IT202200024549A1 - Sistema, metodo e dispositivo per la misurazione della cedevolezza di un durometro - Google Patents

Description

Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?SISTEMA, METODO E DISPOSITIVO PER LA MISURAZIONE DELLA CEDEVOLEZZA DI UN DUROMETRO?

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un sistema per la misurazione della cedevolezza di un durometro secondo il preambolo della rivendicazione 1. Inoltre, la presente invenzione ha per oggetto un relativo metodo ed un relativo dispositivo per la misurazione della cedevolezza di un durometro.

La presente invenzione trova particolare applicazione nel campo dei durometri utilizzati per le scale di durezze basate sulla misura della profondit? di penetrazione.

Allo stato dell?arte ? noto che un durometro ? uno strumento di misura destinato alla misurazione della durezza dei materiali e che esistono molti tipi di durometri, ognuno destinato ad una specifica applicazione e dotato di una propria scala di misura.

Il principio di funzionamento dei durometri ? pressoch? identico per le varie tipologie: una punta (detta penetratore) viene spinta con una forza nota contro il materiale da testare producendo, per deformazione plastica, un?impronta permanente di dimensioni correlate alla corrispondente durezza, che viene determinata misurando l?impronta; per alcune scale di durezza si misura una dimensione tipica dell?impronta sulla superficie del materiale, per altre la profondit? dell?impronta. In quest?ultimo caso, molto comune, la misura della profondit? di penetrazione ? affetta da un errore sistematico dovuto alla cedevolezza della struttura del durometro. Infatti, alcune parti del durometro devono contemporaneamente trasferire la forza alla punta del penetratore e il suo spostamento al trasduttore di spostamento che ne effettua la misura; a causa della forza applicata tali parti si deformano e i loro accoppiamenti si assestano, trasferendo cos? al trasduttore uno spostamento diverso da quello della punta del penetratore. Ad esempio, in modo ineluttabile, il penetratore deve agire contemporaneamente da tastatore della posizione della sua punta e da organo che applica la forza al materiale in prova. Il punto di cui si deve misurare lo spostamento ? la punta del penetratore, mentre il trasduttore di spostamento, nel migliore dei casi, rileva la posizione della sua superficie posteriore di appoggio al durometro. Allo stesso tempo, il penetratore deve trasmettere la forza di prova, che produce nel tratto comune almeno una deformazione elastica nel penetratore che si somma allo spostamento della sua punta, introducendo un erroneo aumento della misura della penetrazione.

Inoltre, tale fenomeno ? ulteriormente complicato dalla presenza di collegamenti a contatto tra le varie parti che trasmettono la forza come, ad esempio, tra il porta-penetratore del durometro ed il penetratore, tra il corpo metallico del penetratore e la punta di diamante del penetratore stesso, e cos? via. Il coefficiente di cedevolezza del durometro, inteso come rapporto tra gli spostamenti spuri, elastici e di contatto come precedentemente esemplificati, e la forza applicata, non ? costante per tutti i possibili carichi applicati, ma pu? variare per i comportamenti non lineari delle condizioni di contatto al variare del carico. ? necessario, quindi, valutare il valore di cedevolezza per tutto l?intervallo di carico.

Allo stato dell?arte sono noti differenti metodi per misurare la cedevolezza (e quindi per effettuare la taratura) di un durometro.

In particolare, la normativa ISO 14577-2 prevede cinque metodi diversi, i quali essenzialmente condividono la necessit? di effettuare penetrazioni su campioni di riferimento, tarati in modulo di Young (indicato con E ed anche definito modulo di elasticit?), e sfruttando equazioni costitutive della prova di durezza strumentata per ottenere il valore di cedevolezza. Tuttavia, tali metodologie (che si riferiscono al campo micro e nano) accoppiano il metodo di taratura della cedevolezza al sistema metodologico di caratterizzazione, utilizzando le medesime equazioni, e non disaccoppiano il percorso di forza da quello di spostamento.

Altri metodi noti allo stato dell?arte sono basati su set di penetrazioni su materiali tarati in propriet? meccaniche (vedasi review Ullner et al. 2010 Measurement 43:216-222). Per tali metodi valgono le medesime considerazioni esposte in riferimento alla normativa ISO 14577-2, con l?aggiunta del fatto che le caratteristiche meccaniche richieste, richiedono per tarare i materiali di riferimento in termini delle propriet? meccaniche richieste (Modulo di penetrazione, Durezza Martens, durezza strumentata) la valutazione tramite prova di penetrazione strumentata delle stesse; sebbene questa possa essere fatta con Macchine Campione Primario, rimane il problema della caratterizzazione della cedevolezza di queste ultime.

Allo stato dell?arte ? altres? noto il dispositivo denominato ?Galirock? (Officine Galileo), in cui il penetratore durante la taratura ? supportato da un appoggio che pu? essere fatto traslare verticalmente in modo da poter esplorare la corsa dello spostamento mentre al penetratore ? applicato il carico di prova. Tuttavia, anche tale dispositivo non consente di valutare l?andamento della cedevolezza in un ciclo di applicazione della forza, n? il contributo di deformabilit? dovuta al penetratore del durometro.

Il brevetto EP2075566B1 si riferisce ad una soluzione in cui viene sviluppata una macchina di prova che permette di caratterizzare la cedevolezza della struttura inerentemente e che si basa sulla misura, tramite sensori di spostamento usati anche durante l?effettuazione della prova, dello spostamento di componenti meccaniche della piattaforma di prova in condizioni di primo contatto del penetratore con la superficie di prova e di pieno carico, in cui lo spostamento relativo e la forza applicata permettono la stima della cedevolezza. Tuttavia, anche tale soluzione presenta degli inconvenienti, in quanto il metodo oggetto del brevetto EP2075566B1 manca di generalit?; infatti, siccome ? vincolato alla piattaforma di penetrazione per il quale ? stato proposto, esso misura spostamenti di componenti meccanici della piattaforma di prova, non misura lo spostamento nello stesso punto in cui il carico ? applicato nella fase di caratterizzazione ed utilizza sensori interni alla piattaforma di prova che non permettono la taratura della cedevolezza della struttura ma una sola stima di tale cedevolezza.

Per quanto riguarda poi il metodo di Brand ed altri (2015, International Journal of Materials Research), esso si basa sulla misura di spostamento di una molla di riferimento in silicone per valutare lo spostamento letto dalla scala dello strumento, rispetto a quello effettivamente effettuato dal campione; per differenza, si valuta poi lo spostamento dovuto alla cedevolezza della macchina di prova. Anche tale metodo presenta degli inconvenienti, in quanto esso ? adatto solamente a prove in campo nano e non consente di valutare il contributo di cedevolezza del penetratore stesso; inoltre, la produzione delle molle in silicone ? estremamente costosa.

? dunque evidente che, allo stato dell?arte, l?errore dovuto alla cedevolezza del durometro non ? rilevato nelle usuali operazioni di taratura, che controllano la scala degli spostamenti in condizione di carico pressoch? nullo, con procedura del tutto separata da quella di controllo della scala della forza applicata dal durometro.

In tale ambito, scopo principale della presente invenzione ? quindi quello di indicare un sistema, un metodo ed un dispositivo per la misurazione della cedevolezza di un durometro, in particolare per le scale di durezze basate sulla misura della profondit? di penetrazione, in cui detti sistema, metodo e dispositivo siano adatti a superare gli inconvenienti presenti nelle soluzioni note allo stato dell?arte.

In particolare, uno scopo della presente invenzione ? quello di indicare un sistema, un metodo ed un dispositivo per la misurazione della cedevolezza di un durometro che siano concepiti e realizzati in modo tale da permettere di disaccoppiare il percorso di trasmissione della forza da quello di misura dello spostamento, in modo da poter misurare lo spostamento della punta del penetratore escludendo gli errori legati alle deformazioni elastiche ed all?assestamento delle zone di accoppiamento tra le parti che trasmettono la forza per contatto, sempre presenti nei meccanismi dei durometri.

