Brevet FR2476310A1 — publié le 19810821

Dispositif pour centrer les roues à rayons, et procédé pour la mise en oeuvre de ce dispositif. La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour centrer les roues à rayons, c'est-à-dire pour régler la tension des rayons de façon à ce que la jante de la roue soit concentrique par rapport à l'axe et située dans un plan perpendiculaire à cet axe. Le centrage des roues à rayons est effectué depuis longtemps par des opérations manuelles. I1 consiste à tendre plus ou moins, les rayons de la roue en vissant ou en dévissant chaque écrou de rayon, partie du rayon qui s'accroche à la jante. Cette opération de centrage est délicate et fastidieuse, et des machines ont été conçues pour réaliser de fa çon automatique ces réglages. Ainsi, on connaît des machines qui comprennent une clé qui s'adapte sur la partie de l'écrou de rayon émergeant de l'extérieur de la jante, c'est-a-dire sous l'emplacement habituel du pneu, la clé permettant le serrage et le desserrage automatique du rayon.Ces machines fonctionnent de la façon suivante : des galets appuyés contre la jante de la roue déterminent, lorsque celle-ci est entraînée en rotation, les défauts de cette roue soit en voile, c'està-dire en déplacement parallèle à l'axe, soit en saut, c'està-dire en déplacement selon une direction radiale. Lorsque les galets détectent une position de la jante différente de la position de référence, la clé serre ou desserre le rayon correspondant pour ramener la jante dans la position de référence détectée par les galets. La roue est ensuite tournée jusqu'au rayon suivant, et ainsi de suite. De telles machines présentent un réel progrès par rapport aux opérations manuelles antérieures, mais ne permettent pas d'équilibrer une roue déjà munie de pneu. En effet, d'une part la clé intervient sur la portion extérieure à la jante, portion que doit occuper le pneu, et d'autre part les galets de mesure du saut de la roue sont généralement disposés sur la mme partie extérieure de la jante, partie plus facilement accessible pour la disposition de ces galets. En outre, ces machines ne permettent généralement pas un réglage rapide de la roue car le fait de régler un rayon modifie généralement le réglage des autres rayons, et notamment le fait de régler des rayons où le défaut est faible pet germer considérablement le réglage ultérieur des rayons o le défaut est plus fort. Un objet de la présente invention est d'obvier aux inconvé- nlents précédents des machines antérieures, en proposent un dispositif qui permette un réglage et un centrage rapides de la roue. Un autre objet de la présente Invention est de permettre le centrage d'une roue déjà munie d'un pneu. Un autre objet de la présente invention est de permettre de mesurer le saut et le voile d'une roue en une mesure unique, la mesure du saut étant opérée sur la face interne de la jante et SOli résultat étant indépendant de la présence ou de l'absence de voile quelle que soit la forme de la section de la jante. Un autre objet de la présente invention est de permettre la mesure des défauts principaux, voile ou saut, en éliminant l'influence des défauts limités tels que les soudures de la jante. Un autre objet de la présente invention est de proposer un dispositif permettant de détecter les défauts de serrage des écrous de rayons, défauts de serrage consécutifs par exemple à une mauvaise introduction d'un rayon dans son écrou d rayon. En effet, dans ce cas, le serragedel'e'croud rayon n'a aucune influence sur la tension de ce rayon et les machines ve l'art antérieur sont alors incapables d'effectuer un réglage correct. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, La présente invention prévoit un dispositif comprenant quatre galets en contact avec la jante de la roue et associés à des moyens de mesure pour mesurer les défauts de voile et de saut de la roue, une clé associée à des moyens de positionnement et d'entrainement pour régler le serrage de chaque écrou de rayon, des moyens électroniques pour, à partir de l'information fournie par les moyens de mesure, commander la clé de serrage agissant sur les écrous des rayons. eux premIers galets, ou galets de voile, sont en appui sur une face latérale de la jante et solidaires l'un et lautre d'un support mobile par translation selon une direction unique axiale et pouvant osciller autour d'un axe médian radial.Les deux autres galets, ou galets de saut, en appui sur la face interne de la jante, sont solidaires de seconds supports mobiles par translation par rapport au premier support selon une direction unique radiale, et peuvent osciller autour d'un axe médian axial. Les deux axes médians forment un plan contenant l'axe de la roue. Des moyens de mesure sont associés à chacun de ces supports mobiles pour mesurer leur déplacement relatif par rapport à la roue. