測量用粘結劑連接的紙接頭撕裂強度的方法和器械的製作方法
2023-04-28 05:39:11
專利名稱：測量用粘結劑連接的紙接頭撕裂強度的方法和器械的製作方法
技術領域：
本發明涉及測量用粘結劑連接的紙接頭撕裂強度的方法和器械。通常，這種類型結構的器械能以一種廉價的方式，可重複地準確測量出粘結接頭的撕裂強度。
在測試粘結劑粘結接頭的成套設備中，用於測試粘結劑粘結接頭的拉伸強度的裝置是公知的。授予西羅愛德等人的第4,893,513號美國專利和授予薩卡開巴拉的第5,201,230號美國專利就是這種測試拉伸強度的成套設備的現有技術的例子。雖然這種拉伸強度測試機能夠測量出把粘結接頭拉開所需要的拉伸力，但是卻不能勝任測試把被粘結劑粘結在一起的紙件「撕裂」開所需要的力的任務。但是，為了更準確地確定被粘結的紙件之間的接頭的強度，確定接頭的「撕裂」強度是很重要的。而且，這些測試機由於結構複雜，價格也過於昂貴。因此，一種能夠廉價地測量出撕裂強度，而不是拉伸強度的粘結劑粘結接頭測試機，將是更優越的測試機。
在測試粘結劑粘結接頭的成套設備中，用於測試撕裂強度的測試機也是公知的。這種測試撕裂強度的測試機的例子有授予斯密特的第3,850,033號美國專利，和授予列勃倫等人的第4,080,825號美國專利。雖然這些撕裂強度測試機能測量粘結劑粘結接頭的撕裂強度，但這些測試機都要使用電動機。因此，這種設備的可靠程度至多和電動機一樣。如果電動機壞了，設備就不能運轉。而且，這種測試機由於結構複雜而非常昂貴。因此，如果能有一種能夠廉價地測試粘結劑粘結接頭的撕裂強度，而又不使用電機驅動的粘結劑粘結接頭測試機，就更加有利。
從以上所述可知，在本技術領域中需要一種粘結劑粘結接頭測試機，這種測試機由於簡化了零件和獨特的結構，所以是廉價的，並且能測量粘結劑粘結接頭的撕裂強度，而同時又避免了使用電機驅動的裝置。本發明的目的就是為了滿足本技術領域上述及其他的需要，在閱讀了下面的說明之後，本技術領域的技術人員將對本發明更加明了。
一般的說，本發明滿足上述需要的技術方案是提供一種測量粘結劑粘結接頭撕裂強度的器械，這種器械包括一塊具有第一側和第二側的，包括一個基本上位於第一側和第二側之間的粘結劑粘結接頭在內的紙板；一塊底板；一個與底板連接的加力裝置，其一端在操作時與底板連接；一個第一夾緊裝置，操作時與加力裝置的另一端和紙板的第一側連接；一個導向裝置，操作時與底板和第一夾緊裝置連接；一個第二夾緊裝置，操作時與紙板的第二側和導向裝置連接；一個撕裂強度指示裝置，基本上位於第一和第二夾緊裝置之間，操作時與導向裝置連接；以及一個操作時與第二夾緊裝置連接的線性移動裝置，用於把紙板的第一側和第二側沿著粘結劑粘結接頭撕開，以確定粘結接頭的撕裂強度。
在一些最佳實施例中，上述加力裝置是一根彈簧或者鏈條，上述導向裝置是一根長條形的軌道，上述撕裂強度指示裝置是一個指示器和一根刻度尺，而上述線性移動裝置可以用手動，或者用壓縮空氣或液壓活塞驅動。
在另一些最佳實施例中，上述裝置以簡單而又可以重複的方式精確地測量一個粘結接頭的撕裂強度。
按照本發明的最佳粘結接頭撕裂強度測試機具有下列優點重量輕；便於裝配和修理；撕裂強度的測試性能優越；穩定性高；使用年限長；而且價格非常便宜。事實上，有許多上述最佳實施例的性能重量輕；便於裝配和修理；撕裂強度的測試性能優越；以及價格非常便宜等，其最佳數值能優選到這樣的程度，即，大大地高於現有技術中公知的粘結接頭強度測試機以往曾經達到過的數值。
本發明上述的以及其他的優點，在結合附圖閱讀了下面的詳細說明之後，將會更加明了。在所有的附圖中，同樣的標號表示同樣的零件，附圖中