Un altro scopo della presente invenzione ? quello di indicare un sistema, un metodo ed un dispositivo per la misurazione della cedevolezza di un durometro che siano tali da poter essere utilizzati per tutte le scale di durezze basate sulla misura della profondit? di penetrazione.

Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di indicare un sistema, un metodo ed un dispositivo per la misurazione della cedevolezza di un durometro, in cui detto dispositivo sia realizzato identificando una geometria di facile realizzazione, in particolare anche tramite lavorazioni di precisione per asportazione di truciolo tradizionali, ed in cui detto dispositivo di misurazione possa essere anche applicabile a qualsiasi durometro gi? disponibile sul mercato in modo tale da caratterizzarne puntualmente la cedevolezza.

Un altro scopo della presente invenzione ? quello di indicare un sistema, un metodo ed un dispositivo per la misurazione della cedevolezza di un durometro atti ad implementare caratteristiche metrologiche adeguate e che siano tali da permettere la caratterizzazione anche di Macchine Campione Primario, stabilendo una effettiva riferibilit? alla catena metrologica.

Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di indicare un sistema, un metodo ed un dispositivo capaci di caratterizzare, almeno in termini di risoluzione, non solo la cedevolezza della struttura dei durometri per il campo macro, ma anche in campo micro e nano.

Ulteriori scopi, caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue e dalle figure annesse, fornite a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, in cui: - le Fig. 1A e 1B rappresentano rispettivamente una vista prospettica ed una vista in pianta di un sistema e di un dispositivo per la misurazione della cedevolezza di un durometro secondo la presente invenzione;

- le Fig. 2A rappresenta una vista laterale ed in sezione secondo i semipiani A-A del sistema e del dispositivo di Fig. 1B, mentre la Fig. 2B rappresenta una vista laterale ed in sezione secondo i semipiani B-B del dispositivo di Fig. 1B. Passando alla descrizione delle figure allegate, con il numero di riferimento 100 viene indicato nel suo complesso un sistema per la misurazione della cedevolezza (indicata con il riferimento ?Cf?) di un durometro secondo la presente invenzione.

Si noti che, nelle figure allegate, il durometro (di cui si intende misurare la cedevolezza Cf mediante il sistema 100, il dispositivo 1 ed il metodo secondo la presente invenzione) non ? mostrato nel suo complesso, ma sono solamente mostrati un penetratore 2, un eventuale nottolino di zero 3 ed un piano di appoggio (detto anche ?incudine?) 4 facenti parte di detto durometro; come noto allo stato dell?arte, l?incudine 4 ? atta ad alloggiare almeno un provino di un materiale da testare.

Il durometro comprende altres? dei mezzi di azionamento per applicare una forza F a detto penetratore 2 (detti mezzi di azionamento non essendo mostrati nelle figure allegate) e dei mezzi di misurazione associati a mezzi di elaborazione per ottenere, per ogni forza F applicata al penetratore 2, la misura di almeno un primo valore di spostamento hi indicativo dello spostamento della punta di detto penetratore 2. Da notare che anche i mezzi di misurazione ed i mezzi di elaborazione del durometro non sono mostrati nelle figure allegate, ma possono rispettivamente comprendere almeno un sensore di misurazione ed una unit? di controllo del durometro. Da notare altres? che, a seconda del tipo di durometro che viene testato, viene usato come riferimento, per dare l?indicazione di detto primo valore di spostamento hi, o il nottolino di zero 3, o l?incudine 4 del durometro.

Il sistema 100 secondo la presente invenzione comprende poi un dispositivo (indicato nel suo complesso con il numero di riferimento 1 nelle figure allegate) atto ad essere accoppiato al durometro, in particolare per misurarne la cedevolezza Cf.

Il dispositivo 1 comprende una piastra 10 dotata di un foro 11 posizionato sostanzialmente al centro di detta piastra 10.

In tale ambito, quando il durometro da testare ? dotato del nottolino di zero 3, esso si appoggia su una superficie superiore 10A della piastra 10 di riferimento producendone una deformazione elastica ed un assestamento delle condizioni di contatto. A tal proposito si pu? osservare che la forza di contatto viene applicata prima dell?inizio della penetrazione ed ? nominalmente costante, per cui le sue variazioni durante la prova secondo la presente invenzione sono sostanzialmente trascurabili e non sono prese in considerazione dal dispositivo 1 e dal metodo secondo la presente invenzione. Inoltre, mediante un opportuno dimensionamento della piastra 10 (che, come gi? anticipato, costituisce la superficie di riferimento) si pu? rendere certamente trascurabile la deformazione elastica dovuta ad eventuali variazioni della forza applicata dal nottolino di zero 3. Oltre a ci?, le possibili variazioni delle condizioni di contatto tra un nottolino di zero 3 ed una relativa superficie di riferimento sono presenti anche nell?uso corrente del durometro; quindi, gli errori che tali componenti possono produrre fanno parte della cedevolezza Cf del durometro.

Il dispositivo 1 secondo la presente invenzione comprende altres? un corpo esterno 20 avente una forma sostanzialmente tubolare, vale a dire una forma tale da presentare un foro o una cavit? che si sviluppa longitudinalmente in detto corpo esterno 20, in cui detta piastra 10 ? fissata ad una estremit? superiore 20A di detto corpo esterno 20. In sostanza, l?assieme costituito dalla piastra 10 e dal corpo esterno 20 presenta sostanzialmente una forma a bicchiere, in particolare un bicchiere rovesciato (come mostrato soprattutto nelle figure 1A, 2A e 2B) quando il dispositivo 1 ? associato al durometro al fine di misurarne la cedevolezza Cf. A tal proposito si noti che, nella forma realizzativa mostrata nelle figure allegate, il fissaggio tra la piastra 10 ed il corpo esterno 20 ? realizzato mediante mezzi di fissaggio 12 di tipo noto allo stato dell?arte. Tuttavia, tale fissaggio pu? essere ottenuto anche in modo differente, ad esempio mediante avvitamento della piastra 10 con il corpo esterno 20 oppure mediante un accoppiamento di differente tipo (ad esempio, un accoppiamento di tipo a baionetta) tra detti componenti. Inoltre, la piastra 10 ed il corpo esterno 20 potrebbero anche essere fissati tra di loro in quanto realizzati in un corpo unico, anche se tale forma realizzativa risulta essere sconveniente in quanto eccessivamente costosa e di difficile realizzazione.

Secondo una forma realizzativa preferita, detto corpo esterno 20 presenta una forma tubolare e cilindrica, in quanto tale forma cilindrica ? facilmente producibile (ad esempio, tramite tornitura) e non presenta intagli geometrici che possono rappresentare punti di concentrazione degli sforzi. In tale ambito, la piastra 10 presenta una forma sostanzialmente circolare quando vista in pianta, vale a dire una forma sostanzialmente corrispondente a quella dell?estremit? superiore 20A del corpo esterno 20, a cui detta piastra 10 ? fissata. Tuttavia, ? evidente che la forma del corpo esterno 20 (e conseguentemente, anche quella della piastra 10) pu? anche essere differente, come ad esempio una forma prismatica e tale da presentare un foro o una cavit? lungo il suo sviluppo longitudinale.

