Machine pour 1essai des matériaux.
La présente invention a pour objet une machine pour l'essai des matériaux. Cette machine est caractérisée en ce qu'elle comporte trois pièces principales, soit, d'une part, un bâti rigide et, d'autre part, deux supports, l'un pour la pièce à essayer, l'autre'pour l'outil d'essai, montés sur ce bâti, l'un de ces supports étant déformable élastiquement et l'autre étant pourvu d'un dispositif de ma noeuvre permettant de le rapprocher'et de l'écarter du premier, ces supports pouvant être solidarisés l'un avec l'échantillon à essayer et l'autre avec l'outil effectuant l'es- sai, tandis qu'un comparateur au moins porté pa, l'une des trois pièces principales coopère avec une autre de ces pièces afin de permettre de mesurer le déplacement relatif entre ces deux pièces.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, diverses formes d'exécution de la machine suivant l'invention.
Fig. 1 montre une vue de profil de la machine.
Fig. 2 montre une vue en plan.
Fig. 3 montre une vue de face, en éléva- tion.
Fig. 4 en est une vue en perspective.
Fig. 5 schématise le principe de la machine.
Fig. 6 montre une vue d'ensemble d'une machine établie suivant le principe de l'in- vention et équipée pour un essai d'usure.
Fig. 7 est une vue en élévation de fig. 8, vue de profil.
Fig. 8 est une vue en élévation de cette machine vue de face comme la voit l'opérateur.
Fig. 9 est un détail d'une partie de la tête de la machine montrant l'agencement du comparateur monté sur son bras, ainsi que le dispositif de transmission établi entre le bras élastique et le pénétrateur.
Fig. 10 et 11 sont, respectivement, une vue de profil et une vue de face du second comparateur et son dispositif de montage sur le support fixe de la machine.
Fig. 12 est un détail en plan suivant
VI-VI de fig. 8.
Fig. 13, 14, 15, 16 et 17 représentent les indications données par les comparateurs.
Fig. 18 montre une variante de bras élastique.
Fig. 19 est une vue schématique en éléva- tion do profil d'une autre forme de machine.
Fig. 20 représente une vue en élévation do la commande du bras élastique et de sa liaison avec le porte-pénétrateur.
Fig. 21 représente une vue du levier de commande.
Fig. 22 est une vue en perspective de la disposition de fig. 21, avee la nouvelle commande de déformation du bras.
Fig. 23 est un détail en coupe d'un élé- ment de fig. 22.
Fig. 24 est une vue de détail du porte pénétrateur avec sa liaison au comparateur.
Fig. 25 est une vue en élévation (telle que la voit l'opérateur) de la machine, équipée avec un palonnier permettant à cet opérateur de contrôler simultanément la dureté de deux échantillons.
Fig. 26 est une vue en élévation, de profil, d'une machine double, à deux plateaux.
Fig. 27 est une vue parcelle du cadran d'un boîtier contenant deux comparateurs.
Fig. 28 est une élévation, avec coupe axiale, de la machine équipée pour mesurer la dureté des cylindres de moteurs à explo- sion.
Fig. 29 et 30 représentent, respectivement en élévation et en coupe suivant III-III de fig. 24, un dispositif de commande de la machine.
Fig. 31 est une variante de fig. 1.
Dans la forme d'exécution de fig. 1 à 6, l'organe qui donne la pression au pénétrateur (bille ou autre) est un bras 1, rigidement monté sur le socle 2 de la machine. Le pénétrateur 3 représenté est une bille de lys de pouce ; il est fixé à l'extrémité du bras 1 par la douille 4 et la vis de serrage 5.
L'échantillon (ou la pièce à biller) est placé sur le plateau 6, lequel comporte une queue 7, passant dans l'axe de la vis 8 formant vérin. Au repos, le plateau 6 porte sur l'extrémité supérieure de la vis 8 pendant que la queue 7 formant poussoir est en contact avec l'excentrique 9 actionné par le levier à main 10 serrant à frottement doux contre le secteur 11 fixé sur le socle 2 de la machine. L'excentrique est porté par la partie inférieure de la vis 8. Un écrou 12 avec des bras de manoeuvre 13 sert à faire monter ou descendre la vis 8, laquelle ne possède qu'un seul degré de liberté, dans le sens de sa longueur, une vis à bout plat 14, ou une clavette empêchant sa rotation.
Il résulte de ce qui précède que le déplacement vertical du plateau 6 peut être manoeu vré soit par l'écrou à main 12 pour l'approche rapide, soit par le levier d'excentrique 10 pour le déplacement lent.
Deux colonnes verticales 15 et 16 (non représentées sur la fig. 3), fixées rigidement au socle 2, servent à fixer les comparateurs à cadran 17 et 18 par l'intermédiaire des deux bras 19 et 20. La touche de contact des comparateurs est dans le plan n transversal de la machine qui passe par le point d'impact du pénétrateur et de l'échantillon. Le point fixe des comparateurs étant le socle 2 de la machine, les touches sont en contact, d'une part, avec le bras 1 pour le comparateur 17, par. l'intermédiaire de l'équerre 21 avec vis de réglage micrométrique 22 et, d'autre part, pour le comparateur 18, avec le plateau portepièce 6, par l'intermédiaire de la vis de réglage micrométrique 23.
Il résulte de cette disposition que toute flexion du bras 1 est mesurée par le comparateur 17, alors que le comparateur 18 mesure la montée du plateau.
Le principe de fonctionnement de la mamachine est le suivant : l'échantillon est posé sur le plateau 6.
