FR2997764A1 - Method for measuring friction coefficient between parts of motor vehicle during application of sliding effort on parts, involves recording effort to cause displacement of parts to deduce value of friction coefficient between flat surfaces - Google Patents
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Abstract
Description
PROCÉDÉ DE MESURE D'UN COEFFICIENT DE FROTTEMENT ENTRE DEUX PIÈCES, NOTAMMENT ENTRE DEUX PIÈCES D'UN VÉHICULE AUTOMOBILE, ET INSTALLATION DE MISE EN OEUVRE DE CE PROCÉDÉ La présente invention concerne un procédé de mesure d'un 5 coefficient de frottement entre deux pièces, notamment entre des pièces d'un véhicule automobile, et une installation de mesure mettant en oeuvre ce procédé. On sait que lors du montage d'un ensemble mécanique, notamment un véhicule automobile, il est nécessaire de 10 connaître le coefficient de frottement entre deux pièces assemblées l'une contre l'autre afin de déterminer au mieux les dimensions de chaque composant de l'ensemble ainsi que la force de serrage qui est juste nécessaire pour s'opposer aux efforts de glissement dans des conditions normales de 15 fonctionnement, et dimensionner au plus juste le diamètre du boulon permettant de générer cette force de serrage . Dans les installations de mesure existantes, deux pièces de test sont réunies par une vis qui maintient les pièces appliquées l'une contre l'autre selon une force de serrage. 20 L'ensemble ainsi constitué est monté sur une machine de compression qui applique un effort de glissement sur l'une des pièces tandis que l'autre pièce est fixée au bâti de la machine de compression. L'installation comporte en outre un dispositif de détection d'un déplacement d'une pièce par 25 rapport à l'autre. Le coefficient de frottement est donné par le rapport entre la valeur de l'effort de glissement au début d'un glissement entre les deux pièces et la valeur de la force de serrage.The present invention relates to a method for measuring a coefficient of friction between two parts. The present invention relates to a method for measuring a friction coefficient between two parts, particularly between two parts of a motor vehicle, and an installation for carrying out this method. , especially between parts of a motor vehicle, and a measuring installation implementing this method. It is known that when mounting a mechanical assembly, in particular a motor vehicle, it is necessary to know the coefficient of friction between two parts assembled against each other in order to best determine the dimensions of each component of the vehicle. together as the clamping force which is just necessary to oppose the sliding forces under normal operating conditions, and size the more just the diameter of the bolt to generate this clamping force. In existing measuring systems, two test pieces are joined by a screw which holds the parts against each other in a clamping force. The assembly thus constituted is mounted on a compression machine which applies a sliding force on one of the parts while the other part is fixed to the frame of the compression machine. The installation further comprises a device for detecting a displacement of one room relative to the other. The coefficient of friction is given by the ratio between the value of the sliding force at the beginning of a sliding between the two parts and the value of the clamping force.
Compte tenu de ce mode opératoire, la valeur du coefficient de frottement obtenu tient compte non seulement du frottement à l'interface entre les deux pièces mais également du frottement à l'interface entre la tête de la vis et la pièce sur laquelle elle est appliquée. Ceci fausse le calcul du coefficient de frottement qui est de ce fait majoré par rapport à la réalité. Un but de l'invention et d'améliorer la précision de détermination du coefficient de frottement.Given this procedure, the value of the coefficient of friction obtained takes into account not only the friction at the interface between the two parts but also the friction at the interface between the head of the screw and the part to which it is applied. . This distorts the calculation of the coefficient of friction which is thereby increased compared to reality. An object of the invention and to improve the accuracy of determination of the coefficient of friction.
