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"Machine perfectionnée pour la mesure du coefficient de frottement entre les roues d'un véhicule et le sol".
Les machines ordinaires, généralement dénommées freinomètres, se divisent en deux catégories : la première comprend les accéléromètres enregistreurs ou non, transportés par le véhicule e.t qui indiquent ou enregistrent l'accélération instantanée positive ou négative, la deuxième catégorie des freinomètres comprend des appareils fixes.
La présente invention se rapporte aux appareils de la deuxième catégorie. Néanmoins, les freinomètres de cette deuxième catégorie mesurent tous efforts de freinage par roue, d'où l'on peut, par simple addition, déduire l'effort de freinage pour le véhicule entier.
Tous les dispositifs connus comme appareils fixes indiquent exclusivement l'effort de freinage, c'est-à-dire l'effort qu'il faut déployer sur la roue soumise à l'action du frein'pour la faire tourner.
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Or, les règlements, tout au moins en Belgiaue, sur le contrôle des freins, exigent que le véhicule soit essayé à pleine charge et que l'accélération moyenne obtenue dépasse à peu près 3,85m/ sec.2.
Il importe donc de réaliser les appareils modernes de telle manière qu'ils puissent indiquer et même enregistrer une accélération et non pas un effort, comme dans les appareils actuels.
Les dispositifs actuels, quels que soient leurs perfectionnements, introduisent toujours une source d'erreurs qui rend difficile sinon impossible, l'application des règlements de contrôle en vigueur.
En effet, comme il importe de connaître la décélération du véhicule complètement chargé et que les véhicules sont en général déchargés lorsqu'ils sont soumis à l'essai, il s'agira dans tous les cas de diviser l'effort de freinage obtenu F par la plus grande masse à freiner, soit 1 , afin d'obtenir la décélération en m/sec.2.
Or, on peut ainsi être conduit à des indications notoirement fausses. Par exemple, si l'on considère un essieu d'un semi-remorque, pesant à vide sous les pneus 1500 Kilos, on constatera un effort de freinage maximum pour le véhicule non chargé de 1500 X 0,7 = 1050 kilos. S'il faut partir de ces 1050 kilos indiqués par le freinomètre fixe actuellement en usage, pour établir la décélération du véhicule chargé, et qui pèsera sous cet essieu 7500 kilos, on trouvera que les 1050 kilos d'effort de freinage enregistrés, donneront à cet essieu pesant 7500 kg. une décélération d'environ 1,38m/sec2, chiffre inférieur aux 3,85 m/sec. 2 exigés par les règlements d'une manière quasi universelle.
Or, rien ne dit que les freins de ce véhicule n'étaient pas en ordre, car une roue qui patine peut même être assimilée à une roue fixée à demeure sur le véhicule et qu'un assemblage mécanique empêcherait de tourner. il est donc indispensable, au lieu de mesurer l'effort de freinage, de mesurer directement le coefficient de frottement réa-
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lisé entre le pneu et le sol pour la pleine charge des véhicules, sans que la roue puisse glisser ou patiner sur le sol.
Si on constate pendant les essais que ce coefficient de frottement est supérieur à 0,7 pour la pleine action des freins, on pourra dire, à coup sûr, que cette roue patinera certainement à pleine charge ou à une charge inférieure.
Le nouveau freinomètre, objet de l'invention, contrairement à tous les appareils existants, ne mesure donc pas l'effort de freingge, mais bien le coefficient de frottement entre la roue et le sol artificiel et ce pour une charge égale ou même supérieure à la charge maximum prévue par le constructeur.
Le dispositif, objet de 1'invention, comprend deux groupes mécaniques bien distincts ayant pour but respectivement : 1 / d'indiquer et/ou d'enregistrer le coefficient de frottement entre la roue du véhicule et le sol artificiel; 2 / d'appliquer la roue du véhicule sur ses supports dans de telles conditions que ces derniers reçoivent une pression au moins égale à celle qu'ils recevraient si le véhicule avait sa pleine charge.
L'appareil freinomètre proprement dit est décrit en détail ciaprès dans une forme d'exécution non limitative, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une' vue perspective schématique de ce mécanisme ; la figure 2 est une vue perspective schématique du dispositif de transmission de l'effort du levier oscillant à l'indicateur; la figure 3 est une vue schématique du mécanisme spécial permettant de transmettre dans un même sens les sollicitations éventuellement de sens opposé du levier oscillant ; la figure 4 est une vue schématique du'diagramme de l'enregistreur; la figure 5 schématise l'ensemble de l'appareil d'enregistrement ;
Suivant la figure 1, l'appareil proprement dit comporte deux
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rouleaux 2 et 3 servait de support à la roue 1 du véhicule.