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le dispositif comprend, en association avec les moyens électroniques de commande, des moyens de source lumineuse et de cellule photosensible pour détecter la présence d'un rayon de la roue dans la zone d'intervention, un levier en appui élastique sur les rayons, mobile autour d'un axe radial, pour déterminer la nature du parapluie correspondant au rayon présent dans la zone d'intervention, et des moyens de mesure du couple de serrage de la clé de serrage. Selon une autre caractéristique, la présente invention prévoit une mise en oeuvre du dispositif précédent selon les étapes suivantes : la roue étant en position sur des support s fixes, les galets de voile et de saut étant en contact avec la jante, on entraîne la roue pour une première rotation complète pendant laquelle on enregistre la position des galets à chaque passage de rayon ; les moyens électroniques déterminent la position moyenne de la jante pour en déduire la présence des défauts importants ; une seconde rotation de la roue, arrêtée chaque fois qu'un rayon sort des limites de tolérance, permet de modifier le serrage des écrous de rayon au moyen de la clé ; après chaque modification de serrage, les galets mesurent la nouvelle position de la jante et la roue est entraînée en rotation jusqu'au prochain rayon présentant un défaut qui sorte des limites de tolérance. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation donné à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les figures annexées parmi lesquelles - La figure 1 représente schématiquement les relations fonc tionnelles des principaux organes du dispositif selon la présente invention - La figure 2 représente une vue de profil schématique des moyens de mesure des défauts de la jante - La figure 3 représente une vue de face des organes de me sure de défauts ainsi que des organes d'intervention - La figure 4 représente une vue de dessus schématique du dispositif ; et - La figure 5 est destinée à illustrer schématiquement le procédé pour la mise en oeuvre du dispositif selon la pré sente invention. Comme le représente la figure 1, la roue à rayons 1 est entraînée en rotation par un moteur 2auquel elle est couplée mécaniquement. Une clé 3, destinée à serrer ou à desserrer les écrous de rayons tels que 4, est entraînée en rotation par un moteur 5 auquel elle est couplée par un dispositif de transmission à courroie 6. Les organes de réglage, pince 3, moteur 2, moteur 5, sont commandés par un dispositif électronique 7.Le dispositif électronique 7 reçoit des informations d'un certain nombre d'organes de mesure comprenant notamment : une cellule photosensible 8 destinée à détecter le passage d'un rayon dans la zone d'intervention, c'est-à-dire la zone voisine de ltextrémité active de la pince 3 ; un levier 9 associé à un contact électrique 10, destiné à déterminer si le rayon présent dans la zone d'intervention appartient au premier ou au second parapluie de la roue ; un organe de mesure de couple de serrage 11 pour déterminer le couple résistant lors du serrage de l'écrou de rayon ; un organe de mesure de défaut de saut 12, en contact avec la jante de la roue pour déterminer les défauts de centrage dans le sens radial de cette jante par rapport à l'axe de la roue un organe de mesure de défaut de voile 13 en contact avec la jante de la roue pour déterminer les défauts de centrage de cette roue dans un sens axial. Les figures 2, 3 et 4 représentent la disposition physique des principaux organes de la figure 1. La roue dont l'axe est solidaire d'un support fixe nJn représenté sur la figure, comprend une jante 20 reliée à l'axe de la roue par deux séries de rayons disposées selon deux figures divergentes en forme de parapluies 21 et 22. Le premier parapluie 21 regroupe l'en semble des rayons les plus proches des organes d'intervention tels que la clé, tandis que le second parapluie 22 regroupe les rayons qui sont plus éloignés de ces organes. Les rayons sont généralement reliés S la jante par une pièce 4 taraudée à section extérieure