Brevet FR2581011A1 — publié le 19861031

La présente invention est relative à un appareil permettant, d'une part de contrôler, et de mesurer la capacité de freinage de chacun des quatre freins des roues d'une voiture, d'autre part, de vérifier la répartition du freinage entre les roues avant et les roues arrière du véhicule. Ce banc de contrôle peut être également utilisé pour "mesurer" l'état de l'ensemble des articulations des trains avant et arrière d'un véhicule. I1 s'agit là d'un moyen de contrôle nouveau. Les articulations des trains avant et arrière, bras de suspension, jambes de force, bielles, peuvent se détèriorer, occasionner certains jeux et modifier ainsi la géométrie du véhicule, ce qui nuit à sa tenuc de route. Un bon conducteur peut très bien, sans s'en rendre compte, piloter sa voiture qui présente une anomalie si celle-ci s'est produite petit à petit. I1 corrige instinctivement la trajectoire, s'étant ha bituré progressivement au comportement anormal de son véhicule. Pouvoir déterminer rapidement, en le mesurant, que les freins ou les trains avant et arrière nécessitent une révision, offre un intérêt en ce qui concerne la sécurité routière. -Actuellement, pour le contrôle des freins, on utilise des bancs sur lesquels des rouleaux entraînent les deux roues d'un seul-essieu à la fois. Ce dispositif ne reproduit pas les conditions normales du pneumatique adhérant sur la surface plane de la route. Avec un banc à rouleaux, les pneumatiques sont déformés et prennent l'empreinte cylindrique d'un rouleau. I1 s'agit donc là d'un système mécanique neu satisfaisant. Pour améliorer l'entraînement, les rouleaux sont rainurés ou striés, ce qui les rend agressifs vis-à-vis du pneumatique. Sur un banc connu, les deux moteurs entraînant les rouleaux sont d'une puissance limitée pour éviter les patinages intempestifs entre rouleaux et pneus. Du fait de ces conditions, les efforts de freinage que l'on peut enregistrer sont bien inférieurs à 2 ceux que l'on doit avoir pour obtenir la décélération de 5,5 m/S , imposée, par exemple en France pour les voitures particulières. Le contrôle de l'installation de freinage consiste à vérifier, pour une pression sélectionnée sur la pédale de frein, si les couples de freinage sur chaque roue sont suffisants, si pour les deux roues d'un même essieu ils sont égaux, et si le rapport entre la valeur des couples de freinage des roues avant et la valeur des couples de freinage des roues arrière est conforme au rapport adopté par le constructeur du véhicule. Pour effectuer ces quatre mesures, la solution la plus simple consiste à utiliser sur une face plane horizontale l'effica- cité de l'adhérence du pneumatique soumis à sa part de poids du véhicule. I1 faut donc avoir quatre surfaces horizontales indépendantes les unes des autres. Le véhicule étant freiné sur chaque surface horizontale, si on exerce une poussée pour la déplacer dans son plan suivant la direction longitudinale du véhicule, on soumet à une force tangentielle le diamètre extérieur du pneu. Si cette force est variable et qu'on en augmente progressivement la valeur, il arrive un moment où le frein n'a plus la force suffisante pour empêcher la roue de tourner, celle-ci étant entraînée par la plaque sur laquelle elle repose. I1 suffit d'enregistrer la valeur de la force au moment précis où la roue se met à tourner, pour connaître l'efficacité du frein. La présente invention a pour but de réaliser un appareil ayant quatre surfaces planes, indépendantes les unes des autres, sur lesquelles le véhicule repose par ses quatre roues. Pour une même pression sur la pédale de frein du véhicule, on enregistre automatiquement pour chaque roue la valeur de la force de seuil sur la plaque, au moment précis où la roue se met à tourner. I1 faut également empêcher le chassis, ou ce qui en tient lieu, de reculer sous l'action de la pression excercée pour déplacer la plaque horizontale sur laquelle est posée la roue, ceci avec la difficulté supplémentaire qu'il est interdit de mettre le chassis