Ces deux rouleaux sont susceptibles de tourner exactement à même vitesse et dans le même sens, dans lequel but ils sont reliés par une chaine 4 ou organe de transmission équivalent, s'enroulant sur deux roues dentées, respectivement 5, 6, de même diamètre. Le rou- leau 3 est solidaire d'un axe 6' issu d'un dispositif réducteur flottant 7, mu par un moteur 8, qui est fixé sur le carter de ce réducteur. Ce dernier est suspendu dans deux paliers 9, 10 . Un de ces paliers est traversé par un bout d'arbre 11, solidaire du réducteur et servant de support à un levier 12. L'autre bout d'arbre du réducteur est porté par le palier 9. Ce second bout d'arbre est creux et est traversé par l'arbre moteur 6' allant attaquer le rouleau 3 et indirectement le rouleau 2.
La rigidité du châssis commun supportant ces différents appareils ainsi que les rouleaux, peut être augmentée par la présence d'une poutre 13-14.
Moyennant cette disposition, on pourra réaliser la caractéristique essentielle de l'invention, c'est-à-dire la mesure du coefficient de frottement entre la roue 1 du véhicule et le sol artificiel créé par les rouleaux 2 et 3.
En effet, si l'on suppose un véhicule pesant P kilos, les rouleaux 2 et 3 ayant un rayon r, l'effort de freinage égal à F, on aura pour un essieu un couple de freinage éprouvé par l'appareil de F x r .
Si l'on considère l'appareil décrit précédemment et illustré à la figure 1, on remarquera que l'appareil sera en équilibre moyennant l'application d'une certaine charge Q appliquée au bout d'un certain bras de levier L.
En effet, nous pourrons écrire F x r = x L. Mais l'effort F de freinage est égal au poids sous l'essieu en question multiplié par le coefficient de frottement réalisé, soit F = P x f.
Nous pouvons donc écrire éGalement F x r = P x f x r = Q x L.
On peut décider que L est proportionnel au poids maximum
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autorisé sous l'essieu essayé, soit donc L = m x P.
Le coefficient m peut être choisi proportionnellement au rayon r des rouleaux 2 et 3 supportant la roue du véhicule, soit donc m = n x r .
Il s'ensuit donc que P x f x r = Q x n x P x r, donc f = Q x n.
On voit donc que dans ces conditions, la force à appliquer au bout d'un bras de/levier proportionnel à la charge, sera toujours proportionnelle au coefficient de frottement entre la roue et le sol artificiel.
Il suffira donc de prévoir un dispositif enregistreur et un dispositif de transmission de l'effort à enregistrer, qui tiennent compte de la nécessité de devoir varier la longueur du levier L.
Un dispositif adéquat est schématisé aux figures 2 et 3. En effet, la réaction de freinage doit être mesurée à une distance L proportionnelle au poids sous l'essieu essayé. Il faut donc que la balance puisse se mouvoir le long du levier oscillant 12. Dans ce but, la balance est montée, par exemple, sur des rouleaux qui permettent le déplacement par roulement du dispositif le long de la poutre 13-14, parallèle au levier 12 et en regard d'une échelle adéquate 17, portée par exemple par la poutre 14.
Il est désirable que le freinomètre puisse enregistrer le coefficient de frottement-, tant pour la marche avant que pour la marche arrière des roues et que, d'autre part, le véhicule puisse monter sur l'appareil en venant de la gauche ou de la droite. Pour éviter le dédoublement de l'appareillage d'enregistrement et notamment pour éviter de devoir disposer d'un bras oscillant 12 s'étendant de part et d'autre du bout d'arbre 11, l'inventeur préconise l'emploi d'un mécanisme d'inversion.
Celui-ci est réalisé de la manière suivante et schématisé aux figures 2 et 3. Ce mécanisme comporte en principe les deux rouleaux 15 et 16, contre lesquels appuie le levier 12, respectivement pour l'un ou l'autre sens d'oscillation. Ces rouleaux 15 et 16 sont solidaires d'un cadre 18 dont fait partie préférablement un
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troisième rouleau 19. Ce cadre 18 est dûment guidé par des butées 20, lesquelles n'en permettent que le mouvement vertical, suivant le sens d'oscillation du levier 12. Ces butées 20 font partie du bâti de la balance, bâti non représenté aux dessins pour plus de clarté.
Le même cadre 18 peut porter éventuellement une aiguille 21, susceptible de se déplacer le long de l'échelle graduée 17 portée, par exemple, par la poutre de rigidité 14. Le bâti de la balance porte des pivots 22,23, autour desquels peuvent osciller des culbuteurs, respectivement 24,25. Ces derniers viennent en contact respectivement par le haut et par le bas, avec le rouleau 19 et sont profilés de manière à venir en contact avec une tige commune 26. Ces culbuteurs sont profilés de telle sorte que quel que soit le mouvement vertical du rouleau 19, l'un d'eux déplace la tige 26 dans le même sens, en l'occurrence vers la droite.
On peut remarquer en effet que suivant le profil adopté lorsque le rouleau 19 sera refoulé vers le haut, il fera osciller la partie verticale du culbuteur 24 de gauche à droite et que, d'autre part, dans son mouvement vertical de haut en bas, le même rouleau 19 sollicitera le deuxième culbuteur 25, également de telle manière que celui-ci refoule la tige 26 vers la droite.
