Brevet FR2619214A1 — publié le 19890210

Appareil pour la détection du balourd d'une roue d'automobile en vue de l'équilibrage de celle-ci" La présente invention est relative aux appareils utilisés pour détecter l'importance et la position du balourd d'un roue d'automobile en vue d'équilibrer celleci par adjonction d'une masselotte appropriée. Plus précisément, elle concerne les appareils conçus pour contrôler des roues d'automobile après démontage préalable de celles-ci. Il existe déjà de nombreux appareils de ce genre. Ceux-ci comportent habituellement un arbre horizontal dont une extrémité porte un plateau vertical destiné à recevoir la roue à contrôler, cependant que son extrémité opposée est accouplée à des moyens d'entraînement en rotation. Cet arbre est monté rotatif sur le bâti de l'appareil par l'intermédiaire de moyens permettant sa mise en vibration sous l'effet de la présence d'un balourd, des capteurs appropriés déterminant d'une part l'importance de ce balourd et d'autre part sa position. Dans la plupart des appareils connus, l'entraînement de l'arbre rotatif est assuré par lancement au moyen d'un moteur électrique. Dans ces conditions, l'arbre peut être entraîné à grande vitesse et l'obtention de mesures satisfaisantes ne soulève pas de difficultés particulières. Toutefois il s'agit là d'appareils -relativement coûteux. Par ailleurs ceux-ci ne sont pas déplaçables, car ils sont en général scellés au sol. C'est la raison pour laquelle il a été également proposé des appareils de conception similaire mais qui sont agencés de façon que l'entraînement de l'arbre rotatif, portant la roue à contrôler, puisse être assuré à la main au moyen d'une simple manivelle de manoeuvre. Un appareil de ce genre est ainsi décrit dans le brevet FR 2.536.857. Cependant d'autres appareils, également lancés à la main, avaient également été réalisés précédemment. Une telle solution a l'avantage de permettre la réalisation d'appareils peu coûteux et pouvant être facilement déplacés. Cependant, comme l'arbre rotatif est ainsi entrainé à faible vitesse, les mesures de détection du balourd sont plus difficiles à effectuer. C'est pourquoi la présente invention a pour but de réaliser un appareil susceptible d'être également lancé à la main, mais dont la conception est telle que, malgré la vitesse relativement faible de l'arbre de rotation, il soit possible d'obtenir des mesures parfaitement satisfaisantes pour la détection du balourd d'une roue. A cet effet cet appareil est conçu pour que l'on puisse avoir un rapport signal/bruit le plus élevé possible à basse vitesse. Dans ce but l'agencement est tel que l'arbre rotatif ait le maximum de souplesse dans le plan horizontal, mais une rigidité maximum dans le plan vertical afin d'éviter l'influence du poids de la roue à équilibrer. Cet appareil est également agencé pour capter les efforts avec le minimum de perturbations réciproques. A cet effet cet appareil, qui comporte un capteur rotatif contrôlant la vitesse de rotation de l'arbre rotatif et sa position angulaire, est essentiellement caractérisé en ce que - l'arbre horizontal est monté rotatif à l'intérieur d'un fourreau porté par les extrémités supérieures de deux lames élastiques, espacées l'une de l'autre en étant disposées dans un plan vertical passant par l'axe de ce fourreau, et dont les extrémités inférieures sont fixées sur le bâti de l'appareil, - et, dans le plan horizontal passant par l'axe de l'arbre rotatif, il est prévu deux capteurs piézo-électriques interposés entre le bâti et le fourreau portant cet arbre, ces capteurs étant espacés l'un de l'autre et des ressorts de pression étant disposés du côté opposé. De préférence, chacun des deux capteurs piézoélectriques et le ressort antagoniste correspondant sont disposés sensiblement à ltaplomb de l'une des lames élastiques verticales de support du fourreau de l'arbre rotatif. Selon une autre caractéristique, chaque capteur piézo-électrique est monté entre deux billes d'articulation dont l'une est au contact d'un siège prévu sur le fourreau de l'arbre rotatif, cependant que l'autre est au contact d'un-siège prévu sur le bâti. Cependant d'autres particularités et avantages de l'appareil selon l'invention apparaitront au cours de la description suivante. Celle-ci est donnée en référence au dessin annexé à simple titre indicatif et sur lequel - La figure l est une vue en perspective de l'appareil selon l'invention. - La figure 2 est une vue partielle en coupe