Par l'écrou à main 12, l'opérateur actionne le vérin à vis 8 jusqu'à ce que l'aiguille du comparateur 17 démarre, le com parateur 18 étant déjà en contact avec le plateau grâce au réglage de la vis 23.
Au point de démarrage de l'aiguille 17, l'opérateur met les deux cadrans à zero.
Substituant le levier d'excentrique 10 à la vis 12, il agit sur le poussoir 7 et, par suite, il exerce une poussée de l'échantillon contre la bille 3, laquelle transmet cette poussée à l'extrémité du bras 1 jusqu'à ce que la défor- mation de ce dernier corresponde à une flèche mesurée par le comparateur 17, flèche pour laquelle, étant données les caractéristiques du bras (longueur, section, forme et module d'élasticité), la pression requise pour contrôler la dureté est obtenue sur la bille 3.
L'aiguille du comparateur 17 ayant atteint le repère du cadran relatif à la flèche de charge, l'opérateur actionnant toujours le levier 10 revient en arrière et abaisse le plateau. Il stoppe quand l'aiguille du comparateur 17 atteint son point de départ zéro, c'est-à-dire quand la pression sur la bille est redevenue égale à zéro. L'aiguille du compa- rateur 18 est restee en arrière d'une quantité z qui est égale à la profondeur de l'empreinte.
Fig. 5 donne schématiquement, dans les positions I, II et III, le travail réciproque du plateau, de l'échantillon, du bras, de la bille et des deux comparateurs.
Ce schéma montre, en outre, que si le comparateur 18 est fixé sur le bras 1, au lieu de l'être sur le socle 2, il est possible de contrôler la dureté en partant de la profondeur d'empreinte imposée, la dureté étant donnée pair la pression nécessaire à l'obtention de la profondeur d'empreinte standard. L'opération se fait alors en deux temps : les deux comparateurs partant de zéro et la profondeur d'empreinte étant indiquée par l'écart entre. les deux comparateurs. Lorsque l'écart-limite est obtenu, il suffit de lire l'indice de dureté sur le comparateur 17.
Ire bras 1 peut être rendu amovible en montant son extrémité fixe sur un montage, ainsi par exemple qu'on monte le corps d'un
outil à aléser sur la tourelle d'un tour, un blocage par coin ou par toute autre mé thode conférant la rigidité nécessaire. Cette amovibilité du bras permet d'adapter la section et la nature du bras aux normes du contrôle à exécuter et à la nature de l'échantillon.
L'essentiel pour le bras, c'est que la défor- mation qui lui est imposée ne provoque pas un taux de fatigue excessif, pour qu'après
chacune des déformations élastiques, il revienne à son point de départ zéro. Un vibreur
incorporé à son extrémité libre, constitué par
exemple par un petit moteur légèrement dés- équilibré, peut faciliter le retour à la position zéro, en l'actionnant après chaque essai.
Il convient de noter que le pénetrabeur peut être monté sur le bras 1 par l'intermé- diaire d'une douille contenant un plongeur porte-bille agissant sur un ressort taré, dispositif permettant l'exercice d'une pression "d'assiette" préalable, avant toute déforma tion elastique du lras ; cette pression préala- ble, de 10 kg par exemple, peut être plus sim plement, exercéa par la déformation du bras lui-même.
Le bras 1 peut être d'avance bride d'une eerbaine quantité dans le sens de sa défor- mation élastique par un organe réglable, prenant son point d'appui sur le socle de la machine pour former butée'et empêcher que le bras reprenne une position d'équilibre absoilument libre. Ce dispositif laissant un degré réduit de tension élastique au bras assure la mise à zéro régulière du comparateur 17.
La machine peut, tout en conservant le principe do défoTmation élastique d'un bras 1 porta. nt le pénétrateur, avoir une forme différente de cellequi est représentée aux fig. 1, 3 et 2.
Les organes de levée du porte-pièce peuvent être autres que ceux précédemment dé- crits.
Fig. 6 montre que la machine peut avantageusement prendre la forme d'une petite fraiseuse, le bras 1 étant monté par exemple sur un système de chariots 24, 25 et 26 à blocage instantané permettant son déplace- ment dans les trois dimensions de l'espace.
Dans cette forme de réalisation, les colonnes' 15 et 16 supportant les comparateurs 17 et 18 sont fixées sur le boîtier 27 à l'intérieur duquel est bloqué par un coin le bras 1. Les colonnes et le boîtier 27 font partie du chariot 24 à déplacement vertical.
La machine représentée en fig. 6 est equi pée pour un essai de frottement. A cet effet, le comparateur 18 a été retiré. Le plateau tournant 28 monté sur le boîtier 29 est actionné par w. e transmission 33 à vitesse réglable commandée par le moteur 30. Le boi- tier 29 est-substitué au plateau fixe 6 de fig. 1, à l'extrémité du vérin à vis 8. Le dispositif de poussoir intérieur et d'excentrique actionné par le levier à main 10 est conservé.
Un pick-up 31, porté par le bras 32, est articulé sur le boîtier 27. L'organe vibrant du piek-up 31 repose sur une partie dressée du bras 1, à l'extrémité mobile de ce dernier.
Pour cet essai, le pénétrateur du contrôle de dureté a été remplacé par un frotteur 35 en carbure de tungstène ou en toute autre matière, de forme appropriée, monte soit rigi dement, soit à rotule ou autrement, à l'extré- mité libre du bras 1. Un petit conduit d'huile peut être disposé à proximité du frotteur pour les essa. is de frottement avec lubrifiant.
