Brevet FR2323139A1 — publié le 19770401

La présente invention se rapporte à un appareil destiné à être utilisé pour équilibrer les roues. L'expression "roue" englobera, dans le présent mémoire, une roue séparée ou un ensemble comprenant un pneumatique et une roue. Un appareil d'équilibrage d'un ensemble formé par un pneumatique et une roue du type od la roue comporte deux singes de talon séparés axialement comprend couramment un arbre rotatif auquel est fixé un ensemble formé par un pneumatique et une roue pour mesurer un déséquilibre éventuel de l'ensemble.Un déséquilibre de l'ensemble de roue engendre des forces agissant sur l'arbre, que l'on peut mesurer en utilisant des moyens de détection et, pour obtenir la liaison entre le degré de déséquilibre et les forces mesurées par les moyens de détection, il faut positionner avec précision l'ensemble, un sibge de talon de la roue étant dans une position axiale prédéterminée sur l'arbre de façon qu'il n'y ait lieu de tenir aucun compte de la position axiale de la roue, seul l'écartement de la jante étant significatif, ou en variante déterminer la position axiale de la jante de l'ensemble et tenir correctement compte de telles mesures pour déterminer le balourd (la masse de déséquilibre) correspondant aux forces mesurées par les moyens de détection. Bien que le procédé consistant à utiliser une position axiale prédéterminée puisse parattre préférable, il ne se prote pas à la réalisation d'un appareil compact dans lequel il faut que l'appareil puisse facilement déterminer les forces de déséquilibre agissant sur les roues à centre ouvert comme à centre fermé qui nécessitent des montages différents pour étre fixées à un arbre rotatif. En outre, il faut effectuer des mesures appropriées du diamètre de la jante de roue, quel que soit le procédez de positionnement axial utilisé1 et cela est une autre source d'erreurs éventuelles de l'opérateur de la Tachine. Selon la présente invention, un appareil destiné à titre utilisé pour équilibrer une roue comprend un organe rotatif destiné à porter la roue à équilibrer, et des moyens de détection de la position de la roue destinés à fournir une sortie en corrélation avec la position d'au moins une partie de la roue par rapport à une position de repère fixe par rapport à l'appareil. On peut mesurer par exemple, i l'aide des moyens de détection, la distance radiale d'une partie de la roue, par exemple de la jante de roue, à l'axe de rotation de l'organe rotatif ou, par exemple, la distance dune partie de la roue, dans une direction axiale, à une position de repère fixe par rapport à l'appareil. Les moyens de détection de la position peuvent entre optiques et comprendre un faisceau lumineux de direction fixe par rapport à l'appareil et dirigé vers des moyens réfléchissant comme un miroir ou un prisme,montés mobiles par rapport à l'appareil de façon que, lorsque les moyens réfléchissants se déplacent, le faisceau lumineux puisse se réfléchir sur une partie de la roue prédéterminée, par exemple la jante de la roue, et que la tache lumineuse ainsi formée puisse titre vue par l'opérateur. La réflexion du faisceau lumineux sur la roue peut avoir lieu par déplacement linéaire des moyens réfléchissants ou par rotation de ceux-ci. Dans une autre réalisation, les moyens réfléchissants peuvent être, absents et la source du faisceau lumineux peut être elle-même mobile par rapport à l'appareil pour amener le faisceau lumineux en alignement avec la portion de roue désirée. Dans un autre type d'appareil, les moyens de détection de la position peuvent comprendre au moins une sonde mécanique pouvant être amenée au contact d'une portion désirée de la roue. L'extraction de l'information de mesure requise peut avoir lieu par lecture sur une échelle étalonnée de façon appropriée, liant 1'information de distance requise au déplacement angulaire ou linéaire de la source du faisceau lumineux ou des moyens réfléchissantspar rapport à l'appareil, ou au déplacement de la sonde, dans le cas dg moyens de détection de type mécanique. Lorsque cependant l'appareil d'équilibrage de la roue utilise des moyens calculateurs électriques ou électroni ques pour lier les charges de balours agissant sur 1'arbre rotatif au ou aux poids d'équilibrage requis, il est préférable que ledit mouvement des moyens de détection effectue en même temps un ajustement d'un potentiomètre ou de moyens analogues de production de signaux électriques de sortie liés à la position de la roue, pour utilisation directe dans les moyens calculateurs. Dans la demande de brevet français no 75 12764 du 24 avril 1975 au nom de la Demanderesse, on a décrit un appareil