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APPAREIL D ESSAI DE DURETE.
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La présente invention concerne un appareil d"application d'une cl-arge déterminée à une pièce en -vue de lui faire subir un essai de d'arête- et
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à d9autTes fins, cet appareil étant du type dans lequel la charge est appli- quée par le déplacement d'un piston de charge dans une chambre, sous l'action de la pression d'un liquide, la chambre étant dans une position fixe par rap- port à la pièce.
Cet appareil peut servir par exemple avec avantage en combi- naison avec un diamant ou autre organe formant, une empreinte pour déterminer la dureté d'une éprouvette métallique, en faisant pénétrer cet organe dans
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l'éprouvette sous -une charge comrae, qui est maintenue pendant une durée suf- fisante pour surmonter la résistance à la déformation plastique et qui cesse
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ensuite d" agir
Le principal objet de l'invention consiste dans un appareil per- fectiormé du type précitée d'un usage extrêmement efficace et qui permet de
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faire varier la charge d'une manière simple, en réduisant au minimum 1 éven- tualité des erreurs personnelles, L'aJl.Pareil suivant l'invention,
permettant d'app1iquer une charge déterminée sur une pièce en vue de lui faire subir un essai de dureté et à d'autres fins, est construit de façon que la course de retour actionnée par un ressort d'un piston moteurmobile dans un réservoir de liquide exerce sur le liquide moteur la pression nécessaire au fonctionnement du piston de char-
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gep et ledit réservoir c@tT11Jl'jJ.mquant" du coté sous pression du piston moteur,, avec la chambre qui contient le piston de charge, par une canalisation dont fait partie le tuyau de retour qui fait cQBNouniquer le réservoir avec le côté du piston moteur qui n'est pas soumis à la pression,
ledit tuyau étant com- mandé par une soupape régulatrice dont un élément mobile subit une pression hydraulique égale à celle du piston de charge et qui peut être réglée à la
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main de façon à s"ouvrir lorsque la pression atteint une valeur déterminée parmi plusieurs valeurs maximum déterEà1ées, en vue de permettre au liquide de revenir dans le réservoir du coté du piston moteur non soumis à la pres-
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sion et à empêcher la pression sur le piston de charge de reprendre une va- leur supérieure à la valeur maximum choisie,
la disposition étant telle que la pression sur le piston de charge puisse être maintenue à cette valeur ma- ximum jusqu'à ce que le piston ait atteint un point déterminé de sa course de retour, pour lequel la pression dans l'appareil cesse automatiquement et les éléments en mouvement de l'appareil peuvent revenir librement dans leurs positions initiales sous l'action de ressorts.
L'invention est facile à comprendre et à mettre en oeuvre d'après la description détaillée donnée ci-après d'une forme de réalisation d'un. ap- pareil suivant l'invention, avec le dessin ci-joint à l'appui, sur lequel*. la fig. 1 est une coupe verticale d'une forme de construction du dispositi suivant l'invention, dont une partie de la poignée de manoeuvre est arrachée, la fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la fig. 1, la fig. 3 est une coupe verticale suivant la ligne III-III de la fig. 1, ' la fig. 4 est une coupe transversale suivant la ligne IV-17 de la fig. 1.
Suivant la forme de réalisation représentée,, une enveloppe 1 peut être montée dans un bâti quelconque approprié (non représenté)d'une résis- tance suffisante pour maintenir 1'enveloppe rigide, lorsqu' on applique une charge sur une pièce quelconque. L'enveloppe 1 contient un réservoir cylindri- que 2 à liquide et est percée d'un trou d'alésage taraudé 3, ouverts tous deux à la partie supérieure de l'enveloppe et dont les axes longitudinaux sont sensiblement parallèles à l'axe longitudinal de 1'enveloppe. Le réser- voir 2 et le trou 3 sont fermés à leur extrémité supérieure par une plaque 4 boulonnée sur la partie supérieure de l'enveloppe 1 par des boulons 5.
Un piston moteur ou de pression 6 regoit un mouvement de va-et- vient dans le réservoir 2 et une tige de piston 7, dont 1'extrémité supé- rieure traverse une douille 8 vissée dans un trou de la plaque 4, est fixée sur le piston 6. Plusieurs trous 9 traversent axialement la tête du piston de part en part et sont normalement fermés par un disque 10 d'une soupape de retenue, poussé contre la face motrice du piston 6 par un ressort 11 mon- té sur une tige à-tête 12 partant du centre de la face motrice du piston 6.
