Brevet FR2528577A1 — publié le 19831216

Dispositif d'essai de la résistance à la traction et d'étirage pour un boulon faisant saillie sur une surface. La présente invention concerne un dispositif d'éssai de la résistance à la traction et d'étirage pour un boulon faisant saillie sur une surface. Dans la construction d'appareils, on soude souvent des boulons filetés par soudure à l'arc ou des procédés analogues bout à bout à une surface d'un appareil On pose aussi de façon analogue des chevilles de tête et des ancres pour béton Dans de nombreux cas, il faut alors contrôler la solidité de l'as- semblage Les procédés de contrôle qui étaient courants anté- rieurement sont imprécis, malcommodes et prennent du temps. La présente invention a pour objet un dispositif d'essai de la résistance à la traction permettant un contrôle non-destructif rapide, facile et fiable de la solidité de la fixation d'un boulon faisant saillie sur une surface. On atteint cet objectif, selon l'invention, grâce à un dispositif de contrôle comportant un dispositif de traction pouvant être accouplé au boulon, un dispositif de support pou- vant être posé sur la surface et un mécanisme destiné à engen- drer une force entre le dispositif de traction et le disposi- tif de support. Le dispositif selon l'invention permet de contrôler la résistance de la fixation de boulons en saillie, ce par quoi il faut, entre autres, entendre tous éléments de cons- truction en forme de barres ou de broches Ce dispositif de contrôle permet notamment de contrôler rationnellement direc- tement sur le composant des boulons filetés fixés par sou- dure, sans leur faire subir de torsion ou de flexion faussant le résultat de la mesure. Le dispositif selon l'invention permet également de contrôler la résistance à la traction de che- villes de tête soudées et d'ancres pour béton; de contrôler la résistance de charge de fixations par vissage, soudage, brasage, collage et serrage d'éléments en forme de broches; d'étirer de façon contrôlée des composants en forme de broches, par exemple pour consolider à froid des points de soudure et de brasure et compenser les tolérances de longueur, ou former un collet rabattu sur des tôles, etc; d'effectuer directement sur le composant des mesu- res de traction et d'allongement qu'on n'effectue en général qu'au laboratoire avec des machines d'éssai de la résistance à la traction fixes. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée qui va suivre d'exemples d'exé- cution non limitatifs de l'invention, en regard du dessin annexé dont: La Fig 1 représente un mode d'exécution préféré du dispositif d'essai de la résistance à la traction et d'étirage selon l'invention; La Fig 2 représente un second mode d'exécution sim- plifié du dispositif selon l'invention. Le dispositif d'essai de la résistance à la traction et d'étirage représenté sur la Fig 1 comprend essentiellement une tête de prise 10, un dispositif de support 12, un élément de traction 14 et un ensemble de mesure placé au-dessus 16. La tête de prise 10 permet de réaliser un accouplement sûr et rigide du dispositif d'essai de résistance à la traction avec un spécimen d'essai, par exemple à un boulon fileté 19 soudé bout à bout à une surface 18. Dans le mode d'exécution représenté sur la Fig 1, la tête de prise 10 comprend des segments de prise 20 présentant intérieurement des rainures 22 dans lesquelles pénètre un collet 24 d'une broche d'ancrage ou boulon d'assemblage 26. Les segments de prise 20 sont repoussés vers l'extérieur par des ressorts 28 qui sont insérés entre ceux-ci et le boulon d'assemblage 26 Les segments de prise 20 présentent une sur- face extérieure oblique 30 qui attaquent une surface intérieure corrélativement oblique 32 d'un manchon 34 qui est placé de façon à pouvoir être déplacé axialement dans un boîtier cylin- drique 36 du dispositif d'essai de résistance à la traction A l'extrémité inférieure du boîtier 36 se trouve un anneaud'appui 38 grâce auquel le dispositif d'essai s'appuie sur la surface 18 des deux côtés du spécimen ou tout autour de celui-ci Entre l'anneau d'appui et le manchon 34 se trouvent des