WO2009019378A2 - Dispositif de mesure de deformations d'un carter, et notamment d'un carter de boite de vitesses - Google Patents

Dispositif de mesure de deformations d'un carter, et notamment d'un carter de boite de vitesses Download PDF

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/30—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. mechanical strain gauge

Definitions

  • the present invention relates to the general field of test benches for motor vehicle engines.
  • the present invention relates to a device for measuring deformations of a housing, and in particular a gearbox housing.
  • a test bench which is generally located directly on the site of an engine manufacturing unit.
  • motor is meant the organ allowing the transformation of thermal energy into mechanical energy, but also the organs that are directly connected thereto such as a gearbox.
  • This type of detection is effective when one wishes to determine deformations on a reduced number of zones of observation.
  • this design can be particularly expensive.
  • the present invention therefore aims to overcome these disadvantages.
  • the present invention aims to provide a device for measuring crankcase deformations, and in particular a gearbox housing, particularly easy to assemble and adapt.
  • the present invention also aims to provide a device for obtaining a good reproducibility of the results obtained.
  • the invention relates to a device for measuring deformations of a housing, and in particular a gearbox housing, comprising means for measuring crankcase deformations, means for positioning the measuring means inside the housing. housing, a support of the positioning means, means for fixing the support on the housing.
  • the device also comprises at least one connecting member of the positioning means and the support.
  • the support may advantageously comprise a single beam.
  • the fixing means comprise rods adapted to be mounted inside passages provided in an upper part of the housing, connecting pins receiving the rods, and nuts.
  • These passages may for example be passages for hydraulic control fluid lines.
  • the positioning means comprise a set of main and secondary bars for mounting the measuring means inside the housing.
  • each main bar has a plurality of adjustment holes for mounting at least one secondary bar.
  • the secondary bars may each comprise oblong holes for mounting them on the main bars and the adjustment of the measuring means relative to the housing.
  • the connecting member is movably mounted relative to the support.
  • the device further comprises means for indexing the position of the connecting member relative to the support.
  • the positioning means further comprise bent rods for holding the main bars in position. These bent rods fit inside the housing through orifices specific to the gearbox, for example a starter passage or a hydraulic clutch line.
  • measuring means are probes.
  • the support is made of aluminum.
  • the device 10 is provided for the measurement of deformations of a casing 12 of mechanical gearbox.
  • the device 10 can also be used to measure the deformations of other types of housings.
  • the device 10 essentially comprises a plurality of crankcase deformation measuring means 14, positioning means 16 of the measuring means, and a support 18 of the positioning means.
  • the device 10 also comprises a connecting member 20 for connecting the positioning means 16 to the support 18.
  • the support 18 comprises a rectilinear beam 22 which comprises, on its front face 23, two parallel longitudinal grooves 24 for the displacement of the connecting member 20, as will be described in more detail below.
  • the positioning means 16 comprise tubes or rods 26 to 32 cubits and a set of main bars 34a to 34c and secondary bars 36 for mounting the measuring means 14 inside the housing 12.
  • the main bars 34a to 34c are each provided with a plurality of adjustment holes 38 to allow the attachment, for example by screwing, of one or more secondary bars 36 in different positions.
  • the holes 38 also allow the fixing of the main bar 34b on the bar 34a, and the fixing of the main bar 34c on the bar 34b.
  • secondary bars 36 are mounted on each main bar and that the number of associated bars 36 depends on the desired number of measurements. deformations to be performed on the housing 12 by the measuring means.
  • the measuring means are probes 14 coming into direct contact on the zone of the housing 12 to be measured.
  • Each of the secondary bars 36 allows the attachment of three feelers 14. Indeed, the device 10 is provided to allow, for each measurement point, a deformation detection along three orthogonal axes.
  • each secondary bar 36 there are reported 40 supports probe.
  • Each probe support 40 comprises a portion for fixing, by screwing, on one of the secondary bars 36 and a clamp portion for retaining the associated probe.
  • the bars 36 each comprise a plurality of oblong holes 42.
  • the rods 26 to 32 allow as for them maintaining in position the main bars 34a to 34c relative to the support 22. More specifically, a free end of the bar 26, 30 respectively allows the fixing of the main bar 34a, 34b.
  • the bars 28 and 32 are respectively fixed at one end with the bars 26 and 30.
  • the free end of the bar 28 is fixed on a lower surface of the beam 22.
  • the free end of the bar 32 is connected to the connecting member 20.
  • the connecting member 20 has a hole 20a to allow the passage of the rod 32.
  • elements such as fixing screws (not shown). These elements form locking means in position of the rod 32 relative to the connecting member 20.
  • the connecting member 20 is mounted in a sliding manner inside the grooves 24 of the beam 22 form slides.
  • the connecting member 20 has elements (not visible) projecting inside these grooves.
  • indexing means may be a pin.
  • two fixing rods 50 are used mounted inside passages 52 provided in an upper part of the housing 12. These passages 52 are those initially provided on the housing 12 in order to allow for example the passage of hydraulic control fluid lines. In other words, the passages 52 are not specially provided for mounting the device 10 on the casing 12.
  • the device 10 also has two connecting pins 54 fixed to the lower surface of the device. beam 22 and each having, at one end, an annular head 56 for receiving the fixing rods 50.
  • the device 10 also comprises nuts 58 able to cooperate with threaded portions of the rods 50 to keep the heads 56 tight between said nuts and the housing 12.
  • the support 18 is fixed on the casing 12 only at the passages 52 formed in the upper part thereof which is not prone to deformation during tests reflecting the conditions of use of the gearbox. This makes it possible in particular to obtain good reproducibility of the deformation measurements obtained during different test campaigns.
  • a single beam 22 forming a support of all the members provided for mounting the measuring means 14, and intended to be fixed on the housing 12 allows easy mounting of the gearbox on the associated engine when test campaigns must be performed, and without changing the positioning of the measuring means 14 relative to the housing 12.
  • This provision is particularly advantageous especially with respect to a design comprising a frame consisting of four bars connected between they by mechanical links of the ball joint type.