Les surfaces de contact sont telles que les déplacements de la tige 26 sont toujours proportionnels aux déplacements rectilignes du rouleau 19. A l'extrémité de la tige commune 26 est placé un dynamomètre 27, lequel peut être à transmission électrique, hydraulique ou pneumatique. Dans ces derniers cas, ce dynamomètre 27 permettra d'indiquer et d'enregistrer les forces agissant sur la tige commune 26 à une distance généralement quelconque de l'appareil. Il permettra également le groupement des indications sur un même tableau.
Dès lors, pour obtenir des coefficients de frottement entre la roue 1 du véhicule et le sol, en l'occurrence le sol artificiel créé par les rouleaux 2 et 3, il suffira de placer la roue du véhi-
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cule d'aplomb sur les dits roule'aux ±. et 3. Pour satisfaire à la nécessitéd'essayer les véhicules en charge, différents moyens sont préconisés pour appliquer la roue avec une pression suffisante sur ses supports.
Dès lors, ayant placé la balance en position convenable sur le levier oscillant 12, en mettant le moteur 8 en circuit, on déterminera une oscillation du levier 12 proportionnelle à la réaction de la roue freinée. Le mouvement oscillant du levier 12 sera com- niuniqué au dynamomètre 27 avec un effort proportionnel à la réaction de la roue.
Le positionnement judicieux de la balance permettra au dynamo -; mètre et aux appareils enregistreurs d'indiquer le coefficient de frottement cherché.
Etant donné que le dynamomètre 2% peut être à transmission électrique, hydraulique ou pneumatique, on peut envisager l'enregistrement du coefficient de frottement simultanément pour plusieurs roues, de même que pour plusieurs pressions de pédales. Le schéma de la figure 4 renseigne un tel enregistrement multiple. En effet, on peut simultanément indiquer le coefficient de frottement pour la roue gauche, soit les lignes 28,' 29, le coefficient de frottement pour la roue droite, sur les lignes 30, 31, On peut aussi indiquer sur le même diagramme la pression exercée sur la pédale, soit les lignes 32-33.
Le dispositif de la figure 4 renseigne également une caractéristique originale, qui peut être d'application générale dans tous les enregistreurs. En effet, l'inventeur prévoit d'actionner simultanément deux stylets d&nent jumelés, chaque stylet traçant le même diagramme, mais sur des parties différentes du support. Celuici généralement constitué par une feuille de papier, est divisible par une déchirure préparée 34. Il en résulte que l'on peut ainsi réaliser simultanément deux mêmes diagrammes, dont l'un peut être remis à l'intéressé et l'autre au service de contrôle compétent. Ce moyen est particulièrement efficace pour écarter toute contestation
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ultérieure.
Il peut encore être utile d'enregistrer sur un diagramme la position simultanée de deux curseurs ou balances le long du levier oscillant 12. En effet, lorsqu'un appareil enregistreur unique inscrit simultanément les résultats d'essai effectués sur deux roues, il importe d'être assuré que celles-ci soient essayées exac- tement dans les mêmes conditions, afin de pouvoir comparer les résultats.
Il est donc utile que l'enregistreur indique cette position commune. Dans ce but, chacun des curseurs ou balances est muni d'un écrou, respectivement 35,36, traversé par une vis sans fin, respectivement 37, 38, qui ne peuvent avoir aucun déplacement axial par rapport à leur support. A l'extrémité des vis sans fin 37, 38 se trouve un réducteur, respectivement 39,40 et 41, 42. Un moteur 43 peut attaquer le réducteur 39, 40 et ainsi faire tourner en sens et de quantité convenables la vis sans fin 37 et déplacer la balance correspondante. Sur un arbre solidaire de la vis sans fin 40 ou du réducteur, est placé un moteur répétiteur 44. Un moteur répétiteur 45 est placé d'une façon semblable sur la vis sans fin 42 du deuxième réducteur. Enfin, un moteur répétiteur 46 est placé dans l'appareil enregistreur.
Les trois moteurs répétiteurs 44, 45, 46 sont reliés ensemble et travaillent simultanément, de telle façon que la position de la première balance ou curseur commandé par le nombre de tours effectués par le moteur 43, soit exactement trans- mise à la deuxième balance ou curseur par l'intermédiaire des mo- teurs répétiteurs 44, 45, tandis que le moteur répétiteur 46 tourne d'un nombre de tours égal à celui des moteurs 44, 45. Si le pas des tiges filetées 37, 38 est p et si le réducteur a un rapport 1 , p le nombre de tours de 46 sera égal au nombre d'unités de longueur, par exemple des mm, qui auront été parcourues par les curseurs 35, 36. La position des curseurs peut ainsi être enregistrée par un compteur, imprimeur ou tout autre dispositif permettant l'enre- gistrement.
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Moyennant ces prescriptions, on peut donc enregistrer simultanément le coefficient de frottement entre plusieurs roues et le sol et on peut aussi enregistrer des pressions différentes sur la pédale de freinage, de même que l'on peut enregistrer la position des balances.
