MESURES DE RESISTANCES AU ROULEMENT ET DE LIMITES

D'ADHERENCE, ET LESDITES METHODES

La présente invention concerne un dispositif permettant d'appréhender les efforts existant entre un pneumatique et le sol sur lequel il roule et permettant plus particulièrement une mesure des propriétés du pneumatique mettant enjeu les efforts longitudinaux. De telles propriétés sont par exemple la résistance au roulement et le coefficient d'adhérence longitudinal. Elle concerne aussi les méthodes mises en oeuvre à l'aide d'un tel dispositif et plus particulièrement les méthodes de mesures comparatives des propriétés de résistances au roulement et de limites d'adhérence de pneumatiques différents, ou des mêmes propriétés dues à des sols différents.

Compte tenu de tous les facteurs susceptibles d'intervenir au cours d'une mesure de résistance au roulement, celle-ci est très délicate et, comme connu, il existe deux grandes catégories de méthodes : la première catégorie concerne les mesures sur machines, et il faut citer les mesures sur volant, le pneumatique à tester roulant sur un volant de plus ou moins grand diamètre, et les mesures sur bancs à rouleaux, lesdits rouleaux ayant de petits diamètres et provoquant des sollicitations du pneumatique très éloignées de celles rencontrées sur des sols plans d'où l'apparition de machine sur sol plan, sous forme de bande sur laquelle roule le pneumatique ; la deuxième catégorie concerne les mesures sur pistes et sols réels qui se pratiquent généralement avec un véhicule que ce soit un véhicule analytique ou un véhicule classique. Avec ce dernier type de véhicule est souvent employée la méthode dite de décélération sur route, méthode sans doute moins précise que les autres mais donnant des résultats intéressants car intégrant au maximum les facteurs d'environnement.

Quant aux mesures de limites d'adhérence, elles se font aussi généralement à l'aide de volants lorsqu'il s'agit de mesures sur machines, mais plus fréquemment elles se réalisent à l'aide de véhicules roulant sur des pistes avec des sols variés et variables. Il est évident que les méthodes avec véhicules et pistes demandent des espaces considérables, de même que les méthodes avec volants car ceux-ci doivent avoir des grands diamètres.

L'invention a pour but de proposer un dispositif à la fois simple et permettant une mesure au moins comparative de résistances au roulement et/ou de limites d'adhérence dans un espace restreint, ou pour le moins très réduit par rapport à des pistes ou à des ateliers, tout en permettant un roulement sur sol plan ou de courbure très faible.

Le dispositif, conforme à l'invention, est caractérisé en ce qu'il comprend deux ensembles montés, dimensionnellement identiques, assemblés par un bras de liaison dont l'axe moyen est parallèle à la droite joignant les centres de rotation des ensembles montés non chargés, ledit bras de liaison étant pourvu de moyens de lestage nécessaires à l'obtention de la charge imposée à chacun des ensembles et tels que le centre de gravité du dispositif au repos soit localisé entre ladite droite et le sol sur lequel roulera le dispositif, celui-ci comprenant en outre des moyens susceptibles, par rotation des ensembles montés, de conférer à son centre de gravité un mouvement cycloïdal lui donnant une position angulaire déterminée par rapport au plan contenant la droite de jonction des centres de rotation des ensembles montés et perpendiculaire au sol.

Il faut entendre par ensemble monté l'ensemble formé d'au moins un pneumatique gonflé à une pression donnée, de sa jante de montage, ladite jante étant assortie d'un disque de roue, pouvant être fixé sur un moyeu. Le bras de liaison réunissant les deux ensembles montés peut être une barre de liaison rigide, de section transversale quelconque, par exemple circulaire ou carrée, et fixée solidement aux deux moyeux sur lesquels sont eux-mêmes fixés les disques. Ce bras sera avantageusement un bras pouvant tourner librement dans les logements prévus à cet effet dans les moyeux et disques des ensembles montés. Etant précisé qu'il faut comprendre que, dans le terme parallèle, est inclus le terme confondu, le bras de liaison sera préférentiellement l'essieu de rotation, dont l'axe moyen, qui est axe de symétrie, est la droite joignant les centres de rotation des ensembles montés.

