Brevet FR2997764A1 — publié le 20140509

PROCÉDÉ DE MESURE D'UN COEFFICIENT DE FROTTEMENT ENTRE DEUX PIÈCES, NOTAMMENT ENTRE DEUX PIÈCES D'UN VÉHICULE AUTOMOBILE, ET INSTALLATION DE MISE EN OEUVRE DE CE PROCÉDÉ La présente invention concerne un procédé de mesure d'un 5 coefficient de frottement entre deux pièces, notamment entre des pièces d'un véhicule automobile, et une installation de mesure mettant en oeuvre ce procédé. On sait que lors du montage d'un ensemble mécanique, notamment un véhicule automobile, il est nécessaire de 10 connaître le coefficient de frottement entre deux pièces assemblées l'une contre l'autre afin de déterminer au mieux les dimensions de chaque composant de l'ensemble ainsi que la force de serrage qui est juste nécessaire pour s'opposer aux efforts de glissement dans des conditions normales de 15 fonctionnement, et dimensionner au plus juste le diamètre du boulon permettant de générer cette force de serrage . Dans les installations de mesure existantes, deux pièces de test sont réunies par une vis qui maintient les pièces appliquées l'une contre l'autre selon une force de serrage. 20 L'ensemble ainsi constitué est monté sur une machine de compression qui applique un effort de glissement sur l'une des pièces tandis que l'autre pièce est fixée au bâti de la machine de compression. L'installation comporte en outre un dispositif de détection d'un déplacement d'une pièce par 25 rapport à l'autre. Le coefficient de frottement est donné par le rapport entre la valeur de l'effort de glissement au début d'un glissement entre les deux pièces et la valeur de la force de serrage. Compte tenu de ce mode opératoire, la valeur du coefficient de frottement obtenu tient compte non seulement du frottement à l'interface entre les deux pièces mais également du frottement à l'interface entre la tête de la vis et la pièce sur laquelle elle est appliquée. Ceci fausse le calcul du coefficient de frottement qui est de ce fait majoré par rapport à la réalité. Un but de l'invention et d'améliorer la précision de détermination du coefficient de frottement. En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention un procédé de mesure d'un coefficient de frottement entre une première pièce comportant une première surface plane, et une seconde pièce comportant une seconde surface plane, lors d'une application d'un effort de glissement sur l'une des pièces alors que la première surface plane et la seconde surface plane sont appliquées l'une contre l'autre selon une force de serrage , le procédé comportant les étapes suivantes : - Positionner la première pièce sans glissement selon une direction de l'effort de glissement sur un premier support, - positionner la seconde pièce sans glissement selon une direction de l'effort de glissement sur un second support, mobile par rapport au premier support selon une direction de la force de serrage, l'un dudit premier support et dudit second support étant en outre monté mobile par rapport à l'autre dudit premier support et dudit second support selon une direction de l'effort de glissement, - déplacer le premier support et le second support l'un vers l'autre tout en mettant la première surface plane et la seconde surface plane en regard l'une de l'autre, et serrer la première surface plane et la seconde surface plane l'une contre l'autre, - appliquer l'effort de glissement à celle de la première pièce et de la seconde pièce qui est positionnée sur ledit support monté mobile selon la direction de l'effort de glissement, - relever une valeur de l'effort de glissement qui provoque un début de déplacement de la première pièce par rapport à la seconde pièce, et en déduire une valeur du coefficient de frottement entre la première surface plane et la seconde surface plane. Ainsi, l'effort de serrage est transmis aux pièces par les supports qui, du fait du montage mobile du support qui porte la pièce soumise à l'effort de glissement, n'affectent pas la valeur de l'effort de glissement qui provoque un début de glissement entre les pièces. Selon un aspect avantageux de l'invention, l'effort de glissement est appliqué sur une arête adjacente à une interface entre la première surface plane et la seconde surface plane. Ainsi, l'application de l'effort de glissement n'affecte pas le serrage des pièces et ne modifie donc pas le frottement entre les pièces. Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci concerne une installation de mesure d'un coefficient de frottement entre une première pièce comportant une première surface plane, et une seconde pièce comportant une seconde surface plane, l'installation comportant un dispositif de serrage de la première surface plane et la seconde surface plane l'une contre l'autre selon une direction de serrage, un dispositif pour appliquer un effort de glissement sur l'une de ladite 5 première pièce et de ladite seconde pièce , un dispositif de détection d'un déplacement de la première pièce par rapport à la seconde pièce, et des moyens pour calculer le coefficient de frottement à partir d'une valeur de l'effort de glissement lors de la détection d'un déplacement de la première pièce par 10 rapport à la seconde pièce, dans laquelle le dispositif de serrage comporte : - Un premier support configure pour recevoir la première pièce sans glissement selon une direction de l'effort de glissement, 15 - un second support configure pour recevoir la seconde pièce sans glissement selon une direction de l'effort de glissement, - des moyens pour permettre un déplacement du premier support et du second support l'un par rapport à 20 l'autre selon la direction de serrage, - un organe de rapprochement du premier support et du second support l'un vers l'autre, et - des moyens pour permettre un déplacement relatif entre l'un dudit premier support et dudit second 25 support, et l'autre dudit premier support et dudit second support selon une direction de l'effort de glissement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré non limitatif de l'invention en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles: - La figure 1 est une vue en perspective du dispositif de serrage des pièces, illustré sans les pièces, - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2 du dispositif de serrage équipé de pièces pour effectuer une mesure de coefficient de frottement, les autres composants de l'installation étant représentés de façon symbolique. En référence aux figures, l'installation selon l'invention est destinée à effectuer une mesure d'un coefficient de frottement entre une première pièce 1 comportant une première surface plane 2, et une seconde pièce 3 comportant une seconde surface plane 4. L'installation comporte un dispositif de serrage généralement désigné en 5 destiné à appliquer la surface plane 2 contre la surface plane 4 selon une force Fa, ici une force horizontale. Par ailleurs, l'installation comporte de façon connue en soi un organe de compression 6 destiné à appliquer un effort de glissement Ft sur l'une des pièces, ici la seconde pièce 3, selon une direction parallèle à l'interface entre les surfaces planes 2 et 4 en contact que l'une avec l'autre. Dans le mode de réalisation illustré, l'effort de glissement Ft est une force de compression dirigée vers le bas. Également de façon connue en soi l'organe de compression 6 est relié à une unité centrale 7 à laquelle est également relié un organe de détection de déplacements 8 destiné à détecter un début de déplacement relatif entre la première pièce 1 et la seconde pièce 3, ici un déplacement de la pièce seconde pièce 3 par rapport à la première pièce 1, lors d'une augmentation progressive de l'effort de glissement Ft. Selon l'invention le dispositif de serrage comporte un premier support 9, ici une plaque épaisse en L rigidement fixée à une embase 10 du dispositif de serrage, elle-même fixée sur le bâti 11 de la machine de compression. Une barrette 12 est fixée à la plaque support 9 en dessous de la première pièce 1 et s'étend horizontalement pour former un organe de butée de la première pièce 1 selon la direction de l'effort de glissement de sorte que la première pièce 1 est positionnée sur le premier support sans glissement selon une direction de l'effort de glissement Ft. De même, la seconde pièce 3 est positionnée sur un second support 13 sans glissement selon une direction de l'effort de glissement Ft. A cet effet, une barrette 14 est fixée à la plaque support 13 en dessous de la seconde pièce 3 pour former un organe de butée de la seconde pièce 3 selon la direction de l'effort de glissement. De préférence, les barrettes 12 et 14 sont amovibles et interchangeables avec des barrettes de différentes épaisseurs afin de réaliser un montage adapté aux dimensions des pièces 1 et 3 à tester. Le second support 13 est fixé sur une glissière 15 montée pour coulisser sur un rail vertical 16. Le déplacement de la glissière 15 sur le rail 16 est facilité par des roulements à billes 17 (figure 1). Le rail 16 est fixé sur une plaque épaisse en L 18 dont l'embase est fixée à une glissière 19 montée pour coulisser sur un rail 20 s'étendant horizontalement selon la direction de la force de serrage Fa. Le coulissement de la glissière 19 sur le rail 20 est facilité par des roulements à billes 21(figure 1). La position de la partie mobile du dispositif de serrage comprenant le second support 13, la glissière 15, le rail 5 vertical 16, la plaque en L 18, et la glissière 19, est déterminée par une vis 22 prenant appui sur la plaque 18 par l'intermédiaire d'une butée à billes 23. Cette disposition permet d'éviter l'application d'un couple parasite sur la pièce 3 lors du serrage de la vis 22. Afin d'assurer un 10 déplacement de la partie mobile du dispositif de serrage, la vis 22 est engagée dans un trou fileté 24 réalisé dans une poutrelle 25 reliée au premier support 9 par des barres 26 qui servent également de guide pour la plaque 18 qu'elles traversent selon un montage coulissant. 