Comme il a été dit précédemment, il importe cependant de n'effectuer les essais que sur des véhicules en pleine charge ou sollicitées vers le sol ou plus exactement sur leur support, de manière à reproduire les sollicitations de la pleine charge.
L'inventeur préconise dans ce but différents moyens pour faire, exercer par la roue sur son support une pression au moins égale à la pression qu'elle exercerait si le véhicule se trouvait en pleine charge.
Différents modes d'exécutions sont schématisés aux figures 6 à 10.
Suivant la figure 6, la roue, ou plus exactement le pneu l, repose sur les rouleaux 2 et 3. L'essieu 47 est tiré vers le bas au moyen du dispositif suivant. Autour des longerons 48-49 faisant partie du cadre de la machine, et fixées à cette dernière, prennent des griffes spéciales, respectivement 50, 51. La griffe 50 est reliée à un embiellage 52, 53, lequel vient se fixer sur un vérin 54, solidaire de la griffe 51 par exemple. La traverse 53 porte en son milieu un crochet b5, qui peut être attaché à l'essieu 47, soit directement, soit à l'intervention d'une chaîne 56, ou bien encore par un câble ou par tout autre moyen. Le vérin 54 est actionné par un fluide sous pression arrivant d'un conduit 57 dans le conduit d'arrivée 58.
La pression de ce fluide peut être contrôlée au moyen d'un manomètre 59 gradué en kilogrammes d'effort exercé par le dispositif sur l'essieu 47. On comprendra aisément que la traction exercée sur l'extrémité de la traverse 53 par le vérin 54 se traduira par un effort de traction sur l'essieu 47 en direction des rouleaux-supports 2 et 3. Dès lors, l'effort avec lequel la roue 1 est appliquée sur son support peut être dûment contrôlé et déter-
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miné, de manière à correspondre à la pleine charge du véhicule et même plus.
Une variante d'exécution est schématisée à la figure 7 dans laquelle la roue 1 est appliquée sur les rouleaux 2 et 3 par un tendeur 60. Ce tendeur prend appui sur l'un des longerons 48, par exemple, à l'intervention d'une mâchoire appropriée 61 et est fixé à l'essieu 47 par un câble 62, une chaîne, un crochet ou tout autre moyen équivalent. La direction naturelle du tendeur est oblique par rapport au sol. En exerçant une traction par le tendeur 60 sur l'essieu 47, on sollicitera l'essieu vers la gauche dans le sens de la flèche f et également vers le bas dans le sens de la flèche f'. Si le sens de rotation de la roue 1 est représenté par la flèche f", le véhicule aura tendance à se mouvoir dans le sens de la flèche f.
Cette traction dans le sens de la flèche f ne peut être équilibrée que par le tendeur 60 moyennant donc l'introduction d'un effort dirigé de haut en bas, c'est-à-dire suivant la flèche f'.
Si, par exemple, l'angle Ó que le tendeur fait avec le sol est de 45 , la force de freinage suivant la direction f introduira une augmentation d'adhérence correspondant à une charge sur l'essieu ayant la même valeur que l'effort de freinage produit.
D'autres efforts peuvent être obtenus en inclinant convenablement le tendeur 60. un troisième moyen est schématisé à la figure 8. Dans cette exécution on fait usage d'un vérin 63 solidarisé par une griffe spéciale 64 à une poutre fixe 65. Celle-ci peut, par exemple, faire partie du châssis de tous appareils. Le vérin 63 se termine supérieurement par un crochet 66 venant entourer l'essieu 47. Evidemment, ce crochet peut être remplacé par tout autre moyen d'attache, tel qu'une chaîne. un câble , etc.
Le fluide sous pression agissant sur le vérin 63 arrive par la conduite 67, tandis que la traction exercée par le vérin 63 sur l'essieu 47 peut être indiquée sur le manomètre 59, dont l'échelle aura été convenablement choisie à cet effet.
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Dans les trois dispositifs, respectivement des figures 6,7 et 8, on remarquera que la réaction horizontale due au freinage reste dans l'appareil même et qu'il est donc inutile d'ancrer l'appareil par rapport au sol ou de prévoir un crochet ou un poteau ou un autre moyen pour empêcher le véhicule de guitter l'appareil.
Deux variantes d'exécution du dispositif appliquant la roue sur les rouleaux-supports font encore l'objet des figures 9 et 10 annexées.
Le dispositif de la figure 9 a essentiellement pour but de tirer le véhicule vers le sol avec une force connue au moyen d'un vérin normal ou d'un appareil de levage ordinaire.
Dans ce but, l'un des longerons, 49 par exemple, du bâti général de la machine, reçoit un crochet ou mâchoire 68, pourvue d'un pivot 69 autour duquel peut osciller un balancier 70. L'une des extrémités de celui-ci est conformée en forme de crochet 71 et vient s'appliquer sur l'essieu 47, l'autre extrémité 72 est sollicitée de bas en haut par un vérin approprié 73 de construo- tion normale, ou bien encore par un appareil de levage ordinaire, ou un tendeur ou tout autre appareil semblable.
