FR3078402A1 - TEST BENCH FOR ROTATING DEVICE, ESPECIALLY FOR SUSPENSION STOP - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un banc d'essais (1) pour la mesure du couple de friction d'un dispositif tournant (2), plus particulièrement pour une butée de suspension, comprenant un premier plateau (3) fixe, un second plateau (4) mobile en translation, une chambre de test (9) définie entre lesdits plateaux (3, 4), un moyen d'entraînement (10) solidaire du premier plateau (3), une unité de mesure (12) solidaire du second plateau (4) et pourvue d'un capteur (41) de mesure de couple de friction, un premier support (11) couplé en rotation avec le moyen d'entraînement (11), le premier support (11) étant destiné à être solidaire d'un premier élément (15) mobile en rotation d'un dispositif tournant (2) arrangé dans la chambre de test (9), et un second support (13) couplé avec l'unité de mesure (12), le second support (13) étant destiné à être solidaire d'un second élément (16) dudit dispositif tournant (2).The invention relates to a test bench (1) for measuring the friction torque of a rotating device (2), more particularly for a suspension stop, comprising a first fixed plate (3), a second plate (4), ) movable in translation, a test chamber (9) defined between said plates (3, 4), a drive means (10) integral with the first plate (3), a measuring unit (12) integral with the second plate ( 4) and provided with a friction torque measuring sensor (41), a first support (11) rotatably coupled with the drive means (11), the first support (11) being intended to be integral with a first member (15) rotatable with a rotating device (2) arranged in the test chamber (9), and a second support (13) coupled with the measurement unit (12), the second support (13); ) being intended to be secured to a second element (16) of said rotating device (2).
Description
Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention
La présente invention concerne le domaine des bancs d'essais, et plus particulièrement les bancs d'essais destinés à la mesure de couple de friction d'un dispositif tournant, notamment d'une butée de suspension pour véhicule automobile.The present invention relates to the field of test benches, and more particularly test benches intended for measuring the friction torque of a rotating device, in particular of a suspension stop for a motor vehicle.
Etat de la technique antérieurState of the art
De manière cennue, un système de suspensien autemebile cemprend une jambe de ferce suppertant un essieu et une reue de véhicule. Une butée de suspensien est dispesée dans la partie supérieure de la jambe de ferce, opposée à la roue et au sol, entre un ressort de suspension et un organe supérieur solidaire de la caisse du véhicule. Le ressort est disposé autour d'une tige de piston amortisseur, dont l'extrémité peut être solidarisée à la caisse du véhicule.Likewise, a self-supporting suspensory system encloses a beam leg supporting an axle and a steering wheel. A suspensory stop is provided in the upper part of the leg, opposite the wheel and the ground, between a suspension spring and an upper member secured to the vehicle body. The spring is arranged around a damper piston rod, the end of which can be secured to the vehicle body.
La butée de suspension comprend un roulement, une coupelle inférieure, une coupelle supérieure, et au moins un joint d'étanchéité disposé entre les coupelles. Les différents éléments constitutifs de la butée de suspension peuvent être formés en matière plastique, les coupelles pouvant être renforcées par des insert rigides, notamment en métal, afin d'augmenter leur résistance mécanique. La coupelle supérieure est interposée entre une bague supérieure du roulement et l'organe supérieur, tandis que la coupelle inférieure est interposée entre une bague inférieure du roulement et le ressort de suspension. Ainsi, la buté de suspension est adaptée pour transmettre des efforts axiaux entre le ressort de suspension et la caisse du véhicule, tout en autorisant un mouvement angulaire relatif entre les bagues du roulement.The suspension stop includes a bearing, a lower cup, an upper cup, and at least one seal disposed between the cups. The various components of the suspension stop can be formed from plastic, the cups being able to be reinforced by rigid inserts, in particular made of metal, in order to increase their mechanical resistance. The upper cup is interposed between an upper ring of the bearing and the upper member, while the lower cup is interposed between a lower ring of the bearing and the suspension spring. Thus, the suspension stop is adapted to transmit axial forces between the suspension spring and the vehicle body, while allowing relative angular movement between the rings of the bearing.
L'axe central de la butée de suspension et l'axe central de la jambe de force avec ressort peuvent être inclinés l'un par rapport à l'autre, l'inclinaison relative des axes pouvant être comprise en 5° et 10°. La butée de suspension est ainsi soumise à des efforts radiaux résultants.The central axis of the suspension stop and the central axis of the strut with spring can be inclined relative to each other, the relative inclination of the axes can be between 5 ° and 10 °. The suspension stop is thus subjected to the resulting radial forces.
Outre les performances en tenue mécanique et en étanchéité, un paramètre clé de la qualité de la butée de suspension est son couple de friction sous charge. Il est fondamental de connaître cette caractéristique mécanique de la butée de suspension car il va en découler par la suite la performance en suspension du véhicule automobile sur lequel la butée sera installée, ainsi que son confort de conduite. Des bancs d'essais dédiés pour la mesure de couple de friction sous charge des butées de suspension ont été développés afin d'en optimiser la structure, les matériaux et les designs. Ces bancs d'essais doivent proposer des conditions de tests se rapprochant des conditions d'application.In addition to the performance in mechanical strength and sealing, a key parameter of the quality of the suspension stop is its friction torque under load. It is essential to know this mechanical characteristic of the suspension stop because it will subsequently result in the suspension performance of the motor vehicle on which the stop will be installed, as well as its driving comfort. Dedicated test benches for measuring the friction torque under load of the suspension stops have been developed in order to optimize their structure, materials and designs. These test benches must propose test conditions approaching the application conditions.
De manière connue, un banc d'essais pour la mesure du couple de friction sous charge d'une butée de suspension comprend un manchon tubulaire pourvu d'un alésage cylindrique dans lequel sont montées deux butées de suspension en tête-bêche, chacune des butées étant montée à une des extrémités axiales de l'alésage. Chacune des coupelles fixes des butées est bloquée dans l'alésage. Les coupelles mobiles en rotation des butées sont associées en rotation par un arbre, ledit arbre exerçant une charge sur les butées. L'alésage s'étend autour d'un axe central incliné par rapport à l'horizontal selon un angle caractéristique de l'inclinaison relative entre chacune des butées et l'arbre simulant une jambe de force. Un mouvement oscillant en rotation autour de l'axe central est appliqué à l'arbre par un moteur, ledit mouvement étant transmis aux deux butées de suspension testées.In known manner, a test bench for measuring the friction torque under load of a suspension stop comprises a tubular sleeve provided with a cylindrical bore in which two suspension stops are mounted head to tail, each of the stops being mounted at one of the axial ends of the bore. Each of the fixed cups of the stops is blocked in the bore. The movable cups in rotation of the stops are associated in rotation by a shaft, said shaft exerting a load on the stops. The bore extends around a central axis inclined relative to the horizontal at an angle characteristic of the relative inclination between each of the stops and the shaft simulating a strut. An oscillating movement in rotation about the central axis is applied to the shaft by a motor, said movement being transmitted to the two suspension stops tested.
Un tel banc d'essais permet ainsi de tester des butées de suspension dans des conditions de mouvement oscillant, d'inclinaison, de charge axiale et de charge radiale (résultant de l'inclinaison définie et de la charge axiale appliquée) proches des conditions applicatives. Le banc d'essai est également pourvu d'au moins un capteur de couple de friction pour déterminer le couple de friction résultant de l'oscillation des deux butées de suspension. Les deux butées associées pour la mesure de couple de friction peuvent être identiques, ou bien différentes avec une butée en test et l'autre butée étant de caractéristiques connues.Such a test bench thus makes it possible to test suspension stops under conditions of oscillating movement, inclination, axial load and radial load (resulting from the defined inclination and the applied axial load) close to the application conditions . The test bench is also provided with at least one friction torque sensor to determine the friction torque resulting from the oscillation of the two suspension stops. The two associated stops for the friction torque measurement can be identical, or else different with a stop under test and the other stop being of known characteristics.