Quant aux moyens susceptibles de conférer au centre de gravité du dispositif, radialement au dessous de la droite joignant les centres de rotation des ensembles montés, un mouvement cycloïdal, ils peuvent être de différentes sortes. Le mouvement de rotation des ensembles montés peut être le résultat de l'application d'une force de traction à l'essieu réunissant les centres de rotation des ensembles montés et tournant librement dans les moyeux. Ce mouvement peut être aussi le

résultat de l'application aux deux ensembles d'un couple de rotation imposé manuellement ou mécaniquement. Il peut être aussi le résultat d'une inclinaison du sol sur lequel va rouler le dispositif.

De manière avantageuse, et dans le but d'obtenir une mesure comparative de résistances au roulement, le dispositif conforme à l'invention sera muni d'un bras de manutention qui fait fonction de levier, solidement fixé au(x) moyeu(x) ou au(x) disque(s) d'un (des) ensemble(s) monté(s), et de moyens susceptibles de maintenir le centre de gravité à la position angulaire désirée.

Préférentiellement, ce bras de manutention est, lorsque le dispositif est au repos, situé dans le plan contenant l'axe moyen de l'essieu liaison des centres de rotation des ensembles et perpendiculaire au sol sur lequel va rouler le dispositif, et fixé solidement à l'essieu réunissant les deux ensembles montés, l'essieu étant alors rotationnellement solidaire des moyeux, et les moyens de lestage étant solidaires de l'essieu.

Dans le cas de la mesure de limite d'adhérence d'un pneumatique donné, le dispositif, conforme à l'invention comprend un essieu réunissant les centres de rotation des ensembles, muni d'au moins une poulie d'enroulement d'un câble de traction, poulie fixée solidement et solidaire en rotation dudit essieu. L'application d'une force de traction au câble, par des moyens usuels et connus, permet la mise en rotation du dispositif, ainsi que la mise en mouvement du centre de gravité G du dispositif.

Conformément à l'invention, un premier procédé permettant la mesure comparative de résistances au roulement de deux trains de pneumatiques sur un même sol, consiste à utiliser deux dispositifs tels que décrits ci-dessus, un premier dispositif équipé d'un premier train de pneumatiques identiques entre eux, un deuxième dispositif équipé d'un deuxième train de pneumatiques identiques entre eux mais différents des pneumatiques équipant le premier dispositif, à placer les deux dispositifs sur le même sol, à assurer la charge nécessaire à chacun des dispositifs avec les moyens de lestage, à conférer aux centres de gravité des deux dispositifs un mouvement cycloïdal par la mise en rotation des deux dispositifs, jusqu'à obtention d'une même position angulaire des centres de gravité, à bloquer lesdits centres dans cette position et à leur donner au même instant la liberté de mouvement.

Lors du soulèvement identique des centres de gravité des deux dispositifs, dû au roulement desdits dispositifs, les mêmes énergies potentielles ont été emmagasinées. Lors de la libération des dispositifs, ceux-ci sont animés d'un mouvement pendulaire amorti et roulant, l'amortissement étant dû à la résistance au roulement des pneumatiques équipant les dispositifs, cet amortissement étant proportionnel à la résistance au roulement. Les dispositifs préférentiellement utilisés étant pourvus d'un bras de manutention provoquant la mise en rotation, le blocage des dispositifs dans une position donnée est avantageusement assuré par lesdits bras qui sont crochetés ou amarrés au sol.

La mesure comparative se fait préférentiellement par la comparaison du nombre d'oscillations subi respectivement par chaque dispositif, équipé d'un train de pneumatiques à comparer, nombre d'oscillations pour un intervalle de temps donné, ou nombre d'oscillations jusqu'à arrêt du dispositif.

Conformément à l'invention, un deuxième procédé permettant la mesure comparative des limites d'adhérence de trains de pneumatique sur un même sol consiste à utiliser au moins deux dispositifs tels que décrits, un premier dispositif étant équipé d'un premier train de pneumatiques identiques entre eux, le deuxième dispositif étant équipé d'un deuxième train de pneumatique identiques entre eux mais différents des pneumatiques du premier train, à placer les dispositifs sur le même sol, à assurer la charge nécessaire à chacun des dispositifs avec les moyens de lestage, à exercer une force de traction résultante sur chacun des dispositifs au moyen d'au moins un câble de traction enroulé sur une poulie d'enroulement solidairement fixée à l'essieu de rotation du dispositif, jusqu'à obtention du glissement entre le train de pneumatiques et le sol.