Il dispositivo 1 secondo la presente invenzione comprende un corpo interno 30 posizionato all?interno del corpo esterno 20, in cui detto corpo interno 30 ? accoppiato al corpo esterno 20 mediante mezzi di accoppiamento che permettono al corpo interno 30 di effettuare un movimento rettilineo e sostanzialmente coassiale rispetto al corpo esterno 20, ed in cui una porzione superiore 31 del corpo interno 30 ? posizionata in corrispondenza del foro 11 della piastra 10. In sostanza, in una condizione operativa del dispositivo 1 secondo la presente invenzione (vale a dire, in una condizione in cui il dispositivo 1 viene utilizzato per misurare la cedevolezza Cf di un durometro) la porzione superiore 31 del corpo interno 30 ? posizionata inferiormente al foro 11 della piastra 10. Preferibilmente, l?accoppiamento tra il corpo esterno 20 ed il corpo interno 30 ? realizzato in modo tale da lasciare un gioco tra una superficie inferiore 10B della piastra 10 e la porzione superiore 31 del corpo interno 30.

Nella forma realizzativa mostrata nelle figure allegate, il corpo interno 30 presenta una forma sostanzialmente cilindrica, in particolare detto corpo interno 30 essendo dotato di un asse longitudinale che sostanzialmente coincide con un asse longitudinale del corpo esterno 20 (detti assi longitudinali non essendo mostrati nelle figure allegate); in tale ambito, preferibilmente il centro del foro 11 della piastra 10 giace sull?asse longitudinale del corpo esterno 20 e del corpo interno 30.

Il dispositivo 1 secondo la presente invenzione comprende poi un bottone di prova 50, sostituibile, dotato di una parete superiore 51, in particolare costituita da una superficie piana, atta a ricevere la punta (o la zona di contatto) del penetratore 2, detto bottone di prova 50 essendo posizionato nel foro 11 della piastra 10 in modo tale per cui detta parete superiore 51 ? posizionata a filo con la superficie superiore 10A della piastra 10 ed in modo tale per cui una parete inferiore 52 di detto bottone di prova 50 si appoggia sulla porzione superiore 31 del corpo interno 30.

In tale ambito, il corpo esterno 20 del dispositivo 1 comprende una estremit? inferiore 20B atta a poggiare su un piano superiore del piano di appoggio o dell?incudine 4 del durometro, in particolare il corpo esterno 20 essendo posizionato su detto piano di appoggio o incudine 4 in modo tale per cui il penetratore 2 del durometro ? posizionato in corrispondenza del bottone di prova 50 e/o del foro 11 della piastra 10 (o superiormente a tali elementi).

A tal proposito si noti che, siccome la valutazione della cedevolezza Cf del durometro secondo la presente invenzione viene effettuata utilizzando il penetratore 2 proprio del durometro (che potrebbe dare un contributo importante alla cedevolezza Cf), ? necessaria l?adozione di bottoni di prova 50 sostituibili o intercambiabili, perch? nel corso della prova il penetratore 2 former? un?impronta sulla superficie a cui ? applicato; ? dunque evidente che tale superficie non pu? essere costituita da una superficie fissa o non sostituibile del dispositivo 1 oggetto della presente invenzione, perch? altrimenti si genererebbero degli errori nella valutazione della cedevolezza Cf.

In tale ambito, l?intercambiabilit? dei bottoni di prova 50 implica il passaggio della forza tra due superfici a contatto, vale a dire tra la parete inferiore 52 del bottone di prova 50 e la porzione superiore 31 del corpo interno 30; ci? genera inevitabilmente un problema di possibili spostamenti spuri tra le suddette due superfici a contatto, che indurrebbero un errore nella misura dello spostamento. Di conseguenza, la parete inferiore 52 del bottone di prova 50 e la porzione superiore 31 del corpo interno 30 sono realizzate in modo tale da realizzare un accoppiamento di tipo conico (ad esempio, di tipo ASME) oppure in modo tale da realizzare un appoggio isostatico al fine di ridurre o eliminare i suddetti possibili spostamenti spuri tra le loro superfici a contatto.

Preferibilmente, il bottone di prova 50 ? realizzato con un materiale ad elevata durezza, come ad esempio in carburo di tungsteno, in modo tale da rendere trascurabile la sua cedevolezza nell?ambito della misurazione della cedevolezza Cf di un durometro in accordo con la presente invenzione.

Il dispositivo 1 secondo la presente invenzione comprende poi almeno un sensore di misurazione associato ad una unit? di controllo (non mostrati nelle figure allegate) per fornire, con la misura del primo valore di spostamento hi fatta dal durometro, la misura di un secondo valore di spostamento he del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20, prodotto dalla forza F applicata al penetratore 2 (e quindi per misurare lo spostamento del penetratore 2 nelle reali condizioni di carico, in particolare al fine di realizzare una taratura completa di un durometro che comprende detto penetratore 2).

Si noti che il fatto di denominare come ?primo? il valore di spostamento hi della punta del penetratore 2 e come ?secondo? il valore di spostamento he del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20 non devono essere considerate come indicazioni di tipo temporale, ma servono solamente a meglio identificare tali differenti valori di spostamento. Ad esempio, siccome detto primo valore di spostamento hi rappresenta la misura dello spostamento della punta del penetratore 2, esso potrebbe anche essere definito come ?misura durometro hi?; per quanto riguarda invece il secondo valore di spostamento he, siccome esso rappresenta la misura dello spostamento del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20 del dispositivo 1, esso potrebbe anche essere definito come ?misura dispositivo he?.

In tale ambito, la cedevolezza Cf del durometro ? determinata mediante la valutazione del rapporto tra:

- la differenza tra il primo valore di spostamento hi (o ?misura durometro hi?) del penetratore 2, rilevato dai mezzi di misurazione e dai mezzi di elaborazione del durometro, ed il secondo valore di spostamento he (o ?misura dispositivo he?) del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20, rilevato dal sensore di misurazione associato all?unit? di controllo del dispositivo 1, e - la forza di prova F.

In accordo con la presente invenzione, la cedevolezza Cf del durometro pu? dunque essere espressa mediante la seguente formula:

Cf = (hi ? he) / F.

Oppure il suo effetto pu? essere eliminato correggendo l?indicazione della misura durometro hi dall?errore sistematico es dato dalla formula:

es = hi ? he.

Da notare che i mezzi di elaborazione del durometro e l?unit? di controllo del dispositivo 1 sono stati descritti come componenti separati tra di loro; in tale ottica, essi possono essere realizzati in modo tale da dialogare tra di loro, indifferentemente mediante una connessione cablata o di tipo senza fili (o ?wireless?). Tuttavia, anche se il dispositivo 1 deve essere considerato come uno strumento di taratura che non ha collegamenti sostanziali con lo strumento che deve essere tarato (vale a dire, con un durometro), ? anche possibile immaginare una forma realizzativa della presente invenzione in cui detti mezzi di elaborazione e detta unit? di controllo possono essere costituiti da un?unica unit? di controllo (che pu? anche essere definita come ?unit? di controllo principale?), in particolare associata ai mezzi di azionamento ed ai mezzi di misurazione del durometro ed anche ad almeno un sensore di misurazione del dispositivo 1 per comandare l?applicazione delle forze F di controllo, acquisire dal durometro la misura durometro hi e dal dispositivo 1 la misura dispositivo he e svolgere i calcoli della caratteristica di cedevolezza Cf.

In tale ambito ? necessario notare che la cedevolezza Cf del durometro (o la correzione dell?indicazione della misura durometro hi dall?errore sistematico es) pu? essere determinata:

- dai mezzi di elaborazione del durometro e/o dall?unit? di controllo del dispositivo 1 (alternativamente o congiuntamente tra di loro, ad esempio nel caso in cui i mezzi di elaborazione e l?unit? di controllo siano costituiti da un?unica unit? di controllo o siano realizzati in modo tale da dialogare tra di loro), oppure

- da una ulteriore unit? di controllo, vale a dire da una unit? di controllo terza rispetto ai mezzi di elaborazione del durometro ed all?unit? di controllo del dispositivo 1, oppure

- manualmente (ad esempio, da parte di un operatore) sulla base delle letture separate della forza F, della misura durometro hi e della misura dispositivo he.

