Brevet FR2916272A1 — publié le 20081121

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 in situ d'une installation appropriée 15 de type banc de mesure, on est dans l'impossibilité d'évaluer l'importance de ce défaut. On connaît déjà, selon le document FR 06 55153, un procédé de mesure du couple résiduel sur une roue de véhicule, qui utilise le principe de la balance romaine. 20 Ce procédé est mis en oeuvre avec une règle graduée qui est fixée sur la roue. Sur cette règle, on peut déplacer une masse. On éloigne progressivement la masse du centre de la roue. A une certaine distance du centre, la roue commence à tourner. On relève alors, sur les graduations 25 de la règle, la valeur de cette distance. Le couple résiduel est représenté par le produit de cette distance mesurée par le poids de la masse. L'utilisation de ce procédé présente l'inconvénient de reposer essentiellement sur une manipulation qui 30 requiert de l'attention et du doigté. Le but de la présente invention est de fournir un nouveau procédé de mesure du couple résiduel sur une roue de véhicule, qui permette d'obvier à l'inconvénient mentionné ci-dessus. 35 Un autre but de la présente invention est de fournir un dispositif de mesure du couple résiduel pour la mise en oeuvre du nouveau procédé de l'invention. Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel dispositif de mesure du couple résiduel, qui soit de conception simple, de mise en oeuvre aisée, qui soit robuste, fiable et économique. Pour parvenir à ces buts, la présente invention conçoit un nouveau procédé de mesure du couple résiduel sur une roue de véhicule, notamment de véhicule automobile, selon lequel on interpose entre la roue à mesurer et un bras de levier rotatif où s'applique l'effort d'un opérateur de mesure un organe élastiquement déformable, on fait tourner le bras de levier et on mesure la déformation de l'organe élastiquement déformable au moment même où la roue commence à tourner, cette déformation étant représentative de la mesure du couple résiduel sur la roue. Avant d'effectuer la mesure, on fait tourner l'ensemble constitué par le bras de levier et l'organe élastiquement déformable par rapport à la roue dans une position de référence dite position d'étalonnage . L'organe élastiquement déformable est, de préférence, un ressort hélicoïdal, et la déformation mesurée est un secteur angulaire. La présente invention fournit également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci- dessus dans ses grandes lignes. Ce nouveau dispositif comporte les moyens suivants, pris en combinaison : - un bâti, qui comprend des moyens de fixation sur la roue à mesurer, - un bras de levier, relié au bâti au moyen d'une liaison pivot et mobile en rotation par rapport au bâti contre l'action de rappel de l'organe élastiquement déformable, et - des moyens pour mesurer la déformation de l'organe élastiquement déformable lorsque la roue commence à tourner sous l'action de rotation du bras de levier exercée par l'opérateur de mesure. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, l'organe élastiquement déformable est un ressort hélicoïdal, coaxial au bras de levier, relié par ses deux extrémités d'une part au bâti et, d'autre part, au bras de levier. La liaison pivot est constituée d'un arbre, lié rigidement au bâti, et d'un tourillon lié au bras de levier par l'intermédiaire de l'organe élastiquement déformable. Les moyens pour mesurer la déformation de l'organe élastiquement déformable sont constitués, de préférence, par une graduation, montée fixe sur le bâti, et une aiguille, qui est solidaire en rotation du bras de levier et se déplace face à la graduation. Des moyens d'étalonnage peuvent être prévus, de façon que l'aiguille soit face au 0 de la graduation avant que l'opérateur de mesure exerce une rotation sur le bras de levier, c'est-à-dire avant de commencer la mesure. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ces moyens d'étalonnage comprennent : - une couronne - dite couronne d'étalonnage - à dents de réglage, solidaire du bâti, coaxiale à la liaison pivot, et - une bague d'étalonnage, coaxiale à ladite couronne, solidaire du tourillon, à dents de réglage également, qui peut être tournée autour de son axe, de façon à placer l'aiguille face au 0 de la graduation, les dents de réglage de la bague d'étalonnage coopérant par engagement avec les dents de réglage de la couronne pour solidariser angulairement ladite bague et ladite couronne. Une vis axiale peut être prévue dont le dévissage, au moins partiel, permet la rotation de la bague 35 