La comparaison des limites d'adhérence peut se faire par la vision des barres de manutention des deux dispositifs, qui servent alors d'aiguilles de mesure, mais préférentiellement elle se fera par lecture des forces appliquées, au moyen de dynamomètres placés sur le(s) câble(s) de traction.

Si l'on appelle les mesures comparatives décrites ci-dessus des mesures réalisées en parallèle, ces mêmes mesures peuvent aussi être réalisées en série à l'aide d'un seul dispositif, avec lequel on effectue une première mesure avec un premier train

de pneumatiques puis une deuxième mesure avec un deuxième train de pneumatiques.

Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux comprises à l'aide de la description qui suit et qui se réfère au dessin illustrant à titre non limitatif des exemples d'exécution et sur lequel,

- la figure 1 représente schématiquement une première variante du dispositif conforme à l'invention ;

- la figure 2 représente tout aussi schématiquement une deuxième variante dudit dispositif,

- la figure 3 représente schématiquement une troisième variante dudit dispositif ;

- la figure 4 représente schématiquement l'appareil montré sur la figure 1 et utilisé dans le procédé de mesure de résistances au roulement ;

- la figure 5 montre schématiquement l'appareil de la figure 3 et son utilisation dans le procédé de mesure de limites d'adhérence ;

- la figure 6 représente schématiquement l'appareil montré sur la figure 1 utilisé de manière différente dans le procédé de mesure de limites d'adhérence.

Le dispositif D, montré sur la figure 1 et conforme à l'invention, comprend deux ensembles montés identiques entre eux. Chacun de ces ensembles E est composé d'un pneumatique (1), monté sur sa jante de montage (2), et gonflé à sa pression d'essai. La jante (2) est réunie à un moyeu (4) par l'intermédiaire d'un disque (3), qui est assemblé au moyeu à l'aide de vis de fixation (5). Les deux moyeux (4) sont joints par un essieu (6) de section circulaire, qui, dans l'exemple décrit, est fixé solidement aux moyeux (4), l'essieu (6) étant dans l'impossibilité de tourner librement par rapport aux moyeux (4). L'essieu (6) est muni d'un porte-charge (7), qui est une nacelle ou un caisson dans lequel sont fixés des éléments de fonte ou gueuses destinés à assurer symétriquement la charge désirée sur les ensembles montés E. Ce caisson (7) est fixé solidement à l'essieu par le moyen de goussets (8), de sorte qu'à l'état de repos, le centre de gravité G du dispositif soit nettement radialement au dessous de l'axe ZZ' réunissant les deux centres de rotation O

respectivement des ensembles montés E. L'essieu (6) est aussi muni d'un bras de manutention (9) qui est en fait une barre de forme de U renversé, cette barre étant solidement liée à l'essieu (6) et destinée à mettre en mouvement de rotation le dispositif D.

Une variante du dispositif conforme à l'invention est montrée sur la figure 2. Ce dispositif D diffère principalement de celui montré sur le figure 1 par le fait que le bras de liaison (10) sur lequel est fixé solidement le caisson porte-charge (7) et qui réunit les deux moyeux (4), (les mêmes références seront employées dans le cas d'éléments communs aux deux figures) n'a pas son axe de symétrie XX' confondu avec l'axe de symétrie ZZ' de l'essieu (6) joignant les deux centres de rotation O des ensembles montés E. Ce bras de liaison ou bras d'articulation peut tourner librement dans les logements (11) prévus à cet effet dans les moyeux (4), logements dans lesquels sont disposés les roulements (12). Il en est de même de l'essieu (6) qui, comme cela pourrait être le cas de la figure 1 , peut tourner librement dans les logements (13), mais peut aussi être bloqué par un dispositif (14), composé de garnitures de friction (15) sur lesquelles viennent s'appliquer des plaquettes (16) sous l'effet de forces de serrage provoquées par la compression des ressorts (17). Le mouvement en rotation du dispositif selon la figure 2 est assuré par une force de traction s'exerçant sur un élément de traction (18) qui peut être une barre, une corde ou un filin métallique, fixé solidement à l'essieu (6), mais qui peut s'en détacher aisément et instantanément lorsque l'on désire libérer le dispositif. La force de traction est exercée par tout dispositif mécanique connu, tel qu'un treuil manuel ou mécanisé, ou plus simplement manuellement. Sur l'essieu (6), qui sera bloqué pendant la mesure de résistances au roulement, est fixée une aiguille de mesure (19) permettant de visualiser le mouvement perpendiculaire du centre de gravité G du dispositif, et de compter le nombre d'oscillations jusqu'à arrêt complet du mouvement pendulaire.