En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention un procédé de mesure d'un coefficient de frottement entre une première pièce comportant une première surface plane, et une seconde pièce comportant une seconde surface plane, lors d'une application d'un effort de glissement sur l'une des pièces alors que la première surface plane et la seconde surface plane sont appliquées l'une contre l'autre selon une force de serrage , le procédé comportant les étapes suivantes : - Positionner la première pièce sans glissement selon une direction de l'effort de glissement sur un premier support, - positionner la seconde pièce sans glissement selon une direction de l'effort de glissement sur un second support, mobile par rapport au premier support selon une direction de la force de serrage, l'un dudit premier support et dudit second support étant en outre monté mobile par rapport à l'autre dudit premier support et dudit second support selon une direction de l'effort de glissement, - déplacer le premier support et le second support l'un vers l'autre tout en mettant la première surface plane et la seconde surface plane en regard l'une de l'autre, et serrer la première surface plane et la seconde surface plane l'une contre l'autre, - appliquer l'effort de glissement à celle de la première pièce et de la seconde pièce qui est positionnée sur ledit support monté mobile selon la direction de l'effort de glissement, - relever une valeur de l'effort de glissement qui provoque un début de déplacement de la première pièce par rapport à la seconde pièce, et en déduire une valeur du coefficient de frottement entre la première surface plane et la seconde surface plane.With a view to achieving this object, a method of measuring a coefficient of friction between a first part comprising a first planar surface and a second part comprising a second planar surface during an application is proposed according to the invention. a sliding force on one of the parts while the first flat surface and the second flat surface are applied against each other by a clamping force, the method comprising the following steps: - Position the first part without sliding in one direction of the sliding force on a first support, - positioning the second piece without sliding in a direction of the sliding force on a second support, movable relative to the first support in a direction of the force of one of said first support and said second support is further mounted movable relative to the other of said first support and said second support in a direction of the effort of e slip, - move the first support and the second support towards each other while putting the first flat surface and the second flat surface facing one another, and tighten the first flat surface and the second flat surface against each other, - apply the sliding force to that of the first part and the second part which is positioned on said movably mounted support in the direction of the sliding force, - to record a value the sliding force which causes a beginning of movement of the first piece relative to the second piece, and deduce a value of the coefficient of friction between the first flat surface and the second flat surface.
Ainsi, l'effort de serrage est transmis aux pièces par les supports qui, du fait du montage mobile du support qui porte la pièce soumise à l'effort de glissement, n'affectent pas la valeur de l'effort de glissement qui provoque un début de glissement entre les pièces.Thus, the clamping force is transmitted to the parts by the supports which, because of the movable mounting of the support which carries the part subjected to the sliding force, do not affect the value of the sliding force which causes a beginning of sliding between the pieces.
Selon un aspect avantageux de l'invention, l'effort de glissement est appliqué sur une arête adjacente à une interface entre la première surface plane et la seconde surface plane. Ainsi, l'application de l'effort de glissement n'affecte pas le serrage des pièces et ne modifie donc pas le frottement entre les pièces. Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci concerne une installation de mesure d'un coefficient de frottement entre une première pièce comportant une première surface plane, et une seconde pièce comportant une seconde surface plane, l'installation comportant un dispositif de serrage de la première surface plane et la seconde surface plane l'une contre l'autre selon une direction de serrage, un dispositif pour appliquer un effort de glissement sur l'une de ladite 5 première pièce et de ladite seconde pièce , un dispositif de détection d'un déplacement de la première pièce par rapport à la seconde pièce, et des moyens pour calculer le coefficient de frottement à partir d'une valeur de l'effort de glissement lors de la détection d'un déplacement de la première pièce par 10 rapport à la seconde pièce, dans laquelle le dispositif de serrage comporte : - Un premier support configure pour recevoir la première pièce sans glissement selon une direction de l'effort de glissement, 15 - un second support configure pour recevoir la seconde pièce sans glissement selon une direction de l'effort de glissement, - des moyens pour permettre un déplacement du premier support et du second support l'un par rapport à 20 l'autre selon la direction de serrage, - un organe de rapprochement du premier support et du second support l'un vers l'autre, et - des moyens pour permettre un déplacement relatif entre l'un dudit premier support et dudit second 25 support, et l'autre dudit premier support et dudit second support selon une direction de l'effort de glissement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré non limitatif de l'invention en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles: - La figure 1 est une vue en perspective du dispositif de serrage des pièces, illustré sans les pièces, - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2 