Brevet FR2250987A1 — publié le 19750606

La pressente invention concerne les machines pour ltéquilibrage statique de roues de véhicules ou autres objets de révolution. les machines classiques pour ltéquilibrage statique des roues comportent généralement un moyeu monté de manière équilibrée sur une articulation universelle et recevant la roue à équilibrer. L'inclinaison du moyeu sous l'effet du balourd de la roue est indiquée p un niveau à bulle. Ce type de machine à équilibrer a l'inconvénient de ne pas donner la position du balourd avec une grande précision et de ne fournir aucun renseignement quant à sa valeur. D'autres machines à équilibrer comportent un moyeu à axe de rotation vertical équilibré autour d'un axe horizontal d'articulation et solidaire d'un levier allongé qui est destiné à amplfier l'indication de balourd. Ces machines ne comportent genéralement pas de moteur pour faire tourner le moyeu à une vitesse constante relativement faible de manière à permettre une détermination précise et rapide de la position et de l'importance du balourd. La présente invention a donc pour objet une machine d'équilibrage statique comportant un moyeu de montage de la roue ou de l'objet à équilibrer pour une rotation autour d'un premier axe, le moyeu étant monté sur un bâti par 17intermédiaire d'un joint universel lui permettant de s'incliner autour d'un axe d'équilibrage perpendiculaire à l'axe de rotation. Un levier d'amplification solidaire du moyeu porte un indicateur à son extrémité libre pour donner à la fois la position et la valeur du balourd de la roue qui tourne autour du premier axe et effectue des oscillations autour du second axe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit et des des sins sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective de la machine d'équilibrage statique de la présente invention; - la figure 2 est une vue de dessus de la machine de la figure 1; - la figure 7 est une coupe à grande échelle dans le plan vertical 3-3 de la figure 2; - la figure 4 est une coupe analogue à celle de la figure 3, mais montrant la roue en place sur le moyeu; - la figure 5 est une coupe à grande échelle dans le plan vertical 5-5 de la figure 2; - la figure 6 est une coupe à grande échelle dans le plan vertical 6-6 de la figure 2; - la figure 7 est une coupe à grande échelle dans le plan vertical 7-7 de la figure 6;; - la figure 8 est une vue de dessus partielle montrant l'indicateur dans le sens des flèches 8-8 de la figure 6. La machine de la figure 1 est destinée à l'équilibrage des roues et comprend d'r.me manière générale un bati 11 sur lequel est monté un moyeu rotatif 13 pouvant tourner autour d'un axe vertical 15. le moyeu 13 est monté à une extrémité d'un levier d'amplification de mouvement 23 (voir figure 6) qui est lui-meme monté sur le bàti 11 par l'intermédiaire de roulements à billes 19 (figure 7) permettant une oscillation du moyeu 13 et du levier 23 autour d'un axe horizontal 21 sous l'effet de la rotation d'une roue déséquilibrée. La figure 6 représente l'extrémité libre du levier 23 qui est équipée d'un comparateur de mécanicien 25 mesurant ses mouvements verticaux. Un moteur d'entratnement 27 est accouplé au moyeu 13 pour faire tourner lentement une roue 29 (figure 4) posée sur le moyeu. Loreque le balourd de la roue passe dans l'alignement du levier 23, il fait descendre son extrémité d'ume distance proportion ne].le au déséquilibre de la roue, puis remonter de la mdme distance par rapport à la position d'équilibre du levier lorsqu'il passe en un point diamétralement opposé. Le bâti il est construit en tubes et comprend trois pieds 35, 37 et 39 disposés en triangle équilatéral. Les pieds 35 et 37 sont disposés juste en dessous de l'axe d'équilibrage 21 et le pied 39 est aligné sous le levier d'amplification 23. Le pied 39 comporte un embout réglable 41 qui se visse sur une partie filetée 43 pour permettre de rectifier l'horizontalité de la machine, comme décrit ci-aprèe. Un carter allongé 45 contenant le levier d'amplification 23 est fixé d'un- caté à la partie supérieure des pieds 35, 37 et 39. Un autre carter 47 contenant le moteur 27 est suspendu entre les pieds sous le carter 45. Sur la figure 7, on voit que le carter 45 est constitué d'un profilé en U 51 ouvert vers le haut, et d'un couvercle en ttle 53. On voit également sur cette figure que le levier d'amplification 23 est un profilé en U renversé sur les côtés opposés duquel sont fixés les roulements à billes 19. L'extrémité arrière du levier d'amplification 23 est supportée par des pivots filetés 55 qui se vissent dans