CN103776574B - 一种车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置，包括有：工作台组装件、工作台托板组装件、台架架体组装件、Z向托板组装件及X向托板组装件五大部分组成；所述工作台组装件、工作台托板组装件安装在台架架体组装件上，所述工作台组装件、工作台托板组装件采用特制调制关系与Z向托板组装件、X向托板组装件构成一个完整的测试系统。

Description

一种车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置

技术领域

本发明涉及一种乘用车功能件的力学测试技术，具体是指一种乘用车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置。

背景技术

乘用车侧门玻璃升降器在侧门系统中是一个重要功能件，它承载着对整车密封性要求、开启和关闭车窗所需的舒适性要求、外观美学要求，另外还有安全性要求、乘坐舒适性要求等等。随着汽车工业的不断发展，人们对乘用车的品质要求也不断提高，如何设计出兼顾各种要求的乘用车侧门玻璃升降器及侧门系统是每一个汽车主机厂不断追求的目标。

在乘用车侧门玻璃升降器的设计中需要考虑的问题很多，由于玻璃升降器系统是通过人力驱动或电力驱动的机械机构，它最先需要解决的仍然是力的问题。在玻璃升降器机构推动玻璃上下运动实现开启和关闭车窗要求的过程中，玻璃呢槽组成密封及导向特性零件，与玻璃之间的摩擦力是维持升降系统平衡的关键，也是最难做好地方，因为玻璃呢槽不同的区域有不同的断面尺寸；材质有PVC的，也有EPDM的；玻璃呢槽与玻璃接触面有采用静电植绒的，有采用喷涂耐磨涂层，也有表面不进行任何处理的；还有呢槽与玻璃搭接的唇边，有干涉量很大的，有干涉量很小的；有厚唇边的，也有薄唇边的；使用干湿态有干态、有湿态；使用的环境温度有高温环境、常温环境、低温环境；使用的玻璃厚度有3.2的、也有5.0等等，在玻璃升降器安装方面也不可能按照设计状态的尺寸要求准确的安装在设计设计位置上，由于难以克服的制造误差，侧窗玻璃或多或少的偏向某一侧，这些对侧窗玻璃在玻璃呢槽中的相对运动产生的阻力都是不同的。如果没有准确的摩擦阻力数据作为设计依据，设计将很难做到准确！其后果就是玻璃升降器失效，如：升不起来、将不下去、升降卡滞、升降异响、升降不匀速等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的数据库不足，提供一种乘用车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置，包括有：工作台组装件、工作台托板组装件、台架架体组装件、Z向托板组装件及X向托板组装件五大部分组成；所述工作台组装件、工作台托板组装件安装在台架架体组装件上，所述工作台组装件、工作台托板组装件采用特制调制关系与Z向托板组装件、X向托板组装件构成一个完整的测试系统。

所述工作台组装件安装在台架架体组装件上，通过两只Y向导向光杆、Y向微调丝杆、Y向微调手柄将工作台托板组装件连接成一个运动整体，通过Y向微调手柄、Y向微调丝杆操作工作台托板组装件实现工作台托板组装件沿Y向微量调整，工作台托板组装件上的Y向位移传感器，将调整的位移通过Y向位移传感器反馈给计算机系统。

所述台架架体组装件配置有X向驱动电机、启动和急停按钮、照明灯、显示器、操作间、主机及控制室、可调式地脚，使设备成为一个整体，便于操控。

X向托板组装件是玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置主驱动，它主要是提供测试台架测试过程的动力来源，主要给测试件提供一定的测试速度和工作行程，并通过X和Y向压力传感器测试过程的Y向压力和X向摩擦力；

由X向驱动电机，带动X向驱动丝杆推动X向拖板组件沿两根X向导向光杆匀速运动；

X向托板组装件上的X向驱动丝杆和两只Z向导向光杆将Z向托板组装件连接成一个运动整体，并可通过Z向微调手柄操纵Z向托板组装件Z方向微量调整，调整的位移通过Z向位移传感器反馈给计算机系统。

