Brevet FR2245940A1 — publié le 19750425

La présente invention concerne un rouleau pour bancs d'essai de véhicules, notamment pour bancs d'essai de freinage, comportant une matière de remplissage granuleuse noyée dans la couche extérieure du rouleau, ainsi que son procédé de fabrication. Dans le cas des bancs d'essai pour véhicules, notamment des bancs d'essai de freinage, il faut obtenir un coefficient de fric- tion aussi bon que possible entre le rouleaux j banc d'essai et les roues du véhicules roulant sur ces rouleaux. Avant tout, le coefficient de friction, lorsque la surface des roues est humide, ne doit pas tomber sensiblement au-dessous de la valeur atteinte lorsque la superficie est sèche. le coefficient cette miction doit ête approximativement aussi élevé que le coefficient de friction atteint par des bandages pneumatiques sur des revêtements de routes usuels. C'est pourquoi, dans le cas des rouleaux pour bancs dressai de véhicules, décrits dans le modèle d'utilité allemand N 1.901.199, la surface est constituée par du séton, une armature en fil métal lique étant tout d'abord soudée, en vue d'armer le béton, au rouleau constitué par de l'acier. Ensuite, on coule le héton autour du rouleau, En cas de détérioration de la surface du béton, il est dans bien des cas nécessaire d'enleves tout le béton et également l'armature de fer métallique1 si celle-ci a te endommagée. On a constaté que l'usure de ces surfaces en béten est surtout très grande, lorsque les bandages pneumatiques essayés sont cloutés. Les rouleaux constitutés par de l'acier présentant des rainures orientées dans le sens longitudinal et une surface durcie pré- sentent, il est vrai, lorsqu'ils sont neufs, des coefficients de friction favorables, qu'ils soient utilisés à l'état sec ou humide. Mais lorsque l'usure se manifeste de telle sorte que les aretes sont arrondies sur les bords des rainures, le coefficient de fr c- tion diminue considérablement lorsque l'essai est effectué à l'hu- midité par rapport à l'essai effectué à se#ou par rapport au coefficient de friction qui est obtenu lorsque le rouleau est sec4 C'est surtout lorsque les roues sont munies de bandages cloutés et lorsqu'ils sont menés durement, c'est-à-dire lorsqu'ils subissent de fortes accélérations et de brusques ralentissements, que l'usure se manifeste après une durée d'utilisation relativement courte. Les rouleaux doivent être alors remplacés complètement. I1 est également connu (par le modèle d'utilité allemand N 1.900.013) de garnir les rouleaux d'une superficie constituée par une manière plastique. Lorsque la matière plastique est convenablement chaisie, il est également possible d'optenir on coefficient de frietion suffisant, même par temps hunaide. Mais l'usure le ces rouleaux est très élevée, notamment lorsqu'on utilise des bandages cloutés. Dans le cas d'un rouleau du type précité, il est connu, par le modèle d'utilité allemand N 1.928.242, de noyer dans la conche extérieure constituée par une matière plastique ou par du caoutchouc une matière de remplissage granuleuse, par exemple de la grenaille ou des matières céramiques. Il est vrai qu'on obtient en cas de s6cheresse ou d'humidité un coefficient de friction également bon Cependant, l'usure de la surface de ces rouleaux est très forte, de sorte qu'iln'est guère question de la utiliser pour des bandages pneumatiques cloutés. Le but de l'invention est de permettre la réalisation dtun rouleau du type précité présentant un coefficient de friction aussi élevé que possible et conservant au maximum après un carbain usage les qualités qu'il présente à l'état veuf, aussi bien à 11 état sec qu1à l'état humide et ne; présentant qu'une faibte usure aussi bien lorsqu'il est utilisé avec des bandages pneumatiques cloutés. Suivant l'invention, ce problème est résolu du fait que la couche extérieure du rouleau est constituée par de ia fonte garnissant la surface extérieure du rouleau dans laquelle sont noyés les grains d'une matière de remplissage, dont la résistance à l'usure produite par les roues du véhicule est plus faible ue celle de la fonte. lors du fonctionnement, notamment lors de l'essai de bandages pneumatiques cloutés, mais aussi de pneumati- ques de type usuel auxquels adhère du sable, les grains de la matière de remplissage s'usent plus vite que la fonte constituant le corps de base. De petits fragments des grains constituant la matière de remplissage sautent ou bien sont complètement arrachés. Il en résulte toujours dans la fonte métallique des arêtes tranchantes de même que sur les grains de la matière de remplissage. Même après un temps de fonctionnement assez long, la surface reste rugueuse et accrochante et conserve son coefficient de friction initial aussi bien à ltétat sec qu'à l'état humide. Suivant une autre particularité de l'objet de l'invention, il s'est révélé particulièrement avantageux de réaliser la couche extérieure des rouleaux en fonte grise dans laquelle sont noyas des grains le quartz. Par rapport à l'usure des pneumatiques cloutés ou des bandages pneumatiques