In accordo con una forma di realizzazione preferita, detti mezzi di accoppiamento comprendono una pluralit? di lamine 40 che si dipartono da detto corpo interno 30 e che si accoppiano ad una parete interna 21 del corpo esterno 20.

In tale forma di realizzazione preferita, il sensore di misurazione del dispositivo 1 comprende almeno un estensimetro elettrico a resistenza associato ad almeno una lamina 40 per misurare lo spostamento di detta almeno una lamina 40 (e, di conseguenza, per misurare lo spostamento del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20); preferibilmente, soprattutto al fine di ottenere l?accuratezza necessaria, il sensore di misurazione del dispositivo 1 comprende almeno una coppia di estensimetri, in cui ogni estensimetro ? associato ad una rispettiva lamina 40. In sostanza, il dispositivo 1 secondo la presente invenzione comprende almeno un ponte estensimetrico completo, in cui ogni estensimetro ? associato in modo opportuno alle diverse lamine 40.

A tal proposito si noti infatti che, considerando le equazioni che descrivono lo spostamento (freccia f) e la deformazione (?) di almeno una di dette lamine elastiche 40:

si vede che la relazione tra lo spostamento (freccia f) e la deformazione (?) ? lineare:

Di conseguenza, misurando la deformazione della lamina 40 elastica con almeno un estensimetro elettrico a resistenza e la necessaria strumentazione di gestione della sua uscita si pu? ottenere una misura dello spostamento f di detta lamina elastica 40 (e, di conseguenza, una misura dello spostamento del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20).

Nella forma realizzativa preferita descritta in precedenza e mostrata nelle figure allegate, ogni lamina 40 ? una sorta di cerniera elastica a cui pu? essere affidato sia il compito di guida del movimento rettilineo e sostanzialmente coassiale del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20, sia quello di misura dello spostamento del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20. Inoltre, tale forma realizzativa risulta essere particolarmente adatta per misurare la cedevolezza Cf di un durometro che abbia uno spazio di prova limitato, dal momento che essa permette di realizzare un dispositivo 1 avente una altezza limitata.

? tuttavia evidente che detti mezzi di accoppiamento possono essere realizzati in modo differente e possono, ad esempio, comprendere un canotto a circolazione di sfere, una guida mediante cuscinetti a sfera o altri sistemi analoghi.

In tale ambito, anche il sensore di misurazione del dispositivo 1 pu? essere realizzato in modo differente, ad esempio potendo comprendere almeno un trasduttore di spostamento lineare (noto anche come LVDT, vale a dire ?Linear Variable Displacement Transducer?, o con sistemi a riga ottica o con trasduttori piezoelettrici, ecc.) per misurare lo spostamento del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20; anche se tali trasduttori hanno una lunghezza o altezza di alcune decine di millimetri e, conseguentemente, imporrebbero di aumentare l?ingombro del dispositivo 1 secondo la presente invenzione, essi permettono comunque di ottenere una misurazione efficace e possono dunque essere considerati adatti ad essere implementati nel dispositivo 1 secondo la presente invenzione al fine di misurare la cedevolezza Cf di un durometro.

Tornando alla descrizione della forma di realizzazione preferita, vale a dire quella in cui mezzi di accoppiamento comprendono una pluralit? di lamine 40, come si pu? notare dalla Fig.1B (in cui la piastra 10 ? rappresentata come se fosse sostanzialmente trasparente, al fine di visualizzare i componenti del dispositivo 1 che si trovano nel corpo esterno 20) e dalle Fig.2A e 2B, preferibilmente detta pluralit? di lamine 40 comprende due ordini sovrapposti di lamine 40 per garantire una traslazione assiale del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20, in cui ogni ordine comprende tre lamine 40 sostanzialmente equi-spaziate tra di loro (vale a dire, spaziate tra di loro di 120?) ed in cui le lamine 40 del primo ordine sono sfasate di circa 60? rispetto alle lamine 40 del secondo ordine. Tale forma realizzativa permette di vincolare gli spostamenti spuri del cilindro interno 30, e quindi permette di assorbire eventuali componenti spurie Forza-Momento; oltre a ci?, tale architettura permette semplici ed economiche lavorazioni a macchina utensile per la realizzazione del dispositivo 1 secondo la presente invenzione.

Dalla precedente descrizione emergono in modo evidente le caratteristiche del sistema 100 e del dispositivo 1 secondo la presente invenzione, il cui schema funzionale pu? essere riassunto come segue.

La piastra 10, in particolare la superficie superiore 10A di detta piastra 10, realizza una superficie di riferimento, sulla quale si appoggia (quando presente) il nottolino di zero 3 di un durometro; direttamente collegata con tale superficie di riferimento vi ? la parte fissa del dispositivo 1 (vale a dire il corpo esterno 20) che viene appoggiata all?incudine 4 di un durometro (che fa da riferimento in assenza del nottolino di zero 3), mentre la parte mobile del dispositivo 1 (vale a dire il corpo interno 30, il bottone di prova 50 che poggia sul corpo interno 30 e le lamine 40 che uniscono il corpo interno 30 al corpo esterno 20) ? direttamente collegata con la punta del penetratore 2 del durometro. Di conseguenza, mediante tale schema, si misura lo spostamento della parte mobile del dispositivo 1 (quindi, in condizioni di penetrazione assestata con un precarico corrispondente al massimo della scala che si vuole testare, lo spostamento reale della punta del penetratore 2) mediante almeno un sensore di misurazione associato ad una unit? di controllo del dispositivo 1. Ad esempio, detto almeno un sensore di misurazione pu? comprendere almeno un estensimetro elettrico a resistenza associato ad almeno una lamina 40 (preferibilmente, il sensore di misurazione comprende almeno una coppia di estensimetri, in cui ogni estensimetro ? associato ad una rispettiva lamina 40, oppure il sensore di misurazione comprende almeno un ponte estensimetrico completo, in cui ogni estensimetro ? associato in modo opportuno alle diverse lamine 40) per misurare lo spostamento di detta almeno una lamina 40 e, di conseguenza, per misurare anche lo spostamento del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20 (vale a dire, la misura dispositivo he); in alternativa, detto almeno un sensore di misurazione pu? comprendere almeno un trasduttore di spostamento lineare per misurare in modo diretto lo spostamento del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20 (vale a dire, la misura dispositivo he).

? dunque evidente che il dispositivo 1 secondo la presente invenzione permette di disaccoppiare il percorso di trasmissione della forza da quello di misura dello spostamento, in modo da poter misurare lo spostamento della punta del penetratore 2 escludendo gli errori legati alle deformazioni elastiche ed all?assestamento delle zone di accoppiamento tra le parti che trasmettono la forza per contatto, sempre presenti nei meccanismi dei durometri.

Il dispositivo 1 secondo la presente invenzione risulta essere di facile realizzazione, in particolare mediante una lavorazione di precisione per asportazione di truciolo tradizionale, e pu? essere utilizzato per la taratura di qualsiasi durometro gi? disponibile sul mercato in modo tale da caratterizzarne puntualmente gli errori sistematici dovuti alla sua cedevolezza.

Il dispositivo 1 secondo la presente invenzione risulta essere adatto ad implementare caratteristiche metrologiche adeguate, ? tale da permettere la caratterizzazione anche di Macchine Campione Primario, stabilendo una effettiva riferibilit? alla catena metrologica; inoltre, il dispositivo 1 ? capace, almeno in termini di risoluzione, di caratterizzare non solo la cedevolezza della struttura dei durometri in campo macro, ma anche in campo micro e nano.

Il dispositivo 1 secondo la presente invenzione comprende inoltre un fondo 60 fissato al corpo esterno 20 inferiormente rispetto al corpo interno 30 ed atto a costituire un elemento di fine corsa di detto corpo interno 30 (in particolare, per evitare il sovraccarico delle lamine 40 nella forma realizzativa preferita mostrata nelle figure allegate, vale a dire per limitare lo spostamento del corpo interno 30 fino al massimo valore considerato di sicurezza per le lamine 40).

