测量用粘结剂连接的纸接头撕裂强度的方法和器械

摘要

本发明涉及测量用粘结剂粘结的纸接头的撕裂强度的器械和方法。总的说来，这种结构的器械能廉价地，精确而重复地测量这种用粘结剂粘结的接头的撕裂强度。

说明书

本发明涉及测量用粘结剂连接的纸接头撕裂强度的方法和器械。通常，这种类型结构的器械能以一种廉价的方式，可重复地准确测量出粘结接头的撕裂强度。

在测试粘结剂粘结接头的成套设备中，用于测试粘结剂粘结接头的拉伸强度的装置是公知的。授予西罗爱德等人的第4,893,513号美国专利和授予萨卡开巴拉的第5,201,230号美国专利就是这种测试拉伸强度的成套设备的现有技术的例子。虽然这种拉伸强度测试机能够测量出把粘结接头拉开所需要的拉伸力，但是却不能胜任测试把被粘结剂粘结在一起的纸件“撕裂”开所需要的力的任务。但是，为了更准确地确定被粘结的纸件之间的接头的强度，确定接头的“撕裂”强度是很重要的。而且，这些测试机由于结构复杂，价格也过于昂贵。因此，一种能够廉价地测量出撕裂强度，而不是拉伸强度的粘结剂粘结接头测试机，将是更优越的测试机。

在测试粘结剂粘结接头的成套设备中，用于测试撕裂强度的测试机也是公知的。这种测试撕裂强度的测试机的例子有：授予斯密特的第3,850,033号美国专利，和授予列勃伦等人的第4,080,825号美国专利。虽然这些撕裂强度测试机能测量粘结剂粘结接头的撕裂强度，但这些测试机都要使用电动机。因此，这种设备的可靠程度至多和电动机一样。如果电动机坏了，设备就不能运转。而且，这种测试机由于结构复杂而非常昂贵。因此，如果能有一种能够廉价地测试粘结剂粘结接头的撕裂强度，而又不使用电机驱动的粘结剂粘结接头测试机，就更加有利。

从以上所述可知，在本技术领域中需要一种粘结剂粘结接头测试机，这种测试机由于简化了零件和独特的结构，所以是廉价的，并且能测量粘结剂粘结接头的撕裂强度，而同时又避免了使用电机驱动的装置。本发明的目的就是为了满足本技术领域上述及其他的需要，在阅读了下面的说明之后，本技术领域的技术人员将对本发明更加明了。

一般的说，本发明满足上述需要的技术方案是提供一种测量粘结剂粘结接头撕裂强度的器械，这种器械包括：一块具有第一侧和第二侧的，包括一个基本上位于第一侧和第二侧之间的粘结剂粘结接头在内的纸板；一块底板；一个与底板连接的加力装置，其一端在操作时与底板连接；一个第一夹紧装置，操作时与加力装置的另一端和纸板的第一侧连接；一个导向装置，操作时与底板和第一夹紧装置连接；一个第二夹紧装置，操作时与纸板的第二侧和导向装置连接；一个撕裂强度指示装置，基本上位于第一和第二夹紧装置之间，操作时与导向装置连接；以及一个操作时与第二夹紧装置连接的线性移动装置，用于把纸板的第一侧和第二侧沿着粘结剂粘结接头撕开，以确定粘结接头的撕裂强度。

在一些最佳实施例中，上述加力装置是一根弹簧或者链条，上述导向装置是一根长条形的轨道，上述撕裂强度指示装置是一个指示器和一根刻度尺，而上述线性移动装置可以用手动，或者用压缩空气或液压活塞驱动。

在另一些最佳实施例中，上述装置以简单而又可以重复的方式精确地测量一个粘结接头的撕裂强度。

按照本发明的最佳粘结接头撕裂强度测试机具有下列优点：重量轻；便于装配和修理；撕裂强度的测试性能优越；稳定性高；使用年限长；而且价格非常便宜。事实上，有许多上述最佳实施例的性能：重量轻；便于装配和修理；撕裂强度的测试性能优越；以及价格非常便宜等，其最佳数值能优选到这样的程度，即，大大地高于现有技术中公知的粘结接头强度测试机以往曾经达到过的数值。