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Abstract

Le dispositif de mesure de déformations d un carter, et notamment d un carter de boite de vitesses, comprend des moyens de mesure (14) de déformations du carter, des moyens de positionnement (16) des moyens de mesure à l intérieur du carter, un support 18 des moyens de positionnement (16), des moyens de fixation (50, 54, 58) du support sur le carter, au moins un organe de liaison (20) des moyens de positionnement et du support monté de manière mobile relativement au support, et des moyens d indexation de la positionde l organe de liaison par rapport au support.

Description

DISPOSITIF DE MESURE DE DÉFORMATIONS D'UN CARTER, ET NOTAMMENT D'UN CARTER DE BOITE DE VITESSES.
La présente invention concerne le domaine général des bancs d' essais pour moteurs de véhicule automobile.
Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un dispositif de mesure de déformations d'un carter, et notamment d'un carter de boîte de vitesses.
Classiquement, pour évaluer la résistance à la fatigue d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, on utilise un banc d' essais qui est généralement implanté directement sur le site d'une unité de fabrication du moteur. Par moteur, on entend l' organe permettant la transformation de l' énergie thermique en énergie mécanique, mais également les organes qui sont directement reliés à celui-ci tels qu'une boîte de vitesses.
Ces types d' essais sont particulièrement avantageux dans la mesure où ils reproduisent des conditions réelles d'utilisation du moteur. Toutefois, ils sont relativement longs et coûteux à mettre en place, en particulier à cause des opérations de montage devant être effectuées au préalable.
En outre, avec de tels essais se pose le problème de reproductibilité des résultats obtenus étant donné qu' il peut être particulièrement difficile d' effectuer différentes séries de mesures dans des conditions strictement identiques. Par exemple, dans le cas de mesures effectuées sur un carter de boîte de vitesses, pour des conditions similaires de fonctionnement du moteur associé à la boîte de vitesses, les valeurs de déformations obtenues peuvent être différentes notamment à cause du manque de rigidité de moyens d'accroché des capteurs de mesure. On connaît, par les documents EP-Al -O 893 669 et FR-Al - 2 695 207, des dispositifs destinés à mesurer les déformations d'une éprouvette mécanique comportant un moyen de support de l' éprouvette, des moyens d' actionnement aptes à soumettre de façon commandée l' éprouvette à une contrainte, et des caméras pour mesurer les déformations subies en fonction de la contrainte appliquée.
Ce type de détection est efficace lorsqu' on souhaite déterminer des déformations sur un nombre réduit de zones d' observation. Toutefois, dans le cas inverse, cette conception peut se révéler particulièrement coûteuse.
En outre, les dispositifs décrits dans ces documents sont inadaptés pour mesurer les déformations d'un carter, et notamment un carter de boîte de vitesses.
La présente invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients.
Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un dispositif de mesure de déformations d'un carter, et notamment d'un carter de boîte de vitesses, particulièrement facile à monter et à adapter. La présente invention vise également à prévoir un dispositif permettant d'obtenir une bonne reproductibilité des résultats obtenus.
L 'invention a pour objet un dispositif de mesure de déformations d'un carter, et notamment d'un carter de boîte de vitesses, comprenant des moyens de mesure de déformations du carter, des moyens de positionnement des moyens de mesure à l'intérieur du carter, un support des moyens de positionnement, des moyens de fixation du support sur le carter. Le dispositif comprend également au moins un organe de liaison des moyens de positionnement et du support. Le support peut avantageusement comporter une unique poutre.
Avantageusement, les moyens de fixation comprennent des tiges aptes à venir se monter à l'intérieur de passages prévus dans une partie supérieure du carter, des axes de liaison recevant les tiges, et des écrous. Ces passages peuvent par exemple être des passages pour des conduites de fluides de commande hydraulique.
Dans un mode de réalisation, les moyens de positionnement comprennent un ensemble de barres principales et secondaires pour le montage des moyens de mesure à l'intérieur du carter. Avantageusement, chaque barre principale comporte une pluralité de trous de réglage pour le montage d'au moins une barre secondaire.
Les barres secondaires peuvent comporter chacune des trous oblongs pour leur montage sur les barres principales et le réglage des moyens de mesure par rapport au carter.
Dans un mode de réalisation, l' organe de liaison est monté de manière mobile relativement au support. Avantageusement, le dispositif comprend encore des moyens d' indexation de la position de l'organe de liaison par rapport au support. Dans un mode de réalisation, les moyens de positionnement comprennent en outre des tiges coudées de maintien en position des barres principales. Ces tiges coudées rentrent à l'intérieur du carter au travers d' orifices propres à la boîte de vitesses, par exemple un passage démarreur ou une conduite hydraulique d'embrayage. De préférence, des moyens de mesure sont des palpeurs.
Dans un mode de réalisation, le support est réalisé en aluminium.
La présente invention et ses avantages seront mieux compris à l' étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d' exemple nullement limitatif et illustré par le dessin annexé représentant en perspective un dispositif de mesure de déformations associé à un carter de boîte de vitesses.
Sur la figure, on a représenté la structure générale d'un dispositif, désigné par la référence numérique 10, prévu pour la mesure de déformations d'un carter 12.
Dans l'application envisagée, le dispositif 10 est prévu pour la mesure de déformations d'un carter 12 de boîte de vitesses mécanique. Toutefois, on conçoit aisément que le dispositif 10 peut également être utilisé pour mesurer les déformations d' autres types de carters.