Z向托板组装件是承载测试用玻璃样件和Y向压力传感器、X向压力传感器的主要部件，压力传感器托板通过两只Y向力导向销柱和Y向压力传感器连接在Z向拖板组件上；压力传感器托板还与X向压力传感器一端连接连接，测试玻璃安装支架一段连接在X向压力传感器的另一端，测试玻璃安装支架的另一端连接测试玻璃安装支架和待测试实验的玻璃。

所述车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置还包括有使所述X向驱动机构、Y向微调、Z向微调的输出端的直线运动的导向机构。

所述车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置用于测试的目标有二个，

其一、用于测量A、B、C柱一侧的玻璃和呢槽相对运动的摩擦力，此时，玻璃运动方向与玻璃呢槽沟槽方向一致；

其二、用于测量门上端一侧的玻璃和呢槽相对运动的摩擦力，此时，玻璃运动方向与玻璃呢槽沟槽方向垂直；

上述二种情况采用分别测试。

本发明的有益效果是：

通过本发明的技术方案，能够准确获得各种呢槽断面以及各种内外劈水条断面在不同安装和不同工况下的摩擦阻力和摩擦系数，并按不同类型进行分类制成摩擦阻力和摩擦系数数据库，设计人员可以方便的通过数据库直接选取对应断面呢槽摩擦阻力和摩擦系数，并进行精确计算，获得更精确的升降系统设计以及更精确、更经济的驱动力匹配，提高乘用车玻璃升降器系统的设计品质。

附图说明

图1为侧门玻璃与呢槽产生摩擦区域示意图；

图2为本发明的总成图结构示意图；

图3为图2的爆炸图；

图4为图3中的工作台托板组装件结构示意图；

图5为图3中的工作台组装件结构示意图；

图6为图3中的台架架体组装件结构示意图；

图7为图3中的Z向托板组装件结构示意图；

图8为图3中的X向托板组装件结构示意图；

图9为本发明的工作原理示意图；

图10为本发明数据库文件第一个参考格式；

图11为本发明数据库文件第二个参考格式；

图12为本发明数据库文件第三个参考格式。

具体实施方式

以下通过具体实施例来详细说明本发明的技术方案，应当理解的是，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

在本申请文件中所述的A柱是指前车门与前窗之间的车身结构；所述B柱是指前车门和后车门之间的车身结构；所述的C柱是指后车门与后窗之间的车身结构。所述呢槽是用于固定汽车玻璃的带凹槽的胶条。

图2示出了乘用车侧门玻璃升降器中的玻璃和周边接触的呢槽以及内外劈水条，是产生的摩擦阻力区域。实际应用中，乘用车侧门玻璃升降器的设计时需要考虑的问题很多，由于玻璃升降器系统是一个机械机构，它最先需要解决的仍然是力的问题。在玻璃升降器机构推动玻璃上下运动实现开启和关闭车窗要求的过程中，玻璃呢槽组成密封及导向特性零件，与侧窗玻璃之间的摩擦力是维持升降系统平衡的关键，也是最难做好的地方，其它力如玻璃重力，升降器系统本身的摩擦力以及电机或人力驱动力均好解决。如图1所示，在玻璃升降过程中，玻璃和周边接触的呢槽，产生摩擦阻力，与接触面积和长度变化而变化，本发明就是要解决这些接触区域的摩擦阻力值。设计计算式，可以根据单位长度下的摩擦进行积分计算，获得更准确地平衡力矩，以达到提高设计品质的目的。