La variante du dispositif conforme à l'invention et montrée sur la figure 3 est sensiblement équivalente à celle montrée sur la figure 1. Elle en diffère cependant par les caractéristiques suivantes : le bras de liaison (10) qui est confondu avec l'essieu (6) de rotation du dispositif D est muni de deux poulies (20), pourvues elles-mêmes de gorges (21) dans lesquelles est enroulé un câble de traction. Ces poulies (20) sont bloquées sur l'essieu (6) par tout système d'attache approprié tel que vis, boulons...

Les poulies (20) peuvent être de diamètre variable, étant donné qu'elles sont avantageusement formées par la mise et la fixation sur une partie cylindrique (20') d'anneaux cylindriques (20") pourvus de gorges. Une des poulies (20) est munie d'une aiguille de mesure (19) comme décrit précédemment.

Sur la figure 4, le dispositif de la figure 1 est montré d'une part libre au repos et d'autre part après mise en position de départ du centre de gravité G du dispositif. Pour la mesure comparative des résistances au roulement de deux trains de pneumatiques, qui diffèrent entre eux soit par des caractéristiques de constitution, soit par des caractéristiques d'utilisation (pression, charge,...), deux dispositifs D, semblables à celui montré sur la figure 1, sont utilisés et placés l'un à côté de l'autre sur le même sol. Les deux dispositifs D sont animés d'un mouvement de rotation par application manuelle d'un couple de rotation au moyen de la barre de manutention (9) dont est équipé chaque dispositif, le mouvement de rotation étant poursuivi jusqu'à accrochage de la barre de manutention de chaque dispositif à un crochet (22) ancré au sol pendant cette rotation, les centres de gravité G (qui sont à la même distance des axes de rotation 00 si les charges sont égales pour les deux dispositifs) ou G' et G" (qui seront à des distances différentes de axes 00 si les charges sont inégales entre les deux dispositifs) décrivent des cycloïdes plus ou moins raccourcies, de telle façon que chaque centre de gravité définisse avec la trace 0, sur le plan de la figure, des axes 00, une droite faisant avec la direction perpendiculaire au sol et passant par le centre 0 un angle α identique pour les deux dispositifs, lorsque les barres (9) sont crochetées au moyen des crochets (22) fixés au sol. Au même instant T, les deux barres de manutention (9) sont décrochées, et les deux dispositifs sont alors animés d'un mouvement pendulaire, qui s'amortit en fonction des résistances au roulement globales, parmi lesquelles les résistances au roulement des pneumatiques.

Afin d'avoir une comparaison sûre, il est recommandé d'opérer avec des permutations de trains de pneumatiques : une première mesure s'effectue avec les pneumatiques A sur le dispositif Di , alors que les pneumatiques B sont montés sur le dispositif D2, et une deuxième mesure étant immédiatement réalisée après la première avec les pneumatiques A sur le dispositif D2, et une deuxième mesure étant immédiatement réalisée après la première avec les pneumatiques A sur le dispositif D2 et les pneumatiques B sur le dispositif D\. La différence de résistances au roulement mesurée entre les deux trains peut s'apprécier par exemple par le nombre d'oscillations réalisé par les barres (9) respectivement des

deux dispositifs jusqu'à arrêt complet des mouvements pendulaires, les distances totales parcourues des extrémités des barres (9) radialement les plus éloignées des centres de rotation 0 étant inversement proportionnelles aux résistances au roulement des pneumatiques A et B.