On comprendra aisément qu'en faisant agir le vérin 73 ou l'appareil moteur quelconque, le balancier 70 appliquera l'essieu 47 vers le bas avec un effort contrôlable et/ou prédéterminé.
Quant au dispositif faisant l'objet de la figure 10, il a plutôt pour but de tirer le véhicule vers le sol avecune force connue au moyen d'un extenseur. En effet, le dispositif comporte essentiellement un pont 74, susceptible de coulisser parallèlement à l'axe des rouleaux 2¯ et 3, ce pont étant supporté par des crochets appropriés 75, 76, respectivement aux longerons 48, 49 du bâti général de la machine. Sur ce pont 74 sont prévis des pivots 77, 78, autour desquels peuvent tourner des leviers coudés, respectivement 79, 80. Ces derniers sont terminés à leurs extrémités adjacentes par des pivots 81, 82, servant d"appuis à une chatne ou un câble ou un tendeur ou à tout autre dispositif analogue 83 venant entou-
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rer l'essieu 47 de la roue 1.
L'autre extrémité des leviers coudés 79, 80 s'articule aux extrémités d'un extenseur 84. Celui-ci est, par exemple, constitué par un dispositif à pas-de-vis gauche-droite ou bien encore par un cric ou par un autre appareil de levage pla- cé horizontalement ; bien encore, ce dispositif extenseur peut être formé par un cylindre dans lequel coulissent des pistons, tels que 85,86, aux extrémités desquels viennent pivoter les dits leviers coudés 79, 80. Par une ouverture 87 ménagée dans le cylindre 84, on peut introduire un fluide sous pression à l'intérieur du cylindre. La pression du fluide mesurera alors l'effort vertical exercé sur l'essieu 47, ou sur toute autre partie du véhicule.
Ces différents exemples permettent donc de se rendre compte que l'on peut aisément et d'une manière facilement contrôlable, appliquer le véhicule sur les rouleaux-supports 2 et 3, de manière à pouvoir faire le contrôle des freins dans les conditions les plus compatibles avecla réalité.
.bien entendu, les différents exemples exposés en détail tant en ce qui concerne l'appareil lui-même que les accessoires qui viennent d'être décrits, ne sont donnés qu'à titre d'èxemple et peuvent être remplacés par toute combinaison équivalente ou de fonction équivalente.
Les rouleaux 2 et 3 pourront facilement être remplacés par un dispositif à chenille, un chariot ou tout autre support approprié.
De même, les dispositifs enregistreurs pourront être combinés avec tous autres accessoires et être disposés en tous endroits jugés convenables.
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"Improved machine for measuring the coefficient of friction between the wheels of a vehicle and the ground".
Ordinary machines, generally called brakeometers, are divided into two categories: the first includes recording accelerometers or not, transported by the vehicle and which indicate or record the positive or negative instantaneous acceleration, the second category of brakeometers includes fixed devices.
The present invention relates to devices of the second category. Nevertheless, the brakeometers of this second category measure all braking forces per wheel, from which it is possible, by simple addition, to deduce the braking force for the entire vehicle.
All the devices known as fixed devices indicate exclusively the braking force, that is to say the force which must be deployed on the wheel subjected to the action of the brake to make it turn.
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However, the regulations, at least in Belgium, on the control of the brakes, require that the vehicle be tested with full load and that the average acceleration obtained exceeds approximately 3.85m / sec. 2.
It is therefore important to realize modern devices in such a way that they can indicate and even register an acceleration and not an effort, as in current devices.
The current devices, whatever their improvements, always introduce a source of errors which makes it difficult, if not impossible, to apply the control regulations in force.
In fact, since it is important to know the deceleration of the fully loaded vehicle and as the vehicles are generally unloaded when they are subjected to the test, in all cases it will be a question of dividing the braking force obtained F by the greatest mass to be braked, i.e. 1, in order to obtain the deceleration in m / sec. 2.
However, one can thus be led to notoriously false indications. For example, if we consider an axle of a semi-trailer, weighing empty under the tires 1500 kilos, we will see a maximum braking force for the unloaded vehicle of 1500 X 0.7 = 1050 kilos. If it is necessary to start from these 1050 kilos indicated by the fixed brake gauge currently in use, to establish the deceleration of the loaded vehicle, and which will weigh under this axle 7500 kilos, we will find that the 1050 kilos of braking effort recorded, will give to this axle weighing 7500 kg. a deceleration of approximately 1.38m / sec2, a figure lower than 3.85m / sec. 2 required by regulations almost universally.
However, nothing says that the brakes of this vehicle were not in order, because a wheel which slips can even be compared to a wheel fixed permanently on the vehicle and that a mechanical assembly would prevent it from turning. it is therefore essential, instead of measuring the braking force, to directly measure the coefficient of friction produced.
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lied between the tire and the ground for the full load of vehicles, without the wheel being able to slip or slip on the ground.