圖1是按照本發明的一臺測量粘結接頭的撕裂強度的器械的頂視圖；圖2是按照本發明的上述測量粘結接頭的撕裂強度的器械的側視圖；圖3是按照本發明的圖1中測量粘結接頭的撕裂強度的器械沿3—3線的端視圖；圖4是按照本發明的測量粘結接頭的撕裂強度的器械的另一個實施例的頂視圖5是按照本發明的上述測量粘結接頭的撕裂強度的器械的側視圖；圖6是按照本發明的圖4中測量粘結接頭的撕裂強度的器械沿6—6線的端視圖；圖7是按照本發明的測量粘結接頭的撕裂強度的器械又一個實施例的頂視圖。
首先請參閱圖1，圖中表示了一臺測量兩塊用粘結劑粘結在一起的紙板中間的粘結接頭的撕裂強度的器械2。上述器械的一部分包括底板4，常用的阻尼器6，普通的彈簧24，夾緊機構34，直線形導軌42，指示器44，刻度尺48和夾緊機構51。
詳細地說，阻尼器6通過常用的角撐架8用普通的緊固件9和10固定在底板4上。阻尼器6的另一端則用普通的緊固件28和32固定在角撐架30上。
常用的角撐架12用普通的緊固件14剛性地固定在底板4上。彈簧24用普通的有眼螺栓20安裝在角撐架12上。彈簧24的另一端鉤在角撐架26上。有眼螺栓20可用來調節彈簧24所施加的力量。角撐架12也可以安裝在位置16上，這樣彈簧就比較長，具有較小的彈簧常數(K)。
角撐架26用普通的緊固件27固定在底板4上。角撐架26用普通的緊固件37固定在夾緊機構34上。
現在描述夾緊機構34，它包括支承板36，夾緊板38和蝶形螺釘40。蝶形螺釘40安裝在能使夾緊板38和支承板36接觸的部位上。夾緊機構34由常用的滑動塊41安裝在普通的直線形導軌42上，能夠滑動(圖2)。
滑動指示器44的位置靠近夾緊機構34。指針46位於滑動指示器44上。滑動指示器44通過普通的滑動塊45安裝在導軌42上，能夠滑動(圖2)。一根用於測量撕裂強度的力(磅)的普通刻度尺48位於指針46的附近。
普通的擋塊角撐架64用普通的緊固件66剛性地固定在底板4上。角撐架64是用來擋住滑動指示器44沿著導軌42向前運動的。
另一個夾緊機構51的位置靠近滑動指示器44。夾緊機構51的結構和夾緊機構34的相同。具體的說，該夾緊機構包括支承板50，夾緊板52，普通的緊固件53和蝶形螺釘54。和夾緊機構34一樣，緊固件53是用來把支承板50連接在夾緊機構51上的。蝶形螺釘54用於使夾緊板52緊靠在支承板50上。手把56是用來使夾緊機構51通過普通的滑動塊55沿著導軌42滑動的(圖2)。
最後，用普通的緊固件58把導軌42剛性地固定在底板4上。用普通的緊固件62把一個一般的防護罩60固定在底板4上。防護罩60最好用任何一種合適的透明聚合材料製作，例如，耐熱有機玻璃。
請參閱圖2，圖2表示，手把56用普通的緊固件57剛性地固定在夾緊機構51上。
最後，圖3表示阻尼器6、角撐架30、夾緊機構34和51、以及導軌42的布置情形。
當器械2工作時，一個由中間帶有粘結接頭的兩塊紙板組成的測試樣品放在夾緊機構34和51中。這兩塊紙板是用粘結劑這樣粘結起來的，即，使這兩塊紙板的位置互相平行，而紙板的兩端不粘結，所以紙板的端部能夠被拉開，從而確定兩塊紙板之間的粘結接頭的撕裂強度。
詳細的說，把紙板樣品的一端放在支承板36和夾緊機構34的夾緊板38之間。轉動蝶形螺釘40，使夾緊板38向著支承板36夾緊，於是一塊紙板樣品的一個端部就被夾緊在夾緊機構34中。這塊紙板樣品的另一端，以完全同樣的方式夾緊在支承板50和夾緊機構51的夾緊板52之間。
夾緊機構34被彈簧24拉住，為了確定粘結接頭的撕裂強度，可用手動拉開夾緊機構51，以便使試樣在粘結接頭處被撕開。上面已經說過，夾緊機構34和51是沿著導軌42分別安裝在普通的滑動塊41和55上的。這就使得在撕開試樣時，夾緊機構34和51能夠精確地保持在一條直線上，而這一點對於測試過程的精確性和可重複性是很重要的。