normaux encrassés, le quartz présente cette propriété intéressante qu'après un certain temps les éléments des grains de quartz ou de très petits grains se détachent formant ainsi de nouvelles aretes dans la fonte grise.Dans le cas de fortes contraintes, la résistance à l'usure de la fonte grise est supérieure à celle du quartz, de sorte que lorsque le quartz se détache, il reste des dépressions dans la fonte grise0 Etant donné que les arêtes de ces dépressions s'arrondissent malgré la résistance à l'usure assez élevée de la fonte grise, ce qui pourrait entraîner une diminution du coefficient de friction, notamment à l'état huiide, il est important que, du fait de l'éclatement des grains de quartz ou de particules de quartz, il se produise de nouvelles arêtes tranchantes qui assurent un coeffiuient de friction constant. Il s'est révélé particulièrement avantageux d'utiliser des grains de quartz d'une grosseur allant jusqu'à 5 mm mais de préférence compris entre 2 et 3 mm. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux de 11 objet de ltinvention, la la couche extérieur du rouleau est constituée par pir-sieurs coquilles cylindriques partielles, de pré férence par des coquilles représentant le quart d'un cylindre. Ces coquilles peuvent être fabriquées de façon particulièrement favorable par moulage et peuvent être remplacées sans qu'il soit nécessaire de démonter les rouleaux. les coquilles sont rationnellement collées sur un corps de base cylindrique constituant le rouleau les coquilles uses peuvent être alors détachées en chauffant le rouleau0 Des nouvelles coquilles peuvent être collées de façon très simple sans qutil soit nécessaire de démonter les rouleaux. Un procédé de fabrication très avantageux pour réaliser des rouleaux munis de coquilles partiellement cylindriques, est caractérisé en ce que pour mouler les coquilles de fonte métallique, on introduIt dans l'élément inférieur d'un moule un noyau dont la ur- face présente une concavité correspondant à la surface extérieure de la coquille, les grains de matière de remplissage ou de charge, dont le poids spécifique est inférieur à celui du métal, sont collés sur la surface supérieure bombée du noyau à l'aide d'un adhésif perdant sa qualité de liant à la température laquelle s'effectue le moulage.Lorsqu'on coule le métal, les corps ou grains de la matière de charge se détacher t lentement du noyau et montent légè- rement dans le métal er fusion jusqu'à ce quRils se solidiflent. Les grains de la matière de charge sont alors largement entourés par le métal, de sorte qu' 'aI cours de l'utilisation, les grains de la matière de charge n'éclatent et ne s'échappent que progressivement pendant un temps d'utilisation relativement long. Il s'est révélé rationnel d'utiliser comme adhésif de la colle à froi.d, par exemple de la colle d'ébéniste. Suivant une autre particularité de l'objet de l'invention, les deux bords longitudinaux de la coquille s'appliquent horizontalement au même niveau lors de la coulée, le métal fondu arrivant jusqu'à un bord longitudinal de la coquille. On obtient ainsi, lors du moulage, une pénétration uniforme des grains de matière de remplissage dans le corps de base métallique. Le dessin schématique annexé montre, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation possible de l'objet de l'inven- tion. La fig. 1 est une vue en coupe d'un rouleau sur lequel sont collés des quarts de coquilles. La ig. 2 est une vue en coupe prise par la ligne Il-Il en fig. I. La fig. 3 est une vue en coupe dessinée à plus grande échelle d'une coquille telle que celle qui est appliquée sur un rouleau représenté sur les fig. 1 et 2. La fig. 4 est une vue en coupe d'un moule dans lequel est coulé un quart de coquille. Sur le rouleau i représenté sur les fig. 1 et 2, destiné à être monté sur un banc d'essai de freinage et présentant à chacune de ses deux extrémités un axe 2, sont collées quatre coquilles 3 ayant chacune la forme d'un quart de cylindre. L'adhésif utilisé est de la résine epoxy. Les coquilles 3 sont constituées par de la fonte grise d'une épaisseur de 8 mm environ. Ainsi qu'on peut le voir notamment à l'examen de la fig. 3, dans la surface convexe de la coquille sont noyés des grains de quartz 4, dont la grosseur est approximativement de 2 à 7 mm et au plus de 5 mm. La surface des coquilles est rugueuse et anti-dérapante. C'est su:rtct lorsqu'on roule avec des bandage pneumatiques cloutés, mais aussi avec des pneumatiques normaux, sur lesquels le sable et autres impuretés analogues s'accrochent, qu'il se produit sur les grains de ouartz 4 une paus forte us-ure que sur ia fonte grise des coquilles 3. Des éléments de certains grains de quartz éclatent ou de petits grains de quartz sont complètement arrachés. Il en résulte ainsi de nouveau toujours de nouvelles arêtes tranchantes dans la fonte grise et également sur les grains de quartz. La surface reste rugueuse et anti-dérapante, même après un temps d'utilisation relativement long. On a constaté que le coefficient de fraction ae @andages cneu- matiques