Brevet FR2274048A1 — publié le 19760102

L'invention concerne l'indicateur de vitesse ou tachymètre monté sur le compteur kilométrique des voitures automobiles, en particulier des voitures de tourisme. De tous temps, on sait que les réglementations de la circulation ont toujours imposé, au moins sur certains passages dangereux, des limitations de vitesse. Pour les respecter, l'usager d'une automobile n'a d'autre indication que celle de son indicateur de vitesse installé a bord de son véhicule, lequel indicateur est notoirement peu précis. Tant que ces limitations ne s1appliquaient que sur de faibles distances, traversées de village, carrefours ou virages, et ! des vitesses basses (30 60 km/h) ce manque de précision n'avait que peu de conséquences.Au contraire, la généralisation de ces limitations de vitesse a toute l'étendue des routes et des autoroutes d'un pays et à des vitesses beaucoup plus élevées (90, 120, 140 km/h) nécessite une connaissance beaucoup plus exacte de la vitesse réelle du véhicule, et ceci d'autant plus que les forces de police sont munies elles-mêmes de moyens de mesure de plus en plus précis. L'accroissement de la précision des indicateurs de vitesse pose naturellement un problème économique, mais de toute facon il demeure la nécessité, au moins pour tous les véhicules du parc automobile existant, de connaître les valeurs réelles des vitesses qui correspondent aux valeurs indiquées, ctest-d-dire de réaliser un étalonnage de leur indicateur de vitesse. Pour cela, il est nécessaire de trouver une méthode et un appareillage qui permettent de réaliser cet étalonnage d'une manière extremement rapide, sans nécessiter aucun démontage mécanique et aucune main-d'oeuvre spécialisée comme on en utilise pour l'étalonnage des appareils de laboratoire. C'est ce problème que l'invention se propose de résoudre. En particulier, l'invention se propose de réaliser un banc de mesure qui permette de traiter en série avec un temps de passage limité, des véhicules de voies et d'empattements très différents, avec une géométrie souvent loin d'être parfaite pour des véhicules usagés, et qui ne nécessite ni réglage particulier, ni calage longitudinal mais un simple calage élastique transversal du véhicule pendant la mesure, celui-ci devant donc occuper une position automatiquement stabilisée quelles que soient ses caractéristiques. L'invention consiste à réaliser un banc à deux paires de rouleaux, chaque paire étant insérée dans une piste de roulement pour les roues du véhicule et comportant un rouleau de mesure parfaitement cylindrique et lisse et un rouleau auxiliaire fou, les deux rouleaux de mesure correspondant aux deux paires étant disposés sensiblement dans le prolongement et réunis par leurs arbres au moyen d'un joint d'accouplement tolérant les défauts d'alignement des arbres, avec un dispositif propre à mesurer la vitesse commune de ces rouleaux de mesure. Les rouleaux auxiliaires, situés à l'avant par rapport au sens de déplacement du véhicule et dans une position légèrement surélevée, comportent une série de saillies circulaires périphériques destinées à favoriser la stabilisation latérale des véhicules. La longueur et la position des rouleaux des deux paires sont telles qu'elles acceptent les roues motrices de tous les véhicules usuels quelle que soit leur voie. D'autre part, les pi-stes de roulement comportent une ou de préférence deux rampes d'extrémité inclinées vers l'extérieur et dans une position telle qu'elles puissent supporter les roues non motrices des véhicules usuels quel que soit leur empattement, cette pente étant choisie de manière à contribuer à la stabilisation latérale des roues motrices du véhicule. Enfin, pour faciliter le dégagement du véhicule, chaque rouleau auxiliaire comporte un dispositif de blocage dont la précision relative de positionnement est suffisante pour éviter d'imposer au joint d'accouplement une déformation angulaire supérieure à ce qui est toléré pour ce joint. D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre en un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel: la fig. 1 est une vue simplifiée en élévation du banc de mesure; la fig. 2 est une vue de dessus de ce banc; la fig. 3 est une vue de dessus à plus grande échelle de l'ensemble mécanique comportant les deux paires de rouleaux; la fig. 4 représente un détail à plus grande échelle en coupe selon IV-IV de la fig. 3; la fig. 5 est un exemple de courbe d'étalonnage