15 Lorsque l'on souhaite effectuer une mesure d'un coefficient de frottement, une première pièce 1 est disposée sur le premier support 9 en interposant un capteur de force 27 entre la pièce 1 et le support 9 ; une seconde pièce 3 est positionnée sur le second support 13 qui est amené au niveau 20 de la première pièce 1, et la vis 22 est manoeuvrée dans un sens de vissage pour rapprocher le second support 13 du premier support 9. Dans ce mouvement les faces en regard 2 et 4 des pièces sont appliquées l'une contre l'autre. Dans le mode de réalisation décrit, l'unité centrale 7 contient une 25 donnée relative à une force de serrage prédéterminée et la vis 22 est serrée jusqu'à ce que la force de serrage Fa atteigne la valeur prédéterminée. Un effort de glissement croissant Ft est ensuite appliqué par l'organe de compression 6. On notera ce propos que la rigidité des supports 9 et 18 est telle 30 qu'elle garantira un placage suffisant des pièces 1 et 3 l'une contre l'autre lors de l'application de la force de serrage et de la force de glissement. Toutefois, selon un aspect de l'invention illustré par la figure 3, l'organe de compression 6 agit de préférence sur une arête adjacente à l'interface entre la première surface plane 2 et la seconde surface plane 5 4, ce qui évite que l'application de l'effort de glissement induise une force d'écartement qui fausserait le calcul du coefficient de frottement. Pour éviter une interférence de l'organe de compression avec la pièce 1, le bord supérieur de la pièce 3 est décalé vers le haut par rapport au bord 10 supérieur de la pièce 1. La valeur de l'effort de glissement relevé lors d'un début de déplacement de la première pièce par rapport la seconde pièce, détecté par le détecteur de déplacement 8, est envoyée à l'unité centrale pour permettre un calcul du coefficient de frottement en effectuant le 15 rapport entre la valeur de l'effort de glissement Ft au moment du début du déplacement de la seconde pièce 3 par rapport à la première pièce 1, et la force de serrage Fa prédéterminée. Le procédé selon l'invention peut également être mis en oeuvre en appliquant une force de serrage quelconque dont la valeur est 20 mesurée par le capteur 27. L'unité centrale 7 est alors remplacée par un simple organe de calcul qui effectue un rapport entre les valeurs mesurées de la force de glissement et de la force de serrage. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de 25 réalisation réalisation définie par l'invention décrit et on peut y apporter des variantes de sortir du cadre de l'invention telle que revendications. En particulier, bien que été décrite en relation avec l'application sous forme d'une compression, sans les ait d'un effort de glissement 30 l'invention peut être réalisée de la même façon avec un effort de glissement appliqué sous forme d'une traction. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec une mesure d'un glissement en translation, on peut également utiliser l'invention pour réaliser une mesure du glissement entre deux pièces entraînées en rotation l'une par rapport à l'autre, la glissière 15 et le rail rectiligne 16 étant alors remplacés par un plateau pivotant supportant l'une des pièces. Bien que dans le mode de réalisation décrit le même support de pièce 13 soit monté pour se déplacer selon la direction de la force de serrage et selon la direction de l'effort de glissement, ces deux mouvements peuvent être dissociés, par exemple en fixant le premier support sur une glissière montée pour coulisser sur un rail vertical fixe, et en fixant directement le second support sur la glissière horizontale. Bien entendu, dans ce cas l'effort de glissement est appliqué à la première pièce, c'est-à-dire à la pièce qui est mobile selon la direction de l'effort de glissement. Bien que l'installation ait été illustrée avec le capteur de force de serrage 27 disposé entre la première pièce et son support, ce capteur peut indifféremment être disposé entre la 20 seconde pièce et son support. REVENDICATIONS1. Procédé de mesure d'un coefficient de frottement entre une première pièce (1) comportant une première surface plane (2), et une seconde pièce (3) comportant une seconde surface plane (4), lors d'une application d'un effort de glissement (Ft) sur l'une des pièces alors que la