Preferibilmente, il fondo 60 comprende una porzione centrale 61 ed una porzione periferica 62, in particolare detta porzione centrale 61 presentando una altezza maggiore rispetto alla porzione periferica 62 ed una larghezza (o un diametro) sostanzialmente corrispondente a quello di una porzione inferiore 32 del cilindro interno 30 (come si pu? notare soprattutto dalle figure 2A e 2B). Da notare che l?accoppiamento tra il corpo esterno 20 ed il corpo interno 30 ? realizzato in modo tale da lasciare un gioco tra una porzione inferiore 32 del corpo interno 30 e la porzione centrale 61 del fondo 60, che consenta di limitare lo spostamento del corpo interno 30, e quindi la flessione delle lamine 40, entro limiti di sicurezza.

Inoltre, la porzione periferica 62 di detto fondo 60 e la parete interna 21 del corpo esterno 20 sono dotati di rispettive filettature per permettere il loro accoppiamento. A tal proposito, si noti che il fondo 60 ? accoppiato al corpo esterno 20 in modo tale da non essere allo stesso livello di una estremit? inferiore 20B del corpo esterno 20; in sostanza, il fondo 60 ? accoppiato al corpo esterno 20 in modo tale da essere posizionato all?interno di detto corpo esterno 20 e ad una determinata distanza dall?estremit? inferiore 20B del corpo esterno 20 (come mostrato nelle figure 2A e 2B).

Si noti dunque che il dispositivo 1 secondo la presente invenzione comprende due superfici di riferimento utilizzabili per la misurazione del secondo valore di spostamento he (o ?misura dispositivo he?), in cui una prima superficie di riferimento ? costituita dalla superficie superiore 10A della piastra 10 per la taratura di durometri dotati di un nottolino di zero 3, ed in cui una seconda superficie di riferimento ? costituita dall?estremit? inferiore 20B del corpo esterno 20 per la taratura di durometri che hanno come superficie di zero il piano superiore dell?incudine 4. Inoltre, detto piano superiore dell?incudine 4 viene a sua volta normalmente utilizzato nei durometri noti allo stato dell?arte (ad esempio nel caso di durometri che non sono dotati di nottolino di zero) come superficie di riferimento, in particolare per la misurazione del primo valore di spostamento hi (o ?misura durometro hi?).

Le lamine 40, precedentemente descritte ed oggetto della forma di realizzazione preferita del dispositivo 1 secondo la presente invenzione, sono dimensionate per subire la loro deformazione massima di sicurezza ad una data forza F applicata. Una realizzazione preferita sceglie la forza F applicata corrispondente al fondo scala pi? basso della categoria di durometri che si intende tarare (il dimensionamento delle lamine 40, chiaramente, deve essere differente negli ambiti macro, micro e nano). Tuttavia, ? noto che i durometri, pur avendo un fondo scala dello spostamento quasi costante, possono operare con scale di forza di diversa entit?; di conseguenza, per consentire l?utilizzo del dispositivo 1 secondo la presente invenzione per carichi superiori a quelli della scala pi? bassa, si deve poter modificare la rigidezza del dispositivo 1. A tale scopo, il dispositivo 1 comprende un elemento elastico 70, intercambiabile secondo il carico massimo che debba essere applicato di volta in volta, interposto tra il cilindro interno 30 ed il fondo 60; in tale ambito, la scelta di opportuni elementi elastici 70 di differente rigidezza, posti di volta in volta tra il cilindro interno 30 ed il fondo 60, permette di adattare il dispositivo 1 alle diverse scale di forze presenti nei durometri.

Secondo una forma realizzativa preferita, detto elemento elastico 70 comprende una molla, in particolare di tipo elicoidale, preferibilmente alloggiata in una apposita sede di centraggio 71 ricavata nel fondo 60 e/o nella porzione inferiore 32 del corpo interno 30.

? dunque evidente che il dispositivo 1 secondo la presente invenzione ? concepito in modo tale da poter essere utilizzato per tutte le scale di durezze basate sulla misura della profondit? di penetrazione.

Qui di seguito viene descritto un metodo per misurare la cedevolezza Cf di un durometro mediante il dispositivo 1 precedentemente descritto.

Il metodo secondo la presente invenzione comprende i seguenti passi: a) attivare, in particolare mediante mezzi di elaborazione di un durometro, mezzi di azionamento di detto durometro in modo tale da applicare una forza F (che pu? anche essere definita forza F ?di prova?) ad un penetratore 2 atta ad ottenere almeno una impronta sul bottone di prova 50 del dispositivo 1;

b) misurare, in particolare mediante mezzi di misurazione associati a detti mezzi di elaborazione del durometro, almeno un primo valore di spostamento hi (spostamento che pu? anche essere definito ?misura durometro hi?) indicativo dello spostamento di una punta di detto penetratore 2 prodotto da detta forza F applicata al penetratore 2;

c) fornire la misura, in particolare mediante detto sensore di misurazione associato all?unit? di controllo del dispositivo 1, di almeno un secondo valore di spostamento he (spostamento che pu? anche essere definito ?misura dispositivo he?) del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20 di detto dispositivo 1, in particolare detto secondo valore di spostamento he essendo prodotto da detta forza F applicata al penetratore 2;

d) determinare la cedevolezza Cf del durometro mediante la valutazione del rapporto tra:

- la differenza tra detto primo valore di spostamento hi del penetratore 2 (rilevato dai mezzi di misurazione e dai mezzi di elaborazione del durometro) e detto secondo valore di spostamento he del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20 (rilevato dal sensore di misurazione e dall?unit? di controllo del dispositivo) e

- la forza F applicata al penetratore 2.

In sostanza, durante e mediante il passo d) si determinano la cedevolezza Cf e l?errore sistematico es del durometro in prova mediante le seguenti formule:

Da notare che i suddetti passi b) e c) possono essere realizzati sostanzialmente in modo contemporaneo; di conseguenza, si ribadisce che il fatto di denominare come ?primo? il valore di spostamento hi della punta del penetratore 2 e come ?secondo? il valore di spostamento he del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20 non devono essere considerate come indicazioni di tipo temporale, ma servono solamente a meglio identificare tali differenti valori di spostamento. Inoltre, i passi b) e c) possono essere realizzati considerando come superficie di riferimento (o superficie di zero) per la misurazione del primo valore di spostamento hi (o misura durometro hi) il nottolino di zero 3 o il piano superiore dell?incudine 4; per quanto riguarda il secondo valore di spostamento he (o misura dispositivo he), possono essere considerati come superficie di riferimento (o superficie di zero) il nottolino di zero 3 e/o la superficie superiore 10A della piastra 10 per la taratura di durometri dotati di un nottolino di zero 3 e l?estremit? inferiore 20B del corpo esterno 20 per la taratura di durometri che non sono dotati di nottolino di zero 3 e che hanno come superficie di zero il piano superiore dell?incudine 4.

In una forma di realizzazione, detto passo a) ? realizzato mediante una attivazione continua di detti mezzi di azionamento per ottenere un ciclo continuo di carico del penetratore 2 ed effettuare una registrazione isocrona del primo valore di spostamento hi (o misura durometro hi) del penetratore 2 e del secondo valore di spostamento he (o misura dispositivo he) del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20.

In alternativa, detto passo a) ? realizzato mediante una attivazione discontinua di detti mezzi di azionamento per ottenere diversi valori di carico del penetratore 2 ed effettuare una registrazione, per ogni valore della forza F, dei valori di spostamento hi ed he del penetratore 2, in modo da poter fare i calcoli dell?errore sistematico es e della cedevolezza Cf fuori linea.