導軌42的低摩擦係數也保證了測試的精確性。而試樣安裝在夾緊機構34和51上的方式也保證了測試結果的一致性。相應地，夾緊板38和52相對於支承板36和50的幾何形狀，使得每次插入的試樣都處在最大的，固定的距離上。如上所述，當分別把蝶形螺釘40和54擰緊時，夾緊機構34和51就夾住了。設置在各夾緊機構34和51中的，普通的壓縮彈簧(圖中未示出)，在蝶形螺釘40和54分別鬆開時，使夾緊機構34和51鬆開。
被彈簧約束的夾緊機構34的移動由阻尼器6來緩衝。阻尼器6消除了試樣撕裂時力量微小的變化而引起的振動，減慢了夾緊機構34在試樣已經分離後的回程速度。
連接在夾緊機構34上的彈簧的拉長，是度量試樣被撕裂或分離時在試樣上所承受的力的大小的。滑動指示器44記錄被彈簧約束的夾緊機構34的最大行程。刻度尺48把指針46的位置轉換為力的單位，即，磅(LBF)。刻度的「間距」決定於彈簧24的剛度。刻度的「零點」相當於彈簧24的初始張力，可以藉助於有眼螺栓20和緊固件22來調節。本測量裝置的所有零件，即，底板4、夾緊機構34和50、安裝角撐架8、12、16、26和30，以及導軌42，都是用鋁製作的。
請參閱圖4和5，圖4和5表示一臺測量用粘結劑粘結的兩塊紙板之間的粘結接頭撕裂強度的器械的另一個實施例。器械100的結構基本上和圖1—3中的器械2相同。但，器械100的一部分中還包括底板104、角撐架105、普通的緊固件106、延伸部分107、普通的緊固件108、長槽109、致動器杆110、角撐架112、普通的緊固件114、緊固件116、致動器118、流量調節器120、流量指示器121、以及普通的空氣進口閥。
其中，角撐架105是夾緊機構51的一個延伸部分。角撐架105用普通的緊固件106剛性地固定在延伸部分107上。延伸部分107則用普通的緊固件108固定在致動器杆110上。延伸部分107用普通的方法加工的長槽109穿過底板104。致動器118用普通的角撐架112和緊固件116剛性地固定在器械100上。角撐架112用普通的緊固件114剛性地固定在底板4上。
普通的空氣流量調節器120用普通的緊固件(圖中未示出)剛性地固定在致動器118上。空氣調節器120包括空氣流量指示器121。位於致動器118另一端的是空氣進口閥122。
請參閱圖6，圖6表示器械100中的各種部件互相對準的情形。具體的說，圖6表示阻尼器6、角撐架30、夾緊機構34和51、軌道42、底板104、角撐架105、緊固件106、致動器118、流量調節器120、和空氣進口閥門122的互相對準的情形。最後，底板104、角撐架105、延伸部分107、和角撐架112通常都用鋁製作。
器械100的工作過程基本上和器械2的過程相同。但是，如果器械2的操作者為了完成在該器械上的試驗，不是採用均勻而合理的慢慢的拉動(持續時間長於1/4秒)，而是急速地猛拉夾緊機構51，就會得出錯誤的結果。極度快速的拉動可能會產生一個錯誤的低試驗值，因為，用彈簧約束的夾緊機構34(圖1)的彈簧—質量系統來不及反應出代表彈簧的實際受力的平衡值。同樣，也可能得到一個錯誤的高試驗值，因為，應該記錄用彈簧約束的夾緊機構34的最大行程的滑動指示器44(圖1)移動得太快，以致於「滑」過了最大行程這個點。
為了消除由不同的操作者進行不同的試驗過程所造成的影響，可以採用如圖4—6所述的實施例。原來設計成用手拉動的夾緊機構，即，夾緊機構51，可以用一個液壓的或者氣動的缸118來驅動。採用這種方式，就能夠把試驗的拉動速度調整和固定在一個希望要的常數值上。具體的說，氣動或者液壓缸118由一個壓縮空氣供應閥122供氣。所供應空氣的流量可以用流量調節器120和流量指示器121來調節。所供應空氣的壓力值也可以調節，以便使氣缸118所產生的力大到足以撕裂任何試樣。而流量則確定在氣缸能產生所需要的行程速度上。打開空氣供應管道上的手動閥122就能夠使氣缸運動，完成試驗。