carrée, solidaire de la jante 20 et coopérant avec une extrémité filetée du rayon. La pièce 4 est appelée écrou de rayon.Le levier 9, mobile autour d'un axe 23 radial c'est-à-dire sensiblement parallèle au rayon de la roue présent dans la zone d'irvention, est sollicité par un moyen élastique 24 pour venir vin appui contre les rayons présents ans la zone c'intervention. Ce levier 9 per met de déterminer Si 1 le rayon présent dans la zone d'interven- tion appartient au premier ou au second parapluie, le levier actionnant un contact électrique non représenté pour envoyer une information binaire au dispositif électronique 7. La cellule photosensible 8 disposée au voisinage de la zone d'inervention d'un côté de la roue, est soumise au rayonnement d'une source lumineuse 25 disposée de l'autre côté de la roue. Les rayons de la roue passent entre la cellule et la source 25 de sorte que la cellule détecte le passage de ces rayons dans la zone d'intervention. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, les organes de mesure de défauts de voile et de saut comprennent un ensemble de quatre galets en contact avec la ante de la roue, Dans la suite de la description on appellera direction radiale une direction sensiblement parallèle aux rayons présen-ts dans la zone d ntervention , et direction axiale une direction sensiblement parallèle à l'axe de la roue.L'organe de mesure du défaut de voile comprend les galets 30 et 31, tourillonnant autour d'axes parallèles à la direction radiale, les axes étant solidaires d'un support in terméd aire 32 mobile autour d'un axe médian radial 33 solidaire d'un support mobile 4. Le support 34 est mobile par translation selon une direction axiale unique par rapport à un bâti fixe 27, comme t représente la double flèche 26. Les galets 30 et 31 sont en contact avec l'une des faces latérales 28 de la jante.Ainsi, un moyen de mesure 29 enregistre le déplacement du support rnobile 34 par rapport au bâti 27, ce déplacement étant égal a la moyenne des déplacements des gales 30 ez 31 c'est-à-dire au déplacement moyen de la Jante dans le sens axial (le sens du voile). La mesure des défauts de saut est effectuée par un en- embue mécdnique comprenant les galets 35 et 36 tourillon- nant autour d'axe parallèles à la rlrection axiale, les axes étant solidaires d'un support intermédiaire en U 37 oscillant autour d'un axe médian 38 parallèle à la dlrec- ton axiale et solidaire d'un second support intermédiaire 39.Les axes médians 33 et 38 forment un plan conterlant l'axe de la roue, de sorte que les galets sont de part et d'autre de la zone d'irltervention et mesurent la déforma- tion moyenne de la jante dans cette zone. Le support intermédiaire 39 est mobile par translation selon une direction unique radiale par rapport au premier support mobile 34 comme le représente la double flèche 40.Un moyen de mesure 41 enregistre le déplacement du support mobile 39 par rapport au rupport mobile 34, ce déplacement étant égal à la moyenne des déplacements des galets 35 et S en appui sur la jante ce déplacement est le reflet des déplacements de la jante dûs aux défauts de saut. Comme le représente la figure 2, les galets 35 et 36 sont en appui sur la face interne 42 de la jante. Cette face interne 42, comme cela est souvent le cas dans la pratique, est bombée, de sorte que les galets donnent une mesure de saut qui dépend de leur position axiale sur cette surface bombée. La disposition des différents galets et des support s mobiles comme le représentent les figures permet d'obtenir une mesure du défaut de saut indépendante de la présence ou de l'absence d'un défaut de voile en effet, dans une direction axiale, les galets de saut sont solidaires des galets de voile de sorte que les galets de saut sont toujours en contact avec la même portion de la surface interne bombée de la jante 42. Far contre, les mesures de voile prises par les galets 30 et 31 sont indépendantes de la présence ou de l t absence des défauts de saut car les faces latérales 28 de la jante sont sensiblement planes. Sur la figure 3 on a représenté en vue de face la clé de serrage, désignée par la référence 40, dans laquelle vient s'insérerl1écrou de rayon 4 lors de l'intervention de mo dification de serrage. Contrairement à certains dispositifs connus, la clé agit sur la portion de l'écrou de rayon qui dépasse de la jante du côté de l'axe de la roue, de sorte que le centrage d'une roue munie d'un pneu est possible. Sur