Le couple de friction d'une butée de suspension testée dans un tel banc d'essais est seulement déduit par la mesure du couple de friction résultant, et non déterminé directement. Bien que ce type de banc d'essais a montré sa fiabilité et sa répétabilité, il est souhaité un nouveau banc d'essais pour la mesure directe, et non déduite, du couple de friction d'un dispositif de butée de suspension unitaire dans les conditions applicatives.The friction torque of a suspension stop tested in such a test bench is only deduced by measuring the resulting friction torque, and not determined directly. Although this type of test bench has shown its reliability and repeatability, a new test bench is desired for the direct measurement, and not deduced, of the friction torque of a unitary suspension stop device in the application conditions.
Résumé de l'inventionSummary of the invention
La présente invention vise à prévoir un banc d'essais pour une mesure directe du couple de friction d'un unique dispositif tournant, et plus particulièrement d'une butée de suspension, qui permet de reproduire les conditions d'application, qui soit adaptable pour tout type de dispositif tournant, et qui délivre des mesures fiables et répétables.The present invention aims to provide a test bench for direct measurement of the friction torque of a single rotating device, and more particularly of a suspension stop, which makes it possible to reproduce the conditions of application, which is adaptable for any type of rotating device, and which delivers reliable and repeatable measurements.
L'invention concerne un banc d'essais pour la mesure du couple de friction d'un dispositif tournant, comprenant un premier plateau et un second plateau, une chambre de test définie entre lesdits plateaux, un moyen d'entraînement solidaire du premier plateau, une unité de mesure solidaire du second plateau et pourvue d'un capteur de mesure de couple de friction, un premier support couplé en rotation avec le moyen d'entraînement et un second support couplé avec l'unité de mesure, le premier support étant destiné à être solidaire d'un premier élément mobile en rotation d'un dispositif tournant arrangé dans la chambre de test, le second support étant destiné à être solidaire d'un second élément dudit dispositif tournant.The invention relates to a test bench for measuring the friction torque of a rotating device, comprising a first plate and a second plate, a test chamber defined between said plates, a drive means integral with the first plate, a measurement unit integral with the second plate and provided with a friction torque measurement sensor, a first support coupled in rotation with the drive means and a second support coupled with the measurement unit, the first support being intended to be secured to a first element movable in rotation of a rotating device arranged in the test chamber, the second support being intended to be secured to a second element of said rotating device.
Selon l'invention, le premier plateau est fixe et le second plateau est mobile en translation pouvant se rapprocher ou s'écarter dudit premier plateau de manière à pouvoir appliquer une charge axiale au dispositif tournant. Le premier support comprend un plateau support couplé en rotation avec le moyen d'entraînement, et une tige support d'axe central dont une première extrémité est couplée au plateau support et une seconde extrémité est destinée à être solidaire du premier élément mobile en rotation du dispositif tournant, la position de la première extrémité de la tige support sur le plateau support pouvant être ajustée de manière à définir une inclinaison relative de l'axe central de la tige support par rapport à un axe central dudit premier élément. Le second support comprend un arbre dont une première extrémité est destinée à être couplée avec le second élément du dispositif tournant, et une seconde extrémité est couplée au capteur de mesure de couple de friction.According to the invention, the first plate is fixed and the second plate is movable in translation being able to approach or move away from said first plate so as to be able to apply an axial load to the rotating device. The first support comprises a support plate coupled in rotation with the drive means, and a support rod with a central axis of which a first end is coupled to the support plate and a second end is intended to be integral with the first movable element in rotation of the rotating device, the position of the first end of the support rod on the support plate being adjustable so as to define a relative inclination of the central axis of the support rod relative to a central axis of said first element. The second support comprises a shaft, a first end of which is intended to be coupled with the second element of the rotating device, and a second end is coupled to the friction torque measurement sensor.
Grâce à l'invention, une charge axiale peut être appliquée à un dispositif tournant, notamment à une butée de suspension, monté dans la chambre de test entre d'une part le moyen d'entraînement, et d'autre part l'unité de mesure. Cette charge axiale est appliquée par l'intermédiaire du plateau mobile en translation. La tige support pouvant être avantageusement être inclinée par rapport à ladite butée, des charges radiales peuvent alors résulter de cet arrangement. De plus, l'élément mobile en rotation, notamment une coupelle mobile de butée de suspension, est couplé au moyen d'entraînement qui peut ainsi appliquer tout mouvement pertinent à l'élément mobile durant un test, en particulier un mouvement oscillant autour d'un axe central de la butée. Le banc d'essais selon l'invention permet de reproduire des conditions d'applications multiples pour tout type de dispositif tournant, et plus particulièrement de butée de suspension.Thanks to the invention, an axial load can be applied to a rotating device, in particular to a suspension stop, mounted in the test chamber between on the one hand the drive means, and on the other hand the measured. This axial load is applied via the movable plate in translation. The support rod can advantageously be inclined relative to said stop, radial loads can then result from this arrangement. In addition, the rotating mobile element, in particular a mobile suspension stop cup, is coupled to the drive means which can thus apply any relevant movement to the mobile element during a test, in particular a movement oscillating around a central axis of the stop. The test bench according to the invention makes it possible to reproduce multiple application conditions for any type of rotating device, and more particularly of suspension stop.
Le banc d'essais est apte à tester un dispositif tournant unique et assurer une mesure directe du couple de friction dudit dispositif sans avoir à la déduire par d'autre paramètres.The test bench is capable of testing a single rotating device and ensuring a direct measurement of the friction torque of said device without having to deduce it by other parameters.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non obligatoires de l'invention, prises isolément ou en combinaison :According to other advantageous but not compulsory characteristics of the invention, taken individually or in combination:
- Le moyen d'entraînement comprend un moteur mettant en rotation un plateau d'entraînement, une bielle pourvue d'une première extrémité couplée en liaison pivot avec ledit plateau d'entraînement et d'une seconde extrémité couplée en liaison pivot avec une première extrémité d'une manivelle, ladite manivelle ayant une seconde extrémité couplé en rotation avec le plateau support du premier support.- The drive means comprises a motor rotating a drive plate, a connecting rod provided with a first end coupled in pivot connection with said drive plate and a second end coupled in pivot connection with a first end a crank, said crank having a second end coupled in rotation with the support plate of the first support.
- Le premier support comprend également un guide avec lequel la première extrémité de la tige support est couplée par l'intermédiaire d'un élément de couplage à liaison pivot.- The first support also includes a guide with which the first end of the support rod is coupled by means of a coupling element with pivot connection.
- Le guide comprend au moins un rail transversal, l'élément de couplage comprenant une structure apte à coopérer avec ledit rail et pouvant être solidarisée en différentes positions sur ledit rail.- The guide comprises at least one transverse rail, the coupling element comprising a structure capable of cooperating with said rail and which can be secured in different positions on said rail.
- La tige support est une jambe de force pourvue à sa seconde extrémité d'un ressort destiné à venir en appui contre une surface d'appui du premier élément mobile en rotation du dispositif tournant.- The support rod is a strut provided at its second end with a spring intended to come into abutment against a bearing surface of the first element movable in rotation of the rotating device.
- La tige support comprend à sa second extrémité un premier élément d'adaptation en concordance de forme avec une surface d'appui du premier élément du dispositif tournant.- The support rod comprises at its second end a first adaptation element in shape agreement with a bearing surface of the first element of the rotating device.
- Le premier élément d'adaptation est solidaire de la seconde extrémité de la tige support par un moyen de fixation.- The first adaptation element is secured to the second end of the support rod by a fixing means.
- Le second support comprend un second élément d'adaptation solidaire avec le second élément du dispositif tournant, ledit second élément d'adaptation étant couplé à la première extrémité de l'arbre par l'intermédiaire d'une liaison pivot.- The second support comprises a second adaptation element integral with the second element of the rotating device, said second adaptation element being coupled to the first end of the shaft by means of a pivot link.
- Le second élément d'adaptation comprend une première partie solidaire du second élément du dispositif tournant, une seconde partie couplée à la première extrémité de l'arbre par la liaison pivot, les première et seconde parties du second élément d'adaptation étant solidaires l'une de l'autre par un moyen de fixation.- The second adaptation element comprises a first part integral with the second element of the rotating device, a second part coupled to the first end of the shaft by the pivot connection, the first and second parts of the second adaptation element being integral l 'from each other by a fixing means.
- L'unité de mesure comprend un carter tubulaire avec un alésage central, et fixé sur une face extérieure du second plateau, hors de la chambre de test, ledit arbre traversant le plateau et venant s'étendre dans l'alésage du carter.- The measurement unit comprises a tubular casing with a central bore, and fixed to an external face of the second plate, outside the test chamber, said shaft passing through the plate and coming to extend in the bore of the casing.
