FR2490821A1 - Appareil de mesure, a chargement et cycle automatiques, pour l'etude de la traction des fibres - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL DE MESURE, A CHARGEMENT ET CYCLE AUTOMATIQUES, PERMETTANT DE SOUMETTRE UNE FIBRE A UN EFFORT DE TRACTION ET DE MESURER LA DIMENSION TRANSVERSALE DE LA FIBRE, LA FORCE DE TRACTION ET L'ELONGATION. L'APPAREIL COMPORTE UN CHARGEUR D'ECHANTILLONS 23, QUI COOPERE AVEC UN DISPOSITIF D'ALIMENTATION 44, 45, 46 POUR ENGAGER DES DES 12A, 12B, FIXES AUX EXTREMITES DE LA FIBRE 21 A TESTER, DANS DES ETRIERS 11, 19; L'ETRIER 11 EST RELIE A UN ANNEAU DYNAMOMETRIQUE 5; L'ETRIER 19 EST DEPLACE PAR L'ELEMENT MOBILE 16 D'UN MOYEN DE TRACTION. AVANT LE DEBUT DE LA MISE EN TRACTION, UN PALPEUR 54 MANOEUVRE PAR L'ELEMENT MOBILE 56 MESURE LA DIMENSION TRANSVERSALE DE LA FIBRE 21 GRACE A UN CAPTEUR DE DEPLACEMENT 51.

Description

APPAREIL DE MESURE, A CHARGEMENT ET CYCLE AUTOMATIQUES, POUR

L'ETUDE DE LA TRACTION DES FIBRES

La présente invention a trait à un appareil permet-

tant de mesurer les allongements sous traction et les forces de traction correspondantes pour des fibres ou des matériaux analogues. L'appareil selon l'invention permet d'effectuer

successivement, de façon automatique, des'mesures sur un en-

semble d'échantillons, les résultats pouvant ëtre en-

registrés sans aucune intervention de l'opérateur.

On sait qu'il est souvent désirable d'étudier les caractéristiques d'une catégorie de fibres, quand on fait subir à ces fibres un certain nombre de traitements; c'est le cas,

en particulier des fibres kératiniques et notamment des che-

veux humains. Lorsque l'on désire étudier l'effet d'un traite-

ment cosmétique ou pharmaceutique sur des cheveux, on est a-

mené à étudier, entre autres choses, leurs caractéristiques de traction: pour ce faireil faut appliquer à un cheveu une force de traction croissante et mesurer son allongement en fonction de l'effort appliqué. En généralon mesure la force de traction pour un pourcentage d'élongation donné, par

exemple 15 %, ainsi que le pourcentage d'élongation à la rup-

ture et la charge de rupture. Cependant, il est bien clair

qu'une telle étude ne peut fournir des indications utilisa-

bles que dans la mesure o elle est menée de façon statisti-

que c'est-à-dire qu'il est nécessaire de répéter les mesures

sur un grand nombre de cheveux ayant subi le même traitement.

Il en résulte qu'il est souhaitable de disposer d'un appareil de mesure permettant d'effectuer les mesures désirées de façon

répétitive et automatique, sans quoi l'obtention des résul-

tats exige un temps de travail trop important; par ailleurs, si l'opérateur doit intervenir à chaque mesure, le temps de la

mesure augmente et l'opérateur est astreint à un travail fasti-

dieux. L'invention a donc pour but de décrire un appareil

de mesure susceptible d'étudier les caractéristiques de trac-

tion'de fibres>et en particulier de cheveux, cet appareil étant organisé de façon à effectuer automatiquement les essais désirés sur un ensemble d'échantillons pris successivement par l'appareilsans que l'opérateur ait à intervenir. Par ailleurs, on a constaté qu'il était souvent nécessaire pour exploiter

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les mesures ainsi réalisées d'avoir une mesure de la dimen-

sion transversale de la fibre étudiée: on peut ainsi rappor-

ter les mesures à une fibre ayant une section unitaire de ré-

férence ce qui permet d'améliorer l'exploitation des résul-

tats de mesure. L'appareil selon l'invention permet également d'évaluer la dimension transversale de la fibre soumise à essai avant de réaliser l'essai de traction: de la sorte, on obtient simultanément tous les paramètres permettant l'étude

à réaliser, c'est-à-dire la dimension transversale de la fi-

bre, l'élongation et l'effort de traction. L'intérêt de l'ap-

pareil selon l'invention est de n'exiger aacune intervention manuelle au cours du déroulement d'une série de mesures faite sur une série d'échantillons préalablement préparés; les résultats peuvent être ou bien lus sur des compteurs à chaque essai, ou bien directement enregistrés auquel cas la présence de l'opérateur n'est même plus indispensable0 Compte-tenu de la rapidité du fonctionnement de l'appareil automatique selon l'invention, un même appareil peut être alimenté par des séries d'échantillons préparés par plusieurs opérateurs, les échantillons étant placés dans des chargeurs que l'on met en place sur l'appareil lorsqu'une séquence de mesure est terminée) c'est-à-dire lorsque tous les

échantillons d'un chargeur ont été soumis à essai.

