Brevet FR2691539A1 — publié le 19931126

Banc d'essai à rouleaux pour véhicules automobiles L'invention concerne un banc d'essai à rou- leaux pour véhicules automobiles, comprenant au moins un essieu d'essai, au moins deux rouleaux pour chaque essieu d'essai, disposés axialement à distance l'un de l'autre et destinés à supporter deux roues de l'essieu avant ou de l'essieu arrière d'un véhicule automobile à essayer, ainsi qu'une machine de freinage et/ou d'en- traînement pour freiner les rouleaux entraînés par les roues du véhicule ou pour entraîner les rouleaux. Sur les bancs d'essai à rouleaux que l'on connaît pour véhicules automobiles, il faut une machine de freinage et/ou d'entraînement indépendante pour chaque rouleau tournant. L'invention vise à réaliser un tel banc d'essai de manière qu'il soit de construction plus simple et plus économique et qu'il permette néanmoins de simuler toutes les situations de marche essentielles d'un véhicule automobile avec une haute qualité de réglage. Selon l'invention, on obtient ce résultat par le fait qu'un mécanisme répartiteur est prévu, qui contient au moins un train planétaire, qu'un entraîne- ment superposé est prévu, qu'une première pièce tour- nante du train planétaire est reliée pour l'entraînement à la machine de freinage et/ou d'entraînement, qu'une deuxième pièce tournante du train planétaire est reliée pour l'entraînement à l'un des deux rouleaux et qu'une troisième pièce tournante du train planétaire est reliée pour l'entraînement à l'entraînement superposé, de 0 manière que la vitesse et le sens de rotation de l'en- traînement superposé soient superposés à la vitesse et au sens de rotation avec lesquels est entraîné le rouleau, si bien que la vitesse et le sens de rotation du rouleau dépendent des deux vitesses de rotation et des deux sens de rotation. Le banc d'essai à rouleaux selon l'invention permet d'appliquer des différences de vitesse de rota- tion exactement définies à la fois entre l'essieu avant et l'essieu arrière et entre le côté moteur gauche et le S côté moteur droit du véhicule automobile à tester Il devient ainsi possible de simuler, par exemple, des passages par des virages, ou de contrôler le comporte- ment lors de différentes situations d'antiblocage. D'autres modes de réalisation prévoient que le banc d'essai comporte un second train planétaire, qu'une première pièce tournante du second train planétaire est reliée pour l'entraînement à la machine de freinage et/ou d'entraînement et qu'une deuxième pièce tournante du second train planétaire est reliée pour l'entraîne-15 ment à un deuxième rouleau Une troisième pièce du second train planétaire peut être disposée non-rotative, mais il est possible aussi de relier une troisième pièce rotative du second train planétaire à l'entraînement superposé pouvant être relié lui-même, pour l'entraîne- ment, à un second entraînement superposé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la descrip- tion qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation préférés, mais nullement limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue de dessus d'un banc d'essai à rouleaux pour véhicules automobiles, selon l'invention, représenté schématiquement; la figure 2 montre de façon détaillée un essieu dtessai du banc d'essai à rouleaux selon la figure 1; la figure 3 montre de façon détaillée un autre mode de réalisation d'un essieu d'essai d'un banc d'essai à rouleaux pour véhicules automobiles selon l'invention; la fiaure 4 est une vue de dessus d'un autre mode de réalisation d'un banc d'essai à rouleaux pour véhicules automobiles, selon l'invention, représenté schématiquement; et 5 la figure 5 montre de façon détaillée un essieu d'essai du banc selon la figure 4. La figure 1 représente, par une vue de dessus, un banc d'essai à rouleaux pour véhicules automobiles, selon l'invention, qui est composé de deux unités de10 banc d'essai à rouleaux 10 et 12, possédant chacune un essieu d'essai théorique 14 et 16 Chaque unité de banc est utilisable indépendamment comme banc d'essai à rouleaux Dans le mode de réalisation montré par la figure 1, les deux unités 10 et 12 forment ensemble un 1 seul banc d'essai à rouleaux permettant de tester simultanément deux essieux, en particulier un essieu avant et un essieu arrière d'un véhicule automobile Les deux unités 10 et 12 sont installées mutuellement en opposition sur une fondation et la seconde unité 12 est réglable, suivant la double flèche 1 et à angle droit par rapport à la direction longitudinale des essieux, par rapport à la première unité de banc 14 La distance radiale des deux essieux d'essai 14 et 16 peut ainsi être adaptée à l'empattement de l'essieu