérésis élastique peut être déduite de l'essai à la traction en renversant la marche de la machine d'essai à la traction, et un diagramme d'allongement à la traction est enregistré aussi bien pour une charge croissante que pour une charge décroissante. Cela n'est pas pratiqué d'ordinaire, mais au lieu de cela on peut se faire une idée de l'hystérésis élastique (de l'élasticité) eu moyen d'autres appareils spéciaux construits dans ce but. On mesure ordinairement le mouvement rétrograde d'une pointe comprimée, ou le mouvement de recul d'un marteau pendulaire, etc..
La détermination comme décrit ci-dessus, de ces trois fac- teurs importants pour les propriétés physiques d'un mélange de caout- chouc, requiert un temps considérable et est inexacte à cause de di- verses sources d'erreurs. Ainsi par exemple, il est difficile dans les méthodes décrites ci-dessus, de maintenir constante la température de l'éprouvette.
La présente invention est relative à un procédé permettant, au cours de quelques secondes, et avec une seule éprouvette, d'obtenir graphiquement par une seule opération, un tableau exact des propriétés élastiques d'un caoutchouc de qualité donnée, et cela par compression et dans des conditions de température contrôlées.
L'invention est basée sur le principe connu en soi, de sou- mettre.l'éprouvette à une compression ou à une déformation compressive
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de telle manière qu'un corps de déformation, par exemple une chevil- le spérique ou une plaque plane, est pressée dans l'éprouvette ou bien comprime l'éprouvette. Il est également connu de soumettre le corps de déformation à l'action de ressorts ou de poids ou de lui enlever cette action, et de mesurer la déformation créée.
Suivant l'invention cette technique est développée de ma- nière que le corps qui subit la déformation est soumis, pour vitesse déterminée, à une charge d'abord croissante et ensuite décroissante, la déformation étant simultanément enregistrée sur une feuille de papier en fonction de la charge existant,. à chaque .-,-moment. Le diagramme ainsi obtenu caractérise les propriétés élastiques de l'éprou vette sous oompression, notamment sa dureté, son module d'élasticité et son hystérésis. Pendant la mesure on prend soin que la température de l'éprouvette soit oonnue et ait la valeur désirée.
Dans l'appareil pour la réalisation du procédé, le mouvez ment du corps qui subit la déformation est transmis à un bras enregis treur, qui dessine le mouvement à échelle plus grande sur du papier à diagramme, qui se meut en unisson, avec le poids, Celui-ci est dé- placé alternativement sur le levier par un organe entràneur fixé à une tige dentée, et qui est également déplacée alternativement par une roue dentée. Le support du papier à diagramme est également fixé à une tige dentée mue alternativement par une roue dentée.
Ces deux roues dentées qui engrènent avec les tiges dentées correspondantes pour le mouvement du poids ou du papier à diagramme, sont montées sur le même arbre. L'appareil présente également des dispositifs pour le changement automatique de la direction du mouvement du poids et de la table d'enregistrement après que les charges maxima et nulle ont été atteintes. Ce renversement automatique de marche peut se faire au moyen d'un système différentiel connu en soi avec des dispo- sitifs de bloquage guidés par des ajutages, pour les divers éléments de mouvement du système.
Les dessins montret un mode de réalisation de l'appareil suivant l'invention.
Fig. 1 est une coupe verticale et
Fig. 2 est une coupe horizontale de l'appareil.
L'éprouvette 1 est disposée sur une plateforme soulevable munie de dispositifs pour le réglage de la température, par exemple un tube en spirale et d'un thermomètre. Dans l'éprouvette se trouve pressé un corps de déformation 3, fixé à une colonne 4 placée sous l'action d'un levier 5. L'un des bras du levier porte un poids dépla- câble 6, qui sert de contrepoids lorsque la charge est nulle. L'autre bras de levier agit sur la colonne 4 et est muni d'un poids mobile 7, qui peut être déplacé le long du bras de levier au moyen d'un organe entraîneur 8 connecté à une tige dentée 12.
Le mouvement vertical de la colonne 4 est transmis,amplifié par un système dtengrenages et de cordes, à un bras enregistreur 9, qui trace le diagramme sur le tableau 10.
Le tableau 10 qui dans l'exemple de réalisation montré porte à son bord inférieur un rouleau de papier 11 servant à dérouler et à détacher le diagramme, glisse dans une encoche horizontale et est fixé à une tige dentée 13.
Les tiges dentées 12 et 13 qui font mouvoir le poids 7 ou le tableau 10, engrènent avec les roues dentées 14 et 15, qui se trouvent sur la même colonne 16, pouvant tourner autour de l'arbre 17, de préférence actionné par moteur.
