Brevet FR2192288A1 — publié le 19740208

L'invention concerne un dispositif pour la mesure de l'angle de pincement (ou d'ouverture et de carrossage sur des véhicules automobiles, avec des miroirs placés sur les moyeux des roues. L'invention a pour but de fournir un dispositif de ce genre qui permet de parvenir, pour un prix de revient rela- tivement réduit, à une grande précision des mesures, et avec lequel on évite par ailleurs que la voie du véhicule ou la largeur du portique de mesure n'intervienne dans les résultats. En outre, le résultat de la mesure doit etre fourni par le dispositif sous une forme qui permet une lecture ou un traitement ultérieur simple des valeurs mesurées. Dans un dispositif selon l'invention du type défini ci-dessus, une solution de ce problème est caractérisée par le fait qu'on prévoit, en face de chacun des miroirs, un projecteur disposé à l'intérieur d'une surface de projection pour produire un faisceau de rayons à angle d'ouverture correspondant à la plage des angles de pincement ou de carrossage à détecter, lequel faisceau peut pivoter à partir d'une position initiale prédéterminée et est étalé en raies lumineuses, et par le fait qu'on dispose, sur la surface de projection, à des distances définies du projecteur, des détecteurs photoélectriques dont les sorties des signaux sont connectées à un compteur d'impulsions. La possibilité de pivotement du faisceau de rayons est avantageusement fournie par une plaque mobile montée dans le projecteur et portant des dessins se composant de bandes perméables et imperméables à la lumière. Les dessins se composent respectivement de bandes disposées verticalement et horizontalemert Le pivotement des faisceaux de rayons étalés en éventail dans la direction horizontale et verticale respectivement est obtenu de préférence au moyen d'un seul mouvement par le fait que cette plaque munie des dessins formés de bandes verticales et horizontales est mobile selon un angle de 45" par rapport à la surface d'appui du véhicule. Pour faciliter l'alignement du projecteur, on superpose au dessin composé de bandes verticales une croix de repérage dont les branches ne coupent Qutune seule fois et sous un angle de 45" chacune des bandes perméables à la lumière. Dans un exemple de réalisation préféré de l'invention, la plaque est montee mobile danses glissières devant un condenseur du projecteur au moyen d'une bande souple entrainée par un moteur, par l'intermédiaire d'un accouplement patinant ou à cJlisselr.ent. Les dessins composés respectivement de bandes v3rtica- les et horizontales sont placés sur la plaque l'un à la suite de l'autre dans le sens du mouvement de celle-ci. L'invention est ci-après expliquée de façon plus détaillée avec référence à quatre figures qui illustrent un exemple de réalisation de l'invention. La figure I représente, en une vue de dessus, un poste de mesure pour la détermination de l'angle de pincement ou de carrossage avec un dispositif selon l'invention. La figure 2 représente, en une vue en perspective, un projecteur dont la botte a été partiellement arrachée. La figure 3 représente le dessin de traits avec ses bandes verticales et la croix de repérage suparposée. La figure 4 est une représentation des trajets des rayons d'un faisceau étalé en éventail entre le projecteur et la surface de projection d'une part et le miroir du moyeu de roue d'autre part. Sur la figure 1, on peut distinguer un véhicule automobile 1, sur les roues avant duquel sont disposés des miroirs plans 2, perpendiculairement à la direction de l'essieu. Des projecteurs 3 sont installés en face des miroirs plans, à une certaine distance de ceux-ci. La paroi de la boite des projecteurs 3, qui se trouve en face des miroirs plans, est réalisée sous la forme d'une surface de projection. On peut distinguer sur la figure 2, dans la botte partiellement arrachée d'un projecteur, un système optique se composant d'une lampe L, d'un miroir concave S, d'un condenseur K et d'un objectif 0; une plaque 5, qui porte deux dessins de traits, se composant de bandes respectivement verticales et horizontales, est disposée dans le plan d'image de ce système optique, derrière une fenêtre de projection 6. La plaque allongée 5 est montée de manière à pouvoir être déplacée dans des rails-guides 7, entre des butées 8 et 9, selon une direction inclinée à 45". Lorsque la plaque 5 se trouve contre la butée 9, les bandes verticales qui se trouvent en arrière de la fenêtre de projection 6 sont projetées. C'est dans cette position que la plaque a été représentée sur la figure. Lorsque la plaque 5 se trouve contre la butée 8, ce sont les bandes horizontales, situées alors derrière la fenêtre de projection 6, qui sont