L'appareil selon l'invention est susceptible de

donner lieu à la mesure de la force de traction pour un pour-

centage d'élongation prédéterminé de la fibre testée; ce

pourcentage peut. sans difficulté, être réglé à la valeur dési-

rée en fonction de la fibre à étudier, Cependant' il est égale-

ment possible avec l'appareil selon l'invention d'enregistrer

la variation de l'élongation en fonction de la force de trac-

tion, le résultat pouvant donner lieu au-tracé sur un enregis-

treur d'une courbe allant jusqu'au point de rupture de la fi-

bre. La présente invention aven conséquence/,pour objet le produit industriel nouveau que constitue un appareil de mesure, à chargement et cycle automatiques, permettant de soumettre une fibre ou un matériau analogue à un effort de traction longitudinal et de mesurer les déformations et les

forces de traction, ledit appareil comportant un bâti qui por-

te d'une part un moyen de traction, auquel est associée l'ex-

trémité mobile de l'échantillon testé, et d'autre part, un

capteur de force auquel est associée l'extrémité fixe de l'é-

chantillon testé, caractérisée par le fait qu'en premier lieu il comporte un chargeur d'échantillons, chaque échantillon étant constitué d'une fibre à tester dont chaque extrémité

est solidarisée d'un dé, les dés des échantillons étant em-

pilés dans le chargeur qui assure leur coulissement, toutes

les fibres des échantillons d'un même chargeur étant parallè-

les et perpendiculaires à l'axe du chargeur, ledit chargeur étant maintenu fixe par rapport au bâti perpendiculairement

à une platine d'alimentation;qu'en deuxième lieu, il compor-

te un dispositif d'alimentation susceptible de pousser un échantillon perpendiculairement au plan formé par les fibres des échantillons du chargeur, ledit échantillon étant porté par la platine d'alimentation et étant situé initialement au droit du chargeur, le dispositif d'alimentation assurant la translation simultanée des deux dés de l'échantillon et leur mise en place dans deux étriers>dont l'un coopère avec le capteur de force alors que l'autre coopère avec l'élément mobile du moyen de traction, ledit dispositif d'alimentation revenant ensuite dans sa position initiale pour qu'un nouvel

échantillon vienne en place sur la platine;et qu'en troisiè-

me lieu, il comporte des moyens de commande déclenchant le fonctionnement du moyen de traction quand l'échantillon est en place dans les étriers, des moyens de mesure associés au capteur de force fournissant la valeur de la force de traction appliquée à l'échantillon alors que d'autres moyens de mesure associés à l'élément mobile du moyen de traction fournissent

la valeur de l'allongement de l'échantillon, le moyen de trac-

tion revenant dans sa position initiale après que son élément mobile ait été soumis à une translation suffisante pour la mesure, le dispositif d'alimentation amenant alors un nouvel échantillon dans les étriers et chassant ainsi hors des étriers

les deux dés de l'échantillon précédent.

Dans un mode préféré de réalisation, l'appareil se-

lon l'invention comporte en outre un moyen pour mesurer une dimension transversale de la fibre fixée entre les deux dés d'un échantillon, ledit moyen étant disposé entre les deux étriers; le moyen de mesure d'une dimension transversale de la fibre est constitué d'un palpeur supporté par un bras mobile et disposé au droit d'une enclume portée par le bâti, ladite

enclume étant entre les deux étriers et au dessous de la fi-

bre de l'échantillon, dont les dès sont tenus par lesdits étriers; le palpeur comporte un plateau, qui vient en appui sur la fibre à mesurer, laquelle est soutenue par l'enclume, ledit plateau étant solidaire d'une tige, qui porte un aimant coopérant avec un capteur de déplacement porté par le bAti, ladite tige étant portée par le bras mobile, quand elle n'est pas en appui sur la fibre; le déplacement du bras mobile est

commandé par un moteur électrique réversible.

De préférence, les dés disposés aux extrémités d'une fibre à tester sont des parallèlèpîpèdes rectangles comportant une rainure o sont insérées lesdites extrémités de fibre; le chargeur comporte deux glissières parallèles,

identiques ayant les dimensions des dés d'échantillon, l'é-

cartement des bordures adjacentes des deux glissières étant sensiblement égal à la longueur de la fibre à tester; le chargeur comporte, à sa partie basse, au moins un téton qui commande au moins une lamelle de retenue évitant la chute des dés contenus dans le chargeur, le chargeur étant maintenu par

rapport au b9ti par engagement entre deux guides perpendicu-

laires à la platine d'alimentation, le(s) téton(s) coopérant

avec lesdits guides pour éclipser ladite (ou lesdites) lamel-

le(s), quand le chargeur est mis en place dans ses guides, ce qui permet la chute sur la platine du premier échantillon à tester; le chargeur est associé à une masselottequi appuie

par son poids sur l'empilement des dés contenus dans le char-

geur et qui descend vers la platine, quand le chargeur se vi-

de, ladite masselotte coopérant avec au moins un contact fixe

pour signaler l'état de remplissage du chargeur.