destiné à être utilisé dans l'équilibrage d'une roue, comprenant des moyens de détection de force pour mesurer la force exercée sur un organe rotatif portant la roue à équilibrer, des moyens calculateurs pour calculer le poids d'équilibrage à appliquer à la roue pour contrebalancer un déséquilibre éventuel, des moyens d'affichage associés aux moyens calculateurs pour afficher le poids d'équilibrage requis pour contrebalancer le déséquilibre, et des moyens de détection de position pour déterminer la position angulaire dans laquelle le poids d'équilibrage doit être appliqué à la roue par rapport à une position de repère, et un appareil selon la présente invention peut comprendre en outre les caractéristiques cidessus. L'utilisation de moyens de détection de la position de la roue est particulièrement utile lorsque l'appareil indiqué dans le paragraphe précédent est réalisé de façon que les moyens d'affichage affichent le poids d'équilibrage nécessaire pour contrebalancer un déséquilibre éventuel alors que la roue ralentit après qu'on l'a mise en rotation pour mesurer le déséquilibre éventuel, puis n'affiche le poids nécessaire pour contrebalancer le déséquilibre que lorsque la position angulaire de l'organe rotatif par rapport à une position de repère correspond à la position requise d'un poids d'équilibrage par rapport à la position de repère.Ainsi, la position angulaire dans laquelle le poids doit~etre appliqué n'est indiquée:par les moyens d'affichage indiquant le poids d' équilibrage requis que lorsque la roue est dans la position angulaire requise par rapport à la position de repère et, en combinaison avec la caractéristique de la présente invention selon laquelle, dans l'un de ses aspects, la détection de la position de la jante de roue à la fois radialement et axialement par rapport à l'organe rotatif engendre des signaux électriques, on obtient un appareil combind dans lequel la possibilité d'erreur humaine est fortement atténuée par rapport à l'appareil classique d'équilibrage de roue. La demande de brevet français precitée décrit en outre un appareil particulièrement approprié pour équilibrer des roues du type auquel on peut appliquer des poids d'équilibrage en deux positions séparées axialement, par exemple des roues de véhicule qui comportent deux jantes séparées axialement. Un tel appareil comprend un arbre rotatif sur lequel doit eAtre montée une roue à équilibrer, au moins deux moyens de détection pour mesurer la force exercée sur l'arbre, dans des positions séparées dans la direction axiale de l'arbre, par un déséquilibre éventuel-de la roue au cours de sa rotation, des moyens calculateurs pour calculer les poids d'équilibrage à appliquer dans les positions de la roue séparées axialement pour contrebalancer le déséquilibre, des moyens d'affichage associé aux moyens calculateurs pour afficher les poids d'équilibrage nécessaires pour contrebalancer le déséquilibre, et des moyens de détection de la position pour déterminer la position angulaire dans laquelle un poids d'équilibrage doit etre appliqué à une roue, dans chacune des positions séparées axialement, par rapport à une position de repère. Dans cet appareil, les moyens d'affichage affichent, de préférence, les deux poids simultanément, pendant que la roue ralentit après qu'on l'a mise en rotation pour mesurer le déséquilibre et, après le ralentissement, le poids à appliquer dans l'une des positions séparées axialement n'est de préférence affiché que lorsque la position angulaire de la roue par rapport à une position de repère correspond à la position angulaire requise du poids d'équilibrage à appliquer dans ladite position axiale par rapport à la position de repère. Au cours de l'utilisation de l'appareil selon l'invention, en combinaison avec l'appareil d'équilibrage décrit dans le paragraphe précédent, on utilise les moyens de détection de la position de la roue pour déterminer la distance axiale de l'une des jantes de roue, par exemple d'une jante intérieure située le plus près des moyens de détection des forces destinés à mesurer les forces agissant sur l'arbre rotatif, à une position de repère. Les informations relatives à la distance axiale de la jante sont envoyées directement à des moyens calculateurs ar une commande mannelle, comme on l'a décrit dans ladite demande de brevet français. Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, -feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. - la figure 1 est une vue en perspective schématique d'une partie d'un appareil d'équilibrage de roues selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe transversale schématique d'un appareil de type optique selon l'invention - la figure 3 est une vue schématique d'un autre appareil de type optique selon l'invention - la figure 4 représente schématiquement l'appareil de la figure 3, avec davantage de détails - la figure 5 est une vue schématique d'un appareil de type mécanique selon l'invention - la figure 6 est une vue schématique d'un autre appareil de type mécanique selon l'invention - la figure 7 est un diagramme simplifié de la configuration géométrique de l'appareil représenté sur la figure 6. L'appareil à utiliser pour équilibrer un ensemble 17 formé par un pneumatique et une jante peut comprendre, comme il a été décrit dans la demande de brevet français précitée, un arbre 11 monté rotatif dans deux paliers 12, 13 séparés axialement suivant la longueur de l'arbre. Un moteur électrique 14 est présent pour entratner l'arbre rotatif par l'intermédiaire d'un ensemble de poulies 15 jusqu'à une vitesse prédéterminée et maintenir l'arbre à cette vitesse pendant une détermination de balourd (de déséquilibre). Deux transducteurs T1 et T2 sont placés entre un bâti de support 16 et les paliers 12 et 13 respectivement, pour mesurer les forces de déséquilibre produites par l'ensemble 17, monté à l'une des extrémités de l'arbre 11.Un ensemble 18 de détection de position angulaire destiné à déterminer la position angulaire du poids à appliquer à chaque jante de roue par rapport à la position angulaire de l'arbre 11 est monté en partie sur l'extrémité de l'arbre 11 et en partie sur un bâti de support 16. La figure 2 représente des moyens optiques de -détection de position de la roue réalisés selon l'invention et appropriés pour ttre mDntEs dans le contexte de l'appareil représenté sur la figure 1 pour déterminer le diamètre de la jante de roue et la distance de l'une des jantes de roue 80 à une position de repère se trouvant sur l'appareil de la figure 1. Les moyens optiques comprennent une source lumineuse (non représentée) qui envoie un faisceau lumineux parallèle 3 dans une direction parallèle à l'axe 11' de la roue, sur un miroir 81 incliné de façon à réfléchir le faisceau radialement vers l'extérieur. Un barreau coulissant 82 mobile axialement par rapport à l'axe 11' de l'arbre porte le miroir 81 et est accouplé mécaniquement i un potentiomètre (non représenté) de sorte que la position du curseur du potentiomètre est liée à la position axiale du miroir et, par suite, également à la distance de la jante intérieure 80 à la position de repère lorsque le miroir est déplacé de façon à envoyer le faisceau lumineux sur la jante intérieure, où l'opérateur peut voir la tache lumineuse ainsi formée. L'appareil comprend également des moyens destinés à mesurer le diamètre de la jante intérieure 80. Celui-ci comprend une autre source lumineuse (non représentée) qui envoie un faisceau de lumière parallèle B2 en direction radiale par rapport à l'arbre 11 sur un miroir 83 mobile dans ladite direction radiale et incliné de façon à réfléchir le faisceau lumineux dans une direction parallèle à l'axe 11' de l'arbre sur une autre partie de la Jante de roue 80. Un barreau coulissant 84 est mobile radialement par rapport à l'axe ll' de l'arbre et porte le miroir 83. Le mouvement du barreau coulissant provoque le mouvement d'un autre potentiomètre (non représenté), de sorte que la position du curseur de ce potentiomètre est liwe à la position radiale du miroir et, par suite, au diamètre de la jante intérieure 80 lorsque le miroir est positionné de façon à envoyer le faisceau lumineux sur-la jante intérieure. Un autre mode d'exécution de l'invention, représenté schématiquement sur les figures 3 et 4, comprend encore une fois des moyens optiques de détection de la position de la roue, appropriés pour êtremontés dans le contexte de l'appareil représenté sur la figure 1. Comme on l'a représenté schématiquement sur la figure 3, de la lumière provenant d'une source lumineuse ponctuelle 3 est focalisée en un faisceau parallèle par une première lentille 31. Après passage par une lentille convergente 32, ajustable en position par rapport à la première lentille, une partie du faisceau lumineux est réfléchie par un miroir 33 en position fixe et les deux faisceaux obtenus sont alors réfléchis par deux miroirs 34, 35 positionnés radialement et axialement à distance du miroir 33 par rapport à l'axe de l'arbre 11, pour amener le faisceau lumineux en alignement -avec des positions sélectives d'une jante 36 de roue.On effectue I'ajustement radial et axial du positionnement des miroirs 34 et 35 pour que les potentiomètres agissent en délivrant des signaux électriques liés respectivement au diamètre de la jante de roue et à