du véhicule en butée sur un point fixe ou de l'accrocher à un point fixe. Pour un type donné de véhicule, chaque constructeur peut définir la poussée à appliquer sur la pédale de frein pour ob 2 tenir par exemple une décélération de5,5m/s , ainsi que la valeur de la force qui provoque la mise en rotation des roues arrière de la force qui provoque la rotation des roues avant, compte tenu des caractéristiques du banc de contrôle des freins. La comparaison de ces deux valeurs avec celles enregis- tries lors de l'essai des deux freins arrière et des deux freins avant permet de ccnnaîte l'état du système de freinage du vé hicu- le et d'en tirer des déductions. La présente invention a pour but de réaliser un appareil susceptible de doner par enregistrement, les quatre valeurs tests pour une poussée donnée sur la pédale de frein. Sur le même véhicule, plusieurs essais à des poussées différentes sur la pédale peuvent être faits si nécessaire. Selon l'invention, chacune des quatre roues est placée sur une plateforme pouvant se déplacer au moyen de quatre galets suivant le sens longitudinal du véhicule, des moyens de guidage étant prévus pour lui faire suivre cette trajectoire. Le véhicule étant ainsi installé sur les plateformes, on applique sur la pédale de frein la poussée indiquée pour le con trôle par le constructeur. Si une force d'intensité croissante égale est exercée sur chaque plateforme et que le véhicule ne puisse pas reculer, on peut enregistrer les quatre valeurs des forces de poussée, c'est-àdire les quatre forces tangentielles des roues équilibrant les couples de freinage des quatre freins. Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, permettez de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. - Figure 1 est une vue latérale d'ensemble montrant un véhicule qui repose sur les plateformes avant et arrière, roues blotuées par enfoncement de la pédale de frein. - Figure 2 est une vue du maître cylindre qui hydrauliquement crée des forces de poussée appliquées sur les plateformes et transmet sa pression à l'enregistreur graphique dynamométrique auquel il est relié par tuyauterie. - Figure 3 est une vue du vérin pour la remise en place des plateformes en position de départ. - Figure 4 est une vue en plan des plateformes, du mai- tre cylindre, de l'enregistreur, du vérin de rappel de départ, et dè l'install tion hydro-électrique connectant ces différents organes. - Figure 5 est une vue de face de ltenregistreur grag!i- que dynamométrique. - Figure 6 en est une vue de profil. - Figure 7 est une vue en coupe de la presse pour la fi- xation sur le pnùmaticue du dispositif de palpage. - Figure ô est une vue du dispositif de palpage mis en place sur le pneumatique avant rotation de la roue. - Figure 9 est une vue de la situation créée apyres rotation de la roue. - Figure 10 est une vue d'un des trois dispositifs de blocage mis en place pour stopper toute rotation de la roue. - Figure 11 est une vue longitudinale de la plateforme avant. - Figure 12 est une vue en coupe transversale de la même plate-forme avant - Figure 13 est une vue en plan avec arraché de la plateforme avant. - Figure 14 montre un diagramme de contrôle délivré par l'appareil pour le freinage de chacune des quatre roues d'un véhicule. L'appareil doit outre, les quatre plateformes, disposer des organes suivants - Dieux dispositifs pour exercer chacun une force tangentielle, l'une sur les roues de droite, l'autre sur les roues de gauche. - Un appareil enregistrant graphiquement la valeur des forces tangentielles. - Outre dispositifs de palpage, un pour chaque roue, qui informeront l'app-areil enregistreur dès que les roues commenceront à tourner sous l'action des forces tangentielles qui lui sont appliquées. - Un dispositif de remise en place des plateformes pour effectuer un nouveau cycle de contrôle. - Un presse-pédale dynamométricue. - Un tableau de contrôle visuel équipé de quatre lampes témoins, chacune correspondant à l'un des freins. - Trois dispositifs de calage des roues. On a représenté