Brevet FR2764062A1 — publié le 19981204

DISPOSITIF DESTINE A TESTER LA SECURITE DE ROULEMENT DE VEHICULES AUTOMOBILES L'invention concerne un dispositif destiné à tester la sécurité de roulement de véhicules automobiles, comprenant des surfaces d'appui de roue sur lesquelles peuvent être placées des roues d'un véhicule automobile en vue d'induire une oscillation d'excitation dans les suspensions de roue, comprenant également un dispositif d'entraînement destiné à produire l'oscillation d'excitation dans les surfaces d'appui de roue, et comprenant finalement un dispositif de mesure de force destiné à mesurer les forces de réaction engendrées par l'oscillation d'excitation, un moteur d'entraînement du dispositif d'entraînement pouvant être couplé individuellement à chacune des deux surfaces d'appui de roue pour la transmission de la force d'entraînement, par un dispositif d'accouplement respectif. D'après le document DE-A 24 23 978 on connaît un dispositif destiné à déterminer le comportement d'un amortisseur disposé dans la suspension de roue d'un véhicule automobile. Le dispositif comprend deux rampes parallèles en tant que voie de guidage, sur lesquelles peut monter un véhicule automobile avec les roues d'un essieu dont les amortisseurs doivent être testés. Dans chaque rampe de la voie de guidage est prévu un générateur d'oscillations, qui comprend une plaque d'appui de roue à laquelle il est possible de faire subir une oscillation d'amplitude verticale au moyen 2 2764062 d'un moteur électrique couplé à un volant d'inertie. Ce mouvement d'amplitude verticale provoque une oscillation d'excitation de la suspension de roue comprenant un ressort et un amortisseur. Ce dispositif permet d'effectuer des mesures selon le principe EuSAMA (EuSAMA: European Shock Absorbers Manufacturers' Association). Des dispositifs destinés à tester des amortisseurs et des suspensions de roue, décrits dans d'autres publications (voir par exemple documents DE-A 27 23 527, EP 202 036 A2) présentent également un entraînement individuel comprenant un moteur électrique respectif pour chaque plaque d'appui de roue. D'après le document DE-B 26 30 998, on connaît un dispositif destiné à tester des amortisseurs d'un véhicule, qui comprend deux plaques d'appui de roue pour les roues d'un essieu du véhicule. Les plaques d'appui de roue sont guidées pour un mouvement d'amplitude verticale à l'aide de bras oscillants à ressort, et sont mises en oscillation par l'intermédiaire de générateurs d'oscillation à balourd en révolution, qui peuvent être entraînés par un moteur d'entraînement disposé de manière centrale, par l'intermédiaire d'embrayages et d'arbres de transmission articulés. Cela permet la mesure séparée souhaitée, sur la roue droite et la roue gauche, et donc sur l'amortisseur respectivement associé. D'après le document DE 37 23 476 Ai on connaît un poste de test à secousses pour véhicules, comprenant 3o une table à secousses ou table vibrante destinée à recevoir les roues de véhicule d'un essieu du véhicule. Un moteur d'entraînement entraîne la table vibrante en un mouvement vibratoire vertical. Dans le cas de l'utilisation de deux tables vibrantes pour l'essieu avant et l'essieu arrière, chaque table vibrante est entraînée par un moteur d'entraînement, ces moteurs 3 2764062 pouvant être couplés selon les besoins, par l'intermédiaire d'un accouplement. Dans la table vibrante peuvent être montés, pour les deux roues, deux dispositifs de levée distincts permettant un soulèvement des deux surfaces d'appuis de roue. Les dispositifs de levée peuvent être réalisés sous la forme de dispositifs de levée mécaniques à bras articulés croisés et peuvent être actionnés pneumatiquement, indépendamment l'un de l'autre, en vue de régler de manière quelconque la fréquence, la durée et la séquence d'actionnement du mouvement de levée. D'après le document DE-B 24 14 171, on connaît un appareil de mesure destiné à mesurer l'effet d'amortissement d'amortisseurs, comprenant deux surfaces d'appui de roue distinctes destinées à recevoir chacune une roue d'un essieu d'un véhicule. Sur chaque surface d'appui de roue est prévu un mécanisme de transmission à excentrique à l'aide duquel la surface d'appui de roue peut être mise en un mouvement d'oscillation. Les deux mécanismes de transmission à excentrique sont couplés de manière fixe l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un arbre et sont entraînés simultanément par l'intermédiaire d'un moteur d'entraînement. D'après le document DE-B 