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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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