obtenu. La partie mécanique essentielle du dispositif, visible notamment sur la fig. 3, comporte un châssis 1 formé par deux longerons 2 et quatre traverses 3 rigidement assemblées. Sur ces traverses sont fixés respectivement quatre paliers Lt supportant deux arbres 5 solidaires chacun d'un rouleau de mesure 6 parfaitement cylindrique et d'un diamètre bien défini. Ces deux arbres 5 sont accouplés entre eux par un joint d'accouplement 7 d'un type tolérant des défauts d'alignement entre les quatre paliers, par exemple un accouplement élastique du type flector. Cet accouplement est nécessaire pour éviter que, par le jeu du différentiel du véhicule, les deux roues motrices de celui-ci tournent ! des vitesses différentes, mais il n'a pas besoin pour cela de transmettre un fort couple. Sur ces mêmes traverses 3 du châssis 1 sont fixés également quatre autres paliers 8 supportant deux S deux deux arbres 9 solidaires chacun d'un rouleau auxiliaire 10 contribuant supporter la roue motrice correspondante 11 du véhicule venant s'appuyer dans l'intervalle entre les deux rouleaux, comme cela apparaît sur la fig. 1. Ces deux rouleaux auxiliaires 10 sont fous et n'ont pas besoin d'etre accouplés entre eux. Pour venir placer les deux roues motrices 11 du véhicule R étalonner sur les deux paires de rouleaux, on déplace celui-ci par ses propres moyens sur deux pistes de roulement 12 faisant chacune suite 9 une paire de rouleaux et situées sensiblement au niveau supérieur de ces rouleaux, de façon que les roues motrices puissent venir se centrer entre les deux rouleaux la manière indiquée. Pour faciliter le traitement en série des véhicules et réduire les temps de manoeuvre, il est préférable que les pistes de roulement 12 se prolongent également au-delZ des paires de rouleaux de manière a permettre l'évacuation du véhicule testé par déplacement dans le meme sens que leur mise en place, ce sens correspondant naturellement R la marche avant du véhicule et étant représenté par la flèche 13 sur les fig. 1 et 3* Une fois le véhicule ainsi amené en place, on peut mettre ses roues motrices 11 en mouvement par le propre moteur du véhicule sans que pour cela le véhicule ne se déplace, cette action ayant seulement pour effet d'entraÎner en rotation les quatre rouleaux 6 et 10.Il suffit alors de mesurer la vitesse de rotation d'un des arbres 5 pour en déduire la vitesse tangentielle des roues 11 du véhicule, ctest-à-dire la vitesse qu'aurait le véhicule sur une route plane. Cette mesure est rendue possible avec précision grâce au fait que les rouleaux de mesure 6 sont parfaitement cylindriques et lisses et d'un diamètre bien défini. A titre d'exemple, on peut choisir comme diamètre des rouleaux 6 la valeur de 38,8 cm, ce qui correspond à une longueur de circonférence de 1,22 m. Dans ces conditions, pour 1 t/s de l'arbre 5, la vitesse linéaire tangentielle du rouleau, c'est-à-dire la vitesse simulée du véhicule, est de 3,6 x 1,22 = 4,4 km/h. Pour mesurer la vitesse de rotation de l'arbre 5 avec précision, on utilise de préférence une mesure numérique par un capteur optoélectronique 14 comportant un barrage lumineux intercepté par un disque 15 porté par l'arbre 5 et muni d'un certain nombre de trous régulièrement espacés. Par exemple, dans le cas présent, on a intérêt à disposer 44 trous sur la périphérie de manière à obtenir 44 impulsions: par tour. Le capteur 14 est en outre associé à un dispositif électronique 16 comportant une base de temps précise et qui réalise le comptage numérique des impulsions du capteur 14 pendant une durée d'intégration précise de 0,1 seconde par exemple. Dans ce cas, le nombre d'impulsions ainsi totalisé à chaque dixième de seconde représente directement la vitesse exprimée en km/h et à moins d'une unité près. On peut alors construire la courbe d'étalonnage telle que celle représentée sur la fig. 5 en portant en abscisse la vitesse relevée sur l'indicateur de vitesse du véhicule et en ordonnée l'erreur relevée en faisant la différence entre la vitesse réelle mesurée par l'appareil électronique et la vitesse ainsi affichée. Cette erreur qui est généralement négative se trouve par conséquent portée en dessous de l'axe horizontal. On peut également graduer la courbe en indiquant en regard de chaque point la vitesse réelle correspondante. Pour permettre cette mesure, il faut naturellement que le véhicule demeure en place sur les rouleaux pendant le temps que ses roues prennent