In una forma di realizzazione preferita, detto passo a) ? preceduto da un passo a-1) di effettuare una serie di attivazioni consecutive dei mezzi di azionamento del durometro al fine di ottenere serie di impronte sul bottone di prova 50 da un carico minimo, tale da garantire un contatto tra penetratore 2 ed il bottone di prova 50, ad un carico massimo uguale alla forza F o, preferibilmente, superiore ad essa di circa il 10% fino ad ottenere valori di spostamento hi, he sensibilmente costanti al ritorno al carico minimo.

In sostanza, il passo a-1) viene preferibilmente realizzato mediante il seguente ciclo di carico:

- attivare, in particolare mediante i mezzi di elaborazione del durometro in prova, i mezzi di azionamento di detto durometro in modo tale da applicare al penetratore 2 una forza FM massima della scala esaminata per ottenere una impronta sul bottone di prova 50,

- ritornare ad una forza Fo prossima a 0 (zero) senza staccare il penetratore 2 dall?impronta,

- prendere nota della corrispondente indicazione di spostamento he0 data dal sistema 100,

- ripetere questo ciclo di carico finch? la differenza di he0 rispetto al ciclo precedente sia trascurabile. In tale condizione il bottone di prova 50 e l?impronta sono assestati e non producono pi? spostamenti quando sottoposti al ciclo di carico.

Detto passo a-1) permette dunque di stabilizzare il contatto tra la parete inferiore 52 del bottone di prova 50 e la porzione superiore 31 del corpo interno 30 (ed anche tra la parete superiore 51 del bottone di prova 50 e la punta del penetratore 2).

Inoltre, detto passo a-1) ? preferibilmente preceduto dai seguenti passi:

- un passo a-2) di posizionare un elemento elastico 70 tra un fondo 60 del dispositivo 1 ed una porzione inferiore 32 del corpo interno 30, in particolare detto elemento elastico 70 essendo dotato di una rigidezza adatta alla forza F da testare;

- un passo a-3) di inserire un nuovo bottone di prova 50 nel foro 11 della piastra 10, in particolare tale inserimento dovendo essere effettuato in modo tale per cui una parete superiore 51 (costituita da una superficie piana) del bottone di prova 50 sia posizionata a filo con una superficie superiore 10A della piastra 10 ed in modo tale per cui una parete inferiore 52 di detto bottone di prova 50 si appoggi sulla porzione superiore 31 del corpo interno 30.

Da notare che detti passi a-2) ed a-3) possono essere realizzati anche in modo sostanzialmente contemporaneo, oppure un passo pu? essere realizzato prima dell?altro.

? evidente che tutti i suddetti passi da a) a d) (ed eventualmente anche i passi da a-1) ad a-3), quando presenti), sono preceduti da un passo 0) di posizionare il dispositivo 1 su un piano di appoggio o una incudine 4 del durometro, tale posizionamento essendo realizzato in modo tale per cui una estremit? inferiore 20B del corpo esterno 20 del dispositivo 1 poggia su un piano superiore del piano di appoggio o dell?incudine 4 ed il penetratore 2 del durometro ? posizionato in corrispondenza del bottone di prova 50 e/o del foro 11 della piastra 10 (o superiormente a tali elementi); tale posizionamento permette, in particolare a seguito dell?attivazione dei mezzi di azionamento del durometro di cui al passo a), di ottenere almeno una impronta su detto bottone di prova 50 come conseguenza della forza F applicata al penetratore 2.

Per quanto riguarda poi il passo c) esso pu? essere realizzato mediante la realizzazione dei mezzi di accoppiamento in modo tale da comprendere una pluralit? di lamine 40 e mediante la misurazione dello spostamento di almeno una lamina 40 effettuata da almeno un estensimetro elettrico a resistenza associato a detta almeno una lamina 40. Preferibilmente, soprattutto al fine di ottenere l?accuratezza necessaria, detto passo c) viene realizzato mediante un sensore di misurazione del dispositivo 1 comprendente almeno una coppia di estensimetri, in cui ogni estensimetro ? associato ad una rispettiva lamina 40. In sostanza, detto sensore di misurazione comprende almeno un ponte estensimetrico completo, in cui ogni estensimetro ? associato in modo opportuno alle diverse lamine 40.

In alternativa, detto passo c) pu? essere realizzato mediante la misurazione dello spostamento del corpo interno 30 rispetto al corpo esterno 20 effettuata da almeno un trasduttore di spostamento lineare (noto anche come LVDT, vale a dire ?Linear Variable Displacement Transducer?, o con sistemi a riga ottica o con trasduttori piezoelettrici, ecc.).

Dalla descrizione effettuata risultano dunque evidenti le caratteristiche del sistema 100, del dispositivo 1 e del relativo metodo per la misurazione della cedevolezza Cf di un durometro secondo la presente invenzione, cos? come chiari risultano i loro vantaggi.

Infatti, le particolari previsioni del sistema 100, del dispositivo 1 e del metodo per la misurazione della cedevolezza Cf di un durometro secondo la presente invenzione forniscono una misura di riferimento, effettuata con sistema con percorso di trasmissione della forza e di quello di misura dello spostamento sostanzialmente disaccoppiati, quindi esenti dall?errore dovuto alla cedevolezza Cf, in modo da poter correggere la misura durometro hi, (vale a dire, la misura fatta da un durometro), in cui gli errori legati alle deformazioni elastiche ed all?assestamento delle zone di accoppiamento tra le parti che trasmettono la forza per contatto sono sempre presenti.

In tale ambito, il dispositivo 1 secondo la presente invenzione risulta essere di facile realizzazione, in particolare mediante una lavorazione di precisione per asportazione di truciolo tradizionale, e pu? essere utilizzato per la taratura di qualsiasi durometro gi? disponibile sul mercato in modo tale da caratterizzarne puntualmente gli errori sistematici dovuti alla sua cedevolezza Cf.

Il dispositivo 1, il sistema 100 ed il metodo secondo la presente invenzione risultano essere adatti ad implementare caratteristiche metrologiche adeguate e sono tali da permettere anche la caratterizzazione anche Macchine Campione Primario, stabilendo una effettiva riferibilit? alla catena metrologica; inoltre, il dispositivo 1 ed il sistema 100 sono capaci, almeno in termini di risoluzione, di caratterizzare non solo la cedevolezza Cf della struttura dei durometri per il campo macro, ma anche in campo micro e nano.

Le particolari previsioni del fondo 60 e dell?elemento elastico 70 consentono l?utilizzo del dispositivo 1 secondo la presente invenzione per carichi diversi, in quanto permettono di adattare il dispositivo 1 alle eventuali diverse forze applicate dai durometri, evitando al contempo il sovraccarico delle lamine 40 mediante una limitazione dello spostamento del corpo interno 30 fino ad un valore massimo considerato di sicurezza per le lamine 40.

Numerose sono le varianti possibili al sistema 100, al dispositivo 1 ed al metodo descritti come esempio, senza per questo uscire dai principi di novit? insiti nell?idea inventiva, cos? come ? chiaro che nella sua attuazione pratica le forme dei dettagli illustrati potranno essere diverse, e gli stessi potranno essere sostituiti con degli elementi tecnicamente equivalenti.

Dunque, ? facilmente comprensibile che la presente invenzione non ? limitata al sistema 100, al dispositivo 1 ed al metodo precedentemente descritti, ma ? passibile di varie modificazioni, perfezionamenti, sostituzioni di parti ed elementi equivalenti senza per? allontanarsi dall?idea dell?invenzione, cos? come ? precisato meglio nelle seguenti rivendicazioni.