Un manchon flottant 13 entoure la tige de piston 7 et comporte à son extré- mité supérieure un rebord 14 dirigé en dehors et à son extrémité inférieure un rebord 15 dirigé en dedans et qui entoure à frottement dur la tige de piston 7. Un ressort à boudin 16 entoure le manchon 13 et s'applique à son extrémité inférieure contre la surface postérieure de la tête du piston 6 et à son extrémité supérieure contre la surface inférieure du rebord 14.
Un se.- cond ressort à boudin 17, disposé dans l'espace annulaire compris entre la tige de piston 7 et le manchon 13,s'applique à son extrémité inférieure con- bre la surface supérieure du rebord 15 dirigé en dedans du manchon et à son extrémité supérieure contre la surface inférieure d'une douille 18 à rebord qui entoure à frottement dur la tige de piston 7 et est fixée en partie dans la douille 8, comme représenté.
L' extrémité supérieure de la tige de piston 7 qui traverse la pla- que 4 s'accouple par une bielle articulée 19 à une extrémité d'une poignée 20 montée entre ses extrémités sur un axe 21, monté dans une patte verticale 22 fixée sur la plaque 4.
Un bouchon fileté 23, percé d'un trou suivant son axe, se visse dans le trou 3 et sert de guide à une tige de soupape 24 d'un élément ou tê- te 24a de soupape régulatrice de pression, mobile suivant son axe. Un manchon 25 entoure la tige de soupape 24 et contient un ressort à boudin 26 qui en- toure la tige de soupape 24 et sa applique entre la tête de soupape 24a et un épaulement annulaire du bouchon 23 La plaque 4 est percée immédiatement au- dessus du bouchon 23 d'un trou taraudé, normalement fermé par un bouchon fi- leté 27. normalement par bouchon
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leté 27.
L'extrémité inférieure du trou 3 débouche dans une chambre cy-
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lindrique transversale 28, qui eoxaimnique â une extrémité avec le réservoir 2 et par l'autre traverse la paroi latérale de l'enveloppe 1. Une fourrure cylindrique 29 s'ajuste exactement dans cette chambre 28 et son extrémité intérieure 30 est fermée. La fourrure 29 est percée de deux trous diamétra- lement opposés dans sa paroi latérale,. et la tête de soupape 24a pénètre
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ôiaméttalezent dans la fourrure 29 par un de ces trous. Un corps de soupape ' 31 est monté à rotation dans la fourrure 29 et est percé de trois trous .
3 3.b et 31gL dirigés radialement et dont les axes sont tous dirigés dans ' le sens radial par rapport à l'axe longitudinal transversal passant par le centre du corps de soupape et se trouvent aussi dans un plan commun perpen- diculaire à cet axe. En faisant tourner le corps de soupape 31 autour de son axe transversale ainsi qu'il a été dit, on peut amener l'un des trois
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trause dont les sections transversales sont toutes différentes,, en face du trou de la paroi de la fourrure 29 situé du côté opposé à la tête de soupa- pe 24a, ce trou formant ainsi un siège pour cette soupape.
Le corps de sou- pape 31 comporte une tige 32 dirigée en dehors, traversant axialement une
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plaque 33 qui recouvre 1-9 extrémité extérieure de la chambre 28 et comporte une embase concentrique 34. La. tige 32 est fixée à son extrémité extérieure à un bouton 35 manoeuvré à la main, maintenu à rotation dans 1-'embase 34 au
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moyen d'$bne vis 35a pénétrant dans une rainure annulaire 34a entourant 1 em- base et permettant de faire tourner le corps de soupape dans la fourrure de
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façon à faire varier la position du siège de la soupape,
ainsi qU'il a déjà été dito Une -bille 36 soumise à Inaction d'un ressort est portée par le corps de soupape 31 et coopère avec des évidements de la fourrure 29 de fa- (%on ' amener le corps de soupape dans des positions de réglage déterminées.
La forme du corps de soupape 31 est choisie de façon à former dans la four- rure 29 une chambre de soupape 37 qui communique avec le réservoir 2 par un orifice 38 percé dans la paroi fermée 30 de la fourrure.