la distance axiale de la jante de roue à la position de repère. De préférence, les deux faisceaux lumineux sont dirigés vers des positions semblables sur la roue, de telle sorte que les longueurs des deux trajets lumineux sont identiques, l'ajustement des deux trajets lumineux est identique et l'ajustement de la lentille convergente 32 fait alors converger simultanément les deux faisceaux lumineux sur la jante de roue. Le degré de réglage de la lentille est alors la somme des réglages pour le diamètre de la jante de roue (réglage d) et pour la position axiale de la jante (réglage x). On peut ajuster les miroirs 34, 35, pour faire coïncider les faisceaux réfléchis entre eux sur une jante de roue. En variante, on peut faire converger les faisceaux lumineux vers des positions similaires mais séparées circon férentiellement sur une jante de roue, par exemple à 90o ou 1800 l'une de l'autre. On fait en sorte que le déplacement des miroirs 34 et 35 pour diriger les faisceaux lumineux sur une jante de roue provoque le déplacement de potentiomètres qui délivrent donc un signal de sortie lié au diamètre de la jante de roue et à sa position axiale sur l'arbre 11. On peut aussi utiliser le mouvement des miroirs pour que la focalisation de la lentille 33 compense automatiquement les variations de longueur des trajets lumineux provoquées par le mouvement des miroirs. La figure 4 représente un agencement dans lequel la lentille convergente 32 est fixée à un chariot 37 monté coulissant sur un support 71 et pouvant se déplacer sous l'action d'un capable 38 chargé par ressort qui passe sur une poulie flottante 39. Les deux miroirs 34, 35 sont aussi fixés chacun à un chariot 72 monté coulissant et les deux chariots sont reliés l'un à l'autre par un cabale 40 qui passe par une poulie 41 en position fixe et autour d'une poulie flottante 42 reliée par une armature 43 à 1' autre poulie flottante 39. Le déplacement de l'un des miroirs 34, 35 sur une distance x provoque le déplacement de l'armature de poulies 43 d'une distance x/2 seulement, mais ce déplacement sera amplifié par le câble 38 passant autour de la poulie 39 pour déplacer le chariot 37 d'une distance correspondant au déplacement du miroir et à la variation de longueur du trajet lumineux. La figure 4 montre aussi comment le mouvement de chaque chariot de miroir provoque le mouvement corrélatif d'un potentiomètre associé. Un câble continu 44 s'étend entre deux poulies 45 et est fixé au chariot 72 de façon que le mouvement du chariot provoque la rotation des poulies. Le curseur du potentiomètre est relié au mame arbre que celui auquel l'une des poulies 45 est fixée et il est ainsi entratné par le mouvement du chariot. Au lieu d'utiliser un repère mécanique fixe par rapport à la machine d'équilibrage, on peut diriger sélectivement l'un des faisceaux lumineux cités dans le mode d'exécution précédent de l'invention sur une roue, pour obtenir une marque de repère destinée à être utilisée dans le position de poids d'équilibrage. Selon un autre mode d'exécution de l'invention représenté sur la figure 5, les moyens de détection de la position de la roue sont d'un type mécanique comprenant deux sondes 50, 51 mobiles radialement et axialement-par rapport à une roue pour mesurer le diamètre de la jante de roue et sa position axiale, respectivement. Les sondes se déplacent dans des guides (non représentés) et elles comportent chacune une crémaillère (75 et 76, respectivement) le long d'une partie de leur longueur, avec laquelle doit engréner un pignon (52 et 54, respectivement) dont la rotation provoque le déplacement d'un bras de potentiomètre (53 et 55, respectivement). Les moyens calculateurs à utiliser avec les moyens mécaniques de détection de position de roue comportent un dispositif à mémoire approprié, de façon qu'après avoir effectué les mesures de position requises avec les sondes, on puisse rétracter les sondes de la roue pour les en écarter et utiliser les mesures subséquemment au cours du calcul, pendant que lton fait tourner la roue ou après. La figure 6 représente des moyens de détection de position de roue de type mécanique utilisant une seule sonde 60. La sonde 60 comporte une portion de tête agrandie 61 destinée à dtre alignée avec une jante 62 de roue et elle est montée typiquement près de sa position à mi-longueur de façon à se déplacer par un mouvement de pivotement et/ou de glissement dans un plan passant par l'axe 11' de l'arbre. Les curseurs d'un potentiomètre 63 sont reliés à la sonde de façon que la sortie du potentiomètre soit liée à l'angle G d'inclinaison de la sonde par rapport à l'axe 111 de l'arbre. Un autre potentiomètre 