本发明上述的以及其他的优点，在结合附图阅读了下面的详细说明之后，将会更加明了。在所有的附图中，同样的标号表示同样的零件，附图中：

图1是按照本发明的一台测量粘结接头的撕裂强度的器械的顶视图；

图2是按照本发明的上述测量粘结接头的撕裂强度的器械的侧视图；

图3是按照本发明的图1中测量粘结接头的撕裂强度的器械沿3—3线的端视图；

图4是按照本发明的测量粘结接头的撕裂强度的器械的另一个实施例的顶视图；

图5是按照本发明的上述测量粘结接头的撕裂强度的器械的侧视图；

图6是按照本发明的图4中测量粘结接头的撕裂强度的器械沿6—6线的端视图；

图7是按照本发明的测量粘结接头的撕裂强度的器械又一个实施例的顶视图。

首先请参阅图1，图中表示了一台测量两块用粘结剂粘结在一起的纸板中间的粘结接头的撕裂强度的器械2。上述器械的一部分包括：底板4，常用的阻尼器6，普通的弹簧24，夹紧机构34，直线形导轨42，指示器44，刻度尺48和夹紧机构51。

详细地说，阻尼器6通过常用的角撑架8用普通的紧固件9和10固定在底板4上。阻尼器6的另一端则用普通的紧固件28和32固定在角撑架30上。

常用的角撑架12用普通的紧固件14刚性地固定在底板4上。弹簧24用普通的有眼螺栓20安装在角撑架12上。弹簧24的另一端钩在角撑架26上。有眼螺栓20可用来调节弹簧24所施加的力量。角撑架12也可以安装在位置16上，这样弹簧就比较长，具有较小的弹簧常数(K)。

角撑架26用普通的紧固件27固定在底板4上。角撑架26用普通的紧固件37固定在夹紧机构34上。

现在描述夹紧机构34，它包括支承板36，夹紧板38和蝶形螺钉40。蝶形螺钉40安装在能使夹紧板38和支承板36接触的部位上。夹紧机构34由常用的滑动块41安装在普通的直线形导轨42上，能够滑动(图2)。

滑动指示器44的位置靠近夹紧机构34。指针46位于滑动指示器44上。滑动指示器44通过普通的滑动块45安装在导轨42上，能够滑动(图2)。一根用于测量撕裂强度的力(磅)的普通刻度尺48位于指针46的附近。

普通的挡块角撑架64用普通的紧固件66刚性地固定在底板4上。角撑架64是用来挡住滑动指示器44沿着导轨42向前运动的。

另一个夹紧机构51的位置靠近滑动指示器44。夹紧机构51的结构和夹紧机构34的相同。具体的说，该夹紧机构包括：支承板50，夹紧板52，普通的紧固件53和蝶形螺钉54。和夹紧机构34一样，紧固件53是用来把支承板50连接在夹紧机构51上的。蝶形螺钉54用于使夹紧板52紧靠在支承板50上。手把56是用来使夹紧机构51通过普通的滑动块55沿着导轨42滑动的(图2)。

最后，用普通的紧固件58把导轨42刚性地固定在底板4上。用普通的紧固件62把一个一般的防护罩60固定在底板4上。防护罩60最好用任何一种合适的透明聚合材料制作，例如，耐热有机玻璃。

请参阅图2，图2表示，手把56用普通的紧固件57刚性地固定在夹紧机构51上。

最后，图3表示阻尼器6、角撑架30、夹紧机构34和51、以及导轨42的布置情形。

当器械2工作时，一个由中间带有粘结接头的两块纸板组成的测试样品放在夹紧机构34和51中。这两块纸板是用粘结剂这样粘结起来的，即，使这两块纸板的位置互相平行，而纸板的两端不粘结，所以纸板的端部能够被拉开，从而确定两块纸板之间的粘结接头的撕裂强度。