du dispositif de serrage équipé de pièces pour effectuer une mesure de coefficient de frottement, les autres composants de l'installation étant représentés de façon symbolique. En référence aux figures, l'installation selon l'invention est destinée à effectuer une mesure d'un coefficient de frottement entre une première pièce 1 comportant une première surface plane 2, et une seconde pièce 3 comportant une seconde surface plane 4. L'installation comporte un dispositif de serrage généralement désigné en 5 destiné à appliquer la surface plane 2 contre la surface plane 4 selon une force Fa, ici une force horizontale.According to an advantageous aspect of the invention, the sliding force is applied to an edge adjacent to an interface between the first planar surface and the second planar surface. Thus, the application of the sliding force does not affect the clamping of the parts and therefore does not change the friction between the parts. According to another aspect of the invention, this relates to an installation for measuring a coefficient of friction between a first part comprising a first flat surface, and a second part comprising a second flat surface, the installation comprising a device for clamping the first flat surface and the second flat surface against each other in a clamping direction, a device for applying a sliding force on one of said first piece and said second piece; detecting a displacement of the first piece relative to the second piece, and means for calculating the coefficient of friction from a value of the sliding force upon detection of a displacement of the first piece by Relative to the second part, in which the clamping device comprises: a first support configured to receive the first piece without sliding in a direction of the effort of sliding, 15 - a second support configured to receive the second piece without sliding in a direction of the sliding force, - means for allowing a displacement of the first support and the second support relative to each other according to the tightening direction; - a member for bringing the first support and the second support closer to each other; and - means for allowing relative movement between one of said first support and said second support, and another of said first support and said second support in a direction of the sliding force. Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description of a preferred non-limiting embodiment of the invention with reference to the attached figures among which: FIG. 1 is a view in perspective of the device for clamping the parts, illustrated without the parts, - Figure 2 is a top view of the device of Figure 1, - Figure 3 is a sectional view along the line III-III of Figure 2 of the clamping device equipped with parts for making a coefficient of friction measurement, the other components of the installation being represented symbolically. With reference to the figures, the installation according to the invention is intended to perform a measurement of a coefficient of friction between a first part 1 comprising a first flat surface 2, and a second part 3 comprising a second flat surface 4. installation comprises a clamping device generally designated 5 for applying the flat surface 2 against the flat surface 4 according to a force Fa, here a horizontal force.
Par ailleurs, l'installation comporte de façon connue en soi un organe de compression 6 destiné à appliquer un effort de glissement Ft sur l'une des pièces, ici la seconde pièce 3, selon une direction parallèle à l'interface entre les surfaces planes 2 et 4 en contact que l'une avec l'autre. Dans le mode de réalisation illustré, l'effort de glissement Ft est une force de compression dirigée vers le bas. Également de façon connue en soi l'organe de compression 6 est relié à une unité centrale 7 à laquelle est également relié un organe de détection de déplacements 8 destiné à détecter un début de déplacement relatif entre la première pièce 1 et la seconde pièce 3, ici un déplacement de la pièce seconde pièce 3 par rapport à la première pièce 1, lors d'une augmentation progressive de l'effort de glissement Ft.Furthermore, the installation comprises, in a manner known per se, a compression member 6 intended to apply a sliding force Ft on one of the pieces, here the second piece 3, in a direction parallel to the interface between the flat surfaces. 2 and 4 in contact with each other. In the illustrated embodiment, the sliding force Ft is a downward compressive force. Also in known manner the compression member 6 is connected to a central unit 7 to which is also connected a displacement detecting member 8 intended to detect a beginning of relative movement between the first piece 1 and the second piece 3, here a displacement of the second piece part 3 relative to the first part 1, during a gradual increase in the sliding force Ft.
Selon l'invention le dispositif de serrage comporte un premier support 9, ici une plaque épaisse en L rigidement fixée à une embase 10 du dispositif de serrage, elle-même fixée sur le bâti 11 de la machine de compression. Une barrette 12 est fixée à la plaque support 9 en dessous de la première pièce 1 et s'étend horizontalement pour former un organe de butée de la première pièce 1 selon la direction de l'effort de glissement de sorte que la première pièce 1 est positionnée sur le premier support sans glissement selon une direction de l'effort de glissement Ft.According to the invention the clamping device comprises a first support 9, here a thick L-shaped plate rigidly fixed to a base 10 of the clamping device, itself fixed on the frame 11 of the compression machine. A bar 12 is fixed to the support plate 9 below the first piece 1 and extends horizontally to form a stop member of the first piece 1 in the direction of the sliding force so that the first piece 1 is positioned on the first support without sliding in a direction of the sliding force Ft.