d'étalonnage dans le réglage d'étalonnage. Des moyens pour fixer, de façon amovible, le bâti à la roue sont constitués, de préférence, par une paire de mors, montés mobiles en translation le long du bâti, diamétralement opposés par rapport à la roue, qui serrent la roue de part et d'autre de celle-ci. De préférence également, il est prévu un système 5 mécanique de déplacement des mors, qui est constitué par un système de type tige filetée/ écrous. La tige filetée comporte, de manière avantageuse, un filetage à droite et un filetage à gauche, et des volants disposés respectivement à ses deux extrémités, de 10 façon que, lorsque l'opérateur de mesure tourne l'un des volants, les mors se rapprochent ou s'éloignent du centre du bâti. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit 15 d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de 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 20 résiduel sur une roue de véhicule, selon la présente invention, - la figure 2 est une vue de dessus du schéma de principe de la figure 1, - la figure 3 est une vue frontale, en perspective, 25 schématique, du dispositif de mesure du couple résiduel sur une roue de véhicule, selon la présente invention, - la figure 4 est une vue arrière, en perspective, schématique, du dispositif de la figure 3, - la figure 5 représente, de manière schématique, 30 la liaison pivot du dispositif de la présente invention, et la figure 6 représente la liaison pivot de la figure 5, selon une vue éclatée pour faire mieux apparaître ses différents éléments. 35 En référence aux figures 1 à 6, on a décrit ci-dessous le dispositif et le procédé de mesure du couple résiduel sur une roue 1 de véhicule, en particulier de véhicule automobile, selon la 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 (longueur). Le procédé de mesure du couple résiduel sur une roue de véhicule, selon la présente invention, utilise un principe dynamométrique. Ce principe de fonctionnement consiste, de manière générale, à interposer entre la roue dont on mesure le couple résiduel et un bras de levier où s'applique l'effort de l'opérateur un organe déformable étalonné (ressort). Pour mesurer le couple résiduel sur la roue 1, 15 celle-ci est fixée dans un dispositif de mesure qui est décrit ci-dessous. Ce dispositif comporte : - un bâti, de référence générale 2, qui comprend des moyens de fixation sur la roue 1 à mesurer, et - un bras de levier, de référence générale 3, en 20 liaison pivot avec le bâti 2 et mobile en rotation contre l'action de rappel d'un moyen élastique, qui peut être un ressort 4. Une aiguille 5 est solidaire en rotation du bras de levier 3, et une échelle graduée circulaire 6 est 25 solidaire du bâti 2. Les moyens pour fixer, de manière amovible, le bâti 2 sur la roue 1 sont constitués par des mors, 7a et 7b, en forme de secteurs cylindriques rectangulaires adaptés à la surface périphérique de la roue 1. Les mors 7a et 7b 30 sont diamétralement opposés par rapport à la roue 1. Ils sont solidaires en rotation du bâti 2 et montés mobiles en translation le long de ce dernier. Ils serrent la roue 1, de façon à la rendre solidaire du bâti 2, la surface des mors 7a et 7b étant en contact de serrage avec la 35 surface extérieure du pneumatique de la roue 1. Les mors 7a, 7b, peuvent être équipés de petites dents, de façon à mieux agripper la surface extérieure du pneumatique de la roue 1. Une tige filetée 12 (figure 3), située à l'intérieur du bâti 2, comporte un filetage à gauche et un filetage à droite, de manière que, lorsque l'opérateur tourne l'un des volants 14a, 14b (figures 3 et 4), les mors 7a, 7b, se rapprochent ou s'éloignent du point milieu du bâti 2. Le filetages à droite et le filetage à gauche commencent tous les deux au centre de la tige filetée 12, une petite distance de l'ordre de quelques millimètres séparant les deux filetages de façon à rendre possible la réalisation de ces derniers. La longueur totale de la combinaison des deux filetages peut avantageusement atteindre le diamètre de la plus grande roue susceptible d'être placée dans le dispositif de mesure selon l'invention pour mesure de son couple résiduel. Les mors 7a, 7b, sont, de préférence, déplacés le long du bâti 2 par un système de type vis écrou formé par la tige filetée 12 et les écrous de guidage 13a, 13b (figure 3), solidaires des mors 7a, 7b, respectivement. Le serrage des mors 7a, 7b, sur la roue 1 peut être obtenu par tout système de déplacement des mors similaire au système de type vis écrou mentionné ci-dessus, par exemple par un système de type