Brevet FR2909175A1 — publié le 20080530

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE DU COUPLE RESIDUEL SUR UNE ROUE DE VEHICULE. La présente invention concerne un procédé de mesure du couple résiduel sur une roue de véhicule, en particulier de véhicule automobile. Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Lors de diagnostics ou de réparations concernant le freinage d'un véhicule, il peut apparaître que les roues, en particulier les roues avant, présentent un important couple résiduel. Le besoin existe de mesurer la valeur de ce couple. En l'absence d'une installation appropriée de type 15 banc de mesure, on est dans l'impossibilité d'évaluer l'importance de ce défaut. Le brevet français n 95 06215 décrit un procédé de diagnostic de freinage d'un véhicule automobile. Selon ce procédé, on analyse le comportement dynamique du véhicule 20 sur un banc de freinage à rouleaux en comparant au moins trois paramètres essentiels de la fonction de freinage à une courbe nominale d'évolution du glissement des roues, puis on qualifie les anomalies ainsi relevées et on les combine entre elles pour obtenir une note de la fonction de 25 freinage. Les trois paramètres essentiels peuvent être la vitesse du véhicule, la force ou le couple de freinage au niveau du contact roue/sol et le glissement du véhicule au niveau de ce contact. On surveille également la pression du circuit hydraulique. 30 Toutefois, ce procédé de diagnostic, connu de l'art antérieur, ne permet pas de mettre en évidence ce type de défaut constitué par l'existence d'un couple résiduel. Le but de la présente invention est de fournir un procédé de mesure du couple résiduel sur une roue de 35 véhicule, en particulier de véhicule automobile. C'est également un but de la présente invention de fournir un procédé de mesure du couple résiduel, qui puisse 2909175 2 être mis en oeuvre facilement et permettre d'obtenir une valeur précise du couple résiduel sur les roues. Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de mesure du couple résiduel sur une roue de 5 véhicule, en particulier de véhicule automobile, pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention, qui soit de conception simple, de fabrication aisée, qui soit précis, fiable et économique. Pour parvenir à ces buts, la présente invention 10 propose un nouveau procédé de mesure du couple résiduel sur une roue de véhicule. Selon ce procédé, on déplace une masse, de poids déterminé, rapportée sur la roue, à partir du centre de la roue et selon une direction radiale et horizontale, et on mesure la distance de ladite masse au centre de la roue au moment où la roue commence à tourner, le couple résiduel étant obtenu en multipliant ladite distance mesurée par ledit poids de ladite masse. Avant de déplacer la masse selon une direction horizontale, on fait tourner la roue dans une position angulaire de référence, de façon à placer la ligne de déplacement de la masse dans un plan bien horizontal. Avant de faire tourner la roue dans une position angulaire de référence, on place la masse en position confondue avec le centre de la roue. La présente invention propose également un dispositif de mesure du couple résiduel sur une roue de véhicule, pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus dans son principe. Ce dispositif comporte : - une règle graduée, fixée rigidement, de manière 30 amovible, à la roue et s'étendant selon la direction d'un diamètre de la roue, des moyens pour fixer, de façon amovible, la règle graduée à la roue, des moyens pour s'assurer que la règle graduée est 35 en position selon une direction bien horizontale, - une masse, 2909175 3 - un support de masse, auquel la masse est suspendue, fixé, de manière amovible sur la règle graduée, et pouvant être déplacé sur cette dernière, - des moyens pour déplacer le support de masse sur la 5 règle graduée. De manière préférentielle, les moyens pour fixer, de façon amovible, la règle graduée à la roue sont constitués par une paire de mors, montés mobiles en translation le long de la règle graduée, diamétralement opposés par rapport à la 10 roue, qui serrent la roue de part et d'autre de celle-ci. Il est prévu un système mécanique de déplacement des mors, de façon qu'ils se déplacent ensemble vers le centre de la roue ou s'éloignent ensemble du centre de la roue. De préférence, le système mécanique de déplacement des 15 mors est constitué par un système de type tige filetée/ écrous. De manière préférentielle, la tige filetée comporte un filetage à droite et un filetage à gauche, et des volants à ses deux extrémités, de façon que, lorsqu'un opérateur 20 tourne l'un des volants, les mors se rapprochent ou s'éloignent du centre de la règle graduée. La règle graduée peut être avantageusement graduée du centre vers ses extrémités, sur une longueur allant de 0 à 500 mm environ, et graduée tous les 10 mm, de façon à 25 obtenir une bonne précision de la mesure. Les moyens pour s'assurer que la règle graduée est en position bien horizontale avant de commencer la mesure sont, de préférence, constitués par au moins un niveau placé sur la règle graduée. Selon un mode préféré de réalisation du dispositif, il est prévu deux niveaux, placés à l'une et à l'autre extrémité de la règle graduée. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention également, les moyens pour déplacer le support de masse sur la règle graduée sont constitués par un mécanisme de type pignon/crémaillère, lequel mécanisme comprend un pignon, 2909175 4 solidaire en translation du support de masse, et une crémaillère solidaire de la règle graduée. De préférence, une molette est prévue, montée sur le support de masse, solidaire en rotation du pignon, de 5 manière à permettre à un opérateur d'effectuer un déplacement précis du support de masse sur la règle graduée. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention également, le support de masse est monté mobile sur la règle graduée avec un jeu selon la direction verticale, de manière 10 à obtenir un moyen de déplacement plus rapide du support de masse sur la règle graduée en soulevant légèrement le support de masse de la règle graduée, par conséquent en libérant les dents du pignon des dents de la crémaillère. Les mors sont, de préférence, équipés de petites 15 dents, de façon à mieux agripper la surface périphérique du pneumatique de la roue. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de 20 la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 représente, de manière très schématique, le principe du procédé de mesure du couple résiduel sur une roue de véhicule, en phase initiale, selon la présente 25 invention, - la figure 2 est une vue de dessus du schéma de principe de la figure 1, - la figure 3 représente, de manière très schématique, le principe du procédé de mesure du couple résiduel sur une 30 roue de véhicule, en phase finale, selon la présente invention, - la figure 4 est une vue frontale, en perspective, schématique, du dispositif de mesure du couple résiduel sur une roue de véhicule, selon la présente invention, 35 - la figure 5 est une vue arrière, en perspective, schématique, du dispositif de la figure 4, 2909175 5 - la figure 6 est une vue frontale, en coupe partielle, du dispositif selon la présente invention, monté sur une roue de véhicule, et - la figure 7 est une vue latérale du dispositif de la 5 figure 6, selon la flèche F de la figure 6. En référence aux figures 1, 2 et 3, est décrit ci-dessous le principe sur lequel reposent le procédé et le dispositif de mesure du couple résiduel sur une roue 1 de véhicule, en particulier de véhicule automobile, selon la 10 présente invention. Un couple, en mécanique, désigne l'effort en rotation appliqué à un axe. Il est mesuré en Newton-mètre (Nm). Il se compose de deux valeurs : une force et un bras de levier. Le principe du procédé de l'invention est un principe 15 de mesure de type balance, par conséquent basé sur les lois de la mécanique et réalisant l'équilibre entre deux forces. Il s'exprime comme suit : - on déplace une masse m , de poids P, couplée à la roue 1, à partir du centre 0 de la roue 1 selon une 20 direction radiale et horizontale illustrée par le demi axe OX', et - on mesure la distance - référencée D sur la figure 3 - entre la masse m et le centre 0 de la roue 1, confondu avec la graduation 0 de la règle graduée, au moment où la 25 roue 1 commence à tourner, le couple résiduel étant obtenu en multipliant cette distance, référencée D sur la figure 3, par la valeur P de la masse m. Pour mesurer le couple résiduel sur la roue 1, celle-ci est fixée dans un dispositif qui est décrit ci-après, et 30 placée ensuite dans une position angulaire de référence, de telle manière que le déplacement de la masse m s'effectue selon une direction parfaitement horizontale, représentée par l'axe XOX'. Cette condition équivaut mutatis mutandis à la condition d'une balance juste, c'est-àdire une balance 35 qui reste horizontale lorsqu'on place des poids égaux dans chacun des deux plateaux. 2909175 6 De plus, avant tout déplacement selon l'axe horizontal X0X', la masse m est placée sur un support de masse 2 et ce support de masse est, de manière initiale, centré sur la roue 1, comme on peut le voir sur la figure 1. 5 Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ainsi exposé dans son principe est décrit ci-après en référence aux figures 1 à 7, et de manière plus détaillée en référence aux figures 4 à 7. Il comporte : une règle graduée, de référence générale 3, 10 solidaire en rotation de la roue 1 et disposée selon la direction d'un diamètre de la roue 1, des moyens pour fixer, de façon amovible, la règle graduée 3 à la roue 1, des moyens pour fixer la règle graduée 3 en position 15 selon une direction bien horizontale, illustrée par l'axe X0X', - une masse m, de poids P, - un support de la masse 2, fixé de manière amovible sur la règle graduée 3, et 20 - des moyens pour déplacer le support de masse 2 sur la règle graduée 3. La règle graduée 3 est un ensemble équilibré d'une longueur d'environ 1200 mm. Cette règle 3 est graduée sur une longueur L, du centre 0 vers ses