If it is observed during the tests that this coefficient of friction is greater than 0.7 for the full action of the brakes, it can be said with certainty that this wheel will certainly slip at full load or at a lower load.
The new brake tester, object of the invention, unlike all existing devices, therefore does not measure the braking force, but the coefficient of friction between the wheel and the artificial ground and this for a load equal to or even greater than the maximum load foreseen by the manufacturer.
The device, object of the invention, comprises two very distinct mechanical groups having the aim respectively: 1 / to indicate and / or to record the coefficient of friction between the wheel of the vehicle and the artificial ground; 2 / apply the vehicle wheel to its supports under such conditions that the latter receive a pressure at least equal to that which they would receive if the vehicle had its full load.
The brake testing apparatus itself is described in detail below in a non-limiting embodiment, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic perspective view of this mechanism; FIG. 2 is a schematic perspective view of the device for transmitting the force from the oscillating lever to the indicator; FIG. 3 is a schematic view of the special mechanism making it possible to transmit in the same direction the stresses possibly from the opposite direction of the oscillating lever; Figure 4 is a schematic view of the diagram of the recorder; FIG. 5 is a diagram of the entire recording apparatus;
According to Figure 1, the device itself comprises two
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rollers 2 and 3 served as a support for the wheel 1 of the vehicle.
These two rollers are capable of rotating at exactly the same speed and in the same direction, for which purpose they are connected by a chain 4 or equivalent transmission member, winding on two toothed wheels, respectively 5, 6, of the same diameter. Roller 3 is integral with a shaft 6 'issuing from a floating reduction device 7, driven by a motor 8, which is fixed to the housing of this reduction unit. The latter is suspended in two levels 9, 10. One of these bearings is crossed by a shaft end 11, integral with the reducer and serving as a support for a lever 12. The other shaft end of the reducer is carried by the bearing 9. This second shaft end is hollow. and is crossed by the motor shaft 6 'going to attack the roller 3 and indirectly the roller 2.
The rigidity of the common frame supporting these various devices as well as the rollers can be increased by the presence of a beam 13-14.
By means of this arrangement, the essential characteristic of the invention can be achieved, that is to say the measurement of the coefficient of friction between the wheel 1 of the vehicle and the artificial ground created by the rollers 2 and 3.
Indeed, if we assume a vehicle weighing P kilos, rollers 2 and 3 having a radius r, the braking force equal to F, we will have for an axle a braking torque tested by the device of F xr .
If we consider the device described above and illustrated in Figure 1, we will notice that the device will be in equilibrium by applying a certain load Q applied at the end of a certain lever arm L.
Indeed, we can write F x r = x L. But the braking force F is equal to the weight under the axle in question multiplied by the coefficient of friction achieved, that is to say F = P x f.
We can therefore also write F x r = P x f x r = Q x L.
We can decide that L is proportional to the maximum weight
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authorized under the tested axle, i.e. L = m x P.
The coefficient m can be chosen in proportion to the radius r of the rollers 2 and 3 supporting the vehicle wheel, ie m = n x r.
It follows therefore that P x f x r = Q x n x P x r, therefore f = Q x n.
It can therefore be seen that under these conditions, the force to be applied at the end of a lever arm proportional to the load, will always be proportional to the coefficient of friction between the wheel and the artificial ground.
It will therefore be sufficient to provide a recording device and a device for transmitting the force to be recorded, which take into account the need to have to vary the length of the lever L.
A suitable device is shown diagrammatically in Figures 2 and 3. Indeed, the braking reaction must be measured at a distance L proportional to the weight under the axle tested. It is therefore necessary that the balance can move along the oscillating lever 12. For this purpose, the balance is mounted, for example, on rollers which allow the movement by rolling of the device along the beam 13-14, parallel to the lever 12 and facing a suitable ladder 17, carried for example by the beam 14.
It is desirable that the brakeometer should be able to record the coefficient of friction, both for forward and reverse of the wheels and that, on the other hand, the vehicle should be able to climb onto the device from the left or from the left. right. To avoid the duplication of the recording equipment and in particular to avoid having to have a swinging arm 12 extending on either side of the shaft end 11, the inventor recommends the use of a reversal mechanism.
This is produced as follows and shown diagrammatically in FIGS. 2 and 3. This mechanism generally comprises the two rollers 15 and 16, against which the lever 12 presses, respectively for one or the other direction of oscillation. These rollers 15 and 16 are integral with a frame 18 of which preferably a
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third roller 19. This frame 18 is duly guided by stops 20, which only allow vertical movement, according to the direction of oscillation of the lever 12. These stops 20 are part of the frame of the balance, frame not shown in drawings for clarity.
The same frame 18 may possibly carry a needle 21, capable of moving along the graduated scale 17 carried, for example, by the rigidity beam 14. The frame of the balance carries pivots 22,23, around which can oscillate rocker arms, respectively 24.25. The latter come into contact respectively from the top and the bottom, with the roller 19 and are profiled so as to come into contact with a common rod 26. These rocker arms are profiled such that whatever the vertical movement of the roller 19 may be. , one of them moves the rod 26 in the same direction, in this case to the right.