la figure 4 on a représenté en vue de dessus de façon plus détaillée différents organes de commande de cette clé. Le pignon 41, muni d'un alésage central dans lequel dépassent des ergots 42 et 43, entraîne en rotation une clé sphérique 44 munie d'une fente 45 et dans laquelle vient s'insérer l'écrou de rayon. Le pignon 41 est entraîné en rotation par des engrenages schématiquement représentés 46, eux mAmes entraînés en rotation par une transmission à courroie 47 sollicitée par le moteur 5. Des palpeurs tels que 48, en contact avec la courroie et sollicités par des moyens élastiques 49, permettent de déterminer, par la mesure de leur position, la tension de la courroie lors du serrage d'un écrou de rayon. En position de repos, la fente 45 occupe une position frontale de la clé, c'est-à-dire parallèle à l'axe de la roue, pour permettre l'insertion ou le retrait du rayon. Le dispositif précédemment décrit comprend en outre divers moyens pneumatiques et électriques pour positionner la clé, et pour positionner les galets de mesure de défauts. En outre, des moyens sont prévus pour amener les roues sur le dispositif, les positionner, et les éjecter en fin d'opération. La mise en oeuvre du dispositif de la présente invention peut être réalisée selon le procédé comprenant les étapes suivantes - Positionner la roue sur ses supports fixes, de façon à ce qu'elle puisse tourner autour de son axe - Amener les galets de mesure de défauts de voile et de saut en contact avec la jante comme représenté sur les figures précédentes - Entraîner la roue par le moteur 2 pour une première rota tion complète, et enregistrer la position des galets de mesure de défauts à chaque passage de rayon détecté par la cellule 8 - Déterminer, à l'aide du dispositif électronique 7, la posi tion moyenne de la jante, représentée par la droite 50 de la figure 5 et la zone de tolérance comprise entre les droites 51 et 52, de sorte que toute valeur de position qui dépasse cette zone de tolérance constitue un défaut devant donner lieu à une opération de modification de ser rage de l'écrou de rayon - Entraîner à nouveau la roue en rotation et arrêter la roue dès que les galets de mesure dé4zetent une portion de jante sortant des limites de tolérance - Modifier alors le serrage de l'écrou de rayon à l'aide de la clé 40, de façon à ramener la position de la jante dans les limites de tolérance - Entraîner la roue en rotation jusqu'à la prochaine position sortant des limites de tolérance pour effectuer la modifi cation de serrage suivante - Après une révolution complète de réglage de la roue, effec tuer si nécessaire une seconde révolution de mesure pour déterminer s'il existe encore des défauts sortant de la zone de tolérance, et effectuer si nécessaire une autre révolution d'intervention - Retirer ensuite la roue de ses support s et la diriger soit vers les éléments acceptés soit vers les rebuts. L'étape de modification de serrage de l'écrou de rayon peut faire intervenir plusieurs opérations successives - Avancer la clé de serrage et l'insérer sur écrou de rayon : la clé enfourche tout d'abord le rayon puis des cend sur l'écrou en débutant sa rotation - Déceler à l'aide du levier 9 la nature du parapluie du rayon, de façon à déterminer si l'écrou de rayon doit être serré ou desserré - Entraîner la clé en rotation d'une valeur prédéterminée pour ramener la jante dans la zone de tolérance - Soulever la clé de l'écrou de rayon et la retirer du rayon en la ramenant à sa position de repos dans laquelle la fente 45 est en face de la fente ménagée dans la face avant de la clé 40. Lors de l'intervention de modification de serrage de l'écrou de rayon, lorsque le rayon est mal engagé dans l'écrou de rayon, une rotation de la clé n'a aucun effet sur le serrage du rayon et donc sur la correction du centrage de la roue. Dans ce cas, le couple de serrage est faible, et ce couple eDt déts-cté par les moyens de mesure 11 de sorte que le dispositif détecte l'impossibilité de corriger l'erreur de centrage. La roue est alors éjectée et dirigée vers le stock de rebuts. Le dispositif électronique 7 peut être un organe de calcul amblé ou programmé permettant d'assurer les fonctions suivantes : - Recevoir les signaux en provenance des divers détecteurs et moyens de mesure - Calculer la position moyenne 50 de la jante et la zone de olérance 51 - 52 - En cas de nécessité de réglage, déterminer le sens et la valeur de la modification de serrage pour