Un compteur de tours, en liaison avec l'arbre 33 de la transmission, est fixe sur le patin 34 du socle. Le comparateur 17 et le compteur 34 renseignent sur l'évolution de 1'essai, lequel prend comme base fixe soit le chemin pa-roouru par l'échantillon fixe sur le plateau 28, soit la diminution de la flèche du bras 1, résultant de l'usure de l'échantillon.
Pour des essais de longue durée, un système de compensation agissant sur la levée micrométrique du porte-pièce maintient cons- tante la flèche maximum, de même que dans les machines à rectifier les engrenages, l'avance automatique du porte-meules compense l'usure des meules ; à cet effet, le dispositif a"pa. lpeur périodique"ou autre est fixé à proximité du pick-up sur un bras rigide monté sur la poupée 36. Le comparateur 18 peut être utilisé pour apprécier à l'arrêt le degré d'usure de l'échantillon.
Le rôle du pick-up est de détecter électri- quement, par amplification, l'altération des surfaces frottantes, le premier arrachement de matière résultant d'un grippage, ou la présence intempestive de corps étrangers entre l'échantillon et le frotteur 35. Une, friture" régulière, comporta-nt des changements pério- diques d'intensité, caractérise un frottement normal. Le grippage, provoqué par un arra chement de matière, est perçu comme un éclatement parasitaire ; cette détection peut être optique et, dans ce dernier cas, une lampe au néon est alimentée par le circuit amplifié.
Le pick-up donne la possibilité d'enregis- trer l'essai d'usure sur un disque ou sur un cylindre vierge ou même sur un fil magné tique (Poulsen) et de comparer l'épreuve obtenue avec un enregistrement étalon. A cet effet, un montage"tourne-disque"actionné par la transmission 33 est prévu sur le socle de la machine, ainsi qu'un dispositif d'enre gistrement. La. comparaison peut être faite acoustiquement ou optiquement. Dans ce dernier cas, une disposition photométrique permet d'apprécier les écarts existant entre l'enregistrement de l'échantillon et celui de l'étalon.
On peut encore procéder autrement, le disque étalon étant entraîné par le tournedisque, le témoin lumineux au néon le concer nant sert de terme de campa. raison au témoin lumineux au néon relatif à l'échantillon en cours d'essai.
Des galvanomètres pourraient être substitués ou ajoutés aux écouteurs ou aux lampes au néon. Un système électrique comportant des relais pourrait actionner un avertisseur ou arrêter la machine dès que l'usure de l'échantillon répondrait a. certaines conditions de satisfaction ou de non satisfaction préétablies.
Un appareillage comportant un plateau porte-pièce à mouvement de va-et-vient pejut être substitué au boîtier 29 pour les essais d'usure alternatifs.
On peut aussi remplacer le frotteur 35 par une molette lisse ou un disque tournant rapidement, en carbure de tungstène ou autre matière, la pièce étant toujours fixée sur le plateau 28. Dans ce cas, il n'est plus néces- saire que l'échantillon se déplace ; aussi le plateau tournant 28 peut-il être bloqué, à moins qu'on ne préfère utiliser purement et simplement le plateau porte-pièce 6 de fig. 1 servant aux mesures de durete. Le disque tournant autour d'un axe horizontal fait une empreinte d'usure en,, demi-lune" dans l'échantillon fixe. Réciproquement, l'échantil
Ion peut être fixe sur le bras 1, comme l'est le frotteur de fig. 6.
La molette ou le disque usant est alors monté sur la, vis 8, son axe horizontal étant supporte par un boîtier a. p- proprié qu'on fixe en lieu et place du boîtier 29, et l'entrâînement est assuré par la transmission 33. Le boîtier peut aussi être monté directement sur le plateau 6 qui sert. aux mesures de dureté.
Le vibreur placée facultativement sur le bras 1 dont il a déjà. été parle plus haut peut être actionné pour certains essais d'usure, Ses vibrations produisent un, fond sonore"au pick-up qui n'altère en rien la détection des particularités de l'usure.
Les mouvements de compensation entre le bras 1 et le plateau porte-pièce peuvent être totalisés en fonction du nombre de tours du compteur et être enregistrés par des battements sur le disque.
La machine peut également être utilisée pour apprécier le degré de fini des surfaces cylindriques ou planes, il suffit de monter le chariot 24 en haut de sa course et d'y substituer le pick-up, de telle façon que ce dernier frotte directement sur la surface à contrôler.
Le contrôle peut être réalisé par la méthode d'enregistrement précédemment décrite.
Dans la. forme d'exécution des fig. 7 à 17, la machine comporte un bâti formé d'un corps principal 40 terminé à sa partie supérieure par une toile plane 41 venue de fonderie avec le corps 40. Sur cette toile est fixé, par exemple à l'aide de vis, le carter 42 contenant et assurant la protection des organes de la machine.
Sur la toile plane 41 est solidement fixé, au moyen de vis 43, en nombre approprié, un support 44 présentant à sa partie postérieure une partie dressée 45 sur laquelle est fixée rigidement, à l'aide de vis 46, la partie postérieure du bras élastique 47 formée d'une barre en métal approprié, de préférence en acier, présentant sur toute sa longueur une section quadrangulaire.
A la partie avant du support 44 est ménagé un alésage vertical 48 (fig. 9) dans lequel gliss, librement un plongeur 49, dont la partie inférieure porte une tête 50 recevant le porte-pénétrateur 51. Un ressort 52, prenant appui sur le fond 53 de l'alésage 48, agit sur une embase 54 du plongeur 49 pour assurer au porte-pénétrateur la pression préalable dite de"précharge". Dans ce but, ce ressort est comprimé par exemple à dix kilogrammes.