les diverses vitesses nécessaires. Pour cela, la longueur des rouleaux 6 et 10 et leur position sont d'abord choisies de manière qu'ils puissent recevoir les roues du véhicule de la plus faible voie et de la plus forte, avec naturellement une marge de sécurité suffisante. En outre, il faut stabiliser le véhicule pour éviter tout déplacement longitudinal et latéral. Pour assurer la stabilisation longitudinale, il est prévu de disposer des calages 17 sous chacun des paliers 8 pour surélever les arbres 9 par rapport aux arbres 5, ou plus exactement, pour que la surface utile des rouleaux 10 ait son sommet à un plus haut niveau que celui des rouleaux 6. En effet, lors des accélérations rapides imprimées aux roues motrices 11, celles-ci en raison de l'inertie des rouleaux 6 et 10 ont tendance à passer par-dessus les rouleau 10, c'està-dire par conséquent dans le sens de l'avancement du véhicule, ce qui est évité grâce à la surélévation des arbres 9. Il est en outre nécessaire de stabiliser latéralement les roues motrices sur les rouleaux de mesure et auxiliaires. En effet, étant donné qu'il s'agit de véhicules usagés, la géométrie du positionnement des axes de ces roues peut être faussée ou perturbée par des jeux ou une élasticité intempestive et entraîner par suite un déplacement latéral des roues motrices sur les rouleaux 6 chaque fois que l'axe de la roue n'est pas rigoureusement parallèle à celui du rouleau. Le risque se trouve accru en outre pour les véhicules à traction avant étant donné que les roues motrices sont en même temps directrices et pas forcément braquées exactement dans l'axe. Pour assurer cette stabilisation, un premier moyen consiste à munir les rouleaux 10 de saillies circonférentielles 18 de faible hauteur, par exemple de l'ordre de 4 mm et d'un espacement quelconque. En outre, on prend la précaution, comme représenté sur la fig. 3, de placer les rouleaux auxiliaires 10 munis de ces saillies 18 à l'avant du dispositif par rapport au sens d'avancement normal du véhicule. De cette manière, lorsque les roues motrices du véhicule se déplacent latéralement sur les rouleaux 10, leur bandage pneumatique vient accrocher une saillie 18, ce qui produit un effort latéral résistant situé à l'avant du centre de la roue et a par suite pour effet de redresser la position de celle-ci, en jouant notamment sur l'élasticité des dispositifs de liaison, et de réduire la valeur de ce déplacement.Ceci est encore plus valable si les roues sont directrices, c'est-à-dire dans le cas de tractions avant, puisque dans ce cas la roue pourra effectivement tourner autour de son pivot et contrebraquer automatiquement dans le sens voulu à condition de laisser libre le volant de direction. En outre, aux deux extrémités de chacun des deux rouleaux 10 peuvent être prévues des joues 19 de plus grande hauteur et ayant un effet ultime encore plus important pour éviter toute chute des roues au-delà de l'extrémité des rouleaux. Une autre mesure consiste à disposer à l'extrémité des deux ou des quatre pistes de roulement 12 des rampes 20 inclinées vers l'extérieur comme représenté sur la fig. 1, ces rampes étant placées de manière à supporter les roues non motrices 21 du véhicule en étant d'une position et d'une longueur déterminées pour pouvoir recevoir ces roues non motrices quel que soit l'empattement du véhicule. En particulier, la rampe 20 située du côté de l'entrée du dispositif par rapport au sens d'avancement 13 reçoit les roues arrière 21 non motrices des véhicules à traction avant, comme représenté entrait plein sur la fig. 1 alors que la rampe 20 située du côté de la sortie reçoit les roues avant directrices des véhicules à traction arrière, comme représenté en trait interrompu sur la figure. Dans les deux cas, l'effet de cette rampe combiné avec le poids porté par l'essieu non moteur du véhicule est d'exercer un effort de traction représenté par les flèches 22 ou 23 sur la fig. 1 et se transmettant au niveau de ltessieu moteur en position sur les rouleaux. Chacune de ces forces est en fait la composante horizontale de la force de réaction 22a de la rampe 20 sur la roue correspondante, cette dernière force étant perpendiculaire à la rampe inclinée, donc inclinée elle-méme dans le sens représenté. Il en résulte que le véhicule tend à se positionner de telle manière que ses roues motrices 11 comme ses roues non motrices 21 soient le plus bas possible et pour cela, que le véhicule soit bien