- Au moins un roulement est interposé entre l'alésage du carter et l'arbre afin de supporter ledit arbre en mouvement de rotation.- At least one bearing is interposed between the bore of the casing and the shaft in order to support said shaft in rotational movement.
- L'unité de mesure comprend un plateau de mesure arrangé dans le carter, ledit plateau de mesure ayant une première face couplée à la seconde extrémité de l'arbre par l'intermédiaire d'un joint de Oldham de manière à ce que l'arbre transmette seulement un couple audit plateau de mesure, lesdits plateaux de mesure et arbre ayant des formes correspondantes au joint de Oldham, et ledit plateau de mesure ayant une seconde face coopérant avec le capteur de couple.- The measurement unit comprises a measurement plate arranged in the casing, said measurement plate having a first face coupled to the second end of the shaft by means of an Oldham seal so that the shaft transmits only a torque to said measurement plate, said measurement plates and shaft having shapes corresponding to the Oldham seal, and said measurement plate having a second face cooperating with the torque sensor.
- La seconde face du plateau de mesure comprend une portion en saillie couplée avec le capteur de couple.- The second face of the measurement plate includes a projecting portion coupled with the torque sensor.
- Une butée est interposée entre la seconde extrémité de l'arbre et la première surface du plateau de mesure, ladite butée comprenant une première bague solidaire de la première surface du plateau de mesure, une seconde bague solidaire de la second extrémité de l'arbre, au moins une rangée d'éléments roulants interposés entre les bagues, la rangée d'éléments roulants entourant radialement le joint de Oldham.- A stop is interposed between the second end of the shaft and the first surface of the measurement plate, said stop comprising a first ring secured to the first surface of the measurement plate, a second ring secured to the second end of the shaft , at least one row of rolling elements interposed between the rings, the row of rolling elements radially surrounding the Oldham joint.
- Les éléments roulants sont des billes.- The rolling elements are balls.
- Le carter comprend une extrémité libre située à l'opposé de l'arbre, et fermée par un couvercle.- The housing includes a free end located opposite the shaft, and closed by a cover.
- Le capteur de couple est également pourvu d'un moyen de mesure de charge.- The torque sensor is also provided with a load measurement means.
- L'unité de mesure comprend un moyen de couplage temporaire entre le couvercle et le carter, le couvercle venant en contact avec le capteur de couple.- The measurement unit includes a temporary coupling means between the cover and the casing, the cover coming into contact with the torque sensor.
- Le moyen de couplage temporaire comprend au moins une vis s'étendant dans des trous correspondants du couvercle et du carter.- The temporary coupling means comprises at least one screw extending into corresponding holes in the cover and the casing.
- L'unité de mesure comprend un moyen de couplage temporaire entre le plateau de mesure et le carter, le plateau de mesure étant alors fixé au carter.- The measurement unit comprises a temporary coupling means between the measurement plate and the housing, the measurement plate then being fixed to the housing.
- Le plateau de mesure comprend au moins une portion en projection radiale apte à coopérer avec le moyen de couplage temporaire et le carter.- The measurement plate comprises at least one portion in radial projection capable of cooperating with the temporary coupling means and the casing.
- Le carter comprend au moins une fenêtre dans laquelle est logée la au moins une portion en projection radiale du plateau de mesure.- The casing comprises at least one window in which is housed the at least one portion in radial projection of the measurement plate.
- Le moyen de couplage temporaire comprend au moins une vis s'étendant dans des trous correspondants du plateau de mesure et du carter.- The temporary coupling means comprises at least one screw extending into corresponding holes in the measuring plate and the casing.
- Les premier et second plateaux comprennent chacun une épaisseur de matériau isolant thermiquement sur leurs faces intérieures dans la chambre de test.- The first and second plates each comprise a thickness of thermally insulating material on their internal faces in the test chamber.
- Le banc d'essais comprend un châssis de support avec des parois latérales couvertes d'une épaisseur de matériau isolant thermiquement sur leurs faces intérieures dans la chambre de test.- The test bench comprises a support frame with side walls covered with a thickness of thermally insulating material on their interior faces in the test chamber.
- Le banc d'essais comprend un moyen de régulation de température à l'intérieur de la chambre de test.- The test bench includes a means of temperature regulation inside the test chamber.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif.The invention will be better understood on reading the description which follows given solely by way of nonlimiting example.
La description est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :The description is made with reference to the accompanying drawings in which:
- la Figure 1 est une vue de face d'un banc d'essais pour dispositif de butée de suspension conforme à l'invention ;- Figure 1 is a front view of a test bench for suspension stop device according to the invention;
- la Figure 2 est une vue en perspective de côté du banc d'essai de la Figure 1 ;- Figure 2 is a perspective side view of the test bench of Figure 1;
- la Figure 3 est une vue de détail d'un dispositif de butée de suspension dans le banc d'essais de la Figure 1 selon un coupe axiale ;- Figure 3 is a detail view of a suspension stop device in the test bench of Figure 1 in an axial section;
- la Figure 4 est une vue en perspective de détail d'un moyen d'entraînement pour le banc d'essais de la Figure 1 ;- Figure 4 is a detailed perspective view of a drive means for the test bench of Figure 1;
- la Figure 5 est une vue de détail d'une unité de mesure du banc d'essais de la Figure 1 selon une coupe axiale I-I ;- Figure 5 is a detail view of a measurement unit of the test bench of Figure 1 in an axial section I-I;
- la Figure 6 est une vue de détail de l'unité de mesure de la Figure 5 selon une coupe axiale II-II dans une première configuration ; et- Figure 6 is a detail view of the measurement unit of Figure 5 along an axial section II-II in a first configuration; and
- la Figure 7 est une vue de détail de l'unité de mesure de la Figure 5 selon une coupe axiale II-II dans une seconde configuration.- Figure 7 is a detail view of the measurement unit of Figure 5 according to an axial section II-II in a second configuration.
Description détailléedetailed description
Les Figures 1 et 2 illustrent un banc d'essais, référencé 1 dans son ensemble, pour la mesure du couple de friction d'un dispositif tournant 2, ici une butée de suspension. Pour des raisons de clarté de la description et des Figures, le banc d'essais 1 n'est pas illustré avec le châssis fixe qui le soutient et le solidarise au sol.Figures 1 and 2 illustrate a test bench, referenced 1 as a whole, for measuring the friction torque of a rotating device 2, here a suspension stop. For reasons of clarity of the description and of the Figures, the test bench 1 is not illustrated with the fixed chassis which supports and secures it to the ground.
Le banc d'essais 1 comprend un premier plateau 3 inférieur. Ce premier plateau 3 s'étend selon un plan horizontal, est fixe et solidaire du châssis du banc d'essais 1.The test bench 1 comprises a first lower plate 3. This first plate 3 extends along a horizontal plane, is fixed and integral with the chassis of the test bench 1.
Le banc d'essais 1 comprend un second plateau 4. Ce second plateau 4 s'étend selon un plan horizontal parallèlement au premier plateau 3, et est mobile en translation par rapport au premier plateau 3.The test bench 1 comprises a second plate 4. This second plate 4 extends along a horizontal plane parallel to the first plate 3, and is movable in translation relative to the first plate 3.
Le banc d'essais 1 comprend quatre guide tubulaires 5, solidaires du premier plateau 3 et d'un troisième plateau 7 supérieur également fixe et solidaire du châssis. Les guides tubulaires 5 s'étendent chacun entre le premier plateau 3 inférieur et le troisième plateau 7 supérieur fixes, selon un axe perpendiculaire aux plateaux 3, 4 et 7. Les guides tubulaires 5 traversent le second plateau mobile 4, et forment chacun un guide en translation dudit plateau 4.The test bench 1 comprises four tubular guides 5, integral with the first plate 3 and with a third upper plate 7 also fixed and integral with the chassis. The tubular guides 5 each extend between the first lower plate 3 and the third fixed upper plate 7, along an axis perpendicular to the plates 3, 4 and 7. The tubular guides 5 pass through the second movable plate 4, and each form a guide in translation of said plate 4.