最後，圖7表示測量兩塊用粘結劑粘結的紙板之間的粘結接頭的撕裂強度的器械的另一個實施例150。具體的說，器械150的結構基本上與器械2和100相同。但，器械150還包括底板152、緩衝器154、延長部分156、普通的鏈條158、普通的鏈條夾緊機構160、鏈條託盤162和普通的緊固件164。
器械150的工作過程基本上和器械2和器械100的相同。具體的說，試樣牢固地夾持在夾緊機構34和51上。夾緊機構34用機構160剛性地固定在鏈條158上。為了分離試樣並完成試驗，夾緊機構51的拉動既可以用手動，也可以用機動。夾緊機構34和51，和上面對圖1和6的說明一樣，安裝在普通的滑動塊上。這樣就能使夾緊機構34和51在試樣撕開時保持精確的對準，這一點對於這種物理試驗的精確性和可重複性是很重要的。
由於導軌42的摩擦係數小，也使得試樣的精度提高了(限制了加上鏈條重量的夾緊機構34自由移動的摩擦力使實際的試驗值減小了)。
試驗結果的一致性也受如何在夾緊機構34和51上安裝試樣的影響，即，夾緊機構的幾何形狀要使試樣每次都能以最大的固定的距離插入其中。當分別擰緊蝶形螺釘40和54時，夾緊機構34和51就夾緊。當分別鬆開蝶形螺釘40和54時，在各夾緊機構34和51內部的壓縮彈簧(圖中未示出)就把這兩個夾緊機構打開。
一個普通的單向緩衝器154減慢了加上鏈條重量的夾緊機構34在試樣被分離之後的返回速度。擋塊166防止夾緊機構34超過最低限制點。試樣所承受的試驗載荷等於下部夾緊機構34的重量，加上懸掛的鏈條158的長度的重量的和。
滑動指示器44記錄下部夾緊機構34最大的向上行程，而刻度尺48把指示器46的位置轉換成力的單位，即，磅(LBF)。
刻度的間距由鏈條158的尺寸(或者每單位長度的重量)所決定。度量尺上的「零」相當於下部夾緊機構34的重量，加上當夾緊機構34在最低位置時，鏈條158懸掛在夾緊機構34上的長度的重量之和。器械150的一個優點是，對於既定的鏈條尺寸，它的基準不會改變。底板152和託盤162通常用鋁製作。
器械150的一種進一步簡化的方式是可以取消指示器44、立柱4和夾緊機構51。當採用這種方式時，只有和鏈條158連接的下部夾緊機構34是基本部件，試樣的另一端用操作者的手拿住。按照這種方式把試樣提起來，直到從託盤162上提升起來的鏈條158的重量確定了粘結帶的撕裂強度。鏈條158可以編上有顏色的編號，或者用其它的標示方式，以便在提升時進行觀測就能確定最大的力量。
在公開了以上這些內容之後，對於本技術領域的技術人員來說，許多其它的特徵、變型或改進方式將變得十分明顯。因此，這些特徵、變型和改進方式應該認為是本發明的一部分，本發明的範圍應由權利要求書確定。
權利要求
1.一種測量粘結接頭撕裂強度的器械，它包括一塊具有第一側和第二側的紙板，該紙板上有一個基本上位於上述第一側和第二側之間的粘結接頭；一塊底板；一個在操作上和上述底板的一端連接的加力裝置；一個在操作上與上述加力裝置的另一端以及上述紙板的第一側連接的第一夾緊機構；一個在操作上與上述底板和上述第一夾緊機構連接的導向裝置；一個在操作上與上述紙板的第二側以及上述導向裝置連接的第二夾緊機構；一個在操作上與上述導向裝置連接，並且基本上位於上述第一和第二夾緊機構之間的撕裂強度指示裝置；以及一個在操作上與上述第二夾緊機構連接，用於把上述上述紙板的第一側和第二側沿著上述粘結接頭互相撕開，以確定上述粘結接頭的撕裂強度的線性移動裝置。
2.如權利要求1所述的器械，其特徵在於，上述加力裝置進一步包括一個彈簧裝置。
3.如權利要求1所述的器械，其特徵在於，上述加力裝置進一步包括一件重物。
4.如權利要求3所述的器械，其特徵在於，上述重物進一步包括一根鏈條。