projetées. Les butées 8 et 9 sont réglables, afin de pouvoir fixer les positions d'extrémité de la plaque mobile 5 par rapport au système de projection. La plaque est déplaçable dans les rails-guides 7 au moyen d'un moteur électrique 10. A cet effet, elle est rattachée par l'intermédiaire d'un ressort de traction 11 à une bande élastique 12 maintenue tendue par le ressort de traction et passant Bur des poulies de renvoi 13 et 14. Les extrémités de la bande élastique 12 qui ne sont pas raccordées à la plaque s'enroulent et sont fixées sur un cylindre 15 en sens opposés et cOte à côte, la longueur enroulée correspondant au moins à la longueur dlune course de la plaque 5. La marche avant et la marche arrière sont obtenues par inversion des piles du moteur 10. La mise hors circuit du moteur s'effectue au moyen d'interrupteurs de fin de course 16 et 17. Sur l'arbre du moteur est calé un disque d'embrayage 18 contre lequel le cylindre 15, monté à rotation libre, est pressé par un ressort de pression 19. Cet accouplement patinant évite un freinage brutal du moteur 10 au moment où la plaque 5 arrive contre l'une des butées 8 ou 9.Sur la plaque 5 est fixé un étrier de commutation 20 qui ée déplace en même temps que celle-ci et qui actionne un microinterrupteur 21 à mi-course pendant un mouvement de la plaque à partir de la position extrême contre la butée 9, représentée sur la figure, vers la butée opposée 8. Sur une paroi frontale 22 de la boîte du provecteur, deux phototransistors 23 sont montés, derrière des diaphragmes 24, sur un axe vertical qui passe par le centre de l'objectif 0. La paroi 22 de la boite sert de surface de projection. Elle porte en outre une croix de repérage 25 placée en diagonale qui permet, avec une croix en diagonale du projecteur opposé, prévue sur le dessin de traits composé de bandes verticales, un alignement du portique de mesure. Dans ces conditions, les projecteurs sont réglés de sorte que la croix projetée de l'un des projecteurs coincide avec la croix portée par la surface de projection du projecteur opposé. Afin que la croix portée par la plaque 5 ne perturbe pas la mesure de pincement, elle est formée pour que chaque raie lumineuse du dessin ne soit interrompue qu'en un point. La lecture des raies lumineuses verticales est effectuée par les deux phototransistors 23 qui comptent les traits lumineux verticaux sur deux lignes décalées parallèlement. Le mode de fonctionnement du dispositif pour une mesure de l'angle de pincement est le suivant. Si la plaque à traits r se trouvt dans sa position initiale contre la butée 9, les bandes verticales situées en arrière de la fenêtre de projection 6 sont projetées par le projecteur. L'image de projetée, réfléchie par le miroir plan placé sur le moyeu de roue, frappe la paroi antérieure de la boite du projecteur, servant de surface de projection 22. Toutefois, l'image de projetée sera quelque peu déviée en fonction de la position angulaire du miroir plan sur sur l'essieu de la roue (pincement åu:carrossage . Aux limites de la plage admissible pour l'angle de pincement, la première et, respectivement, la dernière des bandes lumineuses du dessin formé de bandes verticales doivent frapper les détecteurs.La hauteur des bandes est choisie de sorte que les deux photodétecteurs 23 soient frappés chaque fois. Si alors le moteur 10 est mis en marche, la plaque à traits 5 se déplace dans les rails-guides 7 a partir de la butée 9 vers la butée S. De la sorte, les bandes lumineuses cheminent sur la surface de projection et un nombre d'impulsions lumineuses, proportionnel à l'angle de pincement, est reçu par les phototransistors des détecteurs 23. Pour la mesure, il suffirait en principe d'un seul des phototransistors 23. Toutefois, les deux transistors 23 sont montés en parallèle. On evite ainsi les perturbations qui pourraient résulter de la croix de repérage. Lorsqu'enfin la plaque à traits 5 atteint la butée 8, le moteur est arrêté au moyen de l'interrupteur de fin de course 16. La mesure de l'angle de carrossage s'effectue selon le même principe, avec cette seule différence que alors le dessin forme de bandes horizontales sur la plaque à traits 5 qui intervient. Puisque le déplacement des dessins de traits orientés respectivement verticalement et horizontalement s'effectue selon un angle de 450 parsun seul et même mouvement, à savoir la translation de la plaque à traits, les traits présentent une longueur croissante. Lorsqu'est achevé le comptage précédent du nombre de traits verticaux parcourus, nombre qui est-proportionnel à l'angle de pincement, 1 microinterrupteur 21 est actionné par l'étrier de commutation 20.Ce microinterrupteur raccorde celui des deux phototransistors 