图2、图3示出了本发明所述的乘用车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置的结构示意图，如图2是整体结构示意图，如图3是整体结构爆炸示意图，如图3所述乘用车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置是由：工作台组装件100、工作台托板组装件200、台架架体组装件300、Z向托板组装件400、X向托板组装件500五大部分组成，其中，工作台组装件100、工作台托板组装件200、Z向托板组装件400、X向托板组装件500四个部件均安装在台架架体组装件300的作业空间里。所述X向托板组装件500的两端与台架架体组装件固定，所述Z向托板组装件400活动设置于X向托板组装件500上。工作台组装件100、工作台托板组装件200安装在台架架体组装件300上，工作台组装件100活动设置于工作台托板组装件200的下方；所述X向托板组装件500固定于台架架体组装件300上且位于工作台托板组装件200的上方；所述Z向托板组装件400活动设置于X向托板组装件500上，且Z向托板组装件400能够沿着X向托板组装件500做X向及Z向移动。

如图4所示，所述工作台组装件100包括：工作台座组件101、两只Y向导向光杆102、两只丝杆轴承103、Y向微调丝杆104及Y向微调手柄105。

具体地，Y向微调手柄105和Y向微调丝杆104平销连接并通过两只丝杆轴承103安装在工作台组装件100上，Y向微调手柄105顺时针或逆时针旋转带动Y向微调丝杆104转动。两只Y向导向光杆102安装在工作台组装件100上。

如图5所示，本发明所述的工作台托板组装件200安装在工作台组装件100上，用于对待测试件进行Y方向微调获得玻璃和呢槽不同的偏差下的摩擦力变化情况，同时也是安放待测呢槽或内外劈水条的工作平台。工作台托板组装件200主要有：内外劈水条201及呢槽顶部测试件安装支架202、呢槽顶部测试件203、呢槽顶部测试件托架204、内外劈水条测试件205（图中未详细显示）、内外劈水条测试件托架206（图中未详细显示）、呢槽侧部测试件工作台组件207、呢槽侧部测试件托架208、及Y向位移传感器209构成。

具体地，工作台托板组装件200通过工作台组装件100中的两只Y向导向光杆102、Y向微调丝杆104将工作台托板组装件200和工作台组装件100连接成一个运动整体，其中：对工作台组装件100的Y向微调手柄105进行顺时针或逆时针旋转带动Y向微调丝杆104转动。Y向微调丝杆104转动推动工作台托板组装件200整体实现Y向微调，Y向位移传感器209收集传动过程位移数值反馈给计算机系统。呢槽侧部测试件206安装在呢槽侧部测试件托架208上，再通过呢槽侧部测试件托架208安装在工作台组件207；呢槽顶部测试件202安装在呢槽顶部测试件托架203上，再通过内外劈水条及呢槽顶部测试件安装支架安201装在工作台组件207；内外劈水条测试件204（图中未详细显示）安装在内外劈水条测试件托架205（图中未详细显示）上，再通过内外劈水条及呢槽顶部测试件安装支架201安装在工作台组件207；以上三种测试件由于测试行程不同应该单独测试。

如图6所示，本发明所述的台架架体组装件300是由X向驱动电机301（伺服式高精度驱动电机）、启动和急停按钮302、照明灯303、宽屏显示器304、操作间305、主机及控制室306及可调式地脚307构成。

具体地，X向驱动电机301（伺服式高精度驱动电机）安装在台架架体组装件300右侧专用机箱内，该驱动电机采用伺服式高精度自动控制，可以通过计算机系统输入可控参数实行程序化管理，包括运行速度，运行角度、运行扭矩等。302启动和急停按钮安排在右侧显示器上方最显眼的的地方，便于应急控制，配备照明灯303用于操作区域照明。宽屏显示器304及时反映测试数值的变化曲线，以及调试测试参数，整个测试过程通过计算机键盘操控，操作间305是一个前后开放式工作间，便于观察和监控，后面安装对开式门，便于设备检修，其间安放工作台组装100、工作台托板组装件200、Z向托板组装件400、X向托板组装件500等测试装置；主机及控制室306存放计算机和稳压电源等电气控制元器件，测试文件可外通过接打印机、USB输出接口等连接渠道进行、数据记录、保存、输出和打印。可调式地脚307兼有设备搬运所需的滚轮，方便设备搬运。