Avantageusement, le dispositif d'alimentation comporte

une fourche, qui se déplace en translation sur la platine gri-

ce à un vérin pneumatique,hydraulique,électrique ou électro-

magnétique,chaque branche de la fourche coopérant avec l'un des dés de l'échantillon à déplacer;l'un au moins des deux étriers comporte une butée coopérant avec l'autre étrier pour

définir la distance minimum des étriers;la butée est cons-

tituée par une fourche entre les deux branches de laquelle est disposée l'enclume. Dans le mode préféré de réalisation, le

moyen de traction est constitué d'un moteur électrique réver-

sible, qui est associé à un système vis-écrou; le moteur en-

traine une vis et l'étrier mobile est solidaire d'un écrou portant au moins un téton, qui coulisse dans une rainure fixe par rapport au bâti; le déplacement de l'étrier mobile est mesuré par un capteur fournissant un signal électrique, la mesure étant commencée quand la force de traction devient non nulle; le capteur de force est un anneau dynamométrique, dont un point est lié au bâti, ledit anneau portant au moins une

jauge de contrainte fournissant un signal électrique de mesu-

re; l'étrier fixe est solidaire d'une tige qui traverse l'an-

neau dynamométrique et s'appuie en un point intérieur de ce-

lui-ci par une portée arrondie, ladite tige étant guidée avec jeu par rapport au bâti; l'anneau dynamométrique porte quatre jauges de contraintes montées en pont et réparties par paires aux extrémités d'un diamètre de l'anneau>qui est sensiblement perpendiculaire à la tige exerçant la traction; du côté de l'enclume, qui est opposé à la platine, se trouve un plan incliné assurant l'évacuation des dés éjectés hors des étriers

par un nouveau chargement de ceux-ci.

Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention,

on va en décrire maintenant à titre d'exemple purement illus-

tratif et non limitatif un mode de réalisation représenté sur

le dessin annexé.

Sur ce dessin - la figure 1 représente en élévation un appareil selon l'inventionl dont certaines parties ont été représentées en coupe; - la figure 2 représente l'appareil de la figure 1 vu en plan, le chargeur d'échantillons étant retiré; - la figure 3 représente une fraction du chargeur d'échantillons de l'appareil selon l'invention, ce chargeur

étant vu en élévation; la partie gauche de la figure 3 mon-

tre trois dés d'échantillons mis en place dans

la glissière du chargeur, ces trois dés étant figurés en poin-

tillés et étant surmontés par une masselotte représentée sur

le dessin en traits mixtes; la partie droite de la figure 3 mon-

tre uniquement l'aspect extérieur du chargeur vide; - la figure 4 représente une coupe selon IV-IV de la figure 3;

- la figure 5 représente la base du chargeur d'e-

chantillons de l'appareil selon l'invention; - la figure 6 représente une coupe selon VI-VI de la figure 5 - la figure 7 représente la base de l'un des deux guides de fixation du chargeur de l'appareil selon l'inven- tion, cette représentation correspondant à une coupe selon VII-VII de la figure 9, le chargeur étant représenté en traits mixtes; - la figure 8 représente une coupe selon VIII-VIII de la figure 7, le chargeur étant représenté en traits mixtes 3 - la figure 9 représente une coupe selon IX- IX

de la figure 7e le chargeur étant représenté en traits mixtes.

En se référant au dessin, on voit que le bâti de l'appareil selon l'invention comporte un socle 11 sur lequel sont fixés1 d'une part.le support 2 d'un moyen de traction constitué par un moteur électrique réversible 3 etd'autre part, le support 4 d'un anneau dynamométrique 5. L'anneau dynamométrique 5 est fixé au support 4 par des vis 6 et il

porte en son point haut et en son point bas une paire de jau-

ges de contrainte 7, les quatre jauges 7 étant reliées en pont pour fournir un signal électriquequi donne une mesure de la force appliquée à l'anneau 5 par une tige 8 disposée

selon le diamètre horizontal de l'anneau 5. La tige 8 trever-

se l'anneau 5 par un orifice 9 et s'appuie sur la face intée rieure de l'anneau 5 par une portée arrondie 10 ménagée sur une zone 8a de la tige 8,qui a un diamètre supérieur à celui de la tige 8 à l'extérieur de l'anneau 5. La partie 8a de la tige 8 coulisse dans une branche 4a du support 4 avec un jeu suffisant pour que l'on ait une orientation relative de l'anneau 5 et de la portée arrondie 10 permettant une mesure de la force appliquée avec la précision optimale. La tige 8 est liée à un étrier fixe ll1qui permet de recevoir le dé 12a qui constitue l'une des extrémités de l'.échantillon soumis

à essai.

Le support 2 est relié par un carter cylindrique 13 à un support intermédiaire 14 porté par le socle l. Le raccordement du carter cylindrique 13 avec les supports

2 et 14 s'effectue grâce à des brides 13a, 13b respectivement.