Le plongeur 49 porte, audessus du support 44, un plateau 55 avec le- quel vient en contact un galet 56 monté fou sur un axe 57 logé dans une fente 58 dans l'extrémité avant du bras élastique 47, ledit galet ayant pour mission de transmettre au porte-penetrateur la charge principale due à la déformation élastique du bras 47.
Sur la face supérieure de l'extrémité avant du bras élastique 47 est disposée une platine 59 sur laquelle est destiné à venir agir un excentrique 60 claveté sur un axe 61 verrouillé dans une chape 62 fixée sur une partie dressée 63 du carter 42. A l'extrémité de l'axe 61 opposée à l'excentrique 60 est claveté un bras 64 articulé à l'une des extrémités d'une bielle 65, dont l'autre extrémité s'articule à l'extrémité supérieure d'un balancier 66 monté sur un pivot 67 fixé dans le corps principal du bâti 40, et dont l'extrémitéinfé- rieure est reliée par articulation, au moyen d'une bielle réglable 68, à un bras 69 claveté sur un axe 70 tourillonné dans des paliers 71 du corps principal 40.
Sur l'axe 70 est montée folle une chape 72 (fig. 8 et 12) munie d'un levier de manoeuvre 73 traversant le corps 40 du bâti à travers une fente 74 de celui-ci et dont la poignée 75 est solidaire d'une tige 76 (fig. 12) portant à son extrémité un crabot 77 qu'un ressort 78 tend constamment à amener en prise avec une roue dentée 79 clavetée sur l'axe 70. Un assemblage à dent de loup 80 relie la poignée 75 au levier 73, cette disposition permettant ainsi de solidariser à volonté la chape 72 avec la roue dentée 79 et, par conséquent, l'axe 70, ou de rendre ces organes indépendants.
Sur l'extrémité du bras élastique 47 est fixé, au moyen d'une équerre 81 (fig. 7 et 9), un comparateur de flèche 82, dont la touche 83 est en contact avec une butée 84 munie d'un bouton de réglage 85 prenant appui dans une console 86 fixée sur le support fixe 44.
Un comparateur d'empreinte 87 (fig. 7, 10 et 11) est fixé sur un chariot 88 monté sur un support fixe 89, et dont la position en hauteur est déterminée par un excentrique 90 claveté sur l'axe 91 d'un bouton de réglage e 92. La touche 110 de ce comparateur d'em- preinte vient en contact avec l'un des bras 93 d'un balancier oscillant par son axe 94 dans le support 44 et dont le deuxième bras 95 est maintenu par un ressort non visible aux des sins en contact avec la. tête 50 du porbe-pené- trateur 51.
Le corps 40 du. bâti présente, à sa partie inférieure, une douille 96 venue de fonte avec lui. Cette douille est alésée et filetée pour recevoir le vérin à vis 97 supportant, à sa partie supérieure, le plateau 98 destiné à recevoir les échantillons à essayer. La tige 97 de ce vérin traverse un écrou 99 muni de bras de manoeuvre 100 et elle présente, suivant l'une de ses genératricesl, une rainure 101 (fig. 8) dans laquelle est logée une clavette 102 (fig. 7) empêchant la rotation de la vis 97 pendant la manoeuvre de l'écrou 99.
Le carter 42 est muni de fenetres conve- nables en face des cadrans des comparateurs 82 et 87 pour permettre leur lecture facile par I'opérateur.
Le réglage par construction est tel qu'au repos, c'est-à-dire lorsque le pénétrateur n'est pas en contact avec l'échantillon à mesurer, le jeu entre le galet 56 et le plateau 55 est inférieur à la ressource de mouvement verti- cal possible du plongeur 49 sous l'effet de la montée du plateau 98.
Le réglage des comparateurs 82 et 87, res pectivement au moyen des boutons de réglage 85 et 92, est tel qu'au repos l'aiguille du comparateur 82 indique + 0, 001 mm, tandis que l'aiguille du comparateur 87 occupe une position quelconque avec la ressource d'un nombre de tours suffisant pour que le contact de la touche du comparateur 87 et du bras de balancier 93 reste assuré au delà de la hauteur maxima susceptible d'être atteinte par le plongeur 49. Fig. 7 montre la position respec- tive des comparateurs lorsque la machine est au repos.
Le fonctionnement est le suivant :
Le plateau 98 ayant été suffisamment abaissé, l'opérateur le charge avec l'échantil- lon dont il s'agit de mesurer la dureté. En a.ctio'nnantl'éerou 99 par les bras 100, on produit l'élévation vertica. le du plateau et de l'échantillon. L'opérateur poursuit ce mouvement vertical au delà du contact de l'échan- tillon avec le pénétrateur, de manière à comprimer davantage le ressort de précharge 52,
Ce qui à pour but diassurér"liassiette"desi- rable de l'échantillon sur le plateau.
Continuant ce mouvement de montée, le petit jeu qui sépare le plateau 55 du galet fou 56 est rattrapé et à compter de ce moment la montée de vérin fait fléchir le bras 47 de bas en haut. La montre du comparateur de flèche 82 est entraînée par la flexion du bras sur lequel elle est fixée et l'aiguille du cadran se déplace de + 0, 001 mm vers zéro, de droite à gauche (fig. 13 et 14). L'opérateur cesse d'agir sur le vérin 97 lorsque l'aiguille est à zéro suivant l'indication de fig. 14. Par le bouton 92, l'opérateur met ensuite à zéro l'ai- guille du cadran du comparateur d'em preinte 87.
Les deux cadrans sont donc à zéro.