Il est bien évident que le procédé décrit pour comparer deux trains de pneumatiques est tout aussi valable pour comparer deux types ou plusieurs types de sol, différents par leurs caractéristiques, et en particulier les caractéristiques qui ont une influence sur la résistance au roulement. Il suffit de prendre quatre pneumatiques de référence, identiques entre eux, et qui sont préférentiellement des bandages caoutchouteux, pleins de faible hauteur, et de faire rouler simultanément les deux ou plusieurs dispositifs D sur les deux ou plusieurs sols différents.

Sur la figure 5, sont rendues compréhensibles les conditions d'utilisation des deux ou plusieurs dispositifs nécessaires pour comparer les limites d'adhérence de deux ou plusieurs trains de pneumatiques. Les dispositifs utilisés sont préférentiellement les dispositifs montrés sur la figure 3. Le procédé de mesure diffère principalement du précédent par le fait qu'on applique à chaque dispositif un couple de rotation par l'intermédiaire d'une force de traction résultante X, appliquée sur des câbles de traction (23), enroulés dans les gorges de deux poulies (20) du dispositif de la figure 3, poulies qui sont disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie YY'. Dans un premier temps, l'application de cette force X, au moyen d'un treuil (24), à une distance h du sol plan dans l'exemple décrit, provoque le mouvement de rotation du dispositif autour de l'axe de rotation 00 de sorte que le centre de gravité G du dispositif, vu en section dans le plan de symétrie YY' du dispositif, soit situé sur une droite GO faisant avec la perpendiculaire au sol passant par 0 un angle α', angle nul au départ du mouvement et qui croîtra en fonction de l'effort de traction appliqué X jusqu'à atteindre une valeur α'o pour lequel il y aura glissement des ensembles montés sur le sol considéré, la limite d'adhérence étant alors atteinte pour le train de pneumatiques considéré, et la force de traction étant alors X(). L'angle α'o correspond à une certaine distance axiale e entre le centre de gravité G et la droite portant la réaction au sol égale à la charge portée, il est possible d'en déduire le coefficient d'adhérence à la limite d'adhérence, comme étant égale au rapport de la distance axiale e sur la distance radiale h.

La mesure comparative peut être aisément visionnée par les positions respectives des deux aiguilles (19) de mesure, mais peut aussi être avantageusement réalisée à l'aide de dynamomètres (25) placés sur les câbles de traction (22), donnant les valeurs des efforts Xo respectivement pour les deux trains de pneumatiques.

La figure 6 concerne aussi une mesure comparative des limites d'adhérence, avec utilisation de dispositifs, conformes à l'invention, et plus particulièrement de dispositifs tels que montrés sur les figures 1 ou 2. Le procédé diffère du procédé décrit précédemment en relation avec la figure 5 par le fait que le mouvement de rotation initial des dispositifs D et le glissement des ensembles montés E sur le sol étudié est provoqué, non par une force de traction X horizontale exercée sur un ou des câbles de traction (22) par un système approprié, mais par l'inclinaison β de plans inclinés de roulement P, ladite inclinaison étant variable par le fait que les plans inclinés P peuvent être animés d'un mouvement de rotation autour d'axes (27) situés au niveau du sol, par le moyen de vérins (26), par exemple.

Les dispositifs D sont placés initialement sur les plans de roulement P à l'état horizontal. Les plans P sont alors inclinés à vitesse constante et lente, chaque dispositif se met alors en rotation, puis pour un angle βo de son plan de roulement, le dispositif glisse sur le plan. La mesure comparative des deux limites d'adhérence peut être réalisée à l'aide des aiguilles de mesure (19), mais il est aussi possible de comparer par les angles respectifs βo des deux plans de roulement P. La connaissance de ces angles permet par ailleurs le calcul des forces de frottement respectives des deux trains de pneumatiques.

Dans le cadre des mesures de limites d'adhérence, il est aussi évident que les comparaisons peuvent porter, non plus sur des trains de pneumatiques, mais sur des sols différents par leurs caractéristiques que ce soit de sols plans ou des plans inclinés, et en particulier sur des sols différents par leur lubrification.

Il est tout aussi évident que la dispersion des mesures est minimisée par des permutations de trains de pneumatiques sur les dispositifs utilisés ainsi que la permutation de dispositifs sur les sols à comparer.