26 45 403, on connaît un dispositif destiné à tester des amortisseurs d'un véhicule, dans lequel une roue de véhicule reposant sur une plaque d'appui de roue est mise en oscillation au moyen d'un dispositif générateur d'oscillation à balourd entraîné par un moteur d'entraînement. En fonction de la vitesse d'oscillation de la plaque d'appui de roue, un régulateur commande l'amplitude de la plaque d'appui de roue au moyen du dispositif générateur d'oscillation à balourd. D'après le document DE 33 20 570 Cl, on connaît un dispositif destiné à tester des amortisseurs de véhicules à l'état monté, le dispositif présentant 4 2764062 une surface d'appui de roue guidée verticalement pour un mouvement d'oscillation. Cette surface d'appui de roue est entraînée par un moteur d'entraînement, par l'intermédiaire d'une transmission à excentrique, une barre de torsion et un système de bras articulés à parallélogramme. Pour mesurer simultanément les deux suspensions de roue d'un essieu du véhicule, il est possible de combiner deux dispositifs de ce genre. La présente invention vise un dispositif de ce type, qui soit d'un mode de construction et d'un fonctionnement simples. On y parvient, pour un dispositif du type indiqué au début du présent mémoire, par le fait que les deux dispositifs d'accouplement sont réalisés sous la forme de roues libres, qui sont actives dans des sens de rotation opposés pour la transmission de la force d'entraînement et peuvent être commandées par inversion du sens de rotation du moteur d'entraînement. Selon une configuration avantageuse de l'invention, les surfaces d'appui de roue gauche et droite pour tester les roues d'un essieu sont guidées de manière à être mobiles verticalement et peuvent être mises en oscillation verticale par une transmission à excentrique respective. Selon une autre caractéristique de l'invention, un tourillon d'arbre du moteur d'entraînement est couplé à une masse d'inertie. Par ailleurs, le moteur d'entraînement peut avantageusement être un moteur électrique. Conformément à l'invention, pour l'exécution d'un test, on fait fonctionner le moteur d'entraînement ou moteur électrique dans un premier sens de rotation en entraînant ainsi l'une des transmissions à excentrique, et ensuite dans le sens de rotation inverse en entraînant ainsi l'autre transmission à excentrique. Selon un mode de réalisation particulièrement 2764062 avantageux, les surfaces d'appui de roue sont guidées verticalement par des roulements à billes. Suivant une caractéristique de construction particulièrement avantageuse, des accouplements élastiques sont montés entre les tourillons d'arbre des deux côtés du moteur électrique et les roues libres respectives. Par la configuration conforme à l'invention, on réalise un entraînement particulièrement simple et fiable d'un dispositif de test selon l'invention. Les deux dispositifs d'accouplement, qui sont notamment des roues libres, sont actionnés uniquement par le sens de rotation que l'on a réglé pour le moteur d'entraînement et notamment le moteur électrique, et sont mis en marche ou arrêtés quant à leur transmission de force de rotation. Une commande d'un accouplement d'un autre mode de réalisation, à actionner en supplément durant le fonctionnement du dispositif, n'est pas nécessaire. Cela entraîne également une simplification de l'utilisation et le fonctionnement du dispositif devient plus fiable. Le moteur d'entraînement peut également être un moteur hydraulique. Grâce aux paliers d'excentrique sur l'arbre d'excentrique sous la plaque de test, on obtient un couplage direct de la plaque de test reposant sur les paliers. On évite un système de paliers de montage à ressort, connu de l'état de la technique, et qui constitue un système vibratoire propre. Des leviers de renvoi ou des systèmes à tiges sont également inutiles. Les masses en oscillation verticale deviennent plus petites. Grâce aux guidages à billes, le dispositif de support et de guidage de la surface d'appui de roue ou de la plaque de test est guidé avec des frottements particulièrement réduits, de sorte que l'on atteint une grande précision de mesure. Dans la suite, l'invention va être explicitée 6 2764062 plus en détail en se référant à un exemple de réalisation et au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une représentation schématique d'un dispositif conforme à l'invention, en vue de dessus; Fig. 2 un moteur d'entraînement d'un dispositif conforme à l'invention, comprenant des deux côtés, les dispositifs d'accouplement, en