Saisissant alors la poignée 75 du levier de manoeuvre 73, lequel au repos est à fond de course vers l'arrière de la machine, l'opérateur tire à lui ledit levier. La rotation de l'excentrique 60 qui en résulte fait fléchir de haut en bas le bras élastique 47. L'opérateur poursuit la manoeuvre jusqu'à ce que la flèche de déformation, lue sur le cadran du comparateur 82 (fig. 15) corresponde à la charge principale choisie pour l'épreuve. Cette cor respondance de la charge à la flèche dépend des caractéristiques métriques et métallurgi- ques du bras.
Le mouvement étant stoppe pour la position requise de l'aiguille du cadran 82, soit 0, 160 mm pour 100 kg de charge dans l'exemple choisi, l'aiguille du comparateur 87 a enregistré la descente du plongeur 49 sous l'effet de la charge principale de 100 kg. Cette descente est égale à la profondeur de l'empreinte plus les déformations élastiques de l'échantillon et du pénétrateur sous l'action de la charge principale.
Après une courte période d'application de la charge principale (une ou deux secondes suffisent), l'opérateur repousse à fond la poignée 75 du levier de manoeuvre 73. L'excentrique 60 cesse d'agir sur le bras 47 qui revient à sa position de départ. L'aiguille du cadran 82 retourne à zéro ainsi que représenté en fig. 16. Le ressort de précharge 52 maintient le contact du pénétrateur avec le fond de l'empreinte, L'annulation de la, charge principale ayant pour résultat de supprimer les déformations élastiques qu'elle provoquait, l'aiguille du comparateur 87 revient en arrière sous 1'effet de la récupération métrique des organes qui avaient été élastiquement défor- més par l'application de la charge principale.
L'aiguille du comparateur 87 s'arrête donc sur un chiffre qui correspond à la mesure de la profondeur réelle de l'empreinte et dont la connaissance permet d'apprécier le degré de dureté de l'échantillon. La figure représente l'arrêt sur 0, 065 mm. Cette profondeur d'empreinte correspond à la dureté
130- [65 X 0, 5] = 97, 5 de l'échelle B Rockwell.
L'abaissement de l'échantillon au moyen du vérin provoque le retour des aiguilles à leur position première, ainsi qu'il résulte de la comparaison des fig. 17 et 13.
Pour ne pas compliquer le dessin, il n'a
pas été figuré un petit dispositif électrique
qui, par l'extinction d'une lampe témoin située
à gauche du comparateur 87, signale la réduc- tion à 0, 010 mm du jeu compris entre le pla
teau 55 et le galet 56. La lumière de la
lampe, située à l'intérieur du carter 42, est
visible de l'extérieur par un regard vitré pra
tique à l'avant du carter. Cette lampe est
disposée de façon à éclairer l'échantillon à
l'endroit où se fait l'impact avec le péné
trateur.
Il convient de noter que le système d'excen
trique prévu pour la déformation du bras
peut être remplacé par un organe différent :
vis ordinaire, vis, différentielle, came, pression
hydraulique, parallélogramme ou systèmes
articulés ou autres dispositifs, avec levier ou
organe de manoeuvre approprié tel que roue
et vis sans fin, volant à main, etc. Un moteur
électrique ou autre peut être utilisé pour rem
placer l'action du bras de manoeuvre 73, l'opé-
rateur disposant d'une commande analogue à
celle des machines à calculer électriques pour
stopper net la déformation du bras lorsque la
flèche désirée est obtenue et aussi pour assurer le retour du bras à sa position libre sans contrainte.
Une vis horizontale actionnée par le moteur assurerait le déplacement d'un écrou qu'une bielle semblable à la bielle 68 relierait au bras inférieur du balancier 66.
Le galet 56 peut être remplacé par un organe différent.
Le ressort de précharge 52 peut prendre son point d'appui supérieur sur le bras élasti- que lui-même, le plongeur 49 étant alors composé de deux éléments superposés, séparés et écartés l'un de l'autre par le ressort 52.
La précharge peut être obtenue par le bras 47 lui-même ainsi que représenté en fig. 18.
-Le bras 103 est monté sur son support 44, comme dans le cas de fig. 7 et 8, par l'intermédiaire des vis 46 appuyant fortement le bras sur la partie arrière dressée 45 du support 44. L'excentrique 60 et le galet 56 ainsi que leurs montages restent inchangés.
Le ressort 52 de fig. 7 et 8 est supprimé, une fente 104 ménagée dans chacune des parties avant du bras qui portent l'axe 57 du bras 56 permettant une déformation élastique locale sous l'action de la montée du plongeur 49 poussé par le vérin. Cette déformation élastique provoque une précharge dont l'im- portance dépend de l'épaisseur de la partie pleine laissée entre le trou d'arrêt 105 de la fente et la face inférieure 106 du bras 103.
Une vis de réglage 107, formant butée, limite l'importance de la flexion locale de l'avantbras.
Le principe de la machine resterait inchangé si l'excentrique 60, au'lieu d'être porté par le carter 42, remplaçait le galet 56, à l'extrémité du bras 47, ou bien si l'excentrique 60, étant purement et simplement supprimé, un autre organe était monté au lieu et place du galet 56, l'extrémité du bras 47, par exemple, étant alésée suivant l'axe prolongé du plongeur 49 pour former la capacité réceptrice d'une commande hydraulique dont le piston commandé (ou sa tige) servirait de poussoir au plongeur 49.