A l'intérieur du carter cylindrique 13 est disposée une vis 15 entraînée par le rotor du moteur 3. La vis 15 engraine avec le filetage intérieur d'un tube 16 fileté intérieurement,

ledit tube étant susceptible de coulisser librement à l'in-

térieur du carter cylindrique 13. Sur sa surface extérieure,

le tube 16 comporte un téton 17,qui peut se déplacer en trans-

lation dans une rainure 18 pratiquée selon une génératrice du carter cylindrique 13 à partir de la bride 13b et sur une longueur suffisante pour permettre la course désirée pour l'élément mobile que constitue le tube 16. Sur l'extrémité du tube 16 est fixé un étrier mobile 19, o peut venir se

loger un dé 12b solidarisé de l'extrémité de l'échantillon.

qui est opposée à celle qui porte le dé 12a. Les axes du

tube 16 et de la tige 8 sont alignés.

Les dés 12a et 12b sont identiques. Ils sont cons-

titués chacun d'un parallèlèpidède rectangle en acier inoxy-

dable.,qui a une section droite sensiblement carrée et qui

comporte sur une de ses grandes faces une rainure 20.

L'échantillonqui est soumis à effet au moyen de l'appareil selon l'invention,,est constitué d'une fibre 21, par exemple un cheveu, dont les extrémités sont disposées dans les rainures 20 de deux dés 12a,12b; la fixation de la fibre 21 dans les rainures 20 s'effectue au moyen de colle. Le dé 12a est maintenu dans l'étrier 11, d'une part, par une plaquette supérieure lla, et, d'autre part, par une plaquette frontale llb. Le dé 12_ est maintenu dans l'étrier 19, d'une part, par une plaquette supérieure 19a et, d'autre part, par une plaquette frontale l9b, ladite plaquette 19b se prolongeant en direction de la plaquette frontale llb par une fourche 19c sensiblement horizontale. Les extrémités des branches de la fourche 19c peuvent venir en butée contre la plaquette frontale llb lorsque l'étrier mobile 19 se rapproche au plus près de l'étrier fixe 11. La course de l'étrier mobile 19 est donc limitée, d'une part, par l'appui 19c-llb et, d'autre

part, par l'appui du téton 17 sur le fond de la rainure 18.

L'arrivée aux extrémités de la course peut être repérée par le blocage du rotor du moteur 3 ou par des micro-contacts

non représentés sur le dessin.

La face inférieure des deux dés 12a, 12b se trouve exactement au niveau de la face supérieure d'une platine horizontale 22. La platine 22 permet, comme il sera décrit

ci-après en détail, l'alimentation des étriers 11-19 en é-

chantillons à partir d'un chargeur désigné par 23 dans son

ensemble. Le chargeur 23 a la forme d'un parallélépipède rec-

tangle plat, dont le plan moyen est disposé perpendiculaire-

ment à la platine 22 et parallèlement à la fibre 21 de l'é-

chantillon à tester. Le chargeur 23 est maintenu en position grace à deux guides 24a,24b symétriques par rapport à un plan et perpendiculaires à la platine 22.Les guides 24a,24b ont chacun une section horizontale en forme de U,les bianches des U se faisant vis à vis.Entre les plaquettes frontales llb et 19b et au-dessous de la fibre 21,est disposée une enclume 25; l'enclume 25 est un cylindre de génératrice verticale dont la section horizontale est circulaire;elle est supportée par le socle 1 grâce à une embase 26 en forme de tronc de c8ne;les deux branches de la fourche 19c passent de part et d'autre de l'embase 26.Du c8té des étriers 11 et 19 o ne se trouve pas

la platine 22, on a mis en place un plan incliné 27 qui s'4-

tend en pente depuis les étriers 11 et 19 jusqu'au socle 1.

Le chargeur 23 est constitué d'une plaque de fond 28 ayant en plan une forme rectangulaire;le long des deux

grands c8tés de la plaque de fond 28 se trouvent deux nervu-

res en relief 28a,28b; dans l'épaisseur de la plaque de fond, symétriquement par rapport à la ligne longitudinale moyenne de ladite plaque de fond, on a pratiqué deux rainures 29a,29b,

qui constituent des glissières pour les dés 12a,12b respecti-

vement.Les dés 12a,12b sont disposés dans les rainures 29!, 29b de façon que les rainures 20 se trouvent du c8té opposé

à la plaque de fond 28;la longueur des dés 12a,12b,c'est-à-

dire la longueur des rainures 20,est exactement égale à la largeur des glissières 29a29b;l'épaisseur des dés 12!,12b,

mesurée perpendiculairement au plan de la figure l,est légè-

rement supérieure à la profondeur des glissières 29a,29b.Danà le chargeur 23,1es dés 12a,12b de deux échantillons successifs sont superposés et portent l'un sur l'autre.Le chargeur 23, lorsqu'il est rempli d'échantillons,présente donc un empilement

de dés 12a dans sa glissière 29a et de dés 12b dans sa glissiè-

re 29b.Du c8té o ne se trouve pas la plaque de fond 28,1es glissières 29a,29b sont fermées par des plaques rapportées 30a, b respectivement, lesdites plaques rapportées étant fixées au moyen de vis 31.Les plaques 30!,30b affleurent au même niveau que les bordures 28a,28b et leur largeur laisse entrevoir une petite partie des dés 12a,12b empilés dans le chargeur. Dans les rainures 29a,29b, au-dessus de l'empilement des dés 12a,

12b,on met en place les deux pattes 32 d'une masselotte 33.