It can in fact be noted that depending on the profile adopted when the roller 19 is pushed upwards, it will cause the vertical part of the rocker arm 24 to oscillate from left to right and that, on the other hand, in its vertical movement from top to bottom, the same roller 19 will urge the second rocker 25, also in such a way that the latter pushes the rod 26 to the right.
The contact surfaces are such that the movements of the rod 26 are always proportional to the rectilinear movements of the roller 19. At the end of the common rod 26 is placed a dynamometer 27, which can be electrically, hydraulic or pneumatically transmitted. In these latter cases, this dynamometer 27 will make it possible to indicate and record the forces acting on the common rod 26 at a generally unspecified distance from the device. It will also allow the grouping of indications on the same table.
Therefore, to obtain friction coefficients between the wheel 1 of the vehicle and the ground, in this case the artificial ground created by the rollers 2 and 3, it will suffice to place the wheel of the vehicle.
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cule plumb on the said roule'aux ±. and 3. To meet the need to test loaded vehicles, various means are recommended for applying the wheel with sufficient pressure on its supports.
Consequently, having placed the balance in a suitable position on the oscillating lever 12, by switching on the motor 8, an oscillation of the lever 12 will be determined which is proportional to the reaction of the braked wheel. The oscillating movement of the lever 12 will be communicated to the dynamometer 27 with a force proportional to the reaction of the wheel.
The judicious positioning of the balance will allow the dynamo -; meter and recording devices to indicate the desired coefficient of friction.
Since the 2% dynamometer can be electric, hydraulic or pneumatic, it is possible to envisage recording the coefficient of friction simultaneously for several wheels, as well as for several pedal pressures. The diagram of FIG. 4 provides information on such a multiple recording. Indeed, one can simultaneously indicate the coefficient of friction for the left wheel, i.e. lines 28, '29, the coefficient of friction for the right wheel, on lines 30, 31, One can also indicate on the same diagram the pressure exerted on the pedal, i.e. lines 32-33.
The device of FIG. 4 also provides information on an original characteristic, which can be of general application in all recorders. In fact, the inventor plans to actuate two twin styli simultaneously, each stylus drawing the same diagram, but on different parts of the support. This generally consists of a sheet of paper, is divisible by a prepared tear 34. It follows that we can thus simultaneously produce two same diagrams, one of which can be given to the person concerned and the other in the service of competent control. This method is particularly effective in ruling out any dispute.
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later.
It may also be useful to record on a diagram the simultaneous position of two cursors or scales along the oscillating lever 12. Indeed, when a single recording device simultaneously records the test results carried out on two wheels, it is important to 'be sure that these are tested under exactly the same conditions, in order to be able to compare the results.
It is therefore useful for the recorder to indicate this common position. For this purpose, each of the sliders or scales is provided with a nut, respectively 35, 36, through which a worm screw, respectively 37, 38, can have no axial displacement relative to their support. At the end of the worm 37, 38 is a reducer, respectively 39, 40 and 41, 42. A motor 43 can drive the reducer 39, 40 and thus rotate the worm 37 in a suitable direction and quantity. and move the corresponding scale. A repeater motor 44 is placed on a shaft integral with the worm 40 or the reducer. A repeater motor 45 is placed in a similar manner on the worm 42 of the second reducer. Finally, a repeater motor 46 is placed in the recording apparatus.
The three repeater motors 44, 45, 46 are connected together and work simultaneously, so that the position of the first scale or cursor controlled by the number of revolutions made by the motor 43, is exactly transmitted to the second scale or slider through the repeater motors 44, 45, while the repeater motor 46 rotates a number of revolutions equal to that of the motors 44, 45. If the pitch of the threaded rods 37, 38 is p and if the reducer has a ratio of 1, p the number of turns of 46 will be equal to the number of units of length, for example mm, which will have been traveled by the cursors 35, 36. The position of the cursors can thus be recorded by a counter , printer or any other device allowing recording.
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By means of these prescriptions, it is therefore possible to simultaneously record the coefficient of friction between several wheels and the ground and it is also possible to record different pressures on the brake pedal, just as the position of the scales can be recorded.
As stated previously, however, it is important to carry out the tests only on vehicles fully loaded or stressed towards the ground or more exactly on their support, so as to reproduce the stresses of full load.
The inventor recommends for this purpose various means for exerting by the wheel on its support a pressure at least equal to the pressure which it would exert if the vehicle was fully loaded.
Different modes of execution are shown schematically in Figures 6 to 10.
According to Figure 6, the wheel, or more exactly the tire 1, rests on the rollers 2 and 3. The axle 47 is pulled down by means of the following device. Around the side members 48-49 forming part of the frame of the machine, and fixed to the latter, take special claws, respectively 50, 51. The claw 50 is connected to a linkage 52, 53, which is fixed to a jack 54 , integral with the claw 51 for example. The cross member 53 carries in its middle a hook b5, which can be attached to the axle 47, either directly or through the intervention of a chain 56, or even by a cable or by any other means. The jack 54 is actuated by a pressurized fluid arriving from a duct 57 in the inlet duct 58.