Dans la forme d'exécution de fig. 20 à 27, le galet 56 de fig. 7, 8 et 9 est remplacé par un couteau 110'prenant appui, par son extré mité inférieure, dans une encoche 111 du plateau 55 solidaire d'une queue 112 maintenue par une vis 113 dans le porte-pénétrateur dé- signé dans son ensemble par 50. Ce portepénétrateur comporte, comme le montre fig. 20, deux éléments 114, 115 qu'un ressort 116 tend constamment à écarter l'un de l'autre, l'écartement maximum étant, toute- fois, limité par une vis de guidage 117.
A son extrémité supérieure, le couteau 110's'engage dans une encoche 118 ménagée dans la tête 119 d'un levier articulé sur le pivot 57 qui s'engage dans la fente 58 ména gée à l'extrémité du bras 47. Ce levier comporte deux bras 120 aux extrémités desquels sont articulées des biellettes 121 (fig. 22) dont l'extrémité inférieure est articulée sur un axe commun 122 tourillonné dans la queue 123 d'un levier circulaire 124 qui peut pivoter sur un axe fixe 125 tourillonné dans le bâti de la machine. Sur ce levier circulaire vient appuyer un galet 126 (fig. 22 et 23) poussé contre ledit levier par un ressort de compression 127 convenablement taré qui prend appui sur la tête d'une chape 128 clavetée sur un arbre 129 muni d'un levier à main de manoeuvre 130.
Au repos (correspondant au moment zéro) le plan des axes des arbres 129 et 125 contient l'axe du galet 126 et l'axe de l'arbre 129 passe par le centre du tracé circulaire du levier 124. Le galet 126 est poussé par le ressort de compression 127 contre le levier circulaire 124, mais la poussée du ressort est détruite par l'axe fixe 125.
Si l'on agit sur le levier à main 130 dans le sens de la flèche en fig. 22 en faisant ainsi tourner l'arbre 129, on déplace le galet 126 sur le levier circulaire 124. Pendant ce dé- placement, au fur et à mesure que le galet 126 s'éloigne du plan passant par les axes des arbres 129 et 125, on fait croître le moment de la force exercée par le galet sur le levier 124 et transmise par les bielles 121 au levier 120.
L'axe 57 formant pivot du levier 120 peut être un excentrique, sa rotation, dans le bras élastique 47 permettant de régler le jeu du couteau 110'en meme temps que la longueur du bras de levier du moment de la force exer- cée sur le bras.
Le porte-pénétrateur représenté en fig. 24 est du type décrit en fig. 9, le ressort de précharge 52 prend son point d'appui supérieur sur le support 44, la liaison avec le bras flexible est assurée par le couteau 110'et par le levier 120 précédemment décrits. Qu'il s'agisse de ce type de porte-pénétrateur ou de celui qui est représenté en fig. 20, la liaison du comparateur d'empreinte 87 est obtenue directement par contact de la touche 110 dudit comparateur avec la vis de réglage 132 portée par une patte 133 faisant corps avec la tête 50 du porte-pénétrateur.
La mise à zéro des comparateurs est effec- tuée directement par la rotation de leur cadran. A cet effet, l'opérateur agit sur le petit volant rapporté 134 (fig. 24). La plaque de garde 135 rapportée sur la façade (côté opé- rateur) du carter 42 (fig. 25 et 26) est ajourée pour le passage du boîtier 136 des comparateurs ; le jeu compris entre les alésages de la plaque 135 et les boîtiers 136 est dissimulé à l'opérateur par les volants 134, lesquels sont rapportés sur la partie tournante des boîtiers au moyen des vis 137. Cet assemblage permet de retirer aisément les volants 134 et, par suite, le carter 42, sans démonter, ni dérégler les comparateurs.
La disposition concerne également le montage suivant :
En substituant au pénétrateur 51 (fig. 24) une chape 138 (fig. 25) portant un balaneier 139 articulé sur l'axe 140 formant pivot, les deux extrémités du balancier portant un pé- nétrateur 51, on peut mesurer simultanément la dureté de deux échantillons 141, 142 disposés sur le plateau 98 de la machine. Les deux bras. du balancier étant égaux, le montage forme palonnier et répartit également aux pênétrateurs 51 la charge qui leur est transmise au double par la chape 138.
Le carter 42 porte sur le coté, de part et d'autre de son axe de symétrie, deux patins 143 sur lesquels sont fixés les comparateurs d'empreinte 144. Un système de réglage micrométrique par vis 146 assure le réglage en position des comparateurs et, éventuellement, leur mise à zéro, laquelle peut être indifféremment effectuée par la rotation de leur cadran.
La manoeuvre s'opère alors comme suit :
L'opérateur agissant sur le vérin 97 monte le plateau 98 ainsi qu'il est indiqué en fig. 7 à 17. Il effectue de même la mise à zéro des comparateurs 87 et 82.
Ensuite il met à zéro les comparateurs d'empreinte 144 et agissant sur le levier à main 73, il fait fléchir le bras élastique 47 jusqu'à la flèche requise, lue sur le comparateur 82.
La libération de la charge agissant sur le bras élastique provoque le retour en arrière des aiguilles des comparateurs. Les profondeurs d'empreinte sont alors indiquées par la position d'arrêt, au retour, de l'aiguille, des comparateurs 144. La lecture sur le comparateur 87 fournit la profondeur d'empreinte moyenne des deux échantillons.
La machine peut être double, c'est-à-dire
qu'elle peut permettre à deux opérateurs de travailler simultanément en vis-a-vis. Fig. 26 représente un bâti 147 comportant deux vérins 97 et deux plateaux 98. Le support 44 est symétrique dans sa longueur par rapport à l'axe vertical A-B de la machine ; il porte un porte-pénétrateur 148, 149 à chacune de ses extrémités. Le bras élastique 47 est fixé au support support par par le milieu de sa longueur, de manière à avoir ses deux extrémités flexi- bles. Il comporte les dispositifs habituels de commande à chacune de ses extrémités, soit par exemple les leviers articulés 120 ou les autres dispositions décrites.