avant et de l'essieu arrière de différents véhicules automobiles. Comme les différentes pièces des deux unités de banc 10 et 12 sont identiques, on décrira ci-après seulement la première unité 10 de manière détaillée. Cette unité comporte deux rouleaux 1 disposés axialement30 à distance lun de l'autre sur l'essieu d'essai 14 et sur lesquels sont placées la roue gauche et la roue droite correspondantes du véhicule automobile à tester; une machine de freinage et/ou d'entraînement 2 qui est une machine de freinage ou agit comme telle lorsque les 3 r rouleaux 1 sont entraînés, par l'intermédiaire des roues du véhicule appuyées sur eux, par le moteur du véhicule automobile à tester, et qui est réalisée comme un moteur ou agit comme tel lorsqu'elle doit elle-même entraîner les rouleaux 1, de sorte que ces derniers font alors tourner les roues du véhicule appuyées sur eux; un élément de liaison transmetteur de couple 3, par exemple sous la forme d'un embrayage, un mécanisme répartiteur 4, relié pour l'entraînement à la machine de freinage et/ou d'entraînement 2 par l'intermédiaire de l'élément de liaison 3, mécanisme qui contient au moins un train 1 planétaire et transmet la puissance de freinage des deux rouleaux 1 à la machine de freinage 2, ou la puissance d'entraînement de la machine 2 aux deux rouleaux 1; de même qu'un entraînement superposé 5 par lequel, par l'intermédiaire du mécanisme répartiteur 4, des vitesses de rotation supplémentaires peuvent être imprimées en superposition aux rouleaux 1, dans le sens suivant lequel ils tournent ou en sens contraire La machine 2 peut être une machine électrique qui fonctionne comme une génératrice pour le régime de freinage et comme un moteur pour le régime d'entraînement. On décrira ci-après l'unité de banc d'essai à rouleaux 10 de façon détaillée en référence à la figure 2 Le mécanisme répartiteur 4 contient deux trains planétaires 22 et 24, un premier engrenage conique 26 l 5 comportant une petite roue conique 27 et une grande roue conique 28, ainsi qu'un second engrenage conique 30 comportant un pignon conique d'attaque 32 et deux pignons coniques menés 33 et 34 qui sont en prise avec ce pignon d'attaque La machine de freinage et/ou Do d'entraînement 2 possède un arbre d'entrée ou de sortie 36 orienté à angle droit par rapport à l'essieu d'essai 14 et relié par un embrayage 38 à un arbre de roue conique 40, sur l'extrémité duquel éloignée de l'em- brayage 38 est calée la petite roue conique 27 du premier engrenage conique 26 La grande roue conique 28 du premier engrenage conique 26 est calée sur un arbre de répartition 42 qui s'étend suivant l'axe de l'essieu d'essai 14 et dont chacune des extrémités est solidaire d'un planétaire 44 des deux trains planétaires 22 et 24. Des satellites 46 sont montés rotatifs dans des porte- 5 satellites 48 et engrènent d'un côté avec le planétaire 44 et de l'autre côté avec une couronne 50 à denture intérieure Chaque porte-satellites 48 est solidarisé en rotation, par un embrayage 52, avec un axe de rouleau 54 Les couronnes 50 sont chacune solidaires en rotation j.rj d'une roue dentée 58 placée axialement à côté d'elle. Cette roue dentée 58 du premier train planétaire 22 est en prise avec une roue dentée 60 de diamètre nettement plus petit et qui est calée sur un premier arbre dit "de zéro" 62, sur lequel est calé également le pignon conique mené 33 La roue dentée 58 solidaire en rotation de la couronne 50 du second train planétaire 24, est en prise avec une roue dentée 64 de diamètre nettement plus petit et qui est calée sur un second arbre dit "de zéro" 66, sur lequel est calé aussi le second pignon conique mené 34. L'entraînement superposé 5 possède un arbre de sortie 67 orienté à angle droit par rapport à l'essieu d'essai 14 et relié par un embrayage 68 à un arbre 70 sur lequel est calé le pignon conique d'attaque 32 de l'engrenage conique 30. L'entraînement superposé 5 est de préférence un moteur, par exemple un moteur électrique Il peut cependant être formé aussi par un engrenage mû, par l'intermédiaire d'une transmission non représentée, par30 la machine d'entraînement 2 ou un autre moteur. Lorsque l'entraînement superposé 5 maintient les deux arbres de zéro 62 et 66 immobiles en rotation, les deux rouleaux 1 sont entraînés à une vitesse et avec un couple qui dépendent de la vitesse et du couple fourni par la machine de freinage et/ou d'entraînement 2, ou de la vitesse et du couple fourni par le moteur du véhicule à tester et dont les roues motrices s'appuient sur les rouleaux 1. Lorsque l'entraînement superposé fait tourner le pignon conique d'attaque 32 dans un certain sens par l'intermédiaire de son arbre de sortie 67, les deux