De même, la seconde pièce 3 est positionnée sur un second support 13 sans glissement selon une direction de l'effort de glissement Ft. A cet effet, une barrette 14 est fixée à la plaque support 13 en dessous de la seconde pièce 3 pour former un organe de butée de la seconde pièce 3 selon la direction de l'effort de glissement. De préférence, les barrettes 12 et 14 sont amovibles et interchangeables avec des barrettes de différentes épaisseurs afin de réaliser un montage adapté aux dimensions des pièces 1 et 3 à tester. Le second support 13 est fixé sur une glissière 15 montée pour coulisser sur un rail vertical 16. Le déplacement de la glissière 15 sur le rail 16 est facilité par des roulements à billes 17 (figure 1). Le rail 16 est fixé sur une plaque épaisse en L 18 dont l'embase est fixée à une glissière 19 montée pour coulisser sur un rail 20 s'étendant horizontalement selon la direction de la force de serrage Fa.Similarly, the second piece 3 is positioned on a second support 13 without sliding in a direction of the sliding force Ft. For this purpose, a bar 14 is fixed to the support plate 13 below the second piece 3 to form an abutment member of the second piece 3 in the direction of the sliding force. Preferably, the bars 12 and 14 are removable and interchangeable with strips of different thicknesses in order to achieve a fitting adapted to the dimensions of parts 1 and 3 to be tested. The second support 13 is fixed on a slide 15 mounted to slide on a vertical rail 16. The displacement of the slide 15 on the rail 16 is facilitated by ball bearings 17 (Figure 1). The rail 16 is fixed on an L-shaped plate 18 whose base is fixed to a slide 19 mounted to slide on a rail 20 extending horizontally in the direction of the clamping force Fa.
Le coulissement de la glissière 19 sur le rail 20 est facilité par des roulements à billes 21(figure 1). La position de la partie mobile du dispositif de serrage comprenant le second support 13, la glissière 15, le rail 5 vertical 16, la plaque en L 18, et la glissière 19, est déterminée par une vis 22 prenant appui sur la plaque 18 par l'intermédiaire d'une butée à billes 23. Cette disposition permet d'éviter l'application d'un couple parasite sur la pièce 3 lors du serrage de la vis 22. Afin d'assurer un 10 déplacement de la partie mobile du dispositif de serrage, la vis 22 est engagée dans un trou fileté 24 réalisé dans une poutrelle 25 reliée au premier support 9 par des barres 26 qui servent également de guide pour la plaque 18 qu'elles traversent selon un montage coulissant. 15 Lorsque l'on souhaite effectuer une mesure d'un coefficient de frottement, une première pièce 1 est disposée sur le premier support 9 en interposant un capteur de force 27 entre la pièce 1 et le support 9 ; une seconde pièce 3 est positionnée sur le second support 13 qui est amené au niveau 20 de la première pièce 1, et la vis 22 est manoeuvrée dans un sens de vissage pour rapprocher le second support 13 du premier support 9. Dans ce mouvement les faces en regard 2 et 4 des pièces sont appliquées l'une contre l'autre. Dans le mode de réalisation décrit, l'unité centrale 7 contient une 25 donnée relative à une force de serrage prédéterminée et la vis 22 est serrée jusqu'à ce que la force de serrage Fa atteigne la valeur prédéterminée. Un effort de glissement croissant Ft est ensuite appliqué par l'organe de compression 6. On notera ce propos que la rigidité des supports 9 et 18 est telle 30 qu'elle garantira un placage suffisant des pièces 1 et 3 l'une contre l'autre lors de l'application de la force de serrage et de la force de glissement. Toutefois, selon un aspect de l'invention illustré par la figure 3, l'organe de compression 6 agit de préférence sur une arête adjacente à l'interface entre la première surface plane 2 et la seconde surface plane 5 4, ce qui évite que l'application de l'effort de glissement induise une force d'écartement qui fausserait le calcul du coefficient de frottement. Pour éviter une interférence de l'organe de compression avec la pièce 1, le bord supérieur de la pièce 3 est décalé vers le haut par rapport au bord 10 supérieur de la pièce 1. La valeur de l'effort de glissement relevé lors d'un début de déplacement de la première pièce par rapport la seconde pièce, détecté par le détecteur de déplacement 8, est envoyée à l'unité centrale pour permettre un calcul du coefficient de frottement en effectuant le 15 rapport entre la valeur de l'effort de glissement Ft au moment du début du déplacement de la seconde pièce 3 par rapport à la première pièce 1, et la force de serrage Fa prédéterminée. Le procédé selon l'invention peut également être mis en oeuvre en appliquant une force de serrage quelconque dont la valeur est 20 mesurée par le capteur 27. L'unité centrale 7 est alors remplacée par un simple organe de calcul qui effectue un rapport entre les valeurs mesurées de la force de glissement et de la force de serrage. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de 25 réalisation réalisation définie par l'invention décrit et on peut y apporter des variantes de sortir du cadre de l'invention telle que revendications. En particulier, bien que été décrite en relation avec l'application sous forme d'une compression, sans les ait d'un effort de glissement 30 l'invention peut être réalisée de la même façon avec un effort de glissement appliqué sous forme d'une traction.Sliding of the slide 19 on the rail 20 is facilitated by ball bearings 21 (Figure 1). The position of the movable part of the clamping device comprising the second support 13, the slide 15, the vertical rail 16, the L-shaped plate 18, and the slideway 19, is determined by a screw 22 bearing on the plate 18 by This arrangement makes it possible to avoid the application of a parasitic torque on the part 3 when tightening the screw 22. In order to ensure a displacement of the mobile part of the device the screw 22 is engaged in a threaded hole 24 made in a beam 25 connected to the first support 9 by bars 26 which also serve as a guide for the plate 18 through which they pass in a sliding assembly. When it is desired to carry out a measurement of a coefficient of friction, a first part 1 is placed on the first support 9 by interposing a force sensor 27 between the part 1 and the support 9; a second piece 3 is positioned on the second support 13 which is brought to the level 20 of the first piece 1, and the screw 22 is operated in a screwing direction to bring the second support 13 of the first support 9. In this movement the faces facing 2 and 4 parts are applied against each other. In the embodiment described, the CPU 7 contains data relating to a predetermined clamping force and the screw 22 is tightened until the clamping force Fa reaches the predetermined value. An increasing sliding force Ft is then applied by the compression member 6. It will be noted that the rigidity of the supports 9 and 18 is such that it will ensure sufficient plating of the parts 1 and 3 against each other. other when applying the clamping force and the sliding force. However, according to one aspect of the invention illustrated in FIG. 3, the compression member 6 preferably acts on an edge adjacent to the interface between the first plane surface 2 and the second flat surface 5, which avoids that the application of the sliding force induces a spreading force which would distort the calculation of the coefficient of friction. To avoid interference of the compression member with the workpiece 1, the upper edge of the workpiece 3 is shifted upwardly relative to the upper edge of the workpiece 1. The value of the slip force noted in FIG. a beginning of displacement of the first piece relative to the second piece, detected by the displacement detector 8, is sent to the central unit to allow a calculation of the coefficient of friction by making the ratio between the value of the force of sliding Ft at the moment of the beginning of displacement of the second piece 3 relative to the first piece 1, and the predetermined clamping force Fa. The method according to the invention can also be implemented by applying any clamping force whose value is measured by the sensor 27. The central unit 7 is then replaced by a simple calculating member which makes a ratio between the measured values of the sliding force and the clamping force. Naturally, the invention is not limited to the embodiment defined by the invention described and variations can be made to depart from the scope of the invention as claims. In particular, although described in connection with the application in the form of a compression, without the need for a sliding force 30 the invention can be achieved in the same way with a sliding force applied in the form of a pull.
Bien que l'invention ait été décrite en relation avec une mesure d'un glissement en translation, on peut également utiliser l'invention pour réaliser une mesure du glissement entre deux pièces entraînées en rotation l'une par rapport à l'autre, la glissière 15 et le rail rectiligne 16 étant alors remplacés par un plateau pivotant supportant l'une des pièces. Bien que dans le mode de réalisation décrit le même support de pièce 13 soit monté pour se déplacer selon la direction de la force de serrage et selon la direction de l'effort de glissement, ces deux mouvements peuvent être dissociés, par exemple en fixant le premier support sur une glissière montée pour coulisser sur un rail vertical fixe, et en fixant directement le second support sur la glissière horizontale. Bien entendu, dans ce cas l'effort de glissement est appliqué à la première pièce, c'est-à-dire à la pièce qui est mobile selon la direction de l'effort de glissement. Bien que l'installation ait été illustrée avec le capteur de force de serrage 27 disposé entre la première pièce et son support, ce capteur peut indifféremment être disposé entre la 20 seconde pièce et son support.Although the invention has been described in connection with a measurement of translational sliding, it is also possible to use the invention to make a measurement of the sliding between two parts driven in rotation with respect to each other, the slide 15 and the rectilinear rail 16 then being replaced by a pivoting plate supporting one of the parts. Although in the embodiment described the same part support 13 is mounted to move in the direction of the clamping force and in the direction of the sliding force, these two movements can be dissociated, for example by fixing the first support on a slide mounted to slide on a fixed vertical rail, and directly fixing the second support on the horizontal slide. Of course, in this case the sliding force is applied to the first part, that is to say to the part which is movable in the direction of the sliding force. Although the installation has been illustrated with the clamping force sensor 27 disposed between the first part and its support, this sensor can be indifferently disposed between the second part and its support.
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