Le carter 42 est d'une seule pièce, ou composé de deux demi-carters juxtaposés bout à bout ou autrement.
La commande de flexion du bras représentée est celle de fig. 22 par galet et levier
circulaire. Il n'a été représenté (en traits pleins) que le secteur circulaire 124, le galet 126, le levier 131 et le levier à main 73 relatifs au poste situé à droite de l'axe A-B.
Les organes relatifs aux postes de gauche sont disposés symétriquement aux premiers par rapport à l'axe A-B, l'axe support 125 des leviers circulaires 124 pouvant être commun aux deux commandes si les leviers cir- culaires sont articulés dessus.
Cette machine double permet de réaliser une machine quadruple par l'adaptation du palonnier décrit précédemment à chacun des porte-pénétrateurs Elle pourrait aussi être transformée en machine multiple.
Les mécanismes des comparateurs 82 et 87 relatifs à la machine simple initiale peuvent être réunis dans un même boîtier, les deux aiguilles 150, 150'se mouvant devant une abaque, suivant fig. 27. Les pivots des aiguilles sont en 0 et Ol. Les lignes de l'abaque a, b, c, d et e caractérisent chacune une dureté en fonction des charges et des empreintes correspondant à ladite dureté. Le point de croisement des aiguilles permet de lire la dureté qui correspond à la position angulaire réciproque des deux aiguilles. La dureté de l'échantillon serait e, pour l'exemple représenté, le croisement des aiguilles se faisant sur la ligne e de l'abaque.
Si donc la machine était munie d'un compensateur de déformations, ainsi qu'il en existe sur certains appareils connus, il serait possible de lire la dureté en charge, quelle que soit la flèche imposée au bras, d'où réduction du temps de l'opération.
Dans la forme d'exécution représentée en fig. 28 à 30, qui montrent la machine équipée pour la mesure de dureté de l'alésage des corps creux comme par exemple des cylindres de moteurs à explosion, le bras élastique 151 de la machine, fixé à l'une de ses extrémités par des vis 152 sur le bâti 153, comporte une commande de déformation présentant, comme dans le cas de fig. 20 à 27, un levier 154 présentant sensiblement la forme d'un étrier articulé 155, et dont les branches, qui viennent coiffer le bras élastique 151, sont articulées chacune par l'intermédiaire d'un étrier 176, à une bielle 156 articulée, d'autre part, à un levier arqué ou eirculaire 157 monté sur un pivot fixe 158.
Sur la face courbe 159 de ce levier est appliqué, par un ressort taré 160, un galet 161 porté par une chape 162 dont la queue est montée dans un guide 163 solidaire d'un levier 164 articulé sur un pivot fixe 165. Ce levier 164, qui comporte un talon 166 se déplaçant en regard d'une butée réglable 167, est relié par l'intermédiaire d'une bielle 168 et d'un arbre oscillant 169 à un levier de manoeuvre à main 170 de toute disposition appropriée.
Cet agencement reproduit la disposition dé- crite dans la forme d'exécution de fig. 7 à 17.
Les bielles 156, reliées par une de leurs extrémités au levier circulaire 157, sont réunies à leur extrémité supérieure, comme on le voit en fig. 29 et 30, par une entretoise 171 dans laquelle est maintenue, de façon à pouvoir tourner l'extrémité 172 d'une vis 173 munie, d'un bouton de manoeuvre 174 disposé à l'extérieur du carter de la machine, ladite vis s'engageant dans un écrou 175 solidaire d'un étrier 176, aux extrémités duquel viennent s'articuler les extrémités des leviers 154.
Grâce à cette disposition, lorsqu'on fait tourner le bouton 174, on rapproche ou on éloigne 1entretoise 171 du fond de l'étrier 176, ce qui équivaut à allonger ou à raccour- cir la liaison des leviers 154 avec le levier circulaire 157 (fig. 28). On conçoit que la position du centre du chemin circulaire 159 de ce levier 157 peut être amenée par fonctionnement ou être choisie par construction d'un côté ou de l'autre du centre de l'axe d'oscillation du bras 162, 163 portant le galet 161 ou être amenée à coïncider avec ce dernier centre, sur une circonférence ayant pour centre l'axe du pivot 158.
Lorsque le centre du chemin circulaire 159 se trouve à gauche du pivot fixe 165, ce qui correspond à un allongement de la liaison des leviers 154 avec le levier 157, le ressort 160 qui pousse le galet 161 se comprime au fur et à mesure que le galet, en roulant sur le chemin circulaire 159, s'éloigne de sa position de repos. Inversement, un raccourcissement de la liaison indiquée plus haut fait passer le centre de 159 à droite de 165, d'où un relâchement du ressort 160 lorsque le galet 161 quitte la position de repos.
On conçoit que, dans le premier cas, il faudra une course du levier 170 moindre que dans le second cas pour obtenir une flèche déterminée du bras élastique 151.
Cette disposition offre un intérêt pour le travail sous petite charge, par exemple lorsque la flèche est très petite. Il faudrait alors exécuter un déplacement très réduit à la main, ce qui nuirait à la précision de la manoeuvre : la disposition décrite permet d'augmenter l'étendue de la course de la main.
Inversement pour les corps présentant une faible dureté, la course prévue par la construction du levier 170 pourrait ne pas être suffisante, si l'on ne disposait pas du moyen de raccourcissement indiqué plus haut.