sur les dessins deux plateformes 1 et 2 sur les-nuelles sont posées'les roues avant d'un vrhicule 3. Chzque plateforme est mobile grâce à ses quatre- gÉes c et se dépla- ce en roulant sur des plaques d'acier 10 fixées ur le sol. Chaque plateforme vant st guidée par quatre galets tt tournant chacun sur un axe vertical solidaire de la plaque 10 et roulant sur des b-rres plates 12-12. Chaoue plateforme avant est sollicitée pr un vérin 13 qui tend à la fai- déplacer ne gauche à droite c'est-à-dire vers l'arrière du véhicule 3 quand on fait tourner le volant 14 du mai- tre cylindre 15 dont le piston le refoule le liquide par deux tuyauteries 17-18. Deux autres vérins 19 permettent de ramener de droite - gauche les deux glateformes 1-2 quand on agit sur le levier 20 et oue l'on a ramené le piston 16 en position haute du maître cy lindre 15. Ce système assure le retour en position de repos et d'attente à la fin d'un cycle de mesure. Par une tuyauterie 22, le maître cylindre 15 envoie de l'huile sous pression dans le cylindre 23 de l'enregistreur gra poilue 21. A l'intérieur de ce cylindre ^3 circule un piston 24 qutun long et fort ressort 25 repousse vers le bas. Ce piston est surmonté d'une tige 26 au sommet de laquelle est fixé un cadre 27 dans lequel on peut insérer par une fente une carte 28 portant des lignes horizontales correspondant à des valeurs de forces tangentielles. Sous l'action de la pression de l'huile comprimée par le maître cylindre 15, la carte 28 remontera plus ou moins le ressort 25 étant judicieusement taré et calculé. Pour porter une indication sur la carte on dispose de quatre stylets 29, 30, 31, 32 correspondant chacun à l'un des quatre freins des roues 5, 6, 7, et 8. Chaque stylet est sollicité par un électro-aimant 33 qui, lorsqu'il est excité, l'empêche d'ê- tre en contact avec la carte 28. Les éleetro-aimants étant tous excités, il est possible d'introduire la carte 28 dans son logement. Lorsque l'excitation de l'électro-aimant cesse, le stylet prend contact avec la carte, étant basculé par un ressort 34. Les roues arrière du véhicule reposent sur deux plateformes 3 et 4 pouvant chacune se déplacer longitudinalenent par quatre galets 9 sur une plaque d'acier 10. Le guidage des plateformes 3 et 4 est assuré à l'avant par un fléau horizontal et transversal 35 pouvant pivoter sur un axe vertical 36 solidaire d'une plaque 37 fixée sur le sol. Les plateformes 3 t 4 sont articulés symétriquement sur le fléau 35 par deux axes 38 et 39. Ce fléau peut être immobilisé perpendicu- lairement à l'axe de symétrie de l'ensemble des quatre plateformes par un verrouillage 40. Le guidage des deux chariots à l'arrière en 41 et 42 sera assuré par un moyen sans spécification particulière, en guidant par exemple les galets 9 sur une courte longueur par deux fers plats. Les ensembles de palpage 43 au nombre de quatre sont ainsi conçus : une équerre 44 analogue à un serre-joint classique est fixée sur le pneumatique en réglant et fixant le coulisseau 45 par serrage de la vis 46 et en assurant une pression sur le pneumatique avec la vis 47. Sur le coulisseau 45, un toucheau 48 muni d'un axe 49 avec un écrou 50 peut tourner dans un perçage pratiqué dans le coulisseau 45 ou être splidarisé avec celui-ci par serrage l'écrou 50. Le toucheau 48 sert à deux f-ins : I1 sert à positionner facilement l'équerre 45 avec son coulisseau. L'écrou 50 étant desseré, lettoucheau prend la position 51. Le serrage de la vis 47 est effectué quand les extrémités 52-52 de la plaque en V fixée sur l'équerre 44 sont en contact avec le pneu et quand le toucheau en position 51 est en contact avec la face supérieure d'une des plateformes 1 - 2 - 3 ou 4. Ensuite le micro-contacteur 53, fixé par une plaque en équerre 54 solidaire d'un socle 55 S est posé sur la face supérieure de la plateforme et on bloque le toucheau dans la position 48 de la figure 8. Dans cette situation le micro-contacteur 53 est fermé. Chacun des micro-contacteurs est équipé d'un câble souple bifilaire 56 se terminant par une