première surface plane et la seconde surface plane sont appliquées l'une contre l'autre selon une force de serrage (Fa) r caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - Positionner la première pièce (1) sans glissement selon une direction de l'effort de glissement sur un premier support (9), - positionner la seconde pièce (3) sans glissement selon une direction de l'effort de glissement sur un second support (13), mobile par rapport au premier support selon une direction de la force de serrage, l'un (13) dudit premier support et dudit second support étant en outre monté mobile par rapport à l'autre (9) dudit premier support et dudit second support selon une direction de l'effort de glissement, - déplacer le premier support (9) et le second support (13) l'un vers l'autre tout en mettant la première surface plane (2) et la seconde surface plane (4) en regard l'une de l'autre, et serrer la première surface plane et la seconde surface plane l'une contre l'autre, - appliquer l'effort de glissement (Ft) à celle (13) de la première pièce et de la seconde pièce qui est positionnée sur ledit support monté mobile selon ladirection de l'effort de glissement, - relever une valeur de l'effort de glissement (Ft) qui provoque un début de déplacement de la première pièce par rapport à la seconde pièce, et en déduire une valeur du coefficient de frottement entre la première surface plane et la seconde surface plane. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'effort de glissement (Ft) est appliqué sur une arête adjacente à une interface entre la première surface plane (2) et la seconde surface plane (4). 3. Installation de mesure d'un coefficient de frottement entre une première pièce (1) comportant une première surface plane (2), et une seconde pièce (3) comportant une seconde surface plane (4), l'installation comportant un dispositif de serrage (5) de la première surface plane et la seconde surface plane l'une contre serrage, l'autre selon une direction de un dispositif (6) pour appliquer un effort de glissement sur l'une (3) de ladite première pièce et de ladite seconde pièce . un dispositif de détection (8) d'un déplacement de la première pièce (1) par rapport à la seconde pièce (3), et des moyens (7) pour calculer le coefficient de frottement à partir d'une valeur de l'effort de glissement lors de la détection d'un déplacement de la première pièce par rapport à la seconde pièce caractérisé en ce que le dispositif de serrage comporte : - Un premier support (9) configure pour recevoir la première pièce sans glissement selon une direction de l'effort de glissement,- un second support (13) configure pour recevoir la seconde pièce sans glissement selon une direction de l'effort de glissement, - des moyens (19,20) pour permettre un déplacement du premier support et du second support l'un par rapport à l'autre selon la direction de serrage, - un organe de rapprochement (22) du premier support et du second support l'un vers l'autre, et - des moyens (15,16) pour permettre un déplacement relatif entre l'un (13) dudit premier support (12) et dudit second support (13), et l'autre (12) dudit premier support (12) et dudit second support (13) selon une direction de l'effort de glissement (Ft). 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le premier support (9) comporte un organe de butée (12) de la première pièce selon la direction de l'effort de glissement. 5. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le second support (13) comporte un organe de butée (14) de la seconde pièce selon la direction de l'effort de glissement. 6. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens pour permettre un déplacement du premier support et du second support l'un par rapport à l'autre selon la direction de serrage, comprennent une glissière (19) montée pour coulisser sur un rail (20). 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la glissière comporte des roulements à billes (21)prenant appui sur le rail. 8. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens pour permettre un déplacement de l'un dudit premier support et dudit second support par rapport à l'autre dudit premier support et dudit second support selon une direction de l'effort de glissement comprennent une glissière (15) montée pour coulisser sur un rail (16). 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la glissière comporte des roulements à billes (17) prenant appui sur le rail. 10. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens pour permettre un déplacement du premier support et du second support l'un par rapport à l'autre selon la direction de serrage, comprennent une vis (22) agissant sur une partie mobile du dispositif de serrage par l'intermédiaire d'une butée à billes (23).