如图7所示，本发明所述的Z向托板组装件400是由Z向拖板组件401、压力传感器托板402、内外劈水条及呢槽顶部测试玻璃403、测试玻璃安装支架404、呢槽侧部测试玻璃405、Z向位移传感器406、Y向压力传感器407、X向压力传感器408、两只Y向力导向销柱409构成。

具体地，Z向托板组装件400是承载测试用内外劈水条及呢槽顶部测试玻璃403、呢槽侧部测试玻璃405和Y向压力传感器407、X向压力传感器408的主要部件，压力传感器托板402通过两只Y向力导向销柱409和Y向压力传感器407连接在Z向拖板组件401上，目的是使Y向的力的测试值更加准确。压力传感器托板402还与X向压力传感器408一端连接连接，测试玻璃安装支架404一段连接在X向压力传感器408的另一端，测试玻璃安装支架404的另一端连接内外劈水条及呢槽顶部测试玻璃403或呢槽侧部测试玻璃405。来自Y向的压力通过Y向压力传感器407输入计算机进行处理，来自X向的压力通过X向压力传感器408输入计算机进行处理；Z向位移传感器406安装在Z向拖板组件401上，Z向托板组装件400在Z向发生微量调整通过Z向位移传感器406输入计算机进行处理；内外劈水条及呢槽顶部测试玻璃403和呢槽侧部测试玻璃405是分别用于测试内外劈水条、呢槽顶部、呢槽侧部的摩擦力时使用，测试玻璃宽度为100mm，厚度和长度可以根据设计需要确定，由于三种测试件测试行程不同，故应该单独测试。

如图8所示，本发明所述的X向托板组装件500是由Z向微调手柄501、X向位移传感器502、两只X向导向光杆503、X向拖板组件504、X向驱动丝杆505、两只Z向导向光杆506、Z向微调丝杆507、两只丝杆轴承508构成。

具体地，X向托板组装件500是所述乘用车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置主驱动，主要是提供测试台架测试过程的动力来源，它由X向驱动电机301（伺服式高精度驱动电机）(图6中零件，零件与X向驱动丝杆505采用联轴器连接并固定在台架架体组装件300右侧专用机箱内，图中未能详细显示)，带动X向驱动丝杆505，并推动X向拖板组件504沿两只X向导向光杆503匀速运动，其速度可以通过程序设置，其工作行程通过X向位移传感器502构成反馈体系，其行程精度可达到0.05mm，在正常工作行程外设置一道安全防线，即：当X向位移传感器502测得某一个位置值在系统设置值范围以外时，程序系统立即停止对X向驱动电机301输入驱动电源，另一方面触发报警单元（例如，蜂鸣器、指示灯等）进行报警，达到安全防护作用。

如图9所示，本发明所述的乘用车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置的工作原理示意图采集设备特殊剖面，反应设备相互传动的工作关系，也反映其传动位移和过程受力的测量方式。

本发明主要用于测量和提取不同截面类型、不同表面处理状态、不同使用工况、不同偏移位置下的玻璃呢槽和升降器玻璃之间的摩擦力及摩擦系数，并通过专门人员操作采集存入数据库，见参考附图10，图11及图12。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (6)

1.一种车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置，其特征在于：包括有：工作台组装件、工作台托板组装件、台架架体组装件、Z向托板组装件及X向托板组装件五大部分组成；所述X向托板组装件的两端与台架架体组装件固定，所述Z向托板组装件活动设置于X向托板组装件上；工作台组装件、工作台托板组装件安装在台架架体组装件上，工作台组装件活动设置于工作台托板组装件的下方；所述X向托板组装件固定于台架架体组装件上且位于工作台托板组装件的上方；所述Z向托板组装件活动设置于X向托板组装件上，且Z向托板组装件能够沿着X向托板组装件做X向及Z向移动；