arbres de zéro 62 et 66 sont également entraînés, par les pignons coniques menés 33 et 34, mais dans des sens de rotation mutuellement contraires De ce fait, la vitesse d'un rouleau 1 est accélérée et la vitesse de l'autre rouleau 1 est décélérée par l'intermédiaire des trains planétaires 22 et 24 Une inversion du sens de rotation des rouleaux 1 peut ainsi être produite égale- ment Ce principe de la superposition de puissances est connu sur des véhicules chenillés o il sert à la propulsion et la direction du véhicule au moyen des chenilles Dans son application à un banc d'essai à rouleaux, ce principe a l'avantage que même de très petites différences de vitesse de rotation entre les deux rouleaux 1 de l'essieu d'essai 14 peuvent être produites avec une grande précision On obtient ainsi un banc d'essai avec une très haute précision de réglage, laquelle est nettement supérieure à la précision de réglage avec laquelle peuvent être produites des vitesses de rotation et des différences de vitesse de25 rotation sur la machine de freinage et/ou d'entraînement 2 ou sur l'entraînement superposé 5 Un avantage sup- plémentaire est qu'il suffit d'une seule machine de freinage et/ou d'entraînement 2 pour les deux rouleaux 1 Les vitesses et les couples se répartissent unifor- mément sur les deux rouleaux 1 par le mécanisme répar- titeur 4, mais il est possible aussi de les appliquer seulement à l'un ou à l'autre de ces deux rouleaux. Alors que la puissance est répartie sur les deux rou- leaux 1 pendant le fonctionnement normal, la puissance35 des deux rouleaux peut être reportée sur un seul rouleau, sans que cela nécessite une machine de freinage et/ou d'entraînement 2 deux fois plus grande. Au cas o des superpositions de vitesses de rotation sont seulement nécessaires sur l'un des deux rouleaux 1, il suffit d'omettre l'arbre de zéro coor- donné à l'autre rouleau Dans ce cas, on peut également omettre le premier engrenage conique 30 et l'entraîne- ment superposé 5 peut être accouplé directement à l'arbre de zéro restant Un tel mode de réalisation estI O représenté sur la figure 3, o il est pourvu des mêmes références que celles utilisées dans la figure 2. L'unité de banc d'essai à rouleaux selon la figure 3 est tournée de 1801 par rapport à la représentation de la figure 2 et elle peut constituer une seconde unité de I 5 banc, par rapport à l'unité de banc selon la figure 2, comme l'unité de banc 12 sur la figure i En conformité avec cette possibilité, l'unité de banc de la figure 3 est pourvue de la référence 12 et son essieu d'essai porte la référence 16 La couronne 50 du second train 2 C planétaire 22 est solidarisée en rotation avec un carter 74, donc disposée non-rotative Les pièces portant les mêmes références sur la figure 3 que sur la figure 2 sont réalisées de façon identique et ont la même f onc- tion que sur la figure 2, de sorte qu'elles se seront pas décrites une nouvelle fois ici. Dans les modes de réalisation selon les figures 1, 2 et 3, le mécanisme répartiteur 4 se trouve dans l'espace 76 compris entre les deux rouleaux 1 La machine de freinage et/ou d'entraînement 2 et l'entraî- nement superposé 5 sont situés également dans cet espace intermédiaire 76 ou font saillie dans celui-ci Quand il n'y a pas de place pour cela, en raison du mécanisme répartiteur 4, ces organes peuvent se trouver aussi - comme l'entraînement superposé 5 selon la figure 2 - radialement à l'extérieur de cet espace intermédiaire 76 entre les deux rouleaux 1 Ce mode de réalisation fait gagner beaucoup de place lorsque la distance entre les rouleaux 1 est suffisamment grande pour que le mécanisme répartiteur 4 puisse être installé entre eux. Les figures 4 et 5 montrent un mode de réali- M sation dans lequel les rouleaux 1 sont disposés axia- lement à si faible distance l'un à côté de l'autre qu'il n'y a pas de place entre eux pour le mécanisme réparti- teur 4 Pour cette raison, le mécanisme répartiteur 4 de ce mode de réalisation est partagé en deux unités de répartition 4/1 et 4/2 Le premier train planétaire 22, comprenant la couronne 50 immobilisée en rotation sur le carter 74, se trouve dans ce cas axialement du côté d'un rouleau 1 qui est éloigné de l'autre rouleau 1 Le second train planétaire 24, comprenant la couronne 50 pouvant être tournée par l'entraînement superposé 5, se trouve axialement sur le côté extérieur de cet autre rouleau 1, côté qui est éloigné du rouleau 1 mentionné en premier Il n'y a pas de parties du mécanisme entre les deux rouleaux 1 L'arbre 42, accouplant en rotation les planétaires 44 des deux trains planétaires 22 et 24, s'étend à travers les deux rouleaux 1, sans cependant être relié en rotation à eux Le premier