64 est placé à une distance fixe de l'axe autour duquel la sonde est montée rotative et est entraené par une crémaillère 65 avec laquelle engrène un pignon se trouvant sur la sonde, de sorte que la sortie du potentiomètre 64 est liée à la distance L de la tête de sonde au point de pivotement. En conséquence, par addition algébrique de la compo sante radiale L sin &commat; de la longueur L de sonde qui dépasse et de la distance radiale A du centre de pivotement de la sonde à l'axe 11', on peut déterminer le diamètre de la jante de roue. De façon analogue, par addition algébrique de la composante axiale L cos G de la longueur L de sonde qui dépasse et de la distance B du centre de pivotement de la sonde à une position de repère 66, on peut déterminer la position axiale de la jante de roue. A propos du mode d'exécution précédent de l'invention utilisant deux sondes, il est indiqué que l'on doit prévoir un dispositif à mémoire approprié, de façon que l'on puisse rétracter les sondes après la mesure de position pour qu'elles soient à l'écart de la roue pendant sa rotation, et utiliser les mesures effectuées subséquemment pour des calculs de poids d'équilibrage ; il faut de même prévoir d'utiliser un tel dispositif à mémoire avec l'appareil conforme au mode d'exécu- tion précédent de l'invention à une seule sonde. Le dispositif à mémoire peut étire constitué par deux potentiomètres asservis incorporés dans le circuit de calcul et à entratnement servo-commandé sous l'action de deux potentiomètres de détection (62, 63 ou 64). Avant la rétraction de la ou des sondes à l'écart d'une jante de roue, les potentiomètres asservis servo-commandés sont déconnectés, de sorte que leurs derniers réglages reflètent la position de la sonde ou des sondes en alignement avec une jante de roue. Dans d'autres variantes de l'appareil de détection de la position de la roue du type mécanique, on peut lire la position d'une sonde sur des échelles appropriées, et appliquer manuellement les lectures à des potentiomètres incorporés dans le circuit de calcul de la machine d'équilibrage. REYES9DICATIONS 1.- Appareil destiné à être utilisé pour ltéquilibrage d'une roue, caractérisé en ce qu'il comprend un organe rotatif destiné à supporter une roue à équilibrer, et des moyens de détection de la position de la roue destinés à délivrer une sortie liée à la position d'au moins une partie de la roue par rapport à une position de repère fixe par rapport à l'appareil. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection de position sont des moyens optiques. 3.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens optiques, comprennent un faisceau lumineux de direction fixe par rapport i l'appareil, pouvant être réfléchi par un dispositif réfléchissant sur une partie prédéterminée de la roue. 4.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens optiques comprennent un faisceau lumineux de direction fixe par rapport à l'appareil, pouvant être focalisé au moyen d'une lentille mobile sur une partie prédéterminée de la roue. 5.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la sortie est liée à la distance entre la jante de roue et son axe de rotation. 6.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la sortie est liée à la distance entre la jante de roue et un plan fixe séparé axialement de la roue perpendiculaire à son axe de rotation. 7.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens optiques comprennent un faisceau lumineux, des moyens pour diviser le faisceau en deux faisceaux séparés, des moyens pour -envoyer les deux faisceaux séparés -sur la roue suivant deux trajets séparés, les moyens de détection de la position de la roue fournissant deux sorties chacune en liaison avec l'un dss deux faisceaux séparés et avec la position d'une partie de la roue par rapport à deux positions de repère différentes. 8.- Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'une des deux sorties lie la distance entre la jante de roue et son axe de rotation et l'autre la distance entre la jante et un plan fixe séparé axialement de la roue et perpendiculaire à son axe de rotation. 9.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection de la position comprennent au moins une sonde mécanique pouvant être amenée au contact d'une portion désirée de la roue. 10.- Appareil selon la revendication 9; caractérisé en ce que la sonde est coulissante. 11.- Appareil selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la sonde est rotative. 12.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé-en ce que les moyens de détection de la position consistent en un potentiomètre délivrant une sortie électrique.