La masselotte 33 est disposée à l'extérieur du chargeur 23,en avant de celui-ci c'est-à-dire du c8té des étriers 11 et 19;

elle est reliée aux pattes 32 par des jambages 34,qui traver-

sent les intervalles existant entre la plaque de fond 28 et les plaques rapportées 30a et 30b.La masselotte 33 est un peu plus large que le chargeur 23 et par l'une de ses extrémités

latérales 35,elle commande un micro-contact 36 placé à la par-

tie supérieure du guide 24b.De la sorte,lorsque le chargeur est presque vide,on manoeuvre un signal sonore,qui indique à l'opérateur qu'il va bient8t être nécessaire de remplacer le

chargeur de l'appareil.

Comme il est bien visible sur les figures 5 et 6, le chargeur 23 comporte à sa partie basse deux tétons 37

disposés exactement à la même distance de la bordure infé-

rieure du chargeur, le long des bordures 28a,28b. Les tétons

37 agissent chacun sur une lame-ressort 38 disposée en ar-

rière de la plaque de fond 28 et fixée sur celle-ci au moyen de vis 39. Les lames-ressort 38 sont coudées en équerre de façon à présenter à la partie basse de chacune des glissières 29a,29b une lamelle de retenue 40. Les lamelles de retenue 40 empêchent la chute par gravité des empilements de dés 12a et 12b tant que les tétons 37 sont en position saillante. Lorsque l'on met en place le chargeur 23 dans ses guides 24 a,24b, la

bordure inférieure du chargeur 23 vient en appui sur les ba-

ses 41 des deux guides 24a,24b et, dans cette position, la

distance existant entre la platine 22 et la bordure inférieu-

re du chargeur 23 est égale à la hauteur des dés 12!,12b.

Dans cette position, le téton 37 se trouve enfoncé par un bossage 42 prévu dans les guides 24a,24b,de sorte que,dès la mise en place du chargeur 23, les lamelles de retenue 40 sont éclipsées: il en résulte que les deux dés 12a,12b du premier échantillon à tester tombent sur la platine 22 au droit du chargeur 23. Pour que les lamelles de retenue 40 puissent s'éclipser, il faut que les lames-ressort 38 soient dégagées vers l'arrière du chargeur et,pour ce faire,on a prévu dans

l'aile arrière des guides 24a,24b un dégagement 43.

En arrière des guides 24a,24b et du chargeur 23, c'est-à-dire du c8té o ne se trouvent pas les étriers 11 et 19, on a prévu un dispositif d'alimentation comportant une fourche 44,qui glisse sur la platine 12 et qui est poussée

par le piston 45 d'un vérin 46 porté grâce au --------

support 47 par le socle 1. Les deux branches de la fourche 44 passent entre les guides 24a,24b au dessous du chargeur 23; elles sont disposées de part et d'autre d'une -nervure de centrage 48,dont un redent 49, dirigé vers le haut, vient coopérer avec le milieu de la face arrière de la plaque de fond 28 du chargeur 23. La fourche 44 1orsqu'elle est poussée par la tige 45 du vérin 46, s'engage sous le chargeur 23 et vient pousser les dés 12a,12b de léchantillonqui est au droit du chargeur 23/jusque dans les logements prévus à cet effet dans les étriers 11 et 19 respectivementoSi ces étriers contiennent déjà des dés 12a,12b au moment du chargement, les

dés 12a,12b/qui arrivent chassent les précédentslesquels tom-

bent alors sur le plan incline 27 et glissent par gravité Jus-

qu'au socle 1 de l'appareil.Lorsque le chargement est effectuée, la fourche 44 est commandée selon un mouvement inverse: tant qu'elle se trouve au droit du chargeur 23, elle soutient l'empilement des dés 12a, 12b contenus dans ce chargeur. Dès que son mouvement arrière est suffisant, les empilements des dés 12a,12b ne sont plus soutenus et une nouvelle paire de dès 12a,12b tombe sur la platine 22 au droit du chargeur 23; ce

nouvel échantillon est celui qui est destiné au prochain char-

gement. L'appareil selon l'invention permet également de mesurer une dimension transversale de la fibre 21 soumise à essai. Pour ce faire, le support intermédiaire 14 porte une

potence 50,qui,à son extrémité,soutient un capteur de déplace-

ment 51. Le capteur de déplacement 51 est constitué d'un en-

semble de bobinages,qui coopèrent avec une tige52 traversant

ledit bobinage; la tige 52 porte un aimant permanent 53 dis-

posé au niveau du capteur 51,de sorte que tout déplacement

de la tige 52 par rapport au capteur 51 se traduit par l'émis-

sion d'un signal électrique par le capteur, ledit signal permet-

tant la mesure du déplacement. La tige 52 se termine vers le bas par un plateau 54 et vers le haut par un disque 55; le plateau 54 et le disque 55 sont perpendiculaires à l'axe de la tige 52. Le plateau 54 est destiné à. jouer le r8le de il 2490821 palpeur et à venir en appui sur la fibre 21; le disque 55 est destiné à assurer le relevage de la tige 52 par un bras mobile 56 sensiblement parallèle à la potence 50. La tige 52 traverse le bras 56 et le disque 55 peut reposer en appui simple sur la face supérieure du bras 56. Le bras 56 est susceptible de pivoter autour de l'axe d'un arbre 57 qui est entrainé en rotation par un moto-réducteur 58. On connaît la position que prend l'aimant 53.,lorsque le

plateau 54 vient en'appui directement sur l'enclume 25.