Le dispositif 10 comprend essentiellement une pluralité de moyens de mesure 14 de déformations du carter, des moyens de positionnement 16 des moyens de mesure, et un support 18 des moyens de positionnement. Le dispositif 10 comprend également un organe de liaison 20 pour relier les moyens de positionnement 16 au support 18.
Le support 18 comprend une poutre 22 rectiligne qui comporte, sur sa face avant 23 , deux rainures 24 longitudinales parallèles permettant le déplacement de l' organe de liaison 20, comme cela sera décrit plus en détail par la suite. Les moyens de positionnement 16 comportent des tubes ou tiges 26 à 32 coudées et un ensemble de barres principales 34a à 34c et de barres secondaires 36 pour le montage des moyens de mesure 14 à l' intérieur du carter 12.
Les barres principales 34a à 34c, ici au nombre de trois, sont pourvues chacune d'une pluralité de trous 38 de réglage pour permettre la fixation, par exemple par vissage, d'une ou plusieurs barres secondaires 36 dans différentes positions. Les trous 38 permettent également la fixation de la barre principale 34b sur la barre 34a, et la fixation de la barre principale 34c sur la barre 34b. Pour des raisons de clarté, uniquement la barre principale 34a a été représentée avec des barres secondaires 36. Toutefois, on conçoit aisément que des barres secondaires 36 sont montées sur chaque barre principale et que le nombre de barres 36 associées dépend du nombre souhaité de mesures de déformations à effectuer sur le carter 12 par les moyens de mesures. Les moyens de mesure sont des palpeurs 14 venant en contact direct sur la zone du carter 12 à mesurer.
Chacune des barres secondaires 36 permet la fixation de trois palpeurs 14. En effet, le dispositif 10 est prévu pour permettre, pour chaque point de mesure considéré, une détection des déformations selon trois axes orthogonaux.
Dans ce but, sur chaque barre secondaire 36 sont rapportés des supports 40 de palpeur. Chaque support 40 de palpeur comporte une portion pour la fixation, par vissage, sur une des barres secondaires 36 et une portion formant pince pour la retenue du palpeur associé. Pour faciliter le positionnement des supports 40 de palpeur relativement aux zones du carter 12 à mesurer et le montage des barres secondaires 36 sur les barres principales 34a à 34c, les barres 36 comportent chacune une pluralité de trous oblongs 42. Les tiges 26 à 32 permettent quant à elles le maintien en position des barres principales 34a à 34c par rapport au support 22. Plus précisément, une extrémité libre de la barre 26, 30 permet respectivement la fixation de la barre principale 34a, 34b. Les barres 28 et 32 sont fixées respectivement, à une extrémité, avec les barres 26 et 30. L ' extrémité libre de la barre 28 est fixée sur une surface inférieure de la poutre 22. L 'extrémité libre de la barre 32 est reliée à l' organe de liaison 20. En effet, l'organe de liaison 20 comporte un trou 20a pour permettre le passage de la tige 32. Pour assujettir la tige 32 à l'organe de liaison 20, il est prévu des éléments telles que des vis de fixation (non représentées). Ces éléments forment des moyens de blocage en position de la tige 32 par rapport à l'organe de liaison 20. De façon à permettre une fixation aisée de la tige 32 sur le support 18, l'organe de liaison 20 est monté de manière coulissante à l' intérieur des rainures 24 de la poutre 22 forment glissières. A cet égard, l'organe de liaison 20 comporte des éléments (non visibles) en saillie à l'intérieur de ces rainures. Ainsi, on peut déplacer aisément l'organe de liaison 20 le long de la poutre 22 pour pouvoir permettre le passage de la tige 32 dans le trou 20a. Une fois effectué le montage de la tige 32 au niveau de l' organe de liaison 20, des moyens d'indexation de la position dudit organe de liaison 20 par rapport à la poutre 22 sont rendus actifs. Ces moyens d'indexation peuvent être une goupille. Dans une variante de réalisation, il pourrait également être envisageable d' associer un organe de liaison coulissant à la barre 28 pour son montage sur la poutre 22.
Pour obtenir l' assujettissement du support 24 sur le carter 12, on utilise deux tiges 50 de fixation montées à l'intérieur de passages 52 prévus dans une partie supérieure du carter 12. Ces passages 52 sont ceux prévus initialement sur le carter 12 afin de permettre par exemple le passage de conduites de fluides de commande hydraulique. En d' autres termes, les passages 52 ne sont pas spécialement prévus pour le montage du dispositif 10 sur le carter 12. Pour obtenir la fixation du support 24, le dispositif 10 comporte également deux axes 54 de liaison fixés sur la surface inférieure de la poutre 22 et comportant chacun, à une extrémité, une tête 56 annulaire destinée à recevoir les tiges 50 de fixation. Le dispositif 10 comporte encore des écrous 58 aptes à coopérer avec des portions filetées des tiges 50 pour maintenir serré les têtes 56 entre lesdits écrous et le carter 12.
Le support 18 est fixé sur le carter 12 uniquement au niveau des passages 52 ménagés dans la partie supérieure de celui-ci qui est peu sujette aux déformations lors des essais reflétant les conditions d'utilisation de la boîte de vitesses. Ceci permet notamment d' obtenir une bonne reproductibilité des mesures de déformations obtenues lors de différentes campagnes d' essais.
En outre, l'utilisation d'une unique poutre 22, formant support de l'ensemble des organes prévus pour le montage des moyens de mesure 14, et destinée à être fixée sur le carter 12 permet un montage aisé de la boîte de vitesses sur le moteur associé lorsque des campagnes d' essais doivent être effectuées, et ce, sans modifier le positionnement des moyens de mesure 14 relativement au carter 12. Cette disposition est particulièrement avantageuse notamment par rapport à une conception comprenant un cadre composé de quatre barres reliées entre elles par des liaisons mécaniques du type rotule.