perpendiculaire à l'axe des rouleaux. En effet, toute mise en position oblique produirait une ascension des roues 11 ainsi que des roues 21 et par suite du centre de gravité du véhicule. Les deux dispositifs décrits précédemment apportent un effet de stabilisation important. Toutefois, certaines voitures usagées ou plus ou moins chargées présentent un déséquilibre tel que le train moteur en rotation dérive infailliblement dans un sens ou dans l'autre suivant l'axe des rouleaux. Etant donné que l'appareil doit fonctionner dans toutes les conditions, afin d'imposer une limite dans la course de ce mouvement latéral, on dispose de part et d'autre de la voiture deux butées tampon 34. Ces tampons 34, visibles sur les fig. 1 et 3 sont constituées d'une armature métallique plate 35 recouverte d'une couche de caoutchouc mousse 36 de quelques centimètres d'épaisseur.Chacune des armatures métalliques 35 est fixée à l'extrémité d'une tige transversale 37 pouvant coulisser dans l'extrémité 38 d'une bielle 39 dont l'autre extrémité 40 tourillonne autour d'un axe 41 porté par un support 42 lui-même fixé sur le châssis 1. Ceci permet de basculer l'ensemble de la position représentée en trait plein sur la fig. 1, à celle représentée en trait interrompu. En outre, des moyens de blocage non représentés permettent de régler la position en hauteur et en largeur des butées tampon 34 avant la mise en rotation des roues, ces réglages ne nécessitant aucune précision. Dans ces conditions, si la voiture se déplace, l'une des butées vient en contact avec le bas de caisse ou la carrosserie de la voiture. Le caoutchouc mousse a tendance à s'écraser et la compression s'exerce jusqu'à ce que la force de réaction équilibre parfaitement la poussée de la voiture. Et ceci à toutes les vitesses de rotation. Par ailleurs, même si la dérive est rapide et le choc brutal, l'élasticité et le coefficient d'amortissement naturel du caoutchouc mousse sont tels qu'il y a stabilisation sans ricochet ni oscillation, ce qui permet d'effectuer la mesure normalement en toute sécurité. La partie de la butée qui assure le contact a des dimensions suffisantes, de préférence 5 à 10 dm2, pour que la pression reste faible et homogène. Comme par ailleurs la peau du caoutchouc mousse utilisé est très souple et ne fait pas ventouse, la butée peut venir en contact d'une zone rigide de la carrosserie sans risque de déformation ou de dégradation de la peinture. Enfin, après avoir fait la mesure et la courbe d'étalonnage de la manière indiquée, il faut encore évacuer le véhicule de sa position de mesure. Ceci ne peut pas être obtenu sans dispositif auxiliaire puisque précisément la mise en rotation des roues motrices du véhicule n'a aucun effet sur le déplacement de celui-ci. Conformément à l'invention, il suffit pour pouvoir déplacer le véhicule de bloquer les rouleaux 10 du côté de la sortie. Ceci peut par éxemple être obtenu simplement au moyen de deux verrous 24 commandés manuellement à partir d'une poignée 25 et par l'intermédiaire d'un arbre de transmission 26, ces verrous venant agir chacun sur une roue dentée 27 solidaire d'un des rouleaux 10.On voit en particulier sur la fig. 4 que chacun des verrous 24 comporte plusieurs dents qui s'engagent avec celles de l'engrenage 27 correspondant afin de répartir les efforts et que la manoeuvre du verrou dans sa portée dé coulissement 28 est opérée au moyen d'une came excentrique 29 calée sur l'arbre 26 et agissant entre deux surfaces planes parallèles 30 et 31 portées par un prolongement 32 du verrou 24. Il faut cependant remarquer que ces dispositifs de verrouillage ne positionnent chacun des rouleaux 10 qu'à une demi-dent près ce qui risque par conséquent, lors des efforts d'adhérence exercés par la roue motrice du véhicule pour franchir les rouleaux 10 bloqués de provoquer sur les rouleaux de mesure 6 un déplacement différentiel avec un couple nettement plus important que celui pour lequel est prévu l'accouplement 7. Etant donné cependant qu'il s'agit d'un accouplement élastique et que celui-ci tolère un certain débattement angulaire, on peut éviter de fausser cet accouplement en prévoyant pour les engrenages 27 un pas angulaire de denture inférieur à l'angle de débattement ainsi toléré par l'accouplement 7. A titre de perfectionnement, il est également possible d'ajouter sur le dispositif un moteur électrique d'entraînement 33 actionnant un des arbres 5 ce qui permet alors de faire