ressorts 40 qui sollicitent le manchon vers une position de verrouillage. Le manchon 34 comporte des prises en forme de barres 42 qui sortent par des fentes axiales 44 ménagées dans le bottier 36 Le bottier comporte deux autres prises 46 en for- me de barres entre les fentes 44 et l'anneau d'appui 38. Le boulon d'assemblage 26 est introduit dans un alé- sage axial d'un piston 48 d'un cylindre hydraulique 50, immo- bilisé par un écrou massif vissé 51 et il est sollicité vers sa position sortie par un ressort de compression 52. L'ensemble de mesure 16 pouvant être vissé sur l'ex- trémité supérieure du cylindre hydraulique 50 comprend un indicateur de déplacement à cadran, qui comporte un palpeur en forme de barre 56 qui traverse un alésage du boul d'as- semblage 26 pour pénétrer dans l'intervalle compris entre les segments de prise 20 L'indicateur 54 est protégé par un cy- lindre creux 58 en matière plastique transparente qui est placé ou vissé sur l'ensemble de mesure 16. Les segments de prise comportent des extrémités 20 a en forme de crampons par lesquels ils peuvent être accouplés directement au spécimen, si celui-ci comporte une tête cor- respondante ou, comme on l'a représenté, par l'intermédiaire d'un écrou d'assemblage 59 vissé sur le spécimen. Le cylindre hydraulique 50 peut être un cylindre hydraulique à piston creux courant pouvant être alimenté par une pression de 500 bars et capable de fournir une force de traction maximale d'environ 70 k N Le ressort de rappel incor- poré 52 a pour rôle de permettre d'utiliser la totalité de la course maximale, de 12 mm ici, à chaque essai. Au lieu du cylindre hydraulique, on peut aussi uti- liser un autre dispositif pour engendrer la force de traction nécessaire, par exemple un cylindre pneumatique ou des dispo- sitifs mécaniques comportant des broches, des articulations de type ciseaux, des genouillères, etc Au lieu ou en plus de l'indicateur, on peut utiliser un capteur de déplacement inductif et l'on peut brancher sur le circuit de fluide sous pression destiné au cylindre hydraulique un capteur de pres- sion, pour mesurer électroniquement les valeurs de traction et d'allongement et les traiter ultérieurement, par exemple aux fins d'affichage d'un diagramme contrainte-allongement. La description de la manipulation du dispositif selon la Fig 1 qui ar sul are, concerne le contrôle et l'étirage d'un b Lulon fileté q 19. La pression de contrôle hydraulique calculée par le quotient de la force de traction de contrôle par la surface de piston active est marcuée sur un indicateur de pression qui mesure la pression du fluide sous pression Ensuite, on- ali-er-te le cyli pression de cnntrôle et l'on règle l'indicateur 54 à zero. On peut alors effectuer le contrôle (l'essai) proprement dit. i C en faisant augmernter la pression hydraulique jusqu'à la pres- sion d'essai Le chronomètre 54 indique alors l'allongement du spécimen entre la tractnin iniale (dans l'exemple pré- sent, 10 S de la farce de traction d'essai) et la force de traction d'essai. -5 Lorsque l'élément de traction est à l'état déchargé et que les prises sont contractées, on peut retirer le dis- positif et le placer sur le spécimen suivant. On peut prévoir, aux fins d'adaptation à des spéci- mens de longueur variable, des rallonges tubulaires qui, comme on l'a indiqué en tirets, peuvent être vissées dans l'anneau d'appui et le prolonger en direction axiale. Le dispositif d'essai de la résistance à la traction représenté sur la Fig 2 comprend un cylindre hydraulique 61 calculé par exemple pour une pression de 1000 bars On trouve, vissés sur le cylindre hydraulique, inférieurement un appui creux 62, et supérieurement une fourche 63 compor- tant une poignée A la face supérieure du cylindre hydrauli- que 61 est en outre fixée de façon amovible, au moyen d'une manette de serrage 66, une monture d'indicateur 65 Le cylin- dre hydraulique 61 comprend un piston 67 pourvu d'un alésage axial dans lequel est introduit un boulon d'assemblage 68. Le boulon d'assemblage 68 comporte une tige 69 qui passe par l'alésage du piston 67 et une tête 70 de diamètre agrandi qui repose sur