Claims

REVENDICATIONS
1 -Dispositif de mesure de déformations d'un carter, et notamment d'un carter de boite de vitesses, caractérisé en ce qu' il comprend des moyens de mesure ( 14) de déformations du carter, des moyens de positionnement (16) des moyens de mesure à l' intérieur du carter, un support (18) des moyens de positionnement ( 16), des moyens de fixation (50, 54, 58) du support sur le carter, et au moins un organe de liaison (20) des moyens de positionnement et du support. 2-Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel le support
( 18) comporte une unique poutre (22)
3-Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens de fixation comprennent des tiges (50) aptes à venir se monter à l'intérieur de perçages prévus dans une partie supérieure du carter, des axes (54) de liaison recevant les tiges (50), et des écrous (58).
4-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de positionnement ( 16) comprennent un ensemble de barres principales (34a à 34c) et de barres secondaires (36) pour le montage des moyens de mesure à l' intérieur du carter.
5-Dispositif selon la revendication 4, dans lequel chaque barre principale (34a à 34c) comporte une pluralité de trous (38) de réglage pour le montage d' au moins une barre secondaire.
6-Dispositif selon la revendication 4 ou 5 , dans lequel chaque barre secondaire (36) comporte des trous oblongs (42) pour le montage sur les barres principales et le réglage des moyens de mesure par rapport au carter.
7-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel les moyens de positionnement (16) comprennent en outre des tiges (26 à 32) coudées de maintien en position des barres principales.
8-Dispositif selon quelconque des revendications précédentes, dans lequel l' organe de liaison (20) est monté de manière mobile relativement au support ( 18).
9-Dispositif selon la revendication 8, comprenant des moyens d' indexation de la position de l' organe de liaison par rapport au support.
10-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des moyens de mesure ( 14) sont des palpeurs.
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