la mesure après avoir placé le véhicule au point mort. Ceci permet de réaliser beaucoup plus facilement, par des moyens électriques ou électroniques connus, une régulation de la vitesse du moteur 33 pour maintenir des paliers de vitesse précis, au besoin par asservissement à partir du dispositif 16 précédent, ce qui est plus facile que de maintenir par action du pied sur l'accélérateur du véhicule l'indicateur de vitesse à une valeur constante. Dans ce cas alors, l'indication fournie sera inverse c'est-à-dire qu'à chaque vitesse réelle déterminée correspondra la vitesse compteur mesurée, ce qui permet de construire la courbe d'étalonnage exactement de la même manière. REVENDICATIONS 1. Appareil permettant d'effectuer l'étalonnage précis de l'indicateur de vitesse monté à bord d'un véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'il comporte deux paires de rouleaux destinées chacune à supporter une des roues motrices du véhicule, chaque paire comportant un rouleau de mesure parfaitement lisse et cylindrique solidaire d'un arbre monté sur deux paliers et un rouleau auxiliaire placé à l'avant du précédent par rapport au sens d'avancement normal du véhicule qui correspondrait au sens de rotation de la roue utilisée, ces rouleaux auxiliaires tournant fou sur deux paliers, et comportant chacun un dispositif de blocage tandis que les arbres des rouleaux de mesure sont accouplés entre eux par un joint d'accouplement tolérant des défauts d'alignement, et également solidaire pour l'un d'entre eux d'un dispositif tachymétrique de précision. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les rouleaux auxiliaires comportent chacun une série de saillies circonférentielles de faible hauteur et de préférence des joues d'extrémité d'une hauteur supérieure. 3. Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les paires de rouleaux sont insérées chacune avec la partie supérieure de leurs rouleaux sensiblement au niveau d'une piste de roulement pour les roues du véhicule permettant l'amenage et l'évacuation de véhicules sur le dispositif, ces pistes se terminant d'un côté au moins par une rampe descendante orientée vers l'extérieur. 4. Appareil selon la revendication }, caractérisé par le fait que les longueurs et positions des quatre rouleaux ainsi que les longueurs et positions des deux ou quatre rampes sont telles qu'elles permettent de supporter, respectivement sur les rouleaux et sur les rampes, les quatre roues d'un véhicule pour toutes les valeurs usuelles de la voie et de l'empattement. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif de blocage associé à chaque rouleau auxiliaire est constitué par un verrou s'engageant dans une denture d'engrenage solidaire du rouleau correspondant, les verrous étant actionnés simultanément une transmission appropriée à partir d'une commande manuelle, et le pas angulaire de denture desdits engrenages étant choisi à une valeur inférieure à l'angle de torsion acceptable par ledit joint d'accouplement. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le sommet des rouleaux auxiliaires est à un niveau plus élevé que le sommet des rouleaux de mesure. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'appareil de mesure tachymétrique monté sur l'arbre d'un des rouleaux de mesure est du type numérique avec capteur d'impulsions et intégration sur une base de temps précise, le nombre d'impulsions par tour et le diamètre des rouleaux de mesure étant choisis de telle manière que l'intégration fournisse directement la mesure de vitesse effectuée avec les unités choisies. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un moteur auxiliaire d'entraÎnement accouplé à l'un des arbres des rouleaux de mesure, ce moteur étant asservi par un dispositif de régulation permettant de lui imposer des paliers de vitesse de rotation déterminés à l'avance. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des butées latérales recouvertes de caoutchouc mousse ou similaire pour maintenir en tout état de cause la position du véhicule entre des limites de sécurité par action sur les bas de caisse ou la carrosserie dudit véhicule. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comporte de chaque côté une seule butée portée par une tige transversale coulissant de manière réglable dans l'extrémité d'une bielle, laquelle peut pivoter de manière réglable autour d'un axe transversal de manière à assurer le changement de position et le réglage en hauteur.