deux extrémités, de 0 à 25 500mm, par exemple. Elle est graduée tous les 10 mm, par exemple, de façon à avoir une précision d'environ 1 Newton-mètre avec une masse m d'un poids de 10 daN. Les moyens pour fixer, de manière amovible, la règle graduée 3 à la roue 1, sont constitués par des mors, 4a et 30 4b, en forme de secteurs cylindriques rectangulaires adaptés à la surface périphérique de la roue 1. Les mors 4a et 4b sont diamétralement opposés par rapport à la roue 1. Ils sont solidaires en rotation de la règle graduée 3 et montés mobiles en translation le long de la règle graduée 3. Ils 35 serrent la roue 1, de façon à la rendre solidaire du dispositif, la surface des mors 4a et 4b étant en contact de serrage avec la surface extérieure du pneumatique de la roue 2909175 7 1. Les mors 4a, 4b, peuvent être équipés de petites dents, de façon à mieux agripper la surface extérieure du pneumatique de la roue 1. Une tige filetée 5 (figure 6), située à l'intérieur de 5 la règle graduée 3, comporte un filetage à gauche et un filetage à droite, de manière que, lorsque l'opérateur tourne l'un des volants 6a, 6b, les mors 4a, 4b, se rapprochent ou s'éloignent de la graduation 0 de la règle graduée 3. Les mors 4a, 4b, sont, de préférence, déplacés le 10 long de la règle graduée 3 par un système de type vis écrou formé par la tige filetée 5 et les écrous de guidage 7a, 7b, solidaires et en extension des mors 4a, 4b, respectivement. Le serrage des mors 4a, 4b, sur la roue 1 est obtenu par un système de déplacement des mors qui peut être un 15 système de type vis écrou, mais aussi un système de type grenouillère arc-boutement. Les moyens pour fixer la règle graduée 3 en position selon une direction bien horizontale, illustrée par l'axe X0X', sont constitués par deux niveaux à bulle, référencés 20 11a et 11b sur les figures 1 et 3. Les deux niveaux, 11a et 11b, sont placés sur la règle graduée 3, à l'une et à l'autre extrémité de la règle graduée 3, respectivement. Les moyens pour déplacer le support de masse 2 sur la règle graduée 3 sont constitués par un mécanisme de 25 transmission de mouvement de type pignon crémaillère, qui comprend un pignon 8, solidaire en translation du support de masse 2, et une crémaillère 9 qui s'étend sur la partie supérieure de la règle graduée 3. La rotation du pignon 8 entraîne le déplacement en translation de ce dernier sur la 30 crémaillère 9, et par conséquent le déplacement du support de masse 2 le long de la règle graduée 3. Le support de masse 2 peut être déplacé de manière relativement rapide en le soulevant légèrement de la règle graduée 3, de façon à dégager les dents du pignon 8 des 35 dents de la crémaillère 9. Le support de masse 2 peut être soulevé grâce au jeu de déplacement rapide, référencé j sur le dessin de la figure 6. 2909175 8 Le support de masse 2 peut être également déplacé de manière précise grâce à la molette 10, qui entraîne le pignon 8 en translation sur la crémaillère 9. La procédure de mesure du couple résiduel d'une roue 5 de véhicule, en particulier de véhicule automobile, se déroule de la manière suivante : -on dissocie la masse m du support de masse 2 ; il suffit pour cela de faire glisser la masse m et la sortir de son logement de guidage, en queue d'aronde par exemple, 10 usiné dans le support de masse 2, - suivant le diamètre extérieur de la roue 1, on effectue un pré positionnement des mors 4a, 4b, pour faciliter la mise en place de l'ensemble, - on place la règle graduée 3 sur la roue 1, en 15 serrant les mors 4a, 4b, sur la surface extérieure du pneumatique de la roue 1, - les mors 4a, 4b maintenant solidement la règle graduée 3 sur la roue 1, on centre le support de masse 2, sans la masse, sur la graduation 0, qui indique le centre de 20 la roue 1, - on place la masse m sur le support de masse 2, -on tourne la roue 1 jusqu'à ce que les niveaux à bulle 11a, 11b indiquent que la règle graduée est bien horizontale, 25 - on déplace par translation le long de la règle graduée 3, d'un côté ou de l'autre par rapport à la graduation 0 de la règle graduée 3, l'ensemble constitué par le support de masse 2 et la masse m qui lui est suspendue, ce déplacement pouvant être effectué de façon rapide ou de 30 façon plus précise en utilisant la molette 10, - dès que la roue 1 se met à tourner, on lit la graduation où se trouve le support de masse 2 sur la règle graduée 3, de façon à déterminer la mesure de la distance D du support de masse 2 au centre 0, 35 - on obtient la couple résiduel, en Newton-mètres, en multipliant cette distance D, en mètres, par la valeur P, en Newtons, de la masse m. 2909175 9 Le dispositif et le procédé selon la présente invention, tels que décrits ci-dessus, présentent l'avantage d'être simple d'utilisation. De plus, la mise en oeuvre du procédé de l'invention ne nécessite pas de moyens 5 importants : il suffit de disposer d'un cric, ou d'un pont de réparation, ou de tout autre moyen permettant de soulever la roue du sol, de manière à pouvoir la faire tourner librement. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée 10 aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure du couple résiduel sur une roue (1) d'un véhicule, notamment un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'on déplace une masse (m), de poids déterminé (P), rapportée sur la roue (1), à partir du centre (0) de la roue (1) et selon une direction radiale et horizontale (OX'), et on mesure la distance (D) de ladite masse (m) au centre (0) de la roue (1) au moment où la roue (1) commence à tourner, le couple résiduel étant obtenu en multipliant ladite distance (D) mesurée par ledit poids (P) de ladite masse (m). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, avant de déplacer la masse (m) selon une direction horizontale (OX'), on fait tourner la roue (1) dans une position angulaire de référence, de façon à placer la ligne de déplacement (OX') de la masse (m) dans un plan bien horizontal. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, de plus, avant de faire tourner la roue (1) dans une position angulaire de référence, on place la masse (m) en une position confondue avec le centre de la roue (0), 4. Dispositif de mesure du couple résiduel sur une roue (1) de véhicule, pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte : - une règle graduée (3), fixée rigidement, de manière amovible, à la roue (1) et s'étendant selon la direction d'un diamètre de la roue (1), - des moyens (4a, 4b) pour fixer, de façon amovible, la règle graduée (3) à la roue (1), - des moyens (11a, 11b) pour s'assurer que la règle graduée (3) est en position selon une direction bien horizontale (XOX'), - une masse (m), 2909175 11 - un support de masse (2), auquel la masse (m) est suspendue, fixé, de manière amovible sur la règle graduée (3), et pouvant être déplacé sur cette dernière, - des moyens pour déplacer (8, 9) le support de masse 5 (2) sur la règle graduée (3). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pour fixer, de façon amovible, la règle graduée (3) à la roue (1) sont constitués par une paire de mors (4a, 4b), montés mobiles en translation le long de la 10 règle graduée (3), diamétralement opposés par rapport à la roue (1), qui serrent la roue (1) de part et d'autre de celle-ci. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu un système mécanique de déplacement (5, 15 7a, 7b) des mors (4a, 4b), de façon qu'ils se déplacent ensemble vers le centre (0) de la roue (1) ou s'éloignent ensemble du centre (0) de la roue (1). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système mécanique de déplacement des mors (4a, 4b) 20 est constitué par un système de type tige filetée (5)/ écrous (7a, 7b). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tige filetée (5) comporte un filetage à droite et un filetage à gauche, et des volants (6a, 6b) disposés 25 respectivement à ses deux extrémités, de façon que, lorsqu'un opérateur tourne l'un des volants (6a, 6b), les mors (4a, 4b) se rapprochent ou s'éloignent du centre (0) de la règle graduée (3). 9. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8, 30 caractérisé en ce que la règle graduée (3) est graduée du centre (0) vers ses extrémités, de 0 à 500 mm environ. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 9, caractérisé en ce que la règle graduée (3) est graduée tous les 10mm, de façon à obtenir 35 une bonne précision de la mesure. 11. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que les moyens pour s'assurer que la règle 2909175 12 graduée est en position selon une direction bien horizontale (X0X') sont constitués par au moins un niveau (11a ; 11b) placé sur la règle graduée (3). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé 5 en ce qu'il est prévu deux niveaux (11a, 11b), placés à l'une et à l'autre extrémité de la règle graduée (3). 13. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 12, caractérisé en ce que les moyens pour déplacer le support de masse (2) sur la règle graduée (3) sont constitués par un 10 mécanisme de type pignon (8)/ crémaillère (9), lequel mécanisme comprend un pignon (8), solidaire en translation du support de masse (2), et une crémaillère (9) solidaire de la règle graduée (3). 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé 15 en ce qu'une molette (10), montée sur le support de masse (21), est solidaire en rotation du pignon (8), de manière à permettre à un opérateur d'effectuer un déplacement précis du support de masse (2) sur la règle graduée (3). 15. Dispositif selon les revendications 13 et 14, 20 caractérisé en ce que le support de masse (2) est monté mobile sur la règle graduée (3) avec un jeu (j) selon la direction verticale, de manière à obtenir un moyen de déplacement plus rapide du support de masse (2) sur la règle graduée (3) en soulevant légèrement le support de masse (2) 25 de la règle graduée (3), par conséquent en libérant les dents du pignon (8) des dents de la crémaillère (9). 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 15, caractérisé en ce que les mors (4a, 4b) sont équipés de petites dents, de façon à mieux agripper 30 le pneumatique de la roue (1).