23 qui se trouve en position inférieure à un compteur qui compte le nombre d'impulsions lumineuses, proportionnel à l'angle de carrossage. Lorsque la mesure de carrossage est effectuée, la polarité du moteur 10 est inversée et la plaque à traits 5 est ramenée dans sa position initiale contre la butée 9. A ce moment, le moteur est arrêté par l'interrupteur de fin de course 17. Sur la figure 3, on peut distinguer le modèle de traits formé de bandes verticales et se trouvant sur la plaque Js ainsi que la croix de repérage superposée à ce dessin de traits. I1 est visible que chaque bande perméable à la lumière du dessin de traits n'est coupée par la croix de repérage qu'en un point. Avec les détecteurs photoélectriques 23 disposés l'un au-dessus de l'autre en direction verticale et montée électriquement en parallèle, l'une des bandes perméables à la lumière est donc toujours détectée et la croix de repérage superposée ne perturbe pas la mesure diagramme de la figure 4 va maintenant permettre d'expliquer le principe de la mesure et de démontrer en même temps que la distance entre miroir de moyeu de roue et projecteur n'intervient pas dans la mesure n rayons 41 ... 45 partent du point A qui se trouve dans le plan d'image du projecteur. L'angle d'ouverture B du faisceau est compris entre le premier et le dernier rayons de ce faisceau. Le décalage angulaire entre les différents rayons est indiquée par i . Pour cet angle , ou a donc d P Le faisceau de rayons est projeté sur l'un des miroirs de moyeu de roue qui peut prendre toute position entre deux positions extrêmes 51 et 52. Les positions extrêmes délimitent la plage de mesure pour le pincement ou le carrossage et elles forment l'angle oC . Dans la position instantanée 51 du miroir de moyeu de roue, représentée en trait plein sur le diagramme, les rayons 41 ... 45 frappent la surface de projection 54 en tant que rayons réfléchis 41 et 46 ... 49.Le rayon 41 frappe perpendiculairement le miroir de moyeu de roue dans la position 51 et, en conséquence, il est réfléchi en retour vers le point de départ A. L'angle d'ouverture 5 du faisceau de rayons étalé en évantail correspond à la plage de variation de l'anglet de pincement ou de carrossage. Si alors le faisceau de rayons étalé 41... 45 pivote de l'angle ' autour du point A dans le sens de la flèche F, le rayon 45 prend la direction qu'avait le rayon 41 avant le pivotement. Le rayon 41 s'étend alors dans la direction indiquée par 55. Tous les rayons compris entre les rayons 41 et 45 modifient leur position en conséqucnce. A la suite du pivotement autour du point A, leur image est formée sur la surface de projection 34 entre les points A et F. Pendant le pivotement de l'éventail de rayons autour du point A, les points d'extrémité B, C et D des rayons réfléchis 46, 47 et 48 se déplacent sur la surface de projection 54 au-delà du point fixe A, jusqu a ce que le point d'extrémité E du rayon réfléchi 49 coïncide avec le point A. Ce n'est que pour faciliter la compréhension qu'on a fait pivoter le faisceau de rayons étale d'un angle autour du point A. En réalité, le pivotement peut aussi atteindre des valeurs plus grandes. Le pivotement du faisceau de rayons est provoqué, on s'en souviens, par le fait que la plaque à traits 5 (figure 2) est déplacée derrière la fenAle de projection.Les rayons qui se déplacent au-delà du point A forment chaque fois l'image d'une bande lumineuse qui est captée par les-détecteurs photoélectriques disposés à la même hauteur par rapport au point A et qui est retransmise sous forme d'impulsion électrique. La totalité des impulsions est comptée dans un compteur d'impulsions (non représenté'.. S'il s'agit de la mesure de angle de pincement, l'angle de pincement S est rapporté à la bissectrice 57 de l'anglect. Il peut s'élever au maximum à + oL/2. Pour cette raison, les bandes lumineuses qui se déplacent au-delà du point A sont d'abord comptées dégressivement entre une valeur maximale et zéro, puis progressivement. Sur 1 'exem- ple du diagramme, on a = = b = 20 n=5 ss # = n - 1= 5 Par conséquent, chaque fois qu'une raie lumineuse passe au-delà du point A, c'est-à-dire au-delà des détecteurs photoélectriques 5 sont comptés. D'après cela, en fonction du mode de comptage choisi, la lère impulsion représente - 10 la 2ème impulsion représente - 50 la 3ème impulsion représente Oc la 4ème impulsion représente + 5 la 5ème impulsion représente + 100. L'angle de pincement Sexistant s'élève donc à +.10 d'après la position 51 du miroir de moyeu de roue, tracée en trait plein. Si le miroir de moyeu de roue se trouve dans l'autre position limite 52 ce la plage de mesure, le rayon 4., qui est alors renvoyé au point A, est le seul à