Le banc d'essais 1 comprend également un mécanisme de transmission de mouvement 6, ici de type connu à vis 8, qui assure la mise en mouvement de translation du second plateau 4. Le mécanisme de transmission 6 est avantageusement fixé sur le troisième plateau 7. Le second plateau 4 est mobile en translation entre le premier plateau 3 et le troisième plateau 7.The test bench 1 also includes a movement transmission mechanism 6, here of known type with screw 8, which ensures the translational movement of the second plate 4. The transmission mechanism 6 is advantageously fixed on the third plate 7 The second plate 4 is movable in translation between the first plate 3 and the third plate 7.
Le banc d'essais 1 comprend une chambre de test 9 définie entre le premier plateau 3 fixe et le second plateau 4 mobile en translation. La butée de suspension 2 destinée à être testée dans le banc d'essais est logée dans ladite chambre de test 9.The test bench 1 comprises a test chamber 9 defined between the first fixed plate 3 and the second plate 4 movable in translation. The suspension stop 2 intended to be tested in the test bench is housed in said test chamber 9.
Le second plateau 4 est mobile en translation afin d'exercer une charge axiale sur la butée de suspension 2 testée dans le banc d'essais 1, comme cela sera expliqué plus en détails par la suite. Le second plateau 4 reste fixe durant les tests, et n'est mis en translation que lors des phases de configuration et réglage des conditions des tests.The second plate 4 is movable in translation in order to exert an axial load on the suspension stop 2 tested in the test bench 1, as will be explained in more detail below. The second plate 4 remains fixed during the tests, and is only put into translation during the configuration and adjustment phases of the test conditions.
De manière avantageuse, les premier et second plateau 3, 4 comprennent chacun une épaisseur de matériau isolant thermiquement 3-1, 41 respectivement, sur leurs faces intérieures dans la chambre de test 9.Advantageously, the first and second plates 3, 4 each comprise a thickness of thermally insulating material 3-1, 41 respectively, on their internal faces in the test chamber 9.
Selon une variante non illustrée, le banc d'essais 1 comprend un châssis de support avec des parois latérales couvertes également d'une épaisseur de matériau isolant thermiquement sur leurs faces intérieures dans la chambre de test 9. La chambre de test 9 est ainsi isolée thermiquement. De manière avantageuse, le banc d'essais peut également comprendre un moyen de régulation de température (non illustré) à l'intérieur de la chambre de test 9 de manière à réguler la température des tests afin de reproduire les conditions d'application. Il est également possible de prévoir un moyen de contrôle de l'hygrométrie dans la chambre de test 9.According to a variant not illustrated, the test bench 1 comprises a support frame with side walls also covered with a thickness of thermally insulating material on their internal faces in the test chamber 9. The test chamber 9 is thus isolated thermally. Advantageously, the test bench can also include a temperature regulation means (not illustrated) inside the test chamber 9 so as to regulate the temperature of the tests in order to reproduce the conditions of application. It is also possible to provide a means of checking the humidity in the test chamber 9.
Le banc d'essais 1 comprend un moyen d'entraînement 10 solidaire du premier plateau 3 inférieur fixe, et un premier support 11 inférieur couplé en rotation avec le moyen d'entraînement 10. Le banc d'essais 1 comprend également une unité de mesure 12 solidaire du second plateau 4 supérieur mobile en translation, et un second support 13 supérieur couplé avec l'unité de mesure 12. La butée de suspension 2 destinée à être testée dans le banc d'essais 1 est couplée au premier support 10 d'une part, et au second support 13 d'autre part.The test bench 1 comprises a drive means 10 integral with the first fixed lower plate 3, and a first lower support 11 coupled in rotation with the drive means 10. The test bench 1 also includes a measurement unit 12 secured to the second upper plate 4 movable in translation, and a second upper support 13 coupled with the measurement unit 12. The suspension stop 2 intended to be tested in the test bench 1 is coupled to the first support 10 of on the one hand, and on the second support 13 on the other hand.
La Figure 3 illustre la butée de suspension 2 montée dans la chambre de test du banc d'essais 1. La butée de suspension 2 ici présentée dans ce mode de réalisation est du type MacPherson (« MacPherson Suspension Bearing Unit » ou « MSBU » en Anglais).FIG. 3 illustrates the suspension stop 2 mounted in the test chamber of the test bench 1. The suspension stop 2 here presented in this embodiment is of the MacPherson type (“MacPherson Suspension Bearing Unit” or “MSBU” in English).
La butée de suspension 2 comprend un unique roulement 14 à contact oblique, une coupelle inférieure 15 mobile en rotation, et une coupelle supérieure 16. La butée de suspension 2 et ses éléments constitutifs présentent globalement une forme de révolution, autour d'un axe central X2. Les coupelles 15 et 16 délimitent entre elles un logement interne dans lequel est logé le roulement 14. La butée de suspension 2 peut avantageusement comprendre des moyens d'étanchéité extérieur et/ou intérieur afin d'assurer l'étanchéité du roulement contre la pollution extérieure.The suspension stopper 2 comprises a single bearing 14 with oblique contact, a lower cup 15 movable in rotation, and an upper cup 16. The suspension stopper 2 and its constituent elements generally have a shape of revolution, around a central axis X2. The cups 15 and 16 delimit between them an internal housing in which the bearing 14 is housed. The suspension stopper 2 may advantageously comprise external and / or internal sealing means in order to ensure the sealing of the bearing against external pollution .
Dans le présent mode de réalisation, le roulement 14 comprend une bague intérieure, une bague extérieure, ainsi qu'une rangée d'éléments roulants, ici des billes, à contact oblique disposés entre les bagues (non référencés). Le roulement 14 est de préférence à contact oblique afin de limiter les efforts et frottements internes à la butée de suspension 2 en service.In the present embodiment, the bearing 14 comprises an inner ring, an outer ring, as well as a row of rolling elements, here balls, with oblique contact disposed between the rings (not referenced). The bearing 14 is preferably at an oblique contact in order to limit the forces and friction internal to the suspension stop 2 in service.
La coupelle inférieure 15 est mobile en rotation autour de l'axe X2 et par rapport à la coupelle supérieure 16. La coupelle inférieure 15 est annulaire, et comprend une portion tubulaire centrale et une portion radiale s'étendant depuis la portion tubulaire vers l'extérieur. La coupelle inférieure 15 forme un support inférieur pour le roulement d'un premier côté axial supérieur, et forme un support apte à coopérer avec un ressort de jambe de force d'un véhicule d'un second côté axial inférieur.The lower cup 15 is movable in rotation about the axis X2 and relative to the upper cup 16. The lower cup 15 is annular, and comprises a central tubular portion and a radial portion extending from the tubular portion towards the outside. The lower cup 15 forms a lower support for the bearing on a first upper axial side, and forms a support capable of cooperating with a strut spring of a vehicle on a second lower axial side.
Dans le mode de réalisation présenté, le premier support 11 du banc d'essais 1 comprend une tige support 17 qui s'étend selon un axe X17 incliné selon un angle A17 par rapport à l'axe X2 de la butée de suspension 2. La tige support 17 comprend une première extrémité 17-1 inférieure couplée au moyen d'entraînement 10, dont la description va suivre, et une seconde extrémité 17-2 supérieure pourvue d'un premier moyen d'adaptation 18 en concordance de forme avec la surface inférieure de la coupelle inférieure 15. Le premier moyen d'adaptation 18 de la tige support 17 permet de restituer les caractéristiques structurelles et mécaniques d'un ressort de jambe de force d'un véhicule automobile. Le premier moyen d'adaptation 18 est solidaire de la tige support 17 par l'intermédiaire d'au moins une vis de fixation 19. Le premier moyen d'adaptation 18 peut ainsi être facilement monté ou démonté de la tige support 17, notamment en cas de remplacement pour un premier moyen d'adaptation d'une autre forme adaptée pour une autre butée de suspension testée.In the embodiment presented, the first support 11 of the test bench 1 comprises a support rod 17 which extends along an axis X17 inclined at an angle A17 relative to the axis X2 of the suspension stop 2. The support rod 17 comprises a first lower end 17-1 coupled to the drive means 10, the description of which will follow, and a second upper end 17-2 provided with a first adaptation means 18 in shape agreement with the surface lower of the lower cup 15. The first adaptation means 18 of the support rod 17 makes it possible to restore the structural and mechanical characteristics of a strut spring of a motor vehicle. The first adaptation means 18 is integral with the support rod 17 by means of at least one fixing screw 19. The first adaptation means 18 can thus be easily mounted or removed from the support rod 17, in particular by replacement case for a first means of adaptation of another shape adapted for another suspension stop tested.