所述工作台组装件包括：工作台座组件、两只Y向导向光杆、两只丝杆轴承、Y向微调丝杆及Y向微调手柄；

工作台托板组装件主要有：内外劈水条及呢槽顶部测试件安装支架、呢槽顶部测试件、呢槽顶部测试件托架、内外劈水条测试件、内外劈水条测试件托架、呢槽侧部测试件工作台组件、呢槽侧部测试件托架、及Y向位移传感器；

所述台架架体组装件配置有X向驱动电机、启动和急停按钮、照明灯、显示器、操作间、主机及控制室、可调式地脚，使台架架体组装件成为一个整体，便于操控；

Z向托板组装件是由Z向拖板组件、压力传感器托板、内外劈水条及呢槽顶部测试玻璃、测试玻璃安装支架、呢槽侧部测试玻璃、Z向位移传感器、Y向压力传感器、X向压力传感器、两只Y向力导向销柱构成；

所述的X向托板组装件是由Z向微调手柄、X向位移传感器、两只X向导向光杆、X向拖板组件、X向驱动丝杆、两只Z向导向光杆、Z向微调丝杆、两只丝杆轴承构成。

2.根据权利要求1所述的车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置，其特征在于：所述工作台组装件安装在台架架体组装件上，通过两只Y向导向光杆、Y向微调丝杆、Y向微调手柄将工作台托板组装件连接成一个运动整体，通过Y向微调手柄、Y向微调丝杆操作工作台托板组装件实现工作台托板组装件沿Y向微量调整，工作台托板组装件上的Y向位移传感器，将调整的位移通过Y向位移传感器反馈给计算机系统。

3.根据权利要求1所述的车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置，其特征在于：X向托板组装件是玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置主驱动，它主要是提供测试装置测试过程的动力来源，主要给测试件提供一定的测试速度和工作行程，并通过X和Y向压力传感器测试过程的Y向压力和X向摩擦力；

由X向驱动电机，带动X向驱动丝杆推动X向拖板组件沿两根X向导向光杆匀速运动；

X向托板组装件上的X向驱动丝杆和两只Z向导向光杆将Z向托板组装件连接成一个运动整体，并可通过Z向微调手柄操纵Z向托板组装件Z方向微量调整，调整的位移通过Z向位移传感器反馈给计算机系统。

4.根据权利要求1所述的车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置，其特征在于：Z向托板组装件是承载测试用玻璃样件和Y向压力传感器、X向压力传感器的主要部件，压力传感器托板通过两只Y向力导向销柱和Y向压力传感器连接在Z向拖板组件上；压力传感器托板还与X向压力传感器一端连接，测试玻璃安装支架一端连接在X向压力传感器的另一端，测试玻璃安装支架的另一端连接待测试实验的玻璃。

5.根据权利要求1所述的车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置，其特征在于：所述车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置还包括有使X向驱动机构、Y向微调、Z向微调的输出端直线运动的导向机构。

6.根据权利要求1所述的车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置，其特征在于：所述车玻璃升降器中玻璃和胶条的摩擦阻力测试装置用于测试的目标有二个，

其一、用于测量A、B、C柱一侧的玻璃和呢槽相对运动的摩擦力，此时，玻璃运动方向与玻璃呢槽沟槽方向一致；

其二、用于测量门上端一侧的玻璃和呢槽相对运动的摩擦力，此时，玻璃运动方向与玻璃呢槽沟槽方向垂直；

上述二种情况采用分别测试；

所述的A柱是指前车门与前窗之间的车身结构；

所述B柱是指前车门和后车门之间的车身结构；

所述的C柱是指后车门与后窗之间的车身结构；

所述呢槽是用于固定汽车玻璃的带凹槽的胶条。