verticale selon la ligne transversale Il-Il de la figuré 1. - Les figures 3 et 4 sont des vues en coupe selon les plans III-III et IV-IV de la figure 2. - Les figures 5 à 7 sont trois vues partielles de certains détails, représentés en coupe selon le même plan que la figure 4, mais à échelle différente. L'appareil représenté comporte un bâti l prenant appui au sol. L'extrémité supérieure de ce bâti porte un berceau constitué par un profilé 2 de section en U qui sert de support à l'arbre rotatif 3 de l'appareil. Cet arbre est monté librement rotatif à l'intérieur d'un fourreau horizontal 4 et ce par l'intermédiaire de roulements 5 d'extrémité. Le fourreau 4 est porté par les extrémités supérieures de deux lames élastiques 6 disposées audessous de celui-ci dans le plan vertical III-III passant par l'axe de ce fourreau. Ces deux lames sont disposées respectivement près de l'une et l'autre extrémités dudit fourreau et elles sont fixées à leur pied sur un longeron 7 rapporté contre le fond du berceau 2, cette fixation étant assurée au moyen de vis ou boulons 8. La fixation de l'extrémité supérieure de ces lames est assurée sur le fourreau 4 de façon similaire par des vis ou boulons 9. Il convient de noter que la fixation du pied des deux lames 6 sur un longeron unique 7 permet d'obtenir un alignement parfait de celles-ci. Dans le plan horizontal IV-IV passant par l'axe du fourreau 4, il est prévu deux capteurs piézo-électriques 10 qui sot interposés entre la paroi externe du fourreau 4 et la paroi verticale voisine du berceau 2. Du fait de leur mode de montage ces capteurs sont susceptibles de capter les efforts agissant respectivement suivant l'axe X-Y et l'axe X'-Y'. De tels capteurs piézo-électriques délivrent une tension proportionnelle à la variation d'amplitude de la composante de l'effort agissant perpendiculairement à sa surface. L'idéal est donc d'obtenir un effort purement perpendiculaire à la surface de l'élément piézoélectrique. C'est pourquoi, ainsi qu'il ressort de la figure 4, chacun de ces capteurs est monté entre deux billes il qui prennent appui sur des sièges prévus respectivement sur la surface du fourreau 4 et sur la face interne de la paroi verticale correspondante du berceau 2. Ainsi, lors des oscillations du fourreau 4 dans le plan horizontal, chaque capteur est amené à prendre une position optimum pour son fonctionnement. En face de chacun de ces capteurs, il est prévu un ressort de pression 12 dont la pré-contrainte est réglée par une vis 13, cette pré-contrainte étant nécessaire au bon fonctionnement de chaque capteur piézo-électrique. Cependant une autre vis 14 permet de régler la valeur limite d du déplacement du fourreau 4 dans le plan horizontal (voir figure 6). A l'une de ses extrémités l'arbre 3 porte une cloche 15 présentant une collerette verticale 16 qui est destinée à servir de plateau de fixation pour une roue R à contrôler. Quant à l'extrémité opposée de l'arbre 3, elle est pourvue d'une manivelle 17 permettant son entraînement à la main. De plus, un capteur rotatif 18, par exemple un potentiomètre, est prévu en regard de cette extrémité pour mesurer la vitesse de rotation de l'arbre 3 et sa position angulaire. La partie centrale de ce capteur rotatif est donc solidaire de cet arbre, cependant que sa partie extérieure est immobilisée en rotation par solidarisation avec le fourreau 4 par l'intermédiaire d'une goupille 19. Pour procéder au contrôle d'une roue au moyen du présent appareil, il suffit de lancer l'arbre rotatif 3 par entraînement au moyen de la manivelle 17. Bien que la vitesse de rotation de cet arbre soit ainsi relativement basse, les mesures réalisées donnent entière satisfaction du fait que l'arbre rotatif possède le maximum de souplesse dans le plan horizontal IV-IV alors qu'il présente le maximum de rigidité dans le plan vertical III III, ce qui limite l'influence du poids de la roue. Par ailleurs, l'agencement prévu permet de capter les efforts avec le minimum de perturbations réciproques. Le freinage de l'ensemble tournant peut être réalisé au moyen d'un dispositif de friction actionné par une manette de commande 20 traversant l'une des parois verticales du berceau 2. L'extrémité interne de cette manette est disposée en regard d'une ouverture 21 du fourreau 4 et peut ainsi s' engager sur l'un des ergots 22 portés par une douille de freinage 23. Celle-ci est montée rotative sur un moyeu 24 avec interposition d'une bague de frottement 25. Ce moyeu