详细的说，把纸板样品的一端放在支承板36和夹紧机构34的夹紧板38之间。转动蝶形螺钉40，使夹紧板38向着支承板36夹紧，于是一块纸板样品的一个端部就被夹紧在夹紧机构34中。这块纸板样品的另一端，以完全同样的方式夹紧在支承板50和夹紧机构51的夹紧板52之间。

夹紧机构34被弹簧24拉住，为了确定粘结接头的撕裂强度，可用手动拉开夹紧机构51，以便使试样在粘结接头处被撕开。上面已经说过，夹紧机构34和51是沿着导轨42分别安装在普通的滑动块41和55上的。这就使得在撕开试样时，夹紧机构34和51能够精确地保持在一条直线上，而这一点对于测试过程的精确性和可重复性是很重要的。

导轨42的低摩擦系数也保证了测试的精确性。而试样安装在夹紧机构34和51上的方式也保证了测试结果的一致性。相应地，夹紧板38和52相对于支承板36和50的几何形状，使得每次插入的试样都处在最大的，固定的距离上。如上所述，当分别把蝶形螺钉40和54拧紧时，夹紧机构34和51就夹住了。设置在各夹紧机构34和51中的，普通的压缩弹簧(图中未示出)，在蝶形螺钉40和54分别松开时，使夹紧机构34和51松开。

被弹簧约束的夹紧机构34的移动由阻尼器6来缓冲。阻尼器6消除了试样撕裂时力量微小的变化而引起的振动，减慢了夹紧机构34在试样已经分离后的回程速度。

连接在夹紧机构34上的弹簧的拉长，是度量试样被撕裂或分离时在试样上所承受的力的大小的。滑动指示器44记录被弹簧约束的夹紧机构34的最大行程。刻度尺48把指针46的位置转换为力的单位，即，磅(LBF)。刻度的“间距”决定于弹簧24的刚度。刻度的“零点”相当于弹簧24的初始张力，可以借助于有眼螺栓20和紧固件22来调节。本测量装置的所有零件，即，底板4、夹紧机构34和50、安装角撑架8、12、16、26和30，以及导轨42，都是用铝制作的。

请参阅图4和5，图4和5表示一台测量用粘结剂粘结的两块纸板之间的粘结接头撕裂强度的器械的另一个实施例。器械100的结构基本上和图1—3中的器械2相同。但，器械100的一部分中还包括：底板104、角撑架105、普通的紧固件106、延伸部分107、普通的紧固件108、长槽109、致动器杆110、角撑架112、普通的紧固件114、紧固件116、致动器118、流量调节器120、流量指示器121、以及普通的空气进口阀。

其中，角撑架105是夹紧机构51的一个延伸部分。角撑架105用普通的紧固件106刚性地固定在延伸部分107上。延伸部分107则用普通的紧固件108固定在致动器杆110上。延伸部分107用普通的方法加工的长槽109穿过底板104。致动器118用普通的角撑架112和紧固件116刚性地固定在器械100上。角撑架112用普通的紧固件114刚性地固定在底板4上。

普通的空气流量调节器120用普通的紧固件(图中未示出)刚性地固定在致动器118上。空气调节器120包括空气流量指示器121。位于致动器118另一端的是空气进口阀122。

请参阅图6，图6表示器械100中的各种部件互相对准的情形。具体的说，图6表示阻尼器6、角撑架30、夹紧机构34和51、轨道42、底板104、角撑架105、紧固件106、致动器118、流量调节器120、和空气进口阀门122的互相对准的情形。最后，底板104、角撑架105、延伸部分107、和角撑架112通常都用铝制作。