La colonne 16 et l'arbre 17 sont connectés avec un système différentiel qui consiste en quatre roues coniques 18, 19, 20, 21, qui sont en engrènement constant entr'elles. Les roues dentées 18 et 19 sont connectées de manière fixe avec la colonne 16 ou avec l'arbre 17. Les roues dentées 20 et 21 tournent autour d'un axe perpendicu-
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laire à l'arbre 17 et sont disposées sur des boulons, fixés à une roue intermédiaire 22, pouvant tourner librement sur l'arbre 17 entre les roues dentées 18 et 19.
Au système comprenant la roue intermédi- aire 22 et les boulons avec les roues dentées 20 et 21, se trouve fi- xé un crochet basculant 23 qui fait accoupler le système à l'arbre 17 de telle manière que le crochet puisse être amené en position d'enga- gement avec un disque d'accouplement muni de dents et fixé sur l'arbre 17. Dans une autre position, le crochet 23 est libéré de son engage- ment avec le disque d'accouplement 24, mais le système avec les roues dentées 20 et 21 est connecté au châssis de l'appareil, de sorte qu'il ne peut pas tourner autour de l'arbre 17. Le crochet 23 peut être dé- placé d'une position dans l'autre par déplacement de la pièce d'aju- tage 25.
Cette pièce d'ajutage est déplacée d'un côté par percussion du bras 26 fixé à l'extrémité de la tige dentée 12 ou 13, et d'un au- tre côté par percussion d'un boulon 17 sur le tableau 10.
Lorsqu'on effectue une mesure, la plateforme avec l'éprou- vette de caoutchouc tempéré 1 est soulevée jusqu'à ce que celle-ci tou che le corps de déformation 3. Le poids 7 se trouve maintenant tout-à- fait déplacé à gauche et a la position montrée dans le dessin. Le le vier est maintenant contrebalancé et la colonne 4 avec le corps de déformation 3 appartient au système équilibré. L'arbre 17 reçoit maint- tenant un mouvement de rotation uniforme, par exemple au moyen d'un moteur, et le mouvement est transmis à la colonne 16 par le différen tiel qui est maintenant accouplé au disque 24 par l'intermédiaire du crochet 23. Les roues différentielles 19, 20, 21 et 22 sont encore en relation l'une avec l'autre et tout le différentiel tourne avec l'ar bre 17.
Les roues dentées 14 et 15 tirent sur les tiges dentées 12 et 13 et le poids 7 se meut vers la droite en unisson avec le tableau 10. Le bras enregistreur 9 se meut vers le bas sur le tableau après que l'éprouvette 1 a été déformée, et il se forme une courbe qui mon- tre la déformation en fonction de la charge croissante.
Quand le tableau 10 et le poids 7 ont atteint leur position extrême, le boulon 27 frappe contre la pièce d'ajutage 25. Le crochet 23 passe dans son autre position et le système avec les roues diffé- rentielles 20 et 21 est amené à l'arrêt ; les quatre roues différen- tielles commencent à tourner l'une par rapport à l'autre, et la colon- ne 16 tourne maintenant en direction opposée à celle de l'arbre 18.
Les roues dentées 14 et 15 rtent maintenant de nouveau le poids et le tableau 10 vers la gauche et cela avec la même vitesse que celle du mouvement antérieur vers la droite et la déformation décroissante de l'éprouvette 1 est enregistrée en fonction de la charge décroissant te.
La courbe obtenue montre une boucle d'hystérésis qui par son ordonnée maxima donne une mesure de la dureté de l'éprouvette et par son inclinaison donne une mesure du module d'élasticité pour n'importe quel degré de compression endéans les limites de mesure.
Quand le poids 7 et le tableau ont atteint de nouveau la position de départ, c'est-à-dire pour une charge nulle, le bras 26 vient percuter la pièce 25, et la direction de mouvement du poids 7 et du tableau 10 est de nouveau changée. Maintenant on peut arrêter la détermination des valeurs ou bien continuer l'enregistrement d'une nouvelle hystérésis qui se développe un peu différemment de la pre- mière.
L'appareil peut d'ailleurs être muni d'une série de languet- tes d'équilibrage 28 pour faciliter le réglage, et d'un mécanisme d'arrêt 29 pour protection lorsque la charge est nulle.
La technique de mesurage et l'appareil décrits ci-dessus peuvent être employés, non seulement pour du caoutchouc et des mélan ges de caoutchouc, mais aussi pour l'essai d'autres substances natu- relles et synthétiques, élastiques et plastiques. Le corps de déformas tion est interchangeable et on peut lui donner, en dehors de la forme sphérique, n'importe quelle forme, par exemple la forme d'une surface d'étendue déterminée, d'un cône, tronc de cône, etc.. Le support de l'éprouvette peut recevoir diverses formes, des surfaces de diverses grandeurs, plateaux, anneaux, etc...