De manière alternative, la tige support peut être remplacée par une jambe de force pourvue à sa seconde extrémité d'un ressort destiné à venir en appui contre une surface d'appui de la première coupelle de la butée de suspension.Alternatively, the support rod can be replaced by a strut provided at its second end with a spring intended to come into abutment against a bearing surface of the first cup of the suspension stop.
La coupelle supérieure 16 est annulaire autour de l'axe X2, et forme un support supérieur pour le roulement 14. La coupelle supérieure 16 est généralement fixe dans un dispositif de suspension d'un véhicule automobile, ladite coupelle supérieure 16 étant solidaire du châssis du véhicule. La butée de suspension 2 est montée dans le banc d'essais 1 de manière à ce que la coupelle supérieure 16 ne soit pas fixe, et puisse transmettre un couple de friction induit par le mouvement rotatif oscillant de la coupelle inférieure 15.The upper cup 16 is annular around the axis X2, and forms an upper support for the bearing 14. The upper cup 16 is generally fixed in a suspension device of a motor vehicle, said upper cup 16 being integral with the chassis of the vehicle. The suspension stop 2 is mounted in the test bench 1 so that the upper cup 16 is not fixed, and can transmit a friction torque induced by the oscillating rotary movement of the lower cup 15.
Dans le mode de réalisation présenté, le second support 13 du banc d'essais 1 comprend un arbre 20 pourvu d'une première extrémité 20-1 inférieure couplée à la coupelle supérieure 16 de la butée de suspension 2, et d'une second extrémité 20-2 supérieure couplée à l'unité de mesure 12 dont la description va suivre. Le second support 13 comprend également un second élément d'adaptation 21 solidaire avec la coupelle supérieure 16, ledit second élément d'adaptation 21 étant couplé à la première extrémité 20-1 de l'arbre 20 par l'intermédiaire d'une liaison pivot 22. Ainsi le couplage entre l'arbre 20 et la butée de suspension 2 est adaptable à tout type de butée testée et d'inclinaison de la tige support 17.In the embodiment presented, the second support 13 of the test bench 1 comprises a shaft 20 provided with a lower first end 20-1 coupled to the upper cup 16 of the suspension stop 2, and with a second end 20-2 upper coupled to the measurement unit 12 whose description will follow. The second support 13 also comprises a second adaptation element 21 integral with the upper cup 16, said second adaptation element 21 being coupled to the first end 20-1 of the shaft 20 via a pivot connection 22. Thus, the coupling between the shaft 20 and the suspension stop 2 is adaptable to any type of stop tested and of inclination of the support rod 17.
De manière avantageuse, le second élément d'adaptation 21 peut comprendre une portion inférieure 21-1 solidaire de la coupelle supérieure 16, et une portion supérieure 21-2 couplée à la première extrémité 20-1 de l'arbre par l'intermédiaire de la liaison pivot 22, les deux portions 21-1 et 21-2 étaient solidaires l'une de l'autre par une vis de fixation 21-3. La portion inférieure 21-1 du second moyen d'adaptation 21 peut ainsi être facilement montée ou démontée de la portion supérieure 21-2, et donc de l'arbre 20, notamment en cas de remplacement pour un second moyen d'adaptation d'une autre forme adaptée pour une autre butée de suspension testée.Advantageously, the second adaptation element 21 may comprise a lower portion 21-1 secured to the upper cup 16, and an upper portion 21-2 coupled to the first end 20-1 of the shaft by means of the pivot link 22, the two portions 21-1 and 21-2 were secured to one another by a fixing screw 21-3. The lower portion 21-1 of the second adaptation means 21 can thus be easily mounted or dismounted from the upper portion 21-2, and therefore from the shaft 20, in particular in the event of replacement for a second adaptation means of another shape suitable for another suspension stop tested.
De manière alternative, la butée de suspension peut être d'une autre conception structurelle, le banc d'essais 1 conforme à l'invention étant adapté pour recevoir et tester tout type de butée de suspension. En effet, il suffit de pourvoir la seconde extrémité 17-2 de la tige support 17 d'un premier élément d'adaptation avec une coupelle inférieure et/ou la première extrémité 20-1 de l'arbre 20 d'un second élément d'adaptation avec une coupelle supérieure qui soient aptes à être couplés avec ces éléments de la butée de suspension à tester.Alternatively, the suspension stop can be of another structural design, the test bench 1 according to the invention being adapted to receive and test any type of suspension stop. Indeed, it suffices to provide the second end 17-2 of the support rod 17 with a first adaptation element with a lower cup and / or the first end 20-1 of the shaft 20 with a second element d 'adaptation with an upper cup which are capable of being coupled with these elements of the suspension stop to be tested.
Le premier support 11 comprend la tige support 17 ayant une première extrémité 17-1 couplée au moyen d'entraînement 10, comme illustré en FigureThe first support 11 comprises the support rod 17 having a first end 17-1 coupled to the drive means 10, as illustrated in Figure
4.4.
Le premier support 10 comprend un guide 23 avec lequel la première extrémité 17-1 de la tige support 17 est couplée par l'intermédiaire d'un élément de couplage 24 à liaison pivot 25. Le guide 23 comprend deux rails transversaux 23-1 et 23-2, l'élément de couplage 24 comprenant des portions en saillie apte à coopérer avec lesdits rails 23-1, 23-2. Une fois l'élément de couplage 24 positionné sur les rails 23-1, 23-2 du guide 23, l'élément de couplage 24 est fixé en cette position désirée par des moyens de fixation (non illustrés), par exemple des vis, des moyens de serrage ou tout autre moyen de fixation temporaire. La tige 17 est ainsi couplée au guide 23 de telle sorte qu'un angle d'inclinaison de la tige 17 peut être défini par rapport à la butée de suspension 2 d'une part, et le guide 17 d'autre part.The first support 10 comprises a guide 23 with which the first end 17-1 of the support rod 17 is coupled by means of a coupling element 24 with a pivot connection 25. The guide 23 comprises two transverse rails 23-1 and 23-2, the coupling element 24 comprising projecting portions capable of cooperating with said rails 23-1, 23-2. Once the coupling element 24 is positioned on the rails 23-1, 23-2 of the guide 23, the coupling element 24 is fixed in this desired position by fixing means (not shown), for example screws, clamping means or any other temporary fixing means. The rod 17 is thus coupled to the guide 23 so that an angle of inclination of the rod 17 can be defined relative to the suspension stop 2 on the one hand, and the guide 17 on the other hand.
Le premier support 11 comprend également un plateau support 26 couplé en rotation avec le moyen d'entraînement 10. Le guide 23 est solidaire en mouvement avec plateau support 26 par tout moyen approprié, par exemple des vis de fixation. La tige 17 est ainsi couplée au moyen d'entraînement 10 par l'intermédiaire de l'élément de couplage 24 monté sur le guide 23 qui permettent d'assurer une mise en inclinaison de ladite tige 17, et du plateau support 26.The first support 11 also comprises a support plate 26 coupled in rotation with the drive means 10. The guide 23 is integral in movement with support plate 26 by any suitable means, for example fixing screws. The rod 17 is thus coupled to the drive means 10 by means of the coupling element 24 mounted on the guide 23 which makes it possible to ensure an inclination of said rod 17, and of the support plate 26.
L'ensemble du premier support 11 est monté sur le plateau inférieur 3 fixe du banc d'essais. Le plateau support 26 est entraîné par le moyen d'entraînement 10 par l'intermédiaire d'un arbre (non illustré) traversant une ouverture pourvue audit plateau 3.The entire first support 11 is mounted on the fixed lower plate 3 of the test bench. The support plate 26 is driven by the drive means 10 via a shaft (not shown) passing through an opening provided with said plate 3.