prise mile bi-polaire. La sortie du câble souple du micro-contacteur se trouve en 56. A proximité'de chaque plateforme est installée une prise de courant femelle bi-polaire. L'appareil comporte donc quatre prises 57, 58, 592 et 60 qui sont entercalées dans un réseau électrique. Celui-ci est relié à deux bornes d'alimentation 61 et 62 qui déservent quatre circuits identiquement conçus. Partant de la borne 61 le courant sera conduit à la borne d'entrée d'un électro-aimant 33 et à la borne d'entrée d'une lampe 63. Les bornes de sortie de ces deux éléments 33 ET 63 sont connectées à l'une des bores de la prise de courant 60, l'autre borne étant reliée à la borne d'alimentation 62. Les trois autres circuits des prises de courant 57, 58 et 59 sont similaires.Un dispositif de palpage 43 étant ris en place sur la roue arrière droite et le toucheau étant Cll position "8, le micro-interrupteur 53 se ferre quand or L bran- sur la prise de courant 60. La lampe 63 est allume, l'électro-ai- mant 33 est excité et le stylet 31 est attiré vers la gauche. a mise en place des trois autres dispositifs de pal' page 43 étant faite sur les trois autres roues, les quatre lampes sont allumées. Le banc de contrôle de freinage est prêt à fonctionner. Le fonctionnement de l'appareil est le suivant : - On place les quatre plateformes à la position de départ du cycle de contrôle en verrouillant le fléau 35 avec le verrou 10 et en agissant sur le levier 20 pour ramener vers la gauche en butée sur les deux verins 19-19 les plateformes 1 et 2, le maître cylin dre 15 ayant été ramené en position de départ et de repos. - Le véhicule est mis en place en accédant aux plateformes 3 et 4 par deux rampes. I1 s'aGit de faire passer les roues avant du véhicule sur les plateformes 1 et 2. Deux cas sont possibles : 1er cas : I1 y a deux ponts 64-64 entre les plateformes 1-3 et 2-4. 2ème cas : Entre les chariots avant et arrière est installé un élévateur ayant deux chemins de roulement compatibles avec'l'appareil de contrôle des freins. La présence de cet dlévateur présente l'avantage de permettre de procéder à un test du système de freinage, de soulever le véhicule pour toutes enterventions ou réglage sur les freins ou autres organes, de refaire un test de freinage sans avoir à enlever le véhicule du banc de contrôle de freins. Quel que soit celui des deux cas quton rencontre, le fonction nement se poursuit de la façon suivante : - lettre en place le presse pédale de frein dynamométrique 65, et la régler à la pression d'essai choisie. Les quatre freins sont serrés. - mettre en place les quatre dispositifs de palpage 43 et les brancher dans les quatre prises de courant 57, 58, 59, 60. ta La lan- pe 53 est allumée ainsi que les trois autres ; l'électro-aimant 33 étant excité ainsi que les trois autres, les pointes ds stylets 99, 30, 31, et 32 se sont déplacées de droite à gauche. La carte 28 garnie ce papier adéquat peut êtrè introduite dans son logement. - Déverrouiller le fléau 35 (un témoin de déverrouillage peut être installé). - L'opérateur agit sur le voalnt 14 et fait monter la pression dans les vérins 13-13 tendant à faire reculer de gauche à droite les deux plateformes 1 et 2. Si, par hypothèse, ce qui est dans la généralité des cas, le véhicule a une prépondérance de freinage sur les roues avant et si la puissance de freinage de la roue arrière droite est plus faible que celle de la roue arrière gauche, le déroulement du processus sera le suivant Sous l'action de la pression des vérins 13-13, les plateformes 1 et 2 du fait de l'adhérence des pneus des roues 5 et 7 communiquent une poussée de gauche à droite sur ensemble du véhicule. L'essieu arrière des roues tend à reculer de gauche à droite. Les deux roues arrière sont sollicitées à tourner en roulant sur les plateformes 3 et 4, mais les freins serrés s'y opposent. D'autre part, l'adhérence des deux pneus sur les plateformes 3 et 4 tend à faire reculer celles-ci de gauche à droite, mais ce mouvement est arrêté par le fléau 35 aux extrémités duquel elles