les ailes opposées du profilé 51 et dans des entretoises 57 et s'engagent par leurs extrémités intérieures dans les roulements à billes 19. les figures 3, 6 et 7 représentent la partie arrière du levier d'amplification 23 qui comporteuis ouverture 67 sgmétrique par rapport à l'axe d'équilibrage 21 au-dessus de laquelle est fixé un tube vertical 65 qui sort du dessus du carter 45 par une ouverture 66. Un manchon 67 est fixé télescopiquement sur l'extrémité du tube 65 et contient deux roulements à rouleaux coniques 69 et 71 dans lesquels tourne la partie inférieure 73 d'un arbre vertical 75.L'arbre 75 comporte une bride horizontale 77 ayant à sa périphérie un épaulement 79 destiné à recevoir un tube vertical 81 qui fait partie d'un plateau d'sntrainement 83. le plateau 83 comporte également une partie horizontale annulaire 85. Au-dessus de la bride 77, l'arbre 75 se prolonge en une tige 87 qui est coaxiale par rapport au tube vertical 81. La tige 87 est surmontée d'un cbne de centrage 89 dont la pointe 90 est percée d'un alésage axial 91. Une jupe tronconique 93 est rapportée sur la pointe 90 et sa circonférence inférieure est telle qu'elle peut coulisser librement dans le tube vertical 81 du plateau d'entraSnement 83. le cane de centrage 89 est rappelé vers le haut par un ressort de compression 97 qui entoure la tige 87 et prend appui sur la bride 77. On voit également sur la figure 3-que l'extrémité inférieure de l'arbre 75 est filetée en 97 et se visse dans un accouplement 99 qui est fixé par une goupille à l'extrémité supérieure d'un arbre 10t qui traverse le dessous du carter 45 et pénètre coaxialement dans le tube vertical 65. Le tube 65 est entouré d'une collerette annulaire 102 qui cache 1' ou verture 66 pour-protéger la machine contre l'entrée de particules étrangères. On voit sur la figure 7 que des supports 103 sont fixés de part et d'autre du trou 63 du levier d'amplification 23 et se prolongent vers le bas à l'extérieur du carter 45. tomme illustré figure 6, les supports 103 soutiennent un réducteur de vitesse 105 d'où part l'arbre d'entraînement 101. Le moteur 27 est suspendu sous le boiter du réducteur 105 à l'opposé du levier 27 par rapport à l'axe 21 pour jouer le rôle de contrepoids. Le rotor 107 du moteur qui entrain les engrenages du réducteur 105, est percé sur le côté d'un petit trou 109 qui crée un léger déséquilibre introduisant une vibration à haute fréquence de façon à réduire les résistances de frottement entre les diverses pièces mobiles de la machine. L'extrémité libre du levier d'amplification 23 comporte une ferrure 111 pour le montage du comparateur 25 de manière que son palpeur 113 soit en contact avec le fond du bolier 45 pour indiquer les mouvements verticaux de l'extrémité du levier. le carter 45 comporte une ouverture circulaire 115 permettant de voir le cadran du comparateur 25. Un dispositif de blocage 120, visible sur la figure 5, est monté sous le carter 45 et comprend une tige 121 qui peut librement tourner dans deux blocs 123 et 125 fixés sous le carter 45. L'extrémité intérieure de la tige 121 porte une manivelle 127 à l'aplomb d'une butée réglable 129 qui est vissée dans le levier amplificateur 23 et dépasse par une ouverture 131 du fond du carter 45. L'autre extrémité de la tige 121 porte un bouton sphérique 123 qui permet de la.faire tourner de manière que la manivelle 127-vienne soulever la butée 129 pour bloquer le levier 23 lorsque la machine n'est pas utilisée, la manivelle 127 se- bloquant - automatiquement en position haute. Sur la figure 6, on voit que le fond du carter 45 comporte une ouverture allongée 131 qui est partiellement recouverte par un écrou 135 ayant une partie rectangulaire 137 qui s'engage vers le bas dans l'ouverture 131 pour empêcher la rotation de l'écrou. Un ressort d'étalonnage 139 est interposé entre le dessous du levier et le fond du carter 45, sa spire inférieure étant engagée sous la tête d'un boulon 133 qui le retient prisonnier. le boulon 133 est bloqué par une rondelle 141 et un écrou 143 qu'il suffit de desserrer pour déplacer longitudinalement le ressort 139, ce qui change la résistance offerte à la rotation du levier 23 autour de l'axe 21 On peut ainsi changer l'étalonnage du comparateur 25 en fonction du diamètre de la roue à équilibrer. Une déviation de 0,3 mm indi quant par exemple que l'équilibrage d'une roue de 350 mm de diamètre nécessite la fixation d'un poids de 28 g au bord de la jante. Sur la figure 5. l'extrémité libre du levier d'amplification 23 porte un poids 146 suffisamment lourd pour équilibrer le poids du moteur 27 et pour