Le moyen d'entraînement 10 est illustré en Figure 1, et comprend un moteur 27 mettant en rotation un plateau d'entraînement 28 autour d'un axe de rotation X28. Une bielle 29 est pourvue d'une première extrémité couplée en liaison pivot 30 avec ledit plateau d'entraînement 28, et d'une seconde extrémité couplée en liaison pivot 31 avec une première extrémité d'une manivelle 32. Ladite manivelle 32 a une seconde extrémité couplé en rotation avec le plateau support 26 du premier support 11 par l'intermédiaire d'un arbre (non illustré) traversant le plateau inférieur 3.The drive means 10 is illustrated in Figure 1, and comprises a motor 27 rotating a drive plate 28 around an axis of rotation X28. A connecting rod 29 is provided with a first end coupled in pivot connection 30 with said drive plate 28, and with a second end coupled in pivot connection 31 with a first end of a crank 32. Said crank 32 has a second end coupled in rotation with the support plate 26 of the first support 11 by means of a shaft (not shown) passing through the lower plate 3.
Dans le présent mode de réalisation de l'invention, le moyen d'entraînement 10 est de type connu bielle-manivelle et permet de transformer un mouvement rotatif en un mouvement oscillant autour d'un axe. La manivelle 32 transmet ce mouvement oscillant au plateau support 26, et par liaisons successives au guide 23 avec l'élément de couplage 24, à la tige support 17 avec le premier moyen d'adaptation 18, et enfin à la coupelle inférieure 15 de la butée de suspension 2 testée dans le banc d'essais 1. Le banc d'essais 1 avec un tel moyen d'entraînement 10 permet de reproduire les mouvements endurés par la butée de suspension 2 testée dans les conditions d'applications.In the present embodiment of the invention, the drive means 10 is of the known type connecting rod-crank and makes it possible to transform a rotary movement into an oscillating movement around an axis. The crank 32 transmits this oscillating movement to the support plate 26, and by successive connections to the guide 23 with the coupling element 24, to the support rod 17 with the first adaptation means 18, and finally to the lower cup 15 of the suspension stop 2 tested in the test bench 1. The test bench 1 with such a drive means 10 makes it possible to reproduce the movements endured by the suspension stop 2 tested in the application conditions.
A l'opposé du moyen d'entraînement 10 auquel est couplée la coupelle inférieure 15 de la butée de suspension 2, le banc d'essais 1 comprend une unité de mesure 12 couplée à la coupelle supérieure 16 de ladite butée 2.In contrast to the drive means 10 to which the lower cup 15 of the suspension stop 2 is coupled, the test bench 1 comprises a measurement unit 12 coupled to the upper cup 16 of said stop 2.
Plus précisément, la coupelle supérieure 16 est couplée à l'unité de mesure 12 par l'intermédiaire du second support 13 incluant le second moyen d'adaptation 21 couplé à la première extrémité 20-1 de l'arbre 20. L'unité de mesure 12 est illustrée en Figures 5 et 6.More specifically, the upper cup 16 is coupled to the measurement unit 12 via the second support 13 including the second adaptation means 21 coupled to the first end 20-1 of the shaft 20. The measurement unit measure 12 is illustrated in Figures 5 and 6.
L'unité de mesure 12 comprend un carter 33 tubulaire avec un alésage central 33-1 s'étendant selon un axe central X33, et fixé sur une face extérieure du second plateau 4 mobile en translation. Le carter 33 comprend avantageusement un rebord radial 33-2, une pluralité de vis de fixation 34 traversant des ouvertures pratiquées à travers ledit rebord 33-2 pour venir se solidariser avec des ouvertures correspondantes pratiquées sur le second plateau 4.The measurement unit 12 comprises a tubular casing 33 with a central bore 33-1 extending along a central axis X33, and fixed on an external face of the second plate 4 movable in translation. The casing 33 advantageously comprises a radial rim 33-2, a plurality of fixing screws 34 passing through openings made through said rim 33-2 to come together with corresponding openings made in the second plate 4.
Le second plateau 4 est également pourvu d'un alésage 4-2 traversé par l'arbre 20, ledit arbre 20 venant s'étendre dans l'alésage 33-1 du carter 33 selon un axe X20 confondu avec l'axe central X33. L'arbre 20 permet ainsi de coupler d'un côté la butée de suspension 2 dans la chambre de test 9 avec l'unité de mesure 12 montée du côté opposé au second plateau 4, en dehors de la chambre de test 9.The second plate 4 is also provided with a bore 4-2 traversed by the shaft 20, said shaft 20 coming to extend in the bore 33-1 of the casing 33 along an axis X20 coincident with the central axis X33. The shaft 20 thus makes it possible to couple on one side the suspension stop 2 in the test chamber 9 with the measurement unit 12 mounted on the side opposite to the second plate 4, outside of the test chamber 9.
Deux roulements 35, 36 sont interposé entre l'alésage 33-1 du carter 33 et l'arbre 20 afin de supporter ledit arbre 20 en mouvement de rotation. Dans le présent mode de réalisation, les roulements 35, 36 comprennent chacun une bague intérieure montée serrée sur une surface cylindrique extérieure de l'arbre 30, une bague extérieure montée libre dans une surface cylindrique intérieure de l'alésage 33-1 du carter 33, et une rangée de billes arrangées entre lesdites bagues, les bagues intérieures pouvant avoir un mouvement en rotation relatif par rapport aux bagues extérieures fixes. L'arbre 20 comprend une surface extérieure 20-3 étagée, les surfaces cylindriques sur lesquelles sont montées les bagues intérieures des roulements 35, 36 étant formées à un plus petit diamètre qu'une partie médiane de l'arbre de surface extérieure de plus grand diamètre. L'arbre 20 à surface extérieure étagée 20-3 permet un montage facilité des roulements 35, 36. Des épaulements sont formés à la périphérie de l'arbre 20 afin d'assurer des maintiens axiaux des bagues intérieures des roulements 35, 36. Deux bagues de maintien 37, 38 sont montées solidairement sur l'arbre 20 afin de venir bloquer axialement les bagues intérieures des roulements 35, 36. Une bague de maintien 38 est notamment montée autour de la seconde extrémité 20-2 de l'arbre 20.Two bearings 35, 36 are interposed between the bore 33-1 of the casing 33 and the shaft 20 in order to support said shaft 20 in rotational movement. In the present embodiment, the bearings 35, 36 each comprise an inner ring mounted tightly on an outer cylindrical surface of the shaft 30, an outer ring freely mounted in an inner cylindrical surface of the bore 33-1 of the casing 33 , and a row of balls arranged between said rings, the inner rings being able to have a relative rotational movement relative to the fixed outer rings. The shaft 20 comprises a stepped outer surface 20-3, the cylindrical surfaces on which are mounted the inner rings of the bearings 35, 36 being formed to a smaller diameter than a middle part of the outer surface shaft of larger diameter. The shaft 20 with a stepped outer surface 20-3 allows easy mounting of the bearings 35, 36. Shoulders are formed at the periphery of the shaft 20 in order to ensure axial retention of the inner rings of the bearings 35, 36. Two retaining rings 37, 38 are mounted integrally on the shaft 20 so as to axially block the inner rings of the bearings 35, 36. A retaining ring 38 is notably mounted around the second end 20-2 of the shaft 20.
Avantageusement, la bague 37 est formée d'un matériau isolant thermiquement afin d'éviter un pont thermique entre la chambre de test 9 et l'unité de mesure 12 à travers l'arbre 20.Advantageously, the ring 37 is formed from a thermally insulating material in order to avoid a thermal bridge between the test chamber 9 and the measurement unit 12 through the shaft 20.
De manière alternative, les roulements peuvent être d'autres types, par exemples des paliers lisses ou des roulements avec d'autres types d'éléments roulants, tels des rouleaux cylindriques ou coniques. De manière alternative, le carter peut comprendre un seul roulement, ou bien plus de deux roulements pour soutenir l'arbre.Alternatively, the bearings can be of other types, for example plain bearings or bearings with other types of rolling elements, such as cylindrical or tapered rollers. Alternatively, the casing may comprise a single bearing, or even more than two bearings to support the shaft.