Claims (33)

RIVENDICAZIONI

1. Sistema (100) per misurare la cedevolezza (Cf) di un durometro, detto sistema (100) comprendendo un durometro dotato di un penetratore (2), di mezzi di azionamento per applicare una forza (F) a detto penetratore (2) e di mezzi di misurazione associati a mezzi di elaborazione per ottenere, per ogni forza (F) applicata al penetratore (2), la misura di almeno un primo valore di spostamento (hi) indicativo dello spostamento di una punta di detto penetratore (2), detto sistema (100) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo (1) comprendente:

- una piastra (10) dotata di un foro (11), in particolare detto foro (11) essendo posizionato sostanzialmente al centro di detta piastra (10);

- un corpo esterno (20) avente una forma sostanzialmente tubolare, in cui detta piastra (10) ? fissata ad una estremit? superiore (20A) di detto corpo esterno (20);

- un corpo interno (30) posizionato all?interno del corpo esterno (20), in cui detto corpo interno (30) ? accoppiato al corpo esterno (20) mediante mezzi di accoppiamento che permettono al corpo interno (30) di effettuare un movimento rettilineo e sostanzialmente coassiale rispetto al corpo esterno (20), ed in cui una porzione superiore (31) del corpo interno (30) ? posizionata in corrispondenza del foro (11) della piastra (10);

- un bottone di prova (50) sostituibile e dotato di una parete superiore (51), in particolare costituita da una superficie piana, atta a ricevere una punta del penetratore (2) del durometro, detto bottone di prova (50) essendo posizionato nel foro (11) della piastra (10) in modo tale per cui detta parete superiore (51) ? posizionata a filo con una superficie superiore (10A) della piastra (10) ed in modo tale per cui una parete inferiore (52) di detto bottone di prova (50) si appoggia sulla porzione superiore (31) del corpo interno (30);

- almeno un sensore di misurazione associato ad una unit? di controllo per fornire la misura di almeno un secondo valore di spostamento (he) del corpo interno (30) rispetto al corpo esterno (20), in particolare detto secondo valore di spostamento (he) essendo prodotto da detta forza (F) applicata al penetratore (2),

in cui la cedevolezza (Cf) del durometro ? determinata mediante la valutazione del rapporto tra:

- la differenza tra detto primo valore di spostamento (hi) del penetratore (2), rilevato dai mezzi di misurazione e dai mezzi di elaborazione del durometro, e detto secondo valore di spostamento (he) del corpo interno (30) rispetto al corpo esterno (20), rilevato dal sensore di misurazione e dall?unit? di controllo del dispositivo (1), e

- la forza (F) applicata al penetratore (2).

2. Sistema (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la parete inferiore (52) del bottone di prova (50) e la porzione superiore (31) del corpo interno (30) sono realizzate in modo tale da realizzare un accoppiamento di tipo conico.

3. Sistema (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la parete inferiore (52) del bottone di prova (50) e la porzione superiore (31) del corpo interno (30) sono realizzate in modo tale da realizzare un appoggio isostatico.

4. Sistema (100) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il bottone di prova (50) ? realizzato con un materiale ad elevata durezza.

5. Sistema (100) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accoppiamento comprendono una pluralit? di lamine (40) che si dipartono da detto corpo interno (30) e che si accoppiano ad una parete interna (21) del corpo esterno (20).

6. Sistema (100) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto almeno un sensore di misurazione comprende almeno un estensimetro elettrico a resistenza associato ad almeno una lamina (40) per misurare lo spostamento di detta almeno una lamina (40), in cui detto spostamento della lamina (40) corrisponde a detto secondo valore di spostamento (he).

7. Sistema (100) secondo una o pi? delle rivendicazioni dalla 1 alla 4, caratterizzato dal fatto che detto almeno un sensore di misurazione comprende almeno un trasduttore di spostamento lineare per misurare detto secondo valore di spostamento (he) del corpo interno (30) rispetto al corpo esterno (20).

8. Sistema (100) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta pluralit? di lamine (40) comprende due ordini sovrapposti di lamine (40) per garantire una traslazione assiale del corpo interno (30) rispetto al corpo esterno (20).

9. Sistema (100) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che ogni ordine di lamine (40) comprende tre lamine (40) sostanzialmente equi-spaziate tra di loro, in particolare le lamine (40) del primo ordine essendo sfasate di circa 60? rispetto alle lamine (40) del secondo ordine.

10. Sistema (100) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (1) comprende un fondo (60) fissato al corpo esterno (20) inferiormente rispetto al corpo interno (30) ed atto a costituire un elemento di fine corsa di detto corpo interno (30).

11. Sistema (100) secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (1) comprende un elemento elastico (70) interposto tra il cilindro interno (30) ed il fondo (60).

12. Sistema (100) secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto elemento elastico (70) comprende una molla, in particolare di tipo elicoidale ed alloggiata in una apposita sede di centraggio (71) ricavata nel fondo (60) e/o nella porzione inferiore (32) del corpo interno (30).

13. Sistema (100) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (1) comprende due superfici di riferimento utilizzabili per la misurazione del secondo valore di spostamento (he), in cui una prima superficie di riferimento ? costituita dalla superficie superiore (10A) della piastra (10) per la taratura di durometri dotati di un nottolino di zero (3), ed in cui una seconda superficie di riferimento ? costituita dall?estremit? inferiore (20B) del corpo esterno (20) per tarare i durometri che hanno come superficie di zero il piano superiore di una incudine (4).

14. Metodo per misurare la cedevolezza (Cf) di un durometro mediante un dispositivo (1) comprendente:

- una piastra (10) dotata di un foro (11), in particolare detto foro (11) essendo posizionato sostanzialmente al centro di detta piastra (10);

- un corpo esterno (20) avente una forma sostanzialmente tubolare, in cui detta piastra (10) ? fissata ad una estremit? superiore (20A) di detto corpo esterno (20);

- un corpo interno (30) posizionato all?interno del corpo esterno (20), in cui detto corpo interno (30) ? accoppiato al corpo esterno (20) mediante mezzi di accoppiamento che permettono al corpo interno (30) di effettuare un movimento rettilineo e sostanzialmente coassiale rispetto al corpo esterno (20), ed in cui una porzione superiore (31) del corpo interno (30) ? posizionata in corrispondenza del foro (11) della piastra (10);

- un bottone di prova (50) sostituibile e dotato di una parete superiore (51), in particolare costituita da una superficie piana, atta a ricevere una punta di un penetratore (2) del durometro, detto bottone di prova (50) essendo posizionato nel foro (11) della piastra (10) in modo tale per cui detta parete superiore (51) ? posizionata a filo con una superficie superiore (10A) della piastra (10) ed in modo tale per cui una parete inferiore (52) di detto bottone di prova (50) si appoggia sulla porzione superiore (31) del corpo interno (30);

- almeno un sensore di misurazione associato ad una unit? di controllo per misurare un secondo valore di spostamento (he) del corpo interno (30) rispetto al corpo esterno (20),

detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere i seguenti passi: a) attivare, in particolare mediante mezzi di elaborazione di un durometro, mezzi di azionamento di detto durometro in modo tale da applicare una forza (F) ad un penetratore (2) atta ad ottenere almeno una impronta su detto bottone di prova (50);

b) misurare, in particolare mediante mezzi di misurazione associati a detti mezzi di elaborazione del durometro, almeno un primo valore di spostamento (hi) indicativo dello spostamento di una punta di detto penetratore (2), in particolare detto spostamento essendo prodotto da detta forza (F) applicata al penetratore (2);

c) fornire la misura, in particolare mediante detto sensore di misurazione associato all?unit? di controllo del dispositivo (1), di almeno un secondo valore di spostamento (he) del corpo interno (30) rispetto al corpo esterno (20) di detto dispositivo (1), in particolare detto secondo valore di spostamento (he) essendo prodotto da detta forza (F) applicata al penetratore (2);

d) determinare la cedevolezza (Cf) del durometro mediante la valutazione del rapporto tra:

- la differenza tra detto primo valore di spostamento (hi) del penetratore (2), rilevato dai mezzi di misurazione e dai mezzi di elaborazione del durometro, e detto secondo valore di spostamento (he) del corpo interno (30) rispetto al corpo esterno (20), rilevato dal sensore di misurazione e dall?unit? di controllo del dispositivo (1), e

- la forza (F) applicata al penetratore (2).