Lorsqu'on abaisse le bras 56 au moyen du moto-réducteur 58, le plateau 54 vient reposer sur la fibre 21 et il en résulte une modification de la position de l'aimant 53 par rapport aux bobinages du capteur de déplacement 51; de cette différence de positionzon déduit l'épaisseur de la fibre 21 c'est-à-dire une dimension transversale de ladite fibre. Il est bien clair quesi la fibre était parfaitement cylindriqueon mesurerait ainsi le diamètre de la fibre mais.en réalité/de nombreuses fibres naturelles ne sont pas parfaitement cylindriques et

c'est la raison pour laquelle dans la présente description,

il est indiqué que l'on mesure une dimension transversale de la fibre soumise à essai et non pas le diamètre de ladite fibre. Lorsque la mesure de cette dimension transversale a été

réalisée, il suffit de relever le bras 56 au moyen du moto-

réducteur 58,pour que le plateau 54 soit dégagé et que l'essai

de traction puisse s'effectuer sans aucune perturbation.

Le fonctionnement séquentiel d'une mesure s'effectue comme suit: dans un premier temps, on prépare un chargeur comme il sera indiqué ci-après. On met en place le chargeur

23 dans ses guides 24a,24b jusqu'à ce que sa bordure inférieu-

re soit en appui sur les bases 41 desdits guides.A ce moment, un échantillon constitué de l'ensemble formé par deux dés 12a, 12b, reliés entre eux par une fibre 21 tombe sur la platine 22. Dans cette position, l'appareil est prêt à commencer une

séquence de mesures.

L'opérateur commande manuellement le début de la séquence. Le motoréducteur 58 est alimenté pour abaisser le bras 56 jusqu'à ce que le plateau 54 vienne en appui sur la fibre 21supportée par l'enclume 25:le résultat de la mesure fournie par le capteur 51 est alors enregistré et/ou affiché. De façon automatique, le moto-réducteur 58 est alors entrainé

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dans le sens inverse du précédent et il assure ainsi le rele-

vage du bras mobile 56 et, par l'intermédiaire du disque 55,

du plateau 54. Un interrupteur de fin de course permet d'ar-

reter ce mouvement et de commander l'alimentation du moteur 3,qui entraine la rotation de la vis 15. De la sorte on assure un déplacement de l'étrier 19 vers la gauche sur la figure 1: au début du mouvement, la fourche 19c est en butée

contre la plaquette frontale llb. Lorsque l'étrier 19 s'éloi-

gne de l'étrier 11, on met en tension la fibre 21. Dès qu'une force s'exerce sur cette fibre, la tige 8 la répercute par

l'intermédiaire de la portée arrondie 10 sur l'anneau dynamo-

métrique 51de sorte que les jauges de contrainte 7 fournis-

sent un signal électriquequi donne la mesure de la force de traction. Dès qu'une force de traction apparaît, un capteur de déplacement non représenté détecte le déplacement de l'é-

trier 19 et l'on peut ainsi mesurer le pourcentage d'élonga-

tion de la fibre 21 sous l'effet de l'effort de traction.

Les mesures d'élongation et de force peuvent être réalisées en continu et enregistrées pour fournir une courbeou bien la force de traction peut être mesurée uniquement quand on

passe à un pourcentage d'élongation prédéterminé, par exem-

ple 15 %. Dans tous les cas1 les mesures peuvent être enre-

gistrées et/ou affichées. La traction de l'échantillon se poursuit jusqu'à la rupture de la fibre 21. A ce moment, la force mesurée par l'anneau dynamométrique 5 s'annule et

l'on provoque automatiquement l'alimentation inverse du mo-

teur 3 pour ramener l'étrier 19 dans sa position de départ.

Quand celle-ci est atteinte, le rotor du moteur 3 est bloqué,

puisque la fourche 19c vient en butée contre la plaque fron-

tale llb et l'alimentation du moteur 3 est alors automatique-

ment coupée. Le vérin 46 est alors commandé automatiquement pour provoquer l'avancement de la fourche 44,qui amène dans les étriers Il et 19 un nouvel échantillon, la mise en place de ce nouvel échantillon entraînant l'éjection des deux dés 12a,12b de l'ancien échantillon. Lorsque la fourche 44 est arrivée en fin de course, le mouvement inverse du vérin 46 est automatiquement commandé et la fourche 44 revient à sa position initiale.ce qui amène sur la platine 22 un nouvel échantillon au droit du chargeur 23. Dès que le mouvement

arrière de la fourche 44 est commandé, on commande automati-

quement le moto-réducteur 58 et un nouveau cycle de mesure est ainsi commencé. Quand le dernier échantillon du chargeur 23 est introduit dans les étriers ll,l9,les pattes 32 de la masselotte 33 viennent en appui sur la platine 22 et, dans cette position, la masselotte 33 commande par un micro-

contact l'arrêt de la séquence après la fin de l'essai com-

mencé. On voit que l'appareil selon l'invention permet

donc d'effectuer les mesures de dimension transversale, d'é-

longation et traction sur toute une série d'échantillons pris

successivement, la séquence étant entièrement automatique.