D'après cette disposition, le porte-pénétrateur 177, qui présente par exemple la disposition décrite plus haut, est monté à l'extrémité d'un bras relais 178, établi sous forme d'une poutre rigide, articulé à l'extrémité d'un pivot fixe 179 et sur lequel vient agir directement ou non le poussoir 180 recevant l'action du bras élastique 151, déformé par l'action du levier à main 170 agissant sur le levier circulaire 157, 159 par l'intermédiaire du galet 161.
Comme le montre le dessin, le poussoir 180 est guidé dans une douille 181, solidaire du bâti 153 ou rapportée sur ce dernier, et on interpose, de préférence entre l'extrémité dudit poussoir 180 et le bras relais 178, une cale de transmission 182 de préférence à extrémités pointues ou arrondies.
Une butée 183 limite le déplacement du bras relais 178 vers le bas.
Dans la forme d'exécution représentée en fig. 28, la machine est disposée pour effectuer le contrôle de l'alésage d'un cylindre 184 d'un moteur d'aviation monté sur le plateau d'un vérin 186 avec interposition d'un support intermédiaire 187 de forme appropriée.
Le fonctionnement de cette forme d'exé- cution de la machine ne diffère pas de celui des machines décrites plus haut, le bras relais 28 remplaçant purement et simplement le porte-pénétrateur habituel. Il convient toutefois de noter que le poids du bras relais 28 peut avantageusement remplacer le ressort de précharge prévu dans les formes d'exécution précédentes. Ce ressort, s'il n'était pas supprimé, trouverait sa place à l'intérieur de la douille 181, c'est-à-dire autour du poussoir 180. Il est d'ailleurs possible de conserver ce ressort de précharge et de combiner son action avec le poids du levier 178.
Le levier 178 pourra présenter toute disposition, toute forme et toute dimension voulues pouvant varier avec le résultat à obtenir, ledit levier pouvant d'ailleurs être rigide et indéformable ou même, dans certains cas, préprésenter une certaine élasticité pouvant se combiner avec l'élasticité du bras principal 151.
Comme indique schématiquement en fig. 31, on pourrait lier le comparateur de lecture des profondeurs d'empreintes, non plus au poussoir 180, qui assure la transmission de la charge au bras relais 178 et, par suite, au porte-générateur 177, mais à
un organe auxiliaire tel qu'un bras 190
(fig. 31) articulé sur un pivot 191 et disposé
parallèlement au-dessus du bras relais 178,
ledit bras 190 ne venant en contact avec le
bras 178 que par son appui naturel en 195 à l'aplomb du porte-pénétrateur 177. Le bras
190 est relié au comparateur, monté sur une
équerre 193, par une biellette de liaison 192.
Cette disposition offre l'avantage d'em-
pêcher que les flexions du bras relais 178 ne soient transmises au comparateur pendant la
charge, ce qui augmenterait inutilement le
travail du comparateur.
La machine est complétée par les organes
de lecture 188, 189 présentant la disposition
décrite plus haut.
Une molette destinée à faire des essais
d'usure pourrait être fixée à la place du péné
trateur, le bras présentant alors une disposition appropriée, de manière à réaliser une
machine susceptible de faire des essais d'usure.
On ne changerait rien au principe de la machine en modifiant la forme du bâti 40 (fig. 7 et 8) et celle du carter 42 et, notamment, en réduisant le bâti à l'état de simple socle portant le levier de manoeuvre 73 et la douille filetée du vérin ; le support 44 et le carter 42 étant reliés au socle par des colonnes verticales ou par un caisson intermédiaire
La machine peut effectuer la forme gé- nerale d'une fraiseuse verticale à tête cylindrique horizontale 108 (genre Gambin, fig. 19), le bras élastique, son support et l'organe de commande des flexions étant situés à l'intérieur de la tête cylindrique, laquelle formant carter peut être ouverte à sa partie inférieure avant suivant 109.
La tête 108 peut être fixée dans un alésage du bâti 40, comme représenté, ou fixée sur le dessus du bâti par les moyens usuels : cylindre reposant dans un V, ou de toute autre manière appropriée.
Le bras 1 des modes de réalisation prévus ci-dessus est établi pour travailler à la flexion. Il est bien évident qu'on ne changerait rien au principe de l'invention en utili- sant un bras, barre ou autre organe, simple ou composé, travaillant à la torsion, à la trac tion ou à la compression, des procédés ther miques pouvant être utilisés pour obtenir l'allongement de la barre.
La machine peut, étant montée pour essais de dureté, servir à faire des essais en tout genre sur des échantillons appropriés qui remplaceraient le bras 1 et qu'on soumettrait à un régime vibratoire de manière à suivre les variations de charge et de flèche d'un métal sous l'effet des vibrations imposées à ce dernier.
Dans les diverses formes d'exécution, le bras élastique 1 peut présenter toute constitution voulue ; il peut être formé, par exemple, d'une série de lames de ressort de toute disposition appropriée et de toute confirmation voulue. Il pourrait aussi être constitué par un bras rigide articulé sur un axe monté dans le boîtier 27 avec interposition d'un ressort de torsion appropriée, toute autre disposition pouvant être utilisée à cet effet.
On pourrait également inverser la disposition décrite, rendre rigide le bras 1 et munir le plateau 6, 28 ou 98 d'un équipage élasti- que tel que ressorts à boudin ou autre, le travail du comparateur étant convenablement modifié à cet effet.
Enfin, la machine d'après l'invention, et plus particulièrement la machine décrite en fig.7à 10, pourrait comporter un comparateur unique prenant appui sur le pénétrateur.