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La chambre de soupape 37 communique par 13un des sièges 32a931b et 31c commandés par la soupape, suivant la position de réglage du. corps de soupape9 et par un trou adjacent percé dans la paroi de la fourrure 29, avec un canal ou trou d'alésage 40 dirigé axialement et dont l'extrémité inférieure débouche dans un évidement cylindrique 41 à 1'extrémité inférieu-
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re de l'enveloppe 1. Le canal z..0 débouche aussi dans l'extrémité inférieure du réservoir 2 par un canal ou orifice, 42, commandé par une soupape 43 de réglage du temps., montée dans un trou fileté de la paroi de. 1'enveloppe 1.
L'extrémité extérieure du trou contenant la soupape régulatrice du temps est fermée par un bouchon vissé 44. Le canal 40 communique aussi,, entre ses ex- trémités et par un canal ou orifice 45, avec le réservoir 2 en un point voi- sin du bord supérieur du piston 6 lorsque ce dernier occupe sa position la
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plus basse, représentée à la figo l, Le canal 45 est accessible de 19 exté- rieur de l'enveloppe 1 par un canal coaxial 46 percé dans la paroi de 1' en- veloppe et normalement fermé par un bouchon 47,
La chambre cylindrique 41 est fermée par une flaque 48 fixée par des vis 49 sur 19 extrémité inférieure de l'enveloppe 1.
La chambre 41 est garnie par une douille 50 dans laquelle peut coulisser un piston de charge 51, un ressort à boudin 52 s'appliquant entre la surface inférieure de la tête du piston et une plaque 53 qui est serrée entre le couvercle 48 et la douille 50. Une tige de piston 54 traverse par son extrémité supérieure la tête du piston dans laquelle elle est fixée par un écrou 55 et son extrémité inférieure traverse un trou central de la plaque 48 de façon à supporter un poinçon de formation des empreintes ou autre élément.
Un réservoir hydrauli- que auxiliaire 54a est disposé au-dessous du piston 51 sa paroi intérieure étant formée par un soufflet métallique flexible 55 soudé à son extrémité supérieure sur une plaque 56 serrée au-dessous de la tête du piston par un épaulement de la tige 54 et à son autre extrémité sur la plaque 53.
Ce ré- servoir auxiliaire communique par des canaux 57, 58 et 59 avec le réservoir principal 2, dans lequel le canal 59 débouche 'du coté du piston 6 non sou-
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mis à la pression et sert à empêcher les fuites d-9huile 'a l'extérieur du dits- positif, Un canal d 9 échappement 60, faisant communiquer la chambre 41 avec
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l'atmosphère à travers la douille 50 et la paroi de l'enveloppe, est fermé normalement par un bouchon à vis 61.
Pour faire fonctionner l'appareil, en supposant qu'une charge connue doive être appliquée sur une pièce disposée au-dessous de la tige 54 pendant une durée déterminée,l' enveloppe 1 étant fixée sur un bâti fixe ainsi qu'il a été dit, on appuie sur la poignée 20 de façon à la faire toux- ner autour de son axe et faire ainsi monter le piston 6 dans le réservoir 2, à l'en.contre de l'action des ressorts 16 et 17 qui par suite se compriment,.
Pendant ce mouvement ascendant du piston 6, le disque 10 de soupape de rete- nue s'éloigne de la face du piston à l'encontre de l'action de son ressort 11 et permet au liquide du réservoir 2 de passer librement par les trous 9 de la tête du piston et d'arriver dans la portion inférieure du réservoir 2 qui se trouve au-dessous et par suite du côté sous pression de la tête.
Lorsqu'on lâche la poignée 20, les ressorts 16 et 17 ont tendance à faire revenir le piston 6 dans sa position de départ, représentée à la fig. 1.Mais le liquide qui se trouve entre la face motrice du piston 6 et l'extrémité inférieure du réservoir 2 ne peut plus repasser par les trous 9 du piston pendant le mouvement de descente du piston sous l'action des ressorts, car ces trous sont masqués par le disque 10 de la soupape de retenue. Une pres- sion s'établit ainsi et provoque le passage du liquide par le canal 42 au delà de la soupape régulatrice du temps 43 et dans le canal 40, par lequel il descend dans la chambre 41 et s'élève dans la chambre de soupape 37, de façon à transmettre la pression également au piston de charge 51 et à la tê- te de soupape 24a.