Les résultats peuvent être enregistrés graphiquementet/ou donner lieu à des impressions sur imprimante ou encore être simplement affichés, si un opérateur surveille la séquence

de mesures.

Pour préparer un chargeur d'échantillons, on utili-

se un chargeur de préparation qui est identique au chargeur 23 à ceci près que les plaques rapportées 30,30b ne sont

pas mises en place. Le chargeur de préparation est posé ho-

rizontalement sur un support et l'opérateur y dispose côte à

c8te dans les glissières appropriées les dés 12a et 12b.

Entre les dés 12a,12b d'un échantillon, l'opérateur dispose, dans la rainure 20 de chacun de ces dés, une fibre 21 à tester et il colle ladite fibre à l'intérieur des rainures 20. Lorsque la colle a séché, la fibre 21 relie les deux dés 12a,l2b et passe devant la partie centrale de la plaque de fond 28 du chargeur. Lorsqu'un tel chargeur de préparation a été réalisé, il suffit de le présenter en bout d'un chargeur

23 muni de ses plaques rapportées 30a,30b et de pousser l'em-

pilement des échantillons dans le chargeur 23. On peut alors mettre vertical le chargeur 23, puisque les empilements de

dés sont maintenus grâce aux lamelles de retenue 40.

On voit que la préparation des échantillons peut s'effectuer en série et que plusieurs opérateurs peuvent préparer simultanément des chargeurs d'échantillons à tester

par le même appareil. En raison de l'automatisme du fonction-

nement de l'appareil selon l'invention, on peut faire porter les mesures sur un grand nombre d'échantillons, de sorte que les résultats peuvent avoir une interprétation statistique très satisfaisante, ladite interprétation tenant compte le

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cas échéant des mesures de dimension transversale de fibres Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit ntest aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention.

Claims (15)

Revendications

1 - Appareil de mesure, à chargement et cycle

automatiques, permettant de soumettre une fibre ou un maté-

riau analogue à un effort de traction longitudinal et de mesurer les déformations et les forces de traction, ledit appareil comportant un bAti qui porte, d'une part, un moyen

de traction, auquel est associée l'extrémité mobile de l'é-

chantillon testé, et, d'autre part, un capteur de force au-

quel est associée l'extrémité fixe de l'échantillon testé, caractérisé par le fait qu'en premier lieu, il comporte un

chargeur d'échantillons (23), chaque échantillon étant cons-

titué d'une fibre à tester (21), dont chaque extrémité est solidarisée d'un dé (12a,12b), les dés des échantillons étant empilés dans le chargeur (23) qui assure leur coulissement, toutes les fibres (21) des échantillons d'un même chargeur (23) étant parallèles et perpendiculaires à l'axe du chargeur (23), ledit chargeur étant maintenu fixe par rapport au bâti (1), perpendiculairement à une platine d'alimentation (22); qu'en deuxième lieu, il comporte un dispositif d'alimentation (44,45,46) susceptible de pousser un échantillon (12a,12b,21) - perpendiculairement au plan formé par les fibres (21) des échantillons du chargeur (23), ledit échantillon étant porté

par la platine d'alimentation (22) et étant situé initiale-

ment au droit du chargeur (23), le dispositif d'alimentation assurant la translation simultanée des deux dés (12a,12b) de l'échantillon et leur mise en place dans deux étriers (11,19), dont l'un (11), fixe, coopère avec le capteur de force (5) alors que l'autre (19) coopère avec l'élément mobile (16) du moyen de traction, ledit dispositif d'alimentation (44,45) revenant ensuite dans sa position initiale pour qu'un nouvel échantillon vienne en place sur la platine d'alimentation (22); et qu'en troisième lieu, il comporte des moyens de commande déclenchant le fonctionnement du moyen de traction quand l'échantillon (12a,12b,21) est en place dans les étriers (11,19), des moyens de mesure associés au capteur de force (5) fournissant la valeur de la force de traction appliquée à l'échantillon alors que d'autres moyens de mesure associés à l'élément mobile (16) du moyen de traction fournissent la

valeur de l'allongement de l'échantillon, le moyen de trac-

tion revenant dans sa position initiale arès que son élé-

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ment mobile (16) ait été soumis à une translation suffisante pour la mesure, le dispositif d'alimentation (44,45,46) amenant alors un nouvel échantillon (12a,12b,21) dans les étriers (11,19) et chassant ainsi hors des étriers les deux dés (12a,12b) de l'échantillon précédent. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen (51,52,53,54,55,56) pour mesurer une dimension transversale de la fibre (21) fixée entre les deux dés (12a,12b) d'un échantillon, ledit moyen

étant disposé entre les étriers (11,19).