sont accrochées par les axes 38 et 39. Il y a donc une situation d'équilibre qui sera rompue dès que la poussée tangentielle en fonction du rayon du pneumatique sera devenue suffisante pour exercer un couple supérieur au couple de freinage de la roue arrière droite 8. Celle-ci tournera dans le sens de la flèche 66. Il y aura entraînement de la plateforme 4 de gauche à droite. En tournuant, la roue arrière droite relèvera le toucheau qui viendra en 67. Le micro-contact sera ouvert, la lampe 63 s'éteindra, l'élec- tro-aimant 33 ne sera plus excité et le stylet 31 viendra en contact avec la carte enregistreuse 28. Dès que la lampe 63 s'éteint l'ppérateur cale la roue 8 pour stopper son recul. Divers dispositifs de calage peuvent être imaginés. Celui de la figure 10 est constitué par une cale triangulaire 58 maintenue en poussée contre le pneu par une tige filetée 69 dont l'extrémité est terminée par un carré ou un six pans d'entraînement, et qui porte un écrou 72 prenant appui sur l'un des trou's répartis suivant la longueur d'une cornière 70. Cette drire :st accrochée et maintenue en place par d-ux crochets 7171 passant dans deux trous oblongs 73 poinçonnés dans la tôle qui forme la face supérieure ds quatre plateformes 1 - 2 - 3 et 4. Deux rangées de trous-oblons seront poinçonnés dans chaque plateforme. Après calage de la roue 8, 11 opérateur agira à nouveau sur le volant 14 du maître cylindre et chaque fois jeu'une lampe s'éteindra, il calera la roue concernée du côté opposé au dispositif de palpage Trois calages seront nécessaires pour un test complet et celui-ci est réalisable aussi bien si la roue dont le frein est le plus faible est une roue avant. A titre indicatif, l'angle de rotation de la roue pour provoquer l'ouverture du micro-interrupteur peut être de I'orc-e' de 10 et le déplacement de la plateforme par rapport à la roue d'environ 5 à 6 mm. ême si l'on double ces valeurs pour un cycle complet, c'est une course de 40 à 50 mm qui est à prévoir pour les vérins des chariots 1 et 2. Au cas où l'on voudrait contrôler les freins arrière dans le sens de la marche avant, il suffirait de placer les roues arrière sur les plateformes avant 1 et 2 en faisant avancer le véhicule. On voit sur la figure 14 que le banc de contrôle suivant l'invention fournit , en fin d'essai , une carte 28 sur laquelle sont enregistrés qutre tracés rectilignes 74 , 75 , 76 , 77 . La longueur de chacun d'eux caractérise le couple de traînée engendré par la plate forme 1 , 2 , 3 , 4 , considérée., à partir duquel la roue 5 , 6 , 7 , 8 correspondante commence à tourner , bien qu'elle soit freinée .La qua lité du freinage est donc affichée rour par roue . On peut , en parti culier déceler une différence entre deux roues d'un même essieu ( par exemple par les deux tracés 75 et' '76 dont les longueurs sont différentes. Le banc de contrôle suivant l'invention offre une autre possibilité En fin d'essai , toutes les articulations des trains avant et arrière, sont comprimées dans un sens tendant à rapprocher la roue avant de la roue arrière Sur chaque côté du véhicule , en mesurant la distance entre un point repéré sur la roue avant et un point repéré sur la roue arrière , on note deux longueurs : une droite , une gauche Sans enlever la pression sur la pédale de frein , on supprime la pression exercée par le maître-cylindre 15 en ramenant le piston 16 à la partie supérieure du maître-cylindre. Ensuite , en exerçant une pression sur le levier 20 avec le vérin 19 , on repousse au maximum les plates-formesl et 2 .On maintient la pression sur le levier 20 et on remesure la distance existant entre les repères pris précédemment sur les roues avant et arrière du même côté . On note les deux longueurs qui sont alors prises en extension. La variation de longueur sur chaque côté peut être une indication sur 11 état général mécanique de l' ensemble des articulations des trains avant et arrière,de la suspension , et des fixations au cnâssis . Ce test peut déterminer une recherche pour une remise en état pouvaNt