comprimer le ressort d'étalonnage 139 de façon à limiter les oscillations du levier 23 autour de son axe 21. Un contacteur 147 (figure 5) connecte en série avec le moteur 27 est monté sous la partie centrale du levier 23 face à une ouverture 149. Une vis sans tee 151 dépasse a l'in- térieur du carter 45 dans l'alignement du bouton du contacteur pour couper l'alimentation du moteur 27 lorsque le levier 27 est bloqué en position haute. En service, la machine est placée dans un endroit convenable, par example dans une station-service, et son bâti 11 est rendu horizontal. Pour cela, on peut débloquer le levier amplificateur 23 pour vérifier que le comparateur 25 est bien en position centrale comme sur la figure 8. Une roue équilibrée est ensuite mise en place sur le moyeu 13, son trou central appuyant sur le cône 89 qui descend en comprimant le ressort 97 jusqu'à ce que la rous soit en contact avec la plateau d'entraînement 85, comme illustré figure 4.Si la roue équilibrée crée un déséquilibre du moyeu 13 autour de l'axe 21, il va de soi que ce déséquilibre est dû à l'inclinaison de l'axe du moyeu 13 par rapport à la verticale En faisant tourner la roue, l'opérateur peut déterminer la position du balourd fictif qui correspond en réalité à l'inclinaison du bâti 11. Il suffit alors de régler la position du bâti en vissant ou en dévissant l'embout 41 du pied 39 (figure 1). Si la roue équilibrée portée par le moyeu 13 tend à faire descendre l'extrémité du levier 23, c'est que l'axe du moyeu est incliné vers ce dernier et qu'il faut dévisser l'embout 41. Inversement, si la roue équilibrée portée par le moyeu 13 tend à relever l'extrémité du levier 23, il faut visser l'embout 41 pour rétablir la verticalité de l'axe du moyeu. Âpres la mise de niveau de la machine, il suffit de rebloquer le levier 23 et de couper le moteur 27 au moyen du mécanisme 120. On comprend que la machine de l'invention a de nom- breuses applications pour l'équilibrage des roues, des jantes nues, des tambours de freins, des roues dentées, etc.. Dans le cas d'une roue d'automobile, on place celle-ci sur le moyeu 13 où elle se centre automatiquement sur le plateau 85. Le mécanisme 120 est ensuite amené dans sa position de la figure 5 pour débloquer le levier amplificateur 23 et fermer l'interrup- teur 149 du moteur 27. Dès que le moteur 27 est alimenté, son rotor 107 tourne rapidement et crée une légère vibration de l'ensemble de la machine qui minimise les effets des frottements dans les roulements à billes 19 ou dans le comparateur 25. La rotation du moteur 27 fait tourner le moyeu 13 à environ 5 tours/minute, ce qui permet à l'opérateur de suive convenablement le fonctionnement de la machine. Il est important que la vitesse de rotation de la roue 29 soit comprise entre environ 1 et 10 tours/minute Lorsque le balourd quitte l'axe 21 et s'approche de l'alignement avec le levier 23, l'ex extrémité de celui-ci commence à descendre en comprimant le res- sort 139 (figure 6) et ce mouvement est transmis par le palpeur 113 à l'aiguille du comparateur 25 qui tourne dans le sems néga tif la rotation de T aiguille du comparateur 25 se poursuit jusqu'à ce que le balourd atteinge l'alignement du levier 23 pour lequel son moment est maximal par rapport à l'axe d'équi- librage 21. lorsque le balourd de l'alignement, son moment par rapport à l'axe 21 diminue et~la rotation de l'aiguille du conX rateur s'inverse. D'une manière analogue, lorsque le balourd quitte l'ase 21 et s'approche d'une position diamètralement opposée au levier 23, l'extrémité de celui-ci a tendance à monter. L'opé- rateur peut suivre cette tendance sur le comparateur 25 et note le point de la roue qui correspond à la déviation positif ma- ximale, ce point étant diamétralement opposé au balourd l'am- plitude de la déviation maximale de l'aiguille donne en nitre une indication de la valeur du balourd et du poids nécessaire à sa compensation. 