vue de côté et selon une coupe partielle; Fig. 3 un dispositif à excentrique avec une surface d'appui de roue correspondante, en vue de côté et selon une coupe partielle (prolongement de la figure 2 vers la gauche); Fig. 4 un dispositif à excentrique droit avec une surface d'appui de roue correspondante, en vue de côté et selon une coupe partielle (prolongement de la figure 2 vers la droite) et Fig. 5 le dispositif à excentrique avec la surface d'appui de roue correspondante, selon une vue en section transversale d'après la ligne de coupe A-A de la figure 3. Un dispositif conforme à l'invention, destiné à tester la sécurité de roulement de véhicules automobiles, comprend un châssis 1 (voir représentation de principe sur la figure 1), sur lequel sont agencées une plaque de test gauche 2 et une plaque de test droite 2' en guise de surfaces d'appui de roue respectivement pour une roue gauche et une roue droite d'un essieu d'un véhicule automobile. Les plaques de test 2, 2' sont montées de manière mobile en direction verticale par des dispositifs de guidage 3, 3' (voir figures 3 et 4), et il est possible de leur conférer un mouvement de vertical d'oscillation par l'intermédiaire d'une transmission à excentrique 4, 4' respective. Des arbres d'entraînement 5, 5' des transmissions à excentriques 4, 7 2764062 4' peuvent être couplés et désaccouplés en rotation, par l'intermédiaire de dispositifs d'accouplement 6, 6' respectifs, à ou d'un moteur électrique 7 d'entraînement, central, pour la transmission de la force d'entraînement. Une masse d'inertie 8 est fixée concentriquement, en en étant solidaire en rotation, à un tourillon d'arbre 9' droit du moteur électrique 7. Sur la masse d'inertie 8, présentant par exemple une forme de disque, est vissée une pièce d'arbre intermédiaire 10 sur laquelle est fixée une douille 11' à l'aide d'une clavette 12'. Une douille 11 comparable est fixée par l'intermédiaire d'une clavette 12, sur un tourillon d'arbre gauche 9 du moteur électrique 7. Sur les deux côtés axialement opposés du moteur électrique 7, un élément d'accouplement 13, 13' élastique, de forme annulaire, est fixé à la douille 11, 11' d'une part, et est vissé d'autre part à un logement de roue libre 14, 14' de forme annulaire d'une roue libre 15, 15' formant le dispositif d'accouplement 6, 6'. La roue libre 15, 15' est montée en rotation sur un arbre de liaison 16, 16' et peut transmettre un couple dans un sens de rotation lorsque la vitesse de rotation du logement de roue libre 14, 14' est supérieure à celle de l'arbre de liaison 16, 16'. Dans ce cas, la rotation de l'arbre du moteur électrique 7 entraîne l'arbre de liaison 16, 16', alors que dans le sens de rotation opposé du moteur électrique 7, il ne se produit pas de couplage en rotation entre l'arbre entraîné du moteur 3() électrique 7 et l'arbre de liaison 16, 16' de prolongement. L'élément d'accouplement 13, 13' possède des pièces d'amortissement en caoutchouc, de sorte qu'il est élastique en rotation et peut compenser un déport radial, axial et angulaire. L'arbre de liaison 16, 16' est couplé au moyen d'une douille 17, 17' (voir figure 4), à un arbre 8 2764062 d'excentrique 18, 18' de la transmission à excentrique 4, 4', qui est monté sur une plaque de palier 21, 21' dans le châssis 1, à l'aide de deux paliers d'arbre 19, et respectivement 19', 20' (par exemple des roulements à billes) à distance l'un de l'autre (voir figures 3 et 4). Entre chacun des deux paliers d'arbre 19, 20 et respectivement 19', 20' est prévu un roulement à billes d'excentrique 22, 23 et respectivement 22', 23', qui est disposé sur une bague de palier intérieure 24, 25 et respectivement 24', 25' excentrée, solidaire en rotation de l'arbre d'excentrique 18, 18' Une bague de palier extérieure 26, 27 et respectivement 26', 27' recevant le roulement à billes 22, 23 et respectivement 22', 23' effectue ainsi, en raison de l'excentricité de 3 mm de la bague de palier intérieure 24, 25 et respectivement 24', 25', un mouvement vertical d'une course de déplacement totale de 6 mm pour un tour de l'arbre d'excentrique 18, 18'. Sur chaque bague de palier extérieure 26, 27 et respectivement 26', 27' repose une traverse 28, 28' d'un ensemble de construction de support et de guidage de la surface d'appui de roue ou plaque de test 2, 2'. Sur chaque traverse 28, 28' sont prévues, des deux côtés de l'arbre d'excentrique 18, 18', deux unités de guidage linéaire 3, 3' d'orientation verticale, qui présentent une douille de palier 30, 