5.如權利要求1所述的器械，其特徵在於，上述器械還具有一個在操作上與上述底板和上述第一夾緊機構連接的力量緩衝裝置。
6.如權利要求5所述的器械，其特徵在於，上述力量緩衝裝置進一步包括一個阻尼器。
7.如權利要求5所述的器械，其特徵在於，上述力量緩衝裝置進一步包括一個緩衝器。
8.如權利要求1所述的器械，其特徵在於，上述紙板進一步包括位置基本上互相平行的第一紙板和第二紙板；基本上位於上述兩塊紙板之間的粘結接頭；以及位置沿著上述第一和第二紙板，並且靠近上述粘結接頭的互相分離的區域。
9.如權利要求1所述的器械，其特徵在於，上述第一夾緊機構進一步包括一個滑動裝置；一塊在操作上與上述滑動裝置連接的支承板；一塊在操作上與上述滑動裝置連接的夾緊板；以及一個在操作上與上述支承板和夾緊板連接的緊固裝置。
10.如權利要求1所述的器械，其特徵在於，上述第二夾緊機構進一步包括一個滑動裝置；一塊在操作上與上述滑動裝置連接的支承板；一塊在操作上與上述滑動裝置連接的夾緊板；以及一個在操作上與上述支承板和夾緊板連接的緊固裝置。
11.如權利要求2所述的器械，其特徵在於，上述彈簧裝置進一步包括一個彈簧力的調節裝置。
12.如權利要求11所述的器械，其特徵在於，上述調節裝置進一步包括一個有眼螺栓。
13.如權利要求1所述的器械，其特徵在於，上述導向裝置進一步包括一根導軌。
14.如權利要求1所述的器械，其特徵在於，上述上述撕裂強度指示裝置進一步包括一個滑動的指示器；以及一根位置靠近上述滑動指示器的刻度尺。
15.如權利要求1所述的器械，其特徵在於，上述線性移動裝置進一步包括一個手動移動裝置。
16.如權利要求1所述的器械，其特徵在於，上述線性移動裝置進一步包括一個氣動的移動裝置。
17.如權利要求1所述的器械，其特徵在於，上述線性移動裝置進一步包括一個液壓移動裝置。
18.一種測量位於兩塊紙板之間的粘結接頭的撕裂強度的方法，其中有一塊紙板試樣，該紙板試樣在兩塊試樣紙板中間有一條粘結接頭，和位置靠近上述粘結接頭並且基本上互相平行的第一端和第二端；第一和第二夾緊機構；一個加力裝置；一個力量緩衝裝置；一個撕裂強度指示裝置；和一個線性移動裝置；其特徵在於，上述方法包括下列步驟把上述試樣紙板的第一端夾在上述第一夾緊機構中；把上述試樣紙板的第二端夾在上述第二夾緊機構中；用上述線性移動裝置使上述第二夾緊機構移動；用上述加力裝置對上述第一夾緊機構施加力量；用上述力量緩衝裝置調節上述線性移動裝置的力量；使上述試樣紙板的第一端和第二端互相撕開，以便撕裂上述粘結接頭；緩衝上述第一夾緊機構返回時的力量；以及用上述撕裂強度指示裝置測量上述粘結接頭的撕裂強度。
19.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，上述移動夾緊機構的步驟進一步包括下列步驟用人工移動上述第二夾緊機構。
20.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，上述移動夾緊機構的步驟進一步包括下列步驟用壓縮空氣移動上述第二夾緊機構。
21.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，上述移動夾緊機構的步驟進一步包括下列步驟用液壓移動上述第二夾緊機構。
全文摘要
本發明涉及測量用粘結劑粘結的紙接頭的撕裂強度的器械和方法。總的說來，這種結構的器械能廉價地，精確而重複地測量這種用粘結劑粘結的接頭的撕裂強度。
文檔編號G01N3/00GK1119274SQ9510819
公開日1996年3月27日 申請日期1995年7月26日 優先權日1994年7月29日
發明者羅伯特·拉恩·貝倫, 斯蒂汶·保爾·梅茲勒 申請人:韋斯特凡柯公司