15. Metodo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che i passi b) e c) sono realizzati considerando come superficie di riferimento per la misurazione del primo valore di spostamento (hi) un nottolino di zero (3) del durometro e/o una superficie superiore (10A) della piastra (10), ed essendo considerati come superficie di riferimento per la misurazione del secondo valore di spostamento (he) la superficie superiore (10A) della piastra (10) e/o l?estremit? inferiore (20B) del corpo esterno (20).

16. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni 14 e 15, caratterizzato dal fatto che detto passo a) ? realizzato mediante una attivazione continua di detti mezzi di azionamento per ottenere un ciclo continuo di carico del penetratore (2) ed effettuare una registrazione isocrona del primo valore di spostamento (hi) e del secondo valore di spostamento (he).

17. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni 14 e 15, caratterizzato dal fatto che passo a) ? realizzato mediante una attivazione discontinua di detti mezzi di azionamento per ottenere diversi valori di carico del penetratore (2) ed effettuare una registrazione, per ogni valore della forza (F), dei valori di spostamento (hi, he) del penetratore (2), in particolare in modo da poter fare i calcoli della cedevolezza (Cf) fuori linea.

18. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni dalla 14 alla 17, caratterizzato dal fatto che detto passo a) ? preceduto da un passo a-1) di effettuare una serie di attivazioni consecutive dei mezzi di azionamento del durometro al fine di ottenere serie di impronte sul bottone di prova (50) da un carico minimo, tale da garantire un contatto tra penetratore (2) ed il bottone di prova (50), ad un carico massimo uguale alla forza (F) o, preferibilmente, superiore ad essa di circa il 10%, fino ad ottenere valori di spostamento (hi, he) sensibilmente costanti al ritorno al carico minimo.

19. Metodo secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che detto passo a-1) ? preceduto dai seguenti passi:

- un passo a-2) di posizionare un elemento elastico (70) tra un fondo (60) del dispositivo (1) ed una porzione inferiore (32) del corpo interno (30), in particolare detto elemento elastico (70) essendo dotato di una rigidezza adatta alla forza (F) da testare;

- un passo a-3) di inserire un nuovo bottone di prova (50) nel foro (11) della piastra (10).

20. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni dalla 14 alla 19, caratterizzato dal fatto che detto passo c) ? realizzato mediante la realizzazione di detti mezzi di accoppiamento in modo tale da comprendere una pluralit? di lamine (40) e mediante la misurazione dello spostamento di almeno una lamina (40) effettuata da almeno un estensimetro elettrico a resistenza associato a detta almeno una lamina (40).

21. Metodo secondo una o pi? delle rivendicazioni dalla 14 alla 19, caratterizzato dal fatto che detto passo c) ? realizzato mediante la misurazione dello spostamento del corpo interno (30) rispetto al corpo esterno (20) effettuata da almeno un trasduttore di spostamento lineare.

22. Dispositivo (1) atto ad essere accoppiato ad un durometro, in particolare per misurarne la cedevolezza (Cf), detto dispositivo (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere:

- una piastra (10) dotata di un foro (11), in particolare detto foro (11) essendo posizionato sostanzialmente al centro di detta piastra (10);

- un corpo esterno (20) avente una forma sostanzialmente tubolare, in cui detta piastra (10) ? fissata ad una estremit? superiore (20A) di detto corpo esterno (20);

- un corpo interno (30) posizionato all?interno del corpo esterno (20), in cui detto corpo interno (30) ? accoppiato ad una parete interna (21) del corpo esterno (20) mediante mezzi di accoppiamento che permettono al corpo interno (30) di effettuare un movimento rettilineo e sostanzialmente coassiale rispetto al corpo esterno (20), ed in cui una porzione superiore (31) del corpo interno (30) ? posizionata in corrispondenza del foro (11) della piastra (10);

- un bottone di prova (50) sostituibile e dotato di una parete superiore (51), in particolare costituita da una superficie piana, atta a ricevere una punta di un penetratore (2) del durometro, detto bottone di prova (50) essendo posizionato nel foro (11) della piastra (10) in modo tale per cui detta parete superiore (51) ? posizionata a filo con una superficie superiore (10A) della piastra (10) ed in modo tale per cui una parete inferiore (52) di detto bottone di prova (50) si appoggia sulla porzione superiore (31) del corpo interno (30);

- almeno un sensore di misurazione associato ad una unit? di controllo per fornire la misura di un valore di spostamento (he) del corpo interno (30) rispetto al corpo esterno (20), in particolare detto valore di spostamento (he) essendo prodotto da una forza (F) applicata ad un penetratore (2) del durometro.

23. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 22, caratterizzato dal fatto che la parete inferiore (52) del bottone di prova (50) e la porzione superiore (31) del corpo interno (30) sono realizzate in modo tale da realizzare un accoppiamento di tipo conico.

24. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 22, caratterizzato dal fatto che la parete inferiore (52) del bottone di prova (50) e la porzione superiore (31) del corpo interno (30) sono realizzate in modo tale da realizzare un appoggio isostatico.

25. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti dalla 22 alla 24, caratterizzato dal fatto che il bottone di prova (50) ? realizzato con un materiale ad elevata durezza.

26. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti dalla 22 alla 25, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di accoppiamento comprendono una pluralit? di lamine (40) che si dipartono da detto corpo interno (30) e che si accoppiano ad una parete interna (21) del corpo esterno (30), in cui detto almeno un sensore di misurazione comprende almeno un estensimetro elettrico a resistenza associato ad almeno una lamina (40) per misurare lo spostamento di detta almeno una lamina (40), in cui detto spostamento della lamina (40) corrisponde a detto valore di spostamento (he).

27. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni dalla 22 alla 25, caratterizzato dal fatto che detto almeno un sensore di misurazione comprende almeno un trasduttore di spostamento lineare per misurare detto valore di spostamento (he) del corpo interno (30) rispetto al corpo esterno (20).

28. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti dalla 22 alla 27, caratterizzato dal fatto che detta pluralit? di lamine (40) comprende due ordini sovrapposti di lamine (40) per garantire una traslazione assiale del corpo interno (30) rispetto al corpo esterno (20).

29. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 28, caratterizzato dal fatto che ogni ordine di lamine (40) comprende tre lamine (40) sostanzialmente equispaziate tra di loro, in particolare le lamine (40) del primo ordine essendo sfasate di circa 60? rispetto alle lamine (40) del secondo ordine.

30. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti dalla 22 alla 29, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (1) comprende un fondo (60) fissato al corpo esterno (20) inferiormente rispetto al corpo interno (30) ed atto a costituire un elemento di fine corsa di detto corpo interno (30).

31. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 30, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (1) comprende un elemento elastico (70) interposto tra il cilindro interno (30) ed il fondo (60).

32. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 31, caratterizzato dal fatto che detto elemento elastico (70) comprende una molla, in particolare di tipo elicoidale ed alloggiata in una apposita sede di centraggio (71) ricavata nel fondo (60) e/o nella porzione inferiore (32) del corpo interno (30).

33. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti dalla 22 alla 32, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo (1) comprende due superfici di riferimento utilizzabili per la misurazione del valore di spostamento (he), in cui una prima superficie di riferimento ? costituita dalla superficie superiore (10A) della piastra (10) per la taratura di durometri dotati di un nottolino di zero (3), ed in cui una seconda superficie di riferimento ? costituita dall?estremit? inferiore (20B) del corpo esterno (20) per tarare i durometri che hanno come superficie di zero il piano superiore di una incudine (4).