grenouillère arc- boutement. Le bras de levier 3 est monté sur le bâti 2 au moyen d'une liaison pivot, de référence générale L (figure 1 et 3), située au milieu de la longueur du bâti 2. La liaison pivot L est d'axe X et comporte le ressort 4 déjà mentionné, de forme hélicoïdale et d'axe X également. Le ressort 4 est monté sur l'axe X avec des arrêtoirs d'extrémité de telle façon que la rotation du bras de levier 3 suivant le sens de la flèche R de la figure 5 se fasse contre l'action de rappel élastique du ressort 4, cette action de rappel croissant avec l'angle de déplacement du bras de levier 3 dans le sens de la flèche R (figure 5). Les arrêtoirs d'extrémité peuvent être, comme représenté sur les figures 5 et 6, des extrémités axiales 4a et 4b du ressort 4 destinées à être introduites dans des orifices complémentaires 9a et 10b (figure 6), respectivement, des pièces 9 et 10, respectivement. La liaison pivot L comporte un tourillon 8 relié au bras de levier 3 par l'intermédiaire du ressort 4, le ressort 4 étant fixé par une de ses extrémités 4b sur une platine 9 comme déjà mentionné précédemment, ladite platine 9 étant montée fixe sur le bras de levier 3. La platine 9 sert également de support de fixation à l'aiguille 5. Le tourillon 8 est immobilisé en translation mais libre en rotation par rapport au bâti 2. A cette fin, le tourillon 8 est monté tournant sur un arbre 11, d'axe X également, solidaire du bâti 2. Les moyens pour mesurer la déformation du ressort 4, lorsque le bras de levier 3 est tourné autour de l'axe X par l'opérateur de mesure, sont constitués par l'aiguille 5 décrite ci dessus, solidaire du bras de levier 3, et par une graduation 6, sensiblement en forme de plaque semi-circulaire, montée fixe sur le bâti 2, la rotation du bras de levier 3 entraînant la rotation de l'aiguille 5 face à la graduation 6 pour permettre la lecture de la mesure. Des moyens d'étalonnages sont prévus, de façon que l'aiguille 5 soit face au 0 de la graduation 6 avant que l'opérateur de mesure exerce une rotation sur le bras de levier 3, c'est-à-dire avant que l'opérateur effectue la mesure. Ces moyens d'étalonnage comprennent : - une couronne d'étalonnage 18 à dents de réglage radiales 18d, solidaire du bâti 2, coaxiale à la liaison pivot L, par conséquent d'axe X, et - une bague d'étalonnage 10, d'axe X également, solidaire du tourillon 8, à dents de réglage radiales 10d également, qui peut tourner autour de son axe X, de façon à placer l'aiguille 5 face au 0 de la graduation 6, les dents de réglage 10d de la bague d'étalonnage 10 coopérant par engagement avec les dents de réglage 18d de la couronne d'étalonnage 18 pour solidariser angulairement ladite bague 10 et ladite couronne 18. En position d'aiguille au 0 , dite position d'étalonnage, la bague d'étalonnage 10 est plaquée contre la couronne d'étalonnage 18 et les dents de réglage radiales 10d de la bague d'étalonnage 10 viennent s'engager par concordance de formes sur les dents de réglage radiales 18d de la couronne d'étalonnage 18. Il est prévu une vis axiale 19, traversant le bras de levier 3 et engagée par son extrémité filetée dans un alésage fileté 8a du tourillon 8. Le dévissage, au moins partiel, de la vis 19 permet la rotation de la bague d'étalonnage 10, en particulier par rapport au bras de levier 3, pour la procédure d'étalonnage. Le procédé de mesure du couple résiduel d'une roue de véhicule, en particulier de véhicule automobile, selon 20 l'invention, comporte les étapes suivantes : - on lève le véhicule de façon que la roue 1 à mesurer ne repose plus sur le sol, mais soit dans le vide, on étalonne le dispositif de mesure de 25 l'invention en tournant la bague d'étalonnage 10 dans les conditions précédemment exposées, l'aiguille 5 devant alors être en position correspondante au 0 de la graduation 6, suivant le diamètre extérieur de la roue 1, 30 l'opérateur effectue un pré réglage des mors 7a, 7b de façon à faciliter la mise en place du dispositif de l'invention sur la roue 1 à mesurer, - l'opérateur fixe le bâti 2 sur la roue 1 et tourne l'un des volants 13a, 13b faisant ainsi rapprocher 35 les mors 7a, 7b de la roue 1 jusqu'à ce que ces derniers maintiennent la roue 1 de manière rigide, - l'opérateur de mesure tourne le bras de levier 3 doucement jusqu'à commencer à faire tourner la roue 1, - au moment où la roue 1 commence à tourner, l'opérateur de mesure lit la graduation indiquée par l'aiguille 5 face à la graduation 6, et cette indication est représentative du couple résiduel sur la roue 1. On notera que la raideur du ressort 4 est préalablement déterminée de façon à obtenir une précision de la mesure de 1 Newton-mètre environ. Le dispositif selon la présente invention, tel que décrit ci-dessus, présente l'avantage d'être simple d'utilisation, et de ne pas nécessiter toute l'attention et le doigté d'une manipulation. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ci-dessus à titre d'exemple ; 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) de véhicule, notamment de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'on interpose entre la roue (1) à mesurer et un bras de levier (3) rotatif où s'applique l'effort d'un opérateur de mesure un organe élastiquement déformable (4), on fait tourner le bras de levier (3) et on mesure la déformation de l'organe élastiquement déformable (4) au moment même où la roue (1) commence à tourner, cette déformation étant représentative de la mesure du couple résiduel sur la roue. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, avant d'effectuer la mesure, on fait tourner l'ensemble constitué par le bras de levier (3) et l'organe élastiquement déformable (4) par rapport à la roue (1) dans une position de référence dite position d'étalonnage . 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'organe élastiquement déformable (4) est un ressort hélicoïdal (4) et la déformation mesurée un écart angulaire. 4. Dispositif de mesure du couple résiduel sur une roue (1) de véhicule, pour la mise en oeuvre du procédé revendications 1 à 3, des moyens de fixation au bâti (2) au moyen rotation par rapport rappel de l'organe la déformation de lorsque la roue (1) rotation du bras de mesure. conforme à l'une quelconque des caractérisé en ce qu'il comporte : - un bâti (2), qui comprend sur la roue à mesurer (1), - un bras de levier (3), relié d'une liaison pivot (L) et mobile en au bâti (2) contre l'action de élastiquement déformable (4), et - des moyens pour mesurer l'organe élastiquement déformable (4) commence à tourner sous l'action de levier (3) exercée par l'opérateur de 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe élastiquement déformable (4) est un ressort hélicoïdal, coaxial au bras de levier (3), relié par ses deux extrémités (4a, 4b) d'une part au bâti (2) et, d'autre part, au bras de levier (3). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ladite liaison pivot (L) est constituée d'un arbre (11), lié rigidement au bâti (2), et d'un tourillon (8) lié au bras de levier (3) par l'intermédiaire de l'organe élastiquement déformable (4). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens pour mesurer la déformation de l'organe élastiquement déformable (4) sont constitués par une graduation (6), montée fixe sur le bâti (2), et une aiguille (5), solidaire en rotation du bras de levier (3), et se déplaçant face à la graduation (6). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que des moyens d'étalonnages sont prévus, de façon que l'aiguille (5) soit face au 0 de la graduation (6) avant que l'opérateur de mesure exerce une rotation sur le bras de levier (3). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé 25 en ce que les moyens d'étalonnage comprennent : - une couronne d'étalonnage (18) à dents de réglage radiales (18d), solidaire du bâti (2), coaxiale à la liaison pivot (L), et - une bague d'étalonnage (10), coaxiale à la 30 liaison pivot (L), solidaire du tourillon (8), à dents de réglage radiales (10d), qui peut tourner autour de son axe (X), de façon à placer l'aiguille (5) face au 0 de la graduation (6). 10. Dispositif selon la revendication 9, 35 caractérisé en ce qu'il est prévu une vis axiale (19) dont le dévissage, au moins partiel, permet la rotation de la bague d'étalonnage (10). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que les moyens pour fixer, de façon amovible, le bâti (2) à la roue (1) sont constitués par une paire de mors (7a, 7b), montés mobiles en translation le long du bâti (2), diamétralement opposés par rapport à la roue (1), qui serrent la roue (1) de part et d'autre de celle-ci. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est prévu un système mécanique de déplacement des mors (7a, 7b), qui est constitué par un système de type tige filetée (12)/ écrous (13a, 13b). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la tige filetée (12) comporte un filetage à droite et un filetage à gauche, et des volants (14a, 14b) disposés respectivement à ses deux extrémités, de façon que, lorsque l'opérateur de mesure tourne l'un des volants (14a, 14b), les mors (7a, 7b) se rapprochent ou s'éloignent du centre du bâti (2).