3 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé

par le fait que le moyen de mesure d'une dimension transver-

sale de fibre (21) est constitué d'un palpeur (52,53,54,55) supporté parun bras mobile (56) et disposé au droit d'une enclume (25) portée par le bâti(l),ladite enclume (25) étant entre les étriers (11,19) et au-dessous de la fibre (21) de l'échantillon.dont les dés (12a,12b) sont tenus par lesdits

étriers (11,19).

4 - Appareil selon la revendication 3,caractérisépar le fait que le palpeur-comporte un plateau (54),qui vient en appui sur la fibre (21) à mesurer,laquelle est alors soutenue par l'enclume(25),ledit plateau(54) étant solidaire d'une tige (52) qui porte un aimant (53) coopérant avec un capteur de déplacement (51) porté par le bâti (1), ladite tige (52) étant portée par le bras mobile (56) quand elle n'est pas en

appui sur la fibre (21).

- Appareil selon l'une des revendications 3 ou 4,

caractérisé par le fait que le déplacement du bras mobile (56)

est commandé par un moto-réducteur électrique réversible (58).

6 - Appareil selon l'une des revendication 1 à 5, caractérisé par le fait que les dés (12a,12b) disposes aux extrémités d'une fibre à tester (21) sont des parallélépipèdes

rectangles comportant une rainure (20), o sont insérées les-

dites extrémités.

7 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 6,

caractérisé par le fait que le chargeur (23) comporte deux glissières (29a,29b) parallèles et identiques, ayant les dimensions des dés (12a,12b) d'échantillon, l'écartement des

bordures adjacentes des deux glissières (29a,29b) étant sen-

siblement égal à la longueur de la fibre à tester (21).

8 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 7,

caractérisé par le fait que le chargeur (23) comporte, à sa partie basse, au moins un téton (37), qui commande au moins une lamelle de retenue (40) évitant la chute des dés (12a, 12b) contenus dans le chargeur (23), le chargeur (23) étant maintenu par rapport au bâti (1) par engagement entre deux guides (24a,24b) perpendiculaires à la platine d'alimentation (22), le(s) téton(s)(37) coopérant avec lesdits guides (24a, 24b)pour éclipser la(ou les)lamelle(s)(40),quand le chargeur (23)est mis en place dans ses guides(24a,24b),ce qui permet la

chute sur la platine(22) du premier échantillon à tester.

9 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 8,

caractérisé par le fait que le chargeur (23) est associé à une masselotte (32,33,34), qui s'appuie par son poids sur l'empilement des dés(12a,12b) contenus dans le chargeur (23) et qui descend vers la platine (22),quand le chargeur (23)se vide,ladite masselotte (32,33,34) coopérant avec un contact

fixe pour signaler l'état de remplissage du chargeur (23).

- Appareil selon l'une des revendications 1 à 9,

caractérisé par le fait que le dispositif d'alimentation com-

porte une fourche (44), qui se déplace en translation sur la platine (22) grace à un vérin (46), chaque branche de la

fourche (44) coopérant avec l'un des dés (12a,12b) de l'é-

chantillon à déplacer.

11 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 10,

caractérisé par le fait que l'un au moins des deux étriers (11,19) comporte une butée coopérant avec l'autre étrier pour

définir la distance minimum des étriers.

12 - Appareil selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la butée est constituée par une fourche (19c) entre les deux branches de laquelle est disposée l'enclume

(25) ou son embase (26).

13 - Appareil selon l'une des revendications 1 à 12,

caractérisé par le fait qua le moyen de traction est constitué d'un moteur électrique réversible (3), qui est associé à un

système vis-écrou.

14 - Appareil selon la revendication 13, caractéri-

sé par le fait que le moteur (3) entraîne une vis (15) et que l'étrier mobile (19) est solidaire d'un écrou (16) portant au moins un téton (17), qui coulisse dans une rainure (18)

fixe par rapport au bâti (1).

- Appareil selon l'une des revendications 1 à

14, caractérisé par le fait que le déplacement de l'étrier mobile (19) est mesuré par un capteur fournissant un signal électrique, la mesure étant commencée quand la force de

traction devient non nulle.

16 - Appareil selon l'une des revendications 1 à

, caractérisé par le fait que le capteur de force est un anneau dynamométrique (5), dont un point est lié au bâti (1), ledit anneau portant au moins une jauge de contrainte (7)

fournissant un signal électrique de mesure.

17 - Appareil selon la revendication 16, caractéri-

sé par le fait que l'étrier fixe (11) est solidaire d'une tige (8), qui traverse l'anneau dynamométrique (5) et s'appuie en un point intérieur de celui-ci par une portée arrondie

(10), ladite tige étant guidée avec jeu par rapport au bâti.

18 - Appareil selon la revendication 17, caractéri-

sé par le fait que l'anneau dynamométrique (5) porte quatre jauges de contrainte (7) montées en pont et réparties par

paires aux extrémités d'un diamètre sensiblement perpendicu-

laire à la tige (8) qui exerce la traction.

19 - Appareil selon l'une des revendications 1 à

18, caractérisé par le fait que, du c8té de l'enclume (25) qui estopposée à la platine (22), se trouve un plan incliné (27) assurant l'évacuation des dés (12a,12b)éjectés hors des

étriers (11,19) par un nouveau chargement de ceux-ci.