l'extrémité supérieure du piston 67 par l'intermé- diaire d'un disque 71 interposé. Le dispositif d'essai de résistance à la traction et d'étirage 60 selon la Fig 2 est utilisé de la façon suivante. Après avoir soudé un boulon 3 à la pièce 1, on place le cylindre hydraulique 61 avec l'appui creux 62 sur le boulon à contrôler La monture 65 n'est alors pas encore posée On introduit alors le boulon d'assemblage 68 par en haut dans l'alésage du piston hydraulique 67 et on le visse sur le bou- lon 3 par un trou taraudé 72 pratiqué inférieurement dans la tige 69, ce que l'on fait au moyen d'un levier 73 que l'on place dans un trou 74 pratiqué dans la tête 70 du boulon d'as- semblage 68 Ensuite, on pose la monture 65 sur laquelle se trouve un indicateur 74 et on la bloque au moyen de la manette 66 On envoie alors dans le cylindre hydraulique 61 un fluide sous pression (non représenté), ce qui pousse le piston 67 vers le haut et fait agir une force de traction correspondante sur le boulon fileté 3 par l'intermédiaire du disque 71 et du boulon d'assemblage 68 On peut lire le degré de déformation plastique (étirage) se produisant alors sur l'indicateur 74. Après l'essai de résistance à la traction et/ou d'étirage du boulon fileté 3, on retire de nouveau le dispositif 70 en dé- vissant le boulon d'assemblage 68 du boulon fileté 3 et en éloignant le dispositif. Au lieu du dispositif comprenant le cylindre hydrauli- que 61 et le piston 67, on peut aussi utiliser ici un autre dispositif, par exemple actionné mécaniquement ou pneumatique- ment, pour engendrer une force entre le boulon d'assemblage 68 et la pièce 1. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'essai de résistance à la traction et d'étirage pour boulon faisant saillie sur une surface, carac- térisé en ce qu'il comporte un dispositif de traction ( 20,26) pouvant être accouplé au boulon ( 19), un dispositif d'appui ( 36,38) pouvant être posé sur la surface ( 18) et un mécanisme ( 48,50) destiné à engendrer une force entre le dispositif de traction et le dispositif d'appui. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme ( 48,50) engendrant les forces comprend un cylindre à fluide sous pression. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce que le dispositif de traction comporte un boulon d'assemblage ( 26) relié au mécanisme engendrant des forces ( 48,50), ainsi que des éléments de prise ( 20) accouplés àcelui- ci de façon à pouvoir se déplacer radialement, qui peuvent être accouplés à un spécimen d'essai ( 19,59). 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le boulon d'assemblage ( 26) comporte un collet en saillie ( 24) qui pénètre dans les rainures ( 22) des éléments de prise, en ce que les éléments de prise ( 20) sont placés avec des sur- faces extérieures obliques ( 30) dans un manchon ( 34) pouvant se déplacer axialement dans un boîtier ( 36) qui comporte des surfaces intérieures d'allure oblique corrélative et peut être rappelé par un agencement à ressorts ( 40) dans une position de fermeture, et en ce qu'il comporte entre les éléments de prise ( 20) et le boulon d'assemblage ( 26) un agencement à ressorts ( 28) rappelant les éléments de prise dans une position d'ou- verture. 5 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le manchon mobile ( 34) est reliéà des prises ( 42) qui font saillie par des fentes axiales ( 44) ménagées dans le boî- tier ( 36), et en ce que d'autres prises ( 46) sont placées sur le boîtier ( 36) entre les prises ( 42) reliées au manchon et un anneau d'appui ( 38) placé à l'extrémité du boîtier. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte undispositif de mesure ( 54) pour mesurer la course du dispositif de traction. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé ei) ce que le dispositif de mesure comprend un indicateur de dépla- cement ( 54) comportant un palpeur en forme de barre ( 56) qui rejoint le spécimen en passant par un évidement axial ménagé dans le dispositif de traction. 8 Dispositif selon les revendications 6 et 7, carac- térisé en ce qu'il comporte un cylindre creux transparent en- tourant le dispositif de mesure ( 54).