est lui-même solidarisé avec l'extrémité correspondante de l'arbre rotatif 3 par l'intermédiaire d'une clavette 26. La douille 23 est disposée entre deux rondelles de frottement 27 prenant par ailleurs appui respectivement sur une collerette du moyeu 24 et sur une bague fixe 28.Le réglage de la force de contact est assuré par des ressorts 29 réglés par vissage d'un écrou de pression 30. Ainsi ce dispositif permet un freinage de l'arbre rotatif 3 sans effort de la part de l'opérateur. En effet il suffit à celui-ci d'enfoncer la manette de commande 30 pour l'engager sur l'un ou l'autre des ergots 22 portés par la douille de freinage 23 afin d'immobiliser celle-ci en rotation. Bien que dans l'exemple représenté le présent appareil soit conçu pour être entrainé à la main, il pourrait tout aussi bien être entraîné au moyen d'un moteur pour fonctionner également à basse vitesse. Il suffirait alors de remplacer la manivelle 17 par un disque sur lequel viendrait embrayer une poulie de lancement solidaire de l'arbre du moteur correspondant. Dans un tel cas le freinage pourrait se faire par l'intermédiaire du moteur ou rester conforme à celui précédemment décrit avec éventuellement une commande électrique. Du reste il est bien évident que de nombreuses autres variantes de réalisation pourraient être envisagées. REVENDICATIONS Appareil pour la détection du balourd d'une roue d'automobile en vue de l'équilibrage de celle-ci, comportant un arbre horizontal rotatif dont une extrémité porte un plateau vertical destiné à recevoir la roue à contrôler, cependant que son extrémité opposée est accouplée à des moyens d'entraînement en rotation, un capteur rotatif, par exemple un potentiomètre, étant prévu pour contrôler la vitesse de rotation de cet arbre et sa position angulaire, caractérisé en ce que - l'arbre horizontal (3) est monté rotatif à l'intérieur d'un fourreau (2) porté- par les extrémités supérieures de deux lames élastiques (6), espacées l'une de l'autre en étant disposées dans un plan vertical passant par l'axe de ce fourreau et dont les extrémités inférieures sont fixées sur le bâti de l'appareil, - et, dans le plan horizontal passant par l'axe de l'arbre rotatif, il est prévu deux capteurs piézo-électriques (10) interposés entre le bâti et le fourreau (4) portant cet arbre, ces capteurs étant espacés l'un de l'autre et des ressorts de pression (12) étant disposés du coté opposé. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fourreau (4) de l'arbre rotatif (3) est disposé à l'intérieur d'un berceau fixe (2) constitué par un profilé de section en U, solidaire du bâti, et les lames élastiques (6) portant ce fourreau sont fixées à leur pied sur le fond de ce bâti, cependant que les deux capteurs piézo-électriques (10) et les ressorts antagonistes (12) sont interposés entre la paroi externe du fourreau (4) et la face interne de la paroi latérale voisine du berceau (2). 3. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des deux capteurs piézo-électriques (10) et le ressort antagoniste correspondant (12) sont disposés sensiblement à l'aplomb de l'une des lames élastiques verticales (6) de support du fourreau (4) de l'arbre rotatif (3). 4. Appareil selon 1 'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque capteur piézoélectrique (10) est monté entre deux billes (11) d'articulation dont l'une est au contact d'un siège prévu sur le fourreau (4) de l'arbre rotatif (3), cependant que l'autre est au contact d'un siège prévu sur le bâti. 5. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu un système de mise sous contrainte, matérialisé par exemple par une vis de poussée (13) , est associé à chaque ressort (12) agissant sur le fourreau (4) de l'arbre rotatif (3), en regard d'un capteur piézo-électrique (10). 6. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une butée règlable (14) de limitation de déplacement est associée à chaque ressort (12) agissant sur le fourreau (4) de l'arbre rotatif (3), en regard d'un capteur piézo-électrique (10). 7. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu il comporte, pour le freinage de l'arbre rotatif (3), une douille de freinage (23) pourvue d'ergots (22) sur l'un ou l'autre desquels peut-être engagée l'extrémité libre d'une manette de commande (20), cette douille de freinage étan-t montée rotative sur l'arbre (3) avec interposition d'une bague de frottement (25), cependant que des rondelles de frottement (27) sont disposées de part et d'autre.