1)ans un mode de réalisation pratique, une déviation de l'aiguille de l'indicateur 25 entre +0,15 et -0,15 lmn est par exemple compensée par un poids de 28 g monté sur le bord d'une Jante de 750 mm de diamètre. L'échoue du comparateur 25 peut Qtre graduée en n'importe quelle unité convenable. Pour l'équilibrage de roues de diamètres différents, il surfit de déplacer longitudinalement le ressort d'étalonnage 139 pour corriger la différence de diamètre. Une fois le point d'équilibrage (opposé au balourd) déterminé, l'opérateur peut monter le poids voulu et vérifier qu'il est convenablement placé. lie montage d'un poids correct mais décalé dans un sens ou dans l'autre par rapport au point d'équilibrage exact se traduira par une nouvelle indication de balourd décalée de 900 par rapport à l'indication initiale. Pour trouver le- point d'équilibrage exact, il suffit de procéder par tatonnement, ce qui demande quelques tours de roues en plus. lie poids peut ensuite être fixé définitivement, après quoi la roue est prote au montage. Comme indiqué précédemment, la machine de l'invention peut servir à équilibrer autre chose que des roues, par exemple des tambours de frein qui se centrent automatiquement sur le plateau drentratnement 85. Toutefois, Si le poids du tambour n'est pas suffisant pour comprimer le ressort de centrage 87, on peut ajouter des poids annulaires de masse suffisante. On pourrait également remplacer le ressort de centrage 97 par un ressort plus faible. Pour l'équilibrage du tambour, on procède exactement comme pour une roue. lia machine de l'invention permet de réaliser un équi librage exact des roues qui peuvent ensuite 8tretmontées sur n'importe quel moyeu du véhicule sana changer l'équilibre de l'ensemble. En résumé, la machine de l'invention est d'une -construction simple et robuste et permet un équilibrage aisé et précis des roues. Il va de soi que la description précédente n'est nullement limitative et qu'on pourra y apporter diverses modifications ou variantes entrant dans le cadre et dans 11 esprit de l'invention. -NDICAIPIONS 1. Machine à faible vitesse de rotation pour la détermination de la valeur et de la position du balourd d'une pièce de révolution, caractérisée en ce qu'elle comprend un båti, un moyeu à axe vertical monté sur le bâti et comportant des moyens de réception et de centrage de la pièce à équilibrer, le moyeu étant monté sur un support fixe en rotation qui peut librement pivoter autour d'un axe horizontal d'articulation coupant l'axe vertical de rotation du moyeu, un levier amplificateur fixé à l'une de ses extrémités au support du moyeu et s'étendant horizontalement, des masses disposées de part et d'autre de l'axe horizontal pour maintenir normalement le moyeu dans une position centrale, et un indicateur associé à l'extré- mité libre du levier pour indiquer ses mouvements verticaux de manière que la rotation lente de la pièce à équilibrer entrainée par le moyeu provoque une oscillation verticale du levier qui est détectée par l'indicateur, ce dernier donnant une indication de la valeur du balourd de la pièce. 2. -Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un moteur monté dans le bats et entrai- nant le moyeu en rotation lente. 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un mécaniste de blocage du levier amplificateur autour de son axe d'articulation. 4. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un générateur de vibrations deatiné-à minimiser les résistances de frottement. 5. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'indicateur est un comparateur à cadran indiquant la course verticale de l'extrémité libre dulevier amplificateur. 6. Machine selon la revendication 1, caractérisée - en ce qu'elle, comprend un dispositif d'étalonnage de l'indicateur permettant à ce dernier d'indiquer directement les poids nécessaires pour équilibrer des pièces de différents diamètre. 7. Machine selon lazvendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un carter fixe protégeant le levier amplificateur sur une partie de sa longueur, et un dispositif élastique réglable interposé entre le carter et le levier pour opposer aux oscillations du levier une résistance réglable en fonction du diamètre de la pièce à équilibrer. 8. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bâti comporte un dispositif de réglage de hauteur permettant de corriger la verticalité de 1 'axe du moyeu. 9. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que. le moyeu comporte un alésage cylindrique coaxial et un cône télescopique dont la base coulisse dans l'alésage pour éviter l'entrée de particules étrangères. 10. Machine selon la revendication 1, pour lléquili- brage d'une roue ayant un trou de centrage, caractérisée en ce qu'elle comprend un cône de centrage monté sur le moyeu et s'engageant dans le trou de centrage de la roue. 11. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le moteur d'entrainement est suspendu sous le levier amplificateur du côté opposé à son extrémité libre par rapport à l'axe d'articulation, un contrepoids étant monté à l'extrémité libre du levier pour équilibrer le poids du moteur. 12. Machine selon la revendication 2, caractérlsée en ce que la vitesse de rotation du moyeu est inférieure à 10 tours/minute.