The pressure of this fluid can be controlled by means of a manometer 59 graduated in kilograms of force exerted by the device on the axle 47. It will easily be understood that the traction exerted on the end of the cross member 53 by the jack 54 will result in a tractive force on the axle 47 in the direction of the support rollers 2 and 3. Therefore, the force with which the wheel 1 is applied to its support can be duly controlled and determined.
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mined, so as to match the full load of the vehicle and even more.
An alternative embodiment is shown diagrammatically in FIG. 7 in which the wheel 1 is applied to the rollers 2 and 3 by a tensioner 60. This tensioner is supported on one of the side members 48, for example, with the intervention of a suitable jaw 61 and is fixed to the axle 47 by a cable 62, a chain, a hook or any other equivalent means. The natural direction of the tensioner is oblique to the ground. By exerting traction by the tensioner 60 on the axle 47, the axle will be urged to the left in the direction of arrow f and also downward in the direction of arrow f '. If the direction of rotation of wheel 1 is represented by the arrow f ", the vehicle will tend to move in the direction of the arrow f.
This traction in the direction of arrow f can only be balanced by the tensioner 60 by means of the introduction of a force directed from top to bottom, that is to say along arrow f '.
If, for example, the angle Ó that the tensioner makes with the ground is 45, the braking force following the direction f will introduce an increase in adhesion corresponding to an axle load having the same value as the force brake fluid.
Other forces can be obtained by suitably tilting the tensioner 60. a third means is shown diagrammatically in FIG. 8. In this embodiment, use is made of a jack 63 secured by a special claw 64 to a fixed beam 65. The latter can, for example, be part of the chassis of all devices. The jack 63 ends at the top with a hook 66 which surrounds the axle 47. Obviously, this hook can be replaced by any other means of attachment, such as a chain. a cable, etc.
The pressurized fluid acting on the cylinder 63 arrives through the pipe 67, while the traction exerted by the cylinder 63 on the axle 47 can be indicated on the pressure gauge 59, the scale of which will have been suitably chosen for this purpose.
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In the three devices, respectively in Figures 6, 7 and 8, it will be noted that the horizontal reaction due to braking remains in the device itself and that it is therefore unnecessary to anchor the device relative to the ground or to provide a hook or pole or other means to prevent the vehicle from hitting the unit.
Two variant embodiments of the device applying the wheel to the support rollers are also the subject of Figures 9 and 10 attached.
The device of FIG. 9 essentially aims to pull the vehicle towards the ground with a known force by means of a normal jack or an ordinary lifting device.
For this purpose, one of the side members, 49 for example, of the general frame of the machine, receives a hook or jaw 68, provided with a pivot 69 around which a rocker 70 can oscillate. One of the ends of the latter. This is in the form of a hook 71 and comes to rest on the axle 47, the other end 72 is biased from bottom to top by an appropriate jack 73 of normal construction, or even by an ordinary lifting device , or a tensioner or other similar device.
It will easily be understood that by causing the jack 73 or any driving device to act, the rocker 70 will apply the axle 47 downwards with a controllable and / or predetermined force.
As for the device which is the subject of FIG. 10, its purpose is rather to pull the vehicle towards the ground with a known force by means of an expander. Indeed, the device essentially comprises a bridge 74, capable of sliding parallel to the axis of the rollers 2¯ and 3, this bridge being supported by appropriate hooks 75, 76, respectively to the side members 48, 49 of the general frame of the machine. . On this bridge 74 are provided pivots 77, 78, around which can turn angled levers, respectively 79, 80. The latter are terminated at their adjacent ends by pivots 81, 82, serving as support for a chain or a cable. or a tensioner or any other similar device 83 coming around
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rer axle 47 of wheel 1.
The other end of the angled levers 79, 80 is articulated at the ends of an expander 84. The latter is, for example, constituted by a device with left-right screw thread or even by a jack or by another lifting device placed horizontally; well again, this expander device can be formed by a cylinder in which slide pistons, such as 85,86, at the ends of which come to pivot the said bent levers 79, 80. Through an opening 87 formed in the cylinder 84, one can introduce a pressurized fluid inside the cylinder. The pressure of the fluid will then measure the vertical force exerted on the axle 47, or on any other part of the vehicle.
These various examples therefore make it possible to realize that one can easily and in an easily controllable manner, apply the vehicle to the support rollers 2 and 3, so as to be able to check the brakes under the most compatible conditions. with reality.
.Of course, the various examples set out in detail both as regards the device itself and the accessories which have just been described, are given only by way of example and can be replaced by any equivalent combination or of equivalent function.
The rollers 2 and 3 can easily be replaced by a caterpillar device, a carriage or any other suitable support.
Likewise, the recording devices may be combined with any other accessories and be placed in any place deemed suitable.
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