La tige support 17 étant inclinée par rapport à la coupelle inférieure 15 de la butée de suspension 2 d'une part, et le second plateau 4 mobile en translation appliquant une charge axiale sur la butée de suspension 2 d'autre part, des charges radiales sont induites dans la butée de suspension 2, et sur la coupelle supérieure 16 en particulier. Les charges radiales exercées par la coupelle supérieure 16 sur l'arbre 20 sont transmises au carter 33 fixé au second plateau 4 par l'intermédiaire des roulements 35, 36. Cet arrangement constitue un moyen de filtration des charges radiales afin qu'elles ne viennent pas influencer les mesures de couple de friction dans l'unité de mesure 12.The support rod 17 being inclined relative to the lower cup 15 of the suspension stop 2 on the one hand, and the second plate 4 movable in translation applying an axial load on the suspension stop 2 on the other hand, radial loads are induced in the suspension stop 2, and on the upper cup 16 in particular. The radial loads exerted by the upper cup 16 on the shaft 20 are transmitted to the casing 33 fixed to the second plate 4 by means of the bearings 35, 36. This arrangement constitutes a means of filtering the radial loads so that they do not come not influence the friction torque measurements in the measurement unit 12.
L'unité de mesure 12 comprend également un plateau de mesure 39 arrangé dans le carter 33.The measurement unit 12 also includes a measurement plate 39 arranged in the housing 33.
Le plateau de mesure 39 a une face inférieure couplée à la seconde extrémité 20-2 de l'arbre 20 par l'intermédiaire d'un joint de Oldham 40 de manière à ce que l'arbre 20 transmette seulement un couple audit plateau de mesure 39. Les joints de Oldham sont bien connus de l'état de la technique, et lesdits plateaux de mesure 39 et arbre 20 ont des formes correspondantes au joint de Oldham 40. Plus précisément, la face inférieure du plateau de mesure 39 comprend une portion 39-1 en saillie s'étendant dans un premier plan axial, la seconde extrémité 20-2 de l'arbre 20 comprend une portion en saillie 20-4 s'étendant dans un second plan axial et perpendiculaire au premier plan axial, et le joint de Oldham 40 comprend sur sa face supérieure une rainure recevant la portion en saillie 39-1 du plateau de mesure 39, et sur sa face inférieure une rainure recevant le portion en saillie 20-4 de l'arbre 20. Le couple de friction transmis par la coupelle supérieure 16 de la butée de suspension 2 lorsque la coupelle inférieure 15 a un mouvement rotatif oscillant est transmis à l'arbre 20, puis au plateau de mesure 39 par l'intermédiaire du joint de Oldham 40.The measuring plate 39 has a lower face coupled to the second end 20-2 of the shaft 20 via an Oldham seal 40 so that the shaft 20 transmits only a torque to said measuring plate 39. Oldham seals are well known in the art, and said measuring plates 39 and shaft 20 have shapes corresponding to Oldham 40 seals. More specifically, the underside of the measuring plate 39 includes a portion 39-1 projecting extending in a first axial plane, the second end 20-2 of the shaft 20 comprises a projecting portion 20-4 extending in a second axial plane and perpendicular to the first axial plane, and the seal of Oldham 40 comprises on its upper face a groove receiving the protruding portion 39-1 of the measuring plate 39, and on its lower face a groove receiving the protruding portion 20-4 of the shaft 20. The friction torque transmitted by the upper cup 16 of the stop d e suspension 2 when the lower cup 15 has an oscillating rotary movement is transmitted to the shaft 20, then to the measurement plate 39 via the Oldham seal 40.
Le plateau de mesure 39 a une face supérieure, opposée à la face inférieure couplée au joint de Oldham 40, qui coopère avec un capteur de couple 41. La face supérieure du plateau de mesure 39 comprend une portion en saillie 39-3 couplée avec le capteur de couple 41 par une pluralité de vis de fixation.The measuring plate 39 has an upper face, opposite the lower face coupled to the seal of Oldham 40, which cooperates with a torque sensor 41. The upper face of the measuring plate 39 comprises a projecting portion 39-3 coupled with the torque sensor 41 by a plurality of fixing screws.
Une butée à billes 42 est axialement interposé entre le plateau de mesure 39 et l'arbre 20.A ball bearing 42 is axially interposed between the measurement plate 39 and the shaft 20.
La butée 42 comprend une bague supérieure qui est solidaire de la face inférieure du plateau de mesure 39 par des vis de fixation. La butée 42 entoure radialement le joint de Oldham 40. La butée 42 comprend une bague inférieure qui est solidaire de la seconde extrémité 20-2 de l'arbre 20, et même plus précisément de la bague de maintien 38 montée à l'extrémité 20-2 de l'arbre 20. Une rangée d'éléments roulants, ici des billes, est axialement interposée entre les bagues supérieure et inférieure de manière à former une butée 42 dont les bagues sont en rotation dans des plans radiaux parallèles et autour de l'axe X33. La butée 42 permet de transmettre les charges axiales entre l'arbre 20 et le plateau de mesure 39.The stop 42 includes an upper ring which is secured to the underside of the measurement plate 39 by fixing screws. The stop 42 radially surrounds the seal of Oldham 40. The stop 42 comprises a lower ring which is integral with the second end 20-2 of the shaft 20, and even more precisely with the retaining ring 38 mounted at the end 20 -2 of the shaft 20. A row of rolling elements, here balls, is axially interposed between the upper and lower rings so as to form a stop 42 whose rings are rotating in parallel radial planes and around the 'axis X33. The stop 42 allows the axial loads to be transmitted between the shaft 20 and the measurement plate 39.
La Figure 6 illustre une première configuration de montage et de fonctionnement du banc d'essais 1, et en particulier de l'unité de mesure 12.FIG. 6 illustrates a first configuration of assembly and operation of the test bench 1, and in particular of the measurement unit 12.
Le carter 33 comprend une extrémité libre située à l'opposé de l'arbre 20, et fermée par un couvercle 43, le couvercle 43 venant en contact avec le capteur de couple 41 et le rebord supérieur du carter 33. Le carter 33 et le couvercle 43 sont solidaires l'un de l'autre par des vis de fixation 44 fixées dans des ouvertures pratiquées à travers le rebord supérieur du carter 33 et le couvercle 43.The housing 33 includes a free end situated opposite the shaft 20, and closed by a cover 43, the cover 43 coming into contact with the torque sensor 41 and the upper edge of the housing 33. The housing 33 and the cover 43 are secured to each other by fixing screws 44 fixed in openings made through the upper edge of the casing 33 and the cover 43.
Ainsi, le second plateau 4 peut exercer une charge axiale sur la butée de suspension 2 par l'intermédiaire du couvercle 43 solidaire du carter 33. La charge axiale est transmise depuis le second plateau 4 successivement au carter 33, au couvercle 43, au capteur de couple 41, au plateau de mesure 39, à l'arbre 20 par l'intermédiaire de la butée 42 à billes, puis à la coupelle supérieure 16 de la butée de suspension 2 par l'intermédiaire du second support 13. Les roulements 35, 36 sont d'ailleurs montés libres dans le carter afin de ne pas interférer avec la charge axiale.Thus, the second plate 4 can exert an axial load on the suspension stop 2 via the cover 43 secured to the casing 33. The axial load is transmitted from the second plate 4 successively to the casing 33, to the cover 43, to the sensor of torque 41, to the measuring plate 39, to the shaft 20 via the thrust bearing 42 with balls, then to the upper cup 16 of the suspension thrust bearing 2 by means of the second support 13. The bearings 35 , 36 are also freely mounted in the casing so as not to interfere with the axial load.
Par ailleurs, et contrairement à la seconde configuration de montage de l'unité de mesure 12 illustrée en Figure 7 et qui sera décrite par la suite, le plateau de mesure 39 et le carter 33 sont désolidarisés l'un de l'autre, des vis de fixation 42 ayant été enlevées. Le plateau de mesure 39 est donc libre de se déformer sous l'effet d'un couple de friction transmis par l'arbre 20 par l'intermédiaire du joint d'OIdham 40.Furthermore, and contrary to the second mounting configuration of the measurement unit 12 illustrated in FIG. 7 and which will be described below, the measurement plate 39 and the casing 33 are separated from each other, fixing screws 42 having been removed. The measurement plate 39 is therefore free to deform under the effect of a friction torque transmitted by the shaft 20 via the Oidham seal 40.