produire une impulsion. Comme on l'a déjà indiqué ci-dessus, la première impulsion représente -10 . L'angle de pincement S s'élève dons à -10 dans la position 52 du miroir de moyeu de roue tracée en tirets. Entre ces valeurs extrêmes, toute indication est possible par échelons correspondant à l'angle X . Selon la position du miroir de moyeu de roue, l'un des n rayons du faisceau étalé frappe perpendiculairement le miroir. Si alors l'éventail des rayons pivote dans le sens de la flèche F, 1 ... n rayons peuvent être comptés. Le comptage débute toujours à la limite négative de la plage de variation de l'angle de pincement et il est interrompu plus ou moins tOt selon l'angle de pincement existant.Pour un angle de pincement & = +5 , c'est par exemple le rayon 42 qui est renvoyé au point A et est compté comme première impulsion. A partir de ce moment, trois autres rayons passent encore sur le détecteur photoélectrique. Le comptage donne finalement l'angle de pincement $-- = +5 . La précision de la mesure croit avec le nombre des bandes perméables à la lumière disposées sur la plaque à traits dans les limites d'une position prédéterminée. La plage de mesure est élargie par augmentation de l'angle F . Dans les considérations précédentes, le centre de rotation du miroir de moyeu de roue se trouvait à la distance a du point A (plan de l'image du projec teur?'. Dans ces conditions, le rayon 41 qui frappe perpendiculairement le miroir était renvoyé au point A. Si la distance au point A est augmentée à une longueur b par un déplacement parallèle du miroir, le miroir de moyeu de roue se trouve dans la position 53. Le rayon 41 revient alors encore au point A. Par contre, le rayon 45 se déplace sur la surface de projection de la distance c à la distance d. Les rayons intermédiaires se déplacént,de manière correspondante. Les distancias accrues des points d'extrémité des rayons sur la surface de projection ne produisent aucune erreur de mesure puisque, d'après le principe de mesure de l'invention, ce sont les rayons qui passent par le point A qui sont comptés et ce nombre est maintenu. L'exemple considéré ci-dessus concernait une mesure de pincement sur la roue avant gauche. En même temps, une mesure sur la roue avant droite est effectuée. Les nombres d'impulsions proportionnels aux angles ainsi obtenus peuvent être traités simultanément, de sorte qu'une erreur résultant d'un léger braquage de la direction soit compensée. La mesure de carrossage pour chaque roue est exécutée séparément, mais elle s'effectue de manière analogue à la mesure de pincement. La différence essentielle consiste en ce que les bandes lumineuses sont alors orientées horizontalement et le faisceau lumineux étalé en éventail pivote dans un plan vertical. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la mesure de:.l'angle de pincement et de carrossage sur des véhicules automobiles, à l'aide de miroirs placés sur les moyeux des roues, caractérisé en ce qu'on prévoit, en face de chacun des miroirs, un projecteur monté à l'intérieur d'une surface de projection pour produire un faisceau de rayons à angle d'ouverture correspondant à la plage des angles de pincement et de-carrossage à détecter, lequel faisceau peut pivoter à partir d'une position initiale prédétèrminée et est étaLé en raies lumineuses, et en ce qu'on dispose, sur la surface de projection, à des distances définies du projecteur, des détecteurs photoélectriques dont les sorties des signaux sont connectées à un compteur d'impulsions. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractc- risé en ce qu une plaque qui porte un dessin composé de bandes perméables et imperméables à la lumière est montée mobile dans le projecteur. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que deux dessins se composant de bandes respectivement verticales et horizontales sont disposés sur la plaque. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la plaque est mobile selon un angle de 45" par rapport à la surface d'appui du véhicule automobile. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé entre qu'il est superposé, au dessin de bandes verticale, une croix de repérage dont les branches ne coupent qu'une seule fois et sous un angle de 45" chacune des bandes perméables à la lumière. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, ca- ractérisé en ce que la plaque est déplaçable dans des glissieres devant un condenseur du projecteur, au moyen d'une bande souple entrainée par un moteur, par l'intermédiaire d'un accouplement patinant ou à friction. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les dessins sont disposés sur la plaque l'un à la suite de l'autre dans la direction du mouvement de celle-ci.