30' s'étendant vers le bas à partir de la traverse 28, 28' et comportant une cage à billes 31, 31' dont les billes sont disposées sur un tourillon de palier 32, 32' de la plaque de base 21, 21', dirigé verticalement vers le haut, et guident radialement sans jeu les douilles de palier 30, 30' tout en autorisant un mouvement axial et donc vertical à faible frottement. Les dispositifs de mesure de forces sur les plaques de test 2, 2', ainsi qu'une électronique de traitement des données appropriée sont connus en soi et 9 2764062 ne sont donc pas représentés plus en détail. Seule est montrée la position d'un capteur de force 33, sur la figure 5. Pour mesurer le comportement de la suspension de roue en réaction à l'oscillation d'excitation qui lui a été transmise, et notamment des propriétés d'amortissement de la suspension de roue et de l'amortisseur, les roues d'un essieu d'un véhicule automobile sont placées sur les plaques de test gauche et droite 2, 2'. Pour mesurer la première suspension de roue, par exemple la suspension de roue gauche, le moteur électrique 7 entraîné est rendu solidaire en rotation, par l'intermédiaire de la roue libre gauche , à la transmission à excentrique 4, tandis que la roue libre droite 15', qui agit de manière opposée, est ouverte. Après une opération de test se déroulant selon le principe EuSAMA, c'est à dire excitation de la surface d'appui de roue avec une fréquence de par exemple 25 Hz, l'alimentation en courant du moteur électrique 7 est interrompue, à la suite de quoi la masse d'inertie 8 achève sa marche par inertie en raison du frottement existant dans la suspension de roue et dans le dispositif. A cette occasion on passe par la plage de résonance de la suspension de roue et l'on relève la force d'appui au sol de la roue. Le moteur électrique 7 est ensuite entraîné dans le sens de rotation opposé, la roue libre gauche 15 étant alors ouverte et la roue libre droite 15' établissant un couplage du moteur électrique 7 à la transmission à excentrique droite 4' de la plaque de test droite 2', à la suite de quoi on effectue ici également une opération de test et de mesure. l0 2764062 REVENDICATIONS. 1. Dispositif destiné à tester la sécurité de roulement de véhicules automobiles, comprenant des surfaces d'appui de roue sur lesquelles peuvent être placées des roues d'un véhicule automobile en vue d'induire une oscillation d'excitation dans les suspensions de roue, comprenant également un dispositif d'entraînement destiné à produire l'oscillation d'excitation dans les surfaces d'appui de roue, et comprenant finalement un dispositif de mesure de force destiné à mesurer les forces de réaction engendrées par l'oscillation d'excitation, un moteur d'entraînement du dispositif d'entraînement pouvant être couplé individuellement à chacune des deux surfaces d'appui de roue pour la transmission de la force d'entraînement, par un dispositif d'accouplement respectif, caractérisé en ce que les deux dispositifs d'accouplement (6, 6') sont réalisés sous la forme de roues libres (15, 15'), qui sont actives dans des sens de rotation opposés pour la transmission de la force d'entraînement et peuvent être commandées par inversion du sens de rotation du moteur d'entraînement (7). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces d'appui de roue gauche et droite (2, 2') pour tester les roues d'un essieu sont guidées de manière à être mobiles verticalement et peuvent être mises en oscillation verticale par une transmission à excentrique (4, 4') Il 2764062 respective. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un tourilion d'arbre du moteur d'entraînement (7) est couplé à une masse d'inertie (8). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement est un moteur électrique (7). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que pour l'exécution d'un test, on fait fonctionner le moteur d'entraînement ou moteur électrique (7) dans un premier sens de rotation en entraînant ainsi l'une des transmissions à excentrique (4 ou 4'), et ensuite dans le sens de rotation inverse en entraînant ainsi l'autre transmission à excentrique (respectivement 4' ou 4). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les surfaces d'appui de roue (2, 2') sont guidées verticalement par des roulements à billes (30, 31, 32). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'entre les tourillons d'arbre (9, 9') des deux côtés du moteur électrique (7) et les roues libres (15, 15') respectives, sont montés des accouplements (13, 13') élastiques.