pour véhicules, essayé-sur des rouleau de bancs d'essai analogues est de 0,85, ce qui est voisin du coefficient de friction obtenu sur des revetements de routes en béton cu en macadam, auquel cas ce coefficient de friction est en moyenne de 0,0.Egalement, dans le cas d'humidité, le coefficient de friction des bandages pneumatiques se situe sur le rouleau du banc essai aux alentours de 0,7, c'est-à-dire quril est voisin du coefficient de friction correspondant obtenu sur route, qui est d 0,65. Après un temps d'utilisation relativemeqt long et une usure correspondante, les coefficients de friction des rouleaux de bancs d'essai sont encore à l'état sec de 0,8 et à l'état humide de 0,6, et ne s'encartent donc peu des coefficients obtenus lorsqu'ils sont neufs.L'usure ttst également relativement faible, même lorsquior. essaie des roues munies de bandages pneumatiques cloutés. Lorsqu'il est nécessaire de remplacer les coquilles des rouleaux après un temps d'utilisation assez long, on chauffe les eo- quilles 3 et on les détache du rouleau 1. On colle alors de nouvelles coquilles sur le rouleau. Il n'est pas nécessaire pour cette opération de démonter les rouleaux. On a représenté en coupe sur la fig. 4 un moule destiné à la coulée des coquilles 3 destinées a garnir les rouleaux. Ce moule est constitué par un élément supérieur 5 et par un élément inférieur 6 dans lequel est inséré un noyau 7. Ce noyau 7 présente une surface supérieure concave, correspondant à la surface extérieure des coquilles lie noyau 7 est disposé dans l'élément inférieur 6, de telle sorte que les deux arêtes longitudinales 8 de la coquille soient horizontales et placées au même niveau. Dans l'élément supérieur 5 du moule est prevu, d'un côté et sur toute la longueur de la coquille 3 à couler, un orifice d'in- troduction 9 avec une masselotte 10 et, sur l'autre grand côté, également sur toute la longueur de la coquille, un orifice d'éva cuation 11 et des évents 12. Sur la surface concave du noyau 7 ont été collés, de préférence avant l'introduction du noyau 7 dans l'élément inférieur 6, les grains de guartz 4, avec de la colle d'ébaniste. Cette colle possède la. propriété de de perdre son action de liant à la température du métal liquide, dans le cas présent de la fonte de sorte que les grains de quartz 4 se détachent au noyau 7, et étant donné que leur poids spécifique est inférieur à celui de ia fonte grise liquide, ils remontent légèrement à la surface sous l'action de la poussée ascensionnelle, jusqu'à ce que la matière en fusion se solidifIe. On a représenté sur la fig. 4 l'état obtenu après na solidification de la matière en fusion, la masselotte et l'évent étant encore reliés à la pièce de fonte 3. Ils sont séparés après le démoulage. lies détails de mise en oeuvre du procédé et les détails de réalisation du rouleau décrit peuvent être modifiés, sans s'écar- ter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. REVENDICATIONS 1.- Rouleau pour bancs d'essai de véhicules, notamment pour bancs dressai ae freinage comportant une matière de remplissage granuleuse insérée dans une couche extérieure au rouleau caractérisé en ce que la couche extérieure du rouleau est constituée par de la fonte grise, les grains d'une matière de charge étant insérés dans la surface extérieure du rouleau, la résistance à lXusure de cette matière de charge, sous inaction des roues du véhicule, étant inférieure à celle de la fonte 2.- Rouleau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la couche extérieure du rouleau est constituée par de la fonte grise dans laquelle sont noyés des grains de quartz. 3.- Rouleau suivant la revendication 2, caractérisé en ce que. les grains de quartz ont une grosseur de 5 mm et de préférence se situant entre 2 à 3 mm. 4.- Rouleau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la couche extérieure de rouleau est constituée par ltassem- tuage de plusieurs coquilles cylindriques partielles, de préférence par des quarts de coquille cylindrique. 5.- Rouleau suivant la revendication 4; caractérisé en ce que les coquilles sont collées sur un corps ae base cylindrique constituant le rouleau. 6. - Procédé de fabrication d'un rouleau suivant la revendication 4, caractérisé en ce quelpour couler les coquilles de fonte métallique dans l'élément inférieur d'un moule, on introduit un noyau présentant une surface concave correspondant à la surface extérieure de la coquille, les grains de matière de charge, dont le poids spécifique est inférieur à celui du métal, étant collés sur la surface bombée du noyau à l'aide d'un adhésif perdant son action de liant à la température de moulage. 7.- Procédé de fabrication dtun rouleau suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la colle utilisée est le la colle d1 ébéniste. 8.- Procédé de fabrication d'un rouleau suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les deux bords longitudinaux de ia coquille se trouvent lors du moulage en position horizontale et au même niveau, le métal coulé entrant par un des côtés 'ongitudinaux de la coquille.