器械100的工作过程基本上和器械2的过程相同。但是，如果器械2的操作者为了完成在该器械上的试验，不是采用均匀而合理的慢慢的拉动(持续时间长于1/4秒)，而是急速地猛拉夹紧机构51，就会得出错误的结果。极度快速的拉动可能会产生一个错误的低试验值，因为，用弹簧约束的夹紧机构34(图1)的弹簧—质量系统来不及反应出代表弹簧的实际受力的平衡值。同样，也可能得到一个错误的高试验值，因为，应该记录用弹簧约束的夹紧机构34的最大行程的滑动指示器44(图1)移动得太快，以致于“滑”过了最大行程这个点。

为了消除由不同的操作者进行不同的试验过程所造成的影响，可以采用如图4—6所述的实施例。原来设计成用手拉动的夹紧机构，即，夹紧机构51，可以用一个液压的或者气动的缸118来驱动。采用这种方式，就能够把试验的拉动速度调整和固定在一个希望要的常数值上。具体的说，气动或者液压缸118由一个压缩空气供应阀122供气。所供应空气的流量可以用流量调节器120和流量指示器121来调节。所供应空气的压力值也可以调节，以便使气缸118所产生的力大到足以撕裂任何试样。而流量则确定在气缸能产生所需要的行程速度上。打开空气供应管道上的手动阀122就能够使气缸运动，完成试验。

最后，图7表示测量两块用粘结剂粘结的纸板之间的粘结接头的撕裂强度的器械的另一个实施例150。具体的说，器械150的结构基本上与器械2和100相同。但，器械150还包括：底板152、缓冲器154、延长部分156、普通的链条158、普通的链条夹紧机构160、链条托盘162和普通的紧固件164。

器械150的工作过程基本上和器械2和器械100的相同。具体的说，试样牢固地夹持在夹紧机构34和51上。夹紧机构34用机构160刚性地固定在链条158上。为了分离试样并完成试验，夹紧机构51的拉动既可以用手动，也可以用机动。夹紧机构34和51，和上面对图1和6的说明一样，安装在普通的滑动块上。这样就能使夹紧机构34和51在试样撕开时保持精确的对准，这一点对于这种物理试验的精确性和可重复性是很重要的。

由于导轨42的摩擦系数小，也使得试样的精度提高了(限制了加上链条重量的夹紧机构34自由移动的摩擦力使实际的试验值减小了)。

试验结果的一致性也受如何在夹紧机构34和51上安装试样的影响，即，夹紧机构的几何形状要使试样每次都能以最大的固定的距离插入其中。当分别拧紧蝶形螺钉40和54时，夹紧机构34和51就夹紧。当分别松开蝶形螺钉40和54时，在各夹紧机构34和51内部的压缩弹簧(图中未示出)就把这两个夹紧机构打开。

一个普通的单向缓冲器154减慢了加上链条重量的夹紧机构34在试样被分离之后的返回速度。挡块166防止夹紧机构34超过最低限制点。试样所承受的试验载荷等于下部夹紧机构34的重量，加上悬挂的链条158的长度的重量的和。

滑动指示器44记录下部夹紧机构34最大的向上行程，而刻度尺48把指示器46的位置转换成力的单位，即，磅(LBF)。

刻度的间距由链条158的尺寸(或者每单位长度的重量)所决定。度量尺上的“零”相当于下部夹紧机构34的重量，加上当夹紧机构34在最低位置时，链条158悬挂在夹紧机构34上的长度的重量之和。器械150的一个优点是，对于既定的链条尺寸，它的基准不会改变。底板152和托盘162通常用铝制作。

器械150的一种进一步简化的方式是可以取消指示器44、立柱4和夹紧机构51。当采用这种方式时，只有和链条158连接的下部夹紧机构34是基本部件，试样的另一端用操作者的手拿住。按照这种方式把试样提起来，直到从托盘162上提升起来的链条158的重量确定了粘结带的撕裂强度。链条158可以编上有颜色的编号，或者用其它的标示方式，以便在提升时进行观测就能确定最大的力量。

在公开了以上这些内容之后，对于本技术领域的技术人员来说，许多其它的特征、变型或改进方式将变得十分明显。因此，这些特征、变型和改进方式应该认为是本发明的一部分，本发明的范围应由权利要求书确定。