A ce moment, le canal 45 est fermé par la paroi latérale du piston 6 descendant.
Sous l'effet de cette pression, le ressort 52 se comprime et le piston de charge 51 descend à partir de sa position intiale de la fig., 1 jusqu'à ce que le poinçon ou autre outil porté par l'extrémité inférieure de la tige 54 vienne en contact avec la pièce sur laquelle on désire exer- cer et maintenir une pression connue pendant une durée déterminée. Etant don- né que ce contact arrête le mouvement du piston de charge 51 et que la pres- sion continue à s'exercer par le piston moteur ou de pression 6, la pression augmente sur le piston de charge'51 et sur la soupape de retenue 24a jusqu'à ce qu'elle ait atteint une valeur prédéterminée qui dépend de la force du ressort 26 poussant la soupape 24a contre son siège et de la section de pas- sage du trou dans le siège.
Lorsque cette valeur prédéterminée est attein- te, la soupape 24a se lève à l'encontre de l'action de son ressort et permet au liquide de sortir du coté sous pression de l'appareil par la chambre de soupape 37 et l'orifice ou canal 38, en empêchant ainsi la pression de con- tinuer à augmenter, le liquide revenant dans le réservoir 2 du côté du pis- ton 6 qui n'est pas soumis à' la pression. Lorsque la soupape 24a a quitté son siège, la pression toujours exercée par le piston moteur 6 continue à faire écouler le liquide au-delà de la soupape régulatrice du temps 43 et maintient la pression déterminée sur le piston de charge 51, en même temps qu'elle fait écouler le liquide au-delà de la soupape 24a dans la chambre 37, ainsi qu'il a déjà été dit.
Cette circulation continue jusqu'à ce que la quantité de liquide ainsi écoulée soit suffisante pour permettre au piston 6 de se rapprocher suffisamment de sa position initiale pour découvrir l'orifi- ce 45 de la paroi du réservoir. A ce moment, le liquide peut sortir libre- ment des parties de l'appareil exerçant une pression, c'est-à-dire la soupa- pe 24a, le piston 51 et le piston 6. La pression ne s'exerce donc plus sur la soupape 24a qui revient sur son siège sous l'action de son ressort 26, ni sur le piston de charge 51 qui revient dans sa position initiale sous l'action de son ressort 52,ni sur le piston moteur 6 qui revient complètement à fin de course sous l'action de ses ressorts 16:et 17.
Tous les éléments revien- nent ainsi automatiquement dans leurs positions initiales de la fig. 1, à la fin du cycle de fonctionnement, qui peut être recommencé à volonté en action- nant la poignée 20. On peut régler la durée d'un cycle de fonctionnement com- plet au moyen de la soupape régulatrice du temps 43; de même, on peut régler la pression maximum exercée par le piston de charge 51 en faisant tourner le bouton 35 de manière à amener dans le prolongement de la soupape régulatrice 24a un siège de soupape offrant une surface plus ou moins grande. Pour effec- tuer un réglage supplémentaire de la pression à laquelle la soupape 24a s'ou-
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vre, on peut évidemment 'remplacer le ressort 26 par un ressort plus faible ou plus fort.
Pendant le mouvement de descente du piston 51, le soufflet- 55 se comprime et par suite le volume, du réservoir auxiliaire 54a diminue en con- séquence, cette réduction de volume étant compensée par le liquide qui s'é- coule hors du réservoir auxiliaire;, à travers les canaux 57, 58 et 59, dans le réservoir principal 2. Lorsque le piston 51 revient, une circulation ana- logue s'établit dans l'autre sens.Si donc du liquide sous pression s'écoule au-delà des parois du piston 51 pendant qu'il fonctionne, une circulation de compensation analogue s'établit à travers les canaux 57, 58 et 59.
Ainsi qu'il est facile de le voir, l'appareil décrit ci-dessus n'est pas limité à la détermination de la. dureté des pièces et peut en réa- lité servir dans tous les cas où l'on désire maintenir une charge connue sur une pièce pendant une durée déterminée.