Ainsi le capteur de couple 41 est couplé à la butée de suspension 2. Le moyen d'entraînement 10 applique un mouvement oscillant en rotation à la coupelle inférieure 15 de la butée de suspension 2 par l'intermédiaire du premier support 11. Un couple de friction est généré entre la coupelle inférieure 15 et la coupelle supérieure 16. Ce couple de friction est transmis depuis la coupelle supérieure 16 au second support 13, et en particulier à l'arbre 20, puis au plateau de mesure 39 par l'intermédiaire du joint de Oldham. Le capteur de couple 41 mesure alors le couple de friction par l'intermédiaire du plateau de mesure 39.Thus the torque sensor 41 is coupled to the suspension stop 2. The drive means 10 applies an oscillating movement in rotation to the lower cup 15 of the suspension stop 2 via the first support 11. A torque of friction is generated between the lower cup 15 and the upper cup 16. This friction torque is transmitted from the upper cup 16 to the second support 13, and in particular to the shaft 20, then to the measurement plate 39 via the Oldham seal. The torque sensor 41 then measures the friction torque via the measuring plate 39.
De manière avantageuse, le capteur de couple 41 peut également être pourvu d'un moyen de mesure de charge.Advantageously, the torque sensor 41 can also be provided with a load measurement means.
La Figure 7 illustre une seconde configuration de montage et de fonctionnement du banc d'essais 1, et en particulier de l'unité de mesure 12.FIG. 7 illustrates a second configuration of assembly and operation of the test bench 1, and in particular of the measurement unit 12.
Le plateau de mesure 39 comprend une portion 39-2 en projection radiale. Le carter 33 comprend une fenêtre 33-3 dans laquelle est logée la portion 39-2 en projection radiale du plateau de mesure 39. La portion 39-2 vient reposer axialement sur avec un rebord radial 33-4 du carter 33. Le carter 33 et le plateau de mesure 39 sont solidaires l'un de l'autre par une vis de fixation 45 fixée dans des ouvertures pratiquées à travers la portion 39-2 et le rebord 33-4.The measurement plate 39 includes a portion 39-2 in radial projection. The housing 33 includes a window 33-3 in which is housed the portion 39-2 in radial projection of the measuring plate 39. The portion 39-2 comes to rest axially on with a radial flange 33-4 of the housing 33. The housing 33 and the measurement plate 39 are secured to each other by a fixing screw 45 fixed in openings made through the portion 39-2 and the flange 33-4.
De manière avantageuse, le plateau de mesure 39 peut comprendre une pluralité de portions en saillie 39-2, et le carter 33 peut comprendre autant de fenêtres 33-3 avec rebord radial 33-4 pour coopérer avec lesdites portions 39-Advantageously, the measurement plate 39 can comprise a plurality of projecting portions 39-2, and the casing 33 can comprise as many windows 33-3 with radial rim 33-4 to cooperate with said portions 39-
2.2.
Dans la première configuration de montage de l'unité de mesure 12 illustrée en Figure 6, le plateau de mesure 39 et le carter 33 sont désolidarisés l'un de l'autre.In the first mounting configuration of the measurement unit 12 illustrated in FIG. 6, the measurement plate 39 and the casing 33 are separated from one another.
Dans cette seconde configuration de montage de l'unité de mesure 12, le plateau de mesure 39 est fixé au carter 33, et donc au second plateau 4. Le second plateau 4 reste fixe durant les tests, et n'est mis en translation que lors des phases de configuration et réglage des conditions des tests. Le plateau de mesure 39 est donc bloqué en mouvement dans cette seconde configuration de montage. Le couple de friction transmis par l'arbre 20 au plateau de mesure 39 par l'intermédiaire du joint de Oldham 40 ne peut pas être transmis au capteur de couple 41.In this second mounting configuration of the measurement unit 12, the measurement plate 39 is fixed to the casing 33, and therefore to the second plate 4. The second plate 4 remains fixed during the tests, and is only brought into translation during the configuration and adjustment phases of the test conditions. The measuring plate 39 is therefore blocked in movement in this second mounting configuration. The friction torque transmitted by the shaft 20 to the measuring plate 39 via the Oldham seal 40 cannot be transmitted to the torque sensor 41.
Par ailleurs, et contrairement à la première configuration de montage de l'unité de mesure 12 illustrée en Figure 6, le couvercle 43 et le carter 33 sont désolidarisés l'un de l'autre, les vis de fixation 44 ayant été enlevées.Furthermore, and contrary to the first mounting configuration of the measurement unit 12 illustrated in FIG. 6, the cover 43 and the casing 33 are separated from one another, the fixing screws 44 having been removed.
Le capteur de couple 41 n'est pas en charge avec le plateau de mesure 39, et n'est pas dans une configuration pour effectuer une mesure de couple de friction dudit plateau 39.The torque sensor 41 is not in charge with the measurement plate 39, and is not in a configuration for measuring the friction torque of said plate 39.
D'une part, le second plateau 4 peut exercer une charge axiale sur la butée de suspension 2 par l'intermédiaire du plateau de mesure 39 solidaire du carter 33. La charge axiale est transmise depuis le second plateau 4 successivement au carter 33, au plateau de mesure 39, à l'arbre 20 par l'intermédiaire du butée 42 à billes, puis à la coupelle supérieure 16 de la butée de suspension 2 par l'intermédiaire du second support 13.On the one hand, the second plate 4 can exert an axial load on the suspension stop 2 via the measurement plate 39 secured to the housing 33. The axial load is transmitted from the second plate 4 successively to the housing 33, at measuring plate 39, to the shaft 20 by means of the stop 42 with balls, then to the upper cup 16 of the suspension stop 2 by means of the second support 13.
D'autre part, le capteur de couple 41 est découplé de la butée de suspension 2. Les capteurs de couple connus du marché ne sont pas adaptés pour fonctionner de manière continue sur de longues périodes de temps. Grâce à cette second configuration de montage, il est possible d'effectuer des tests d'endurance, et donc durant de longues périodes de temps, sur une butée de suspension 2 sans avoir à utiliser un autre banc d'essais ou à retirer l'unité de mesure 12. Le couplage / découplage de l'unité de mesure 12 est grandement simplifié par seulement le montage / démontage de vis de fixation 44, 45.On the other hand, the torque sensor 41 is decoupled from the suspension stop 2. The torque sensors known on the market are not suitable for operating continuously over long periods of time. Thanks to this second mounting configuration, it is possible to carry out endurance tests, and therefore for long periods of time, on a suspension stop 2 without having to use another test bench or to remove the measurement unit 12. The coupling / decoupling of the measurement unit 12 is greatly simplified by only the mounting / dismounting of fixing screws 44, 45.
Le banc d'essais 1 peut donc servir à la fois pour des mesures de couple de friction dans une première configuration de montage illustrée en Figure 6, et pour des essais en endurance dans une seconde configuration de montage illustrée en Figure 7, de tout type de butée de suspension dans les conditions d'applications de mouvement oscillant, d'inclinaisons, de charges axiales et radiales, voire de températures.The test bench 1 can therefore be used both for friction torque measurements in a first mounting configuration illustrated in FIG. 6, and for endurance tests in a second mounting configuration illustrated in FIG. 7, of any type. suspension stop in the conditions of applications of oscillating movement, inclinations, axial and radial loads, or even temperatures.
Il peut être particulier avantageux de prévoir une série de tests incluant une première mesure de couple de friction de la butée de suspension 2, puis un test en endurance, et une mesure de couple de friction finale à l'issue du test d'endurance. Des mesures de couple de friction intermédiaires peuvent également être envisagées. Tout cela est rendu possible par le banc d'essais conforme à l'invention ayant deux configurations possibles, le passage d'une configuration à l'autre étant réalisable de manière simplifiée.It may be particularly advantageous to provide a series of tests including a first measurement of the friction torque of the suspension stop 2, then an endurance test, and a final measurement of the friction torque at the end of the endurance test. Intermediate friction torque measurements can also be considered. All this is made possible by the test bench according to the invention having two possible configurations, the transition from one configuration to the other being achievable in a simplified manner.
La présente invention d'une unité de mesure a été décrite dans un exemple non limitatif d'un banc d'essais pour dispositif de butée de 5 suspension. Il est entendu qu'un unité de mesure conforme à l'invention peut être implémenter dans tout moyen de mesure de couple de friction, sous charge ou non, de tout dispositif tournant fonctionnant dans de telles conditions d'applications.The present invention of a measurement unit has been described in a nonlimiting example of a test bench for a suspension stop device. It is understood that a measurement unit in accordance with the invention can be implemented in any means of measuring friction torque, under load or not, of any rotating device operating under such application conditions.
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