rouleau 1 est solidarisé en rotation, par des embrayages 52, avec le porte-satellites 48 du premier train planétaire 22. L'autre rouleau l est solidarisé en rotation, par d'autres embrayages 52, avec le porte-satellites 48 du second train planétaire 24 Le mode de réalisation selon la figure 5 fonctionne de la même façon que celui de la figure 3 Les différentes pièces ne seront donc pas30 décrites une nouvelle fois. L'unité de banc d'essai à rouleaux selon la figure 5 est désignée sur cette figure par 12/2 L'en- semble du banc d'essai à rouleaux pour véhicules auto- mobiles, peut être constitué de deux unités comme celle montrée sur la figure 5, auquel cas l'autre unité est installée axialement suivant un essieu d'essai 14, selon la figure 4 Les deux unités 12/2 et 10/1 constituent ensemble un banc d'essai à rouleaux pour véhicules automobiles avec lequel il est possible de tester simultanément l'essieu avant et l'essieu arrière d'un véhicule automobile, de même que la coopération des deux essieux du véhicule. Selon une variante de réalisation, chacun des trains planétaires 22 et 24 peut être pourvu aussi d'un entraînement superposé 5 qui lui est propre. REVENDICATIONS i Banc d' essai à rouleaux pour véhicules auto- mobiles, comprenant au moins un essieu d'essai ( 14, 16 >, au moins deux rouleaux (I) pour chaque essieu d'essai, S disposés axialement à distance l'un de l'autre et destinés à supporter deux roues de l'essieu avant ou de l'essieu arrière d'un véhicule automobile à essayer, ainsi qu'une machine de freinage et/ou d'entraînement ( 2) pour freiner les rouleaux ( 1) entraînés par les roues du véhicule ou pour entraîner les rouleaux ( 1), caractérisé en ce qu'un mécanisme répartiteur ( 4; 4-1, 4-2) est prévu, qui contient au moins un train plané- taire ( 22, 24), qu'un entraînement superposé ( 5) est prévu, qu'une première pièce tournante ( 44) du train planétaire ( 22, 24) est reliée pour l'entraînement à la machine de freinage et/ou d'entraînement ( 2), qu'une deuxième pièce tournante ( 48) du train planétaire est reliée pour l'entraînement à l'un des deux rouleaux ( 1) et qu'une troisième pièce tournante du train planétaire est reliée pour l'entraînement à l'entraînement super- posé ( 5), de manière que la vitesse et le sens de rotation de l'entraînement superposé ( 5) soient super- posés à la vitesse et au sens de rotation avec lesquels est entraîné le rouleau ( 1), si bien que la vitesse et25 le sens de rotation du rouleau dépendent des deux vitesses de rotation et des deux sens de rotation. 2 Banc d'essai à rouleaux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un second train planétaire ( 22) est prévu, qu'une première pièce tournante du second train planéraire ( 22) est reliée pour l'entraînement à la machine de freinage et/ou d'entraînement ( 2 X, qu'une deuxième pièce tournante ( 48) du second train planétaire ( 22) est reliée pour l'entraînement à un deuxième rouleau ( 1) et qu'une troisième pièce du second train planétaire ( 22) est disposée non tournante (figures 3 et ). il 3 Banc d'essai à rouleaux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un second train planétaire ( 22) est prévu, qu'une première pièce tournante ( 44 > du second train planétaire ( 22 > est reliée pour l'entraî- nement à la machine de freinage et/ou d'entraînement ( 2), qu'une deuxième pièce tournante ( 48) du second train planétaire ( 22) est reliée pour l'entraînement au deuxième rouleau ( 1) et qu'une troisième pièce tournante ( 50) du second train planétaire ( 22) est reliée à l'entraînement superposé ( 5), auquel est relié, pour l'entraînement, un second entraînement superposé ( 5). 4 Banc d'essai à rouleaux selon une des reven- dications 1 3, caractérisé en ce que les trains planétaires sont disposés essentiellement dans l'espace ( 76) compris axialement entre les deux rouleaux ( 1). Banc d'essai à rouleaux selon une des reven- dications 1 3, caractérisé en ce que les trains planétaires ( 22, 24 > sont disposés axialement à l'exté- rieur des deux rouleaux ( 1). 6 Banc d'essai à rouleaux selon une des reven- dications 1 4, caractérisé en ce qu'au moins deux essieux d'essai ( 14, 16) sont prévus et qu'à chaque essieu d'essai sont coordonnés au moins deux rouleaux ( 1), un mécanisme répartiteur ( 4), une machine de 2 Jfreinage et/ou d'entraînement ( 2) et au moins un en- traînement superposé ( 5) selon une des revendications précédentes. 7 Banc d'essai à rouleaux selon une des reven- dications 1 6, caractérisé en ce qu'au moins deux essieux d'essai ( 14, 16) sont prévus et qu'au moins l'un de ces essieux est réglable par rapport à l'autre, à angle droit par rapport à la direction longitudinale des essieux.