n'être que localisée , ou conduire à rebuter un véhicule trop détérioré , ou dont la valeur vénale ne justifie pas des frais importants de remise en état REVENDICATIONS 1 - Banc de contrôle pour les installations de freinage , et l'état d'ensemble des pièces et articulations entre le châssis et les roues d'un véhicule automobile ,caractérisé en ce qu'il comporte.au moins quatre plates-formes horizontales mobiles dans le sens longitudinal , à savoir deux plates-formes (1) et (2) pour les roues avant , et deux platesformes (3) et (4) , pour les roues arrière , chaque plate-forme étant pourvue de moyens dynamométriques pour la repousser vers l'arrière du véhicule suivant une poussée d'intensité mesurée, tandis que par ailleurs , des moyens maintiennent enfoncée la pédale de frein du véhicule , des moyens détecteurs étant enfin prévus sur chacune des roues du véhicule , pour détect-er son éventuel début de mise en rotation par adhérence sur sa plateforme bien que son frein serré tende à l'immobiliser. 2 - Banc de contrôle suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens dynamométriques de poussée sont constitués pour chaque plate-forme avant (1) , (2) par un vérin de poussée (13) , tandis que les deux plates-formes arrière (3) et (4) sont articulées sur les extrémités (38) et (39) d'ùn fléau transversal (35) qui les relie et peut pivoter autour de son axe central fixe (36). 3 - Banc de contrôle suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités (38) et (39) du fléau (35) sont articulées sur l'avant des plates-formes (3) et (4). 4 - Banc de contrôle suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que les moyens détecteurs sur chaque roue comprennent un ensemble de palpage amovible (43) , dont le toucheau (48) , rendu solidaire de la roue (5) , (6) , (7) , (8) est susceptible de déclencher un micro-contacteur électrique (53) fixé sur la plateforme (1) , (2) ,(3) ,(4) correspondante , le toucheau (48) restant en appui sur le micro-contacteur (53) , tant que la roue freinée (5) ,(6) , (7) , (8) ne tourne pas ,et le libérant aussitôt que la roue freinée commence à tourner 5 - Banc de contrôle suivant la revendication 4 , caractérisé en ce que chaque toucheau (48) est articulé par un axe (49) verrouillable par un écrou de blocage (50) sur un coulisseau (45) , lequel coopère avec une équerre (44) , pour constituer un serre-joint qu'on bloque par une vis (47) sur le pneumatique de la roue (5) , (6) , (7) , (8) considérée. 6-- Banc de contrôle suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que le fléau oscillant (35) coopère avec un doigt de verrouillage amovible (40) , monté à poste fixe ,qui permet de l'immobiliser en position transversale de repos. 7 - Banc de contrôle suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que les moyens pour agir sur la pédale de frein du véhicule comprennent une presse-pédale dynamométrique (65) , dont la pression d'application est réglable à toute valeur choisie. 8 - Banc de contrôle suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que la pression hydraulique alimentant les vérins de poussée (13) est envoyée en parallèle par une canalisation (22) dans le cylindre (23) d'un enregistreur graphique (21) , ce cylindre contenant un piston (24) qui circule sous l'effet de la pression , à l'encontre d'un ressort (25) , et est solidaire d' une carte d'enregistrement (28) pour la déplacer devant des stylets d'enregistrement (29) , (30) , (31) , (32) sollicités chacun par un électro-aimant (33) déclenché par le microcontacteur (53) de la roue (5) , (6) , (7) , (8) correspondante 9 - Banc de contrôle suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce qu' il délivre , en fin d'essai , une carte d'enregistrement (28) , portant quatre enregistrements rectilignes , un pour chaque roue freinée (5) , (6) , (7) , (8) , la longueur de chacun caractérisant le couple de traînée engendré par la poussée de la plate-forme (1) , (2) , (3) , (4) , pour lequel la roue freinée (5) ,(6) ,(j) ,(8) intéressée commence à tourner