chaque écrou de rayon et commander en conséquence les moyens d'actionne melt de la clé 48. La valeur de a modification de serrage pourra notamment etre égale à une valeur prédéterminée constante, tous les réglages donnant lieu au même nombre de tours de clé. Le procédé précédemment décrit consiste alors à intervenir en priorité sur les défauts important s, ce qui conduit à une durée d'opération fortement diminuée par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. Un dispositif électronique permettant d'assurer ces fonc tions pourra être réalisé de façon directe et sans recherche particulière par un électronicien spécialiste du domaine des calculatrices à partir du moment où les fonctions ci-dessus lui auront été définies. Ce dispositif ne sera donc pas décrit en détail ici. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réa l-sation qui ont été explicitement décrits mais en inclut diverses variantes et généralisations contenues dans le do maîne des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour centrer des roues à rayons, comprenant des moyens de mesure des défauts de voile et de saut de la roue, et des moyens électroniques pour, à partir de l'infor- mation fournie par les moyens de mesurer évaluer 1 leb drfau de la roue, commander automatiquement une clé de rage agissant sur les écrous des rayons, caractérisé n ce que ces moyens de mesure comprennent quatre galets, deux -e miers galets, ou galets de voile, e appu sur unr- face térale de la jante, solidaires l'un et l'autre 4!wn ~u.jeDor mobile par translation selon une direction unique axiale et pouvant osciller autour d'un axe médian radial; les deux autres galets, ou galets de saut, en appui sur la face interne de la jante, solidaires d'un second support mobile par translation par rapport au premier support selon une direction unique radiale et pouvant osciller autour d'; rre médian axial, les deux axes médians formant un plan contenant l'axe de la roue, des moyens de mesure étant associés à chaque support mobile pour mesurer leur déplacement relatif par rapport à l'axe fixe de la roue. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de source lumineuse et de cellule photosensible , disposés de part et d'autre de la roue pour détecter la présence d'un rayon de la roue dans la zone d'intervention, et transmettre cette information aux moyens électroniques de commande. 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications i ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un levier, sollicité par des moyens élastiques pour venir en appui sur les rayons, mobile autour d'un axe radial, en relation avec les moyens électroniques de commande pour déterminer le para pluie correspondant au rayon présent dans la zone dtinterven- tion de la clé de serrage. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la clé de serrage comprend une clé sphérique entraînée par des ergots dépassant d'un alésage central d'un pignon entraîné par des engrenages reliés à un moteur d'entraînement par un ensemble de transmission à courroie. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de mesure du couple de serrage transmis à la clé de serrage. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de mesure du couple de serrage comprennent des palpeurs en appui élastique sur la courroie de transmission et des moyens de mesure en relation avec les moyens électroniques de commande pour mesurer les déplacements de ces palpeurs. 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, lors d'un réglage de rayon, la clé de serrage est en contact avec la partie de l'écrou de rayon dépassant de la jante du côté de l'axe de la roue. 8 - Procédé pour la mise en oeuvre du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - Positionner la roue sur des supports fixes - Mettre les galets de voile et de saut en contact avec la jante - Entraîner la roue pour une première rotation complète et enregistrer la position des galets à chaque passage de rayons - Déterminer la position moyenne de la jante et la zone de tolérance et en déduire la présence des défauts importants - Entraîner la roue en rotation et l'arrêter lorsque la por tion de jante d'un rayon de la zone d'intervention sort des limites de tolérance - Modifier le serrage de l'écrou de rayon correspondant - Mesurer la nouvelle position de la portion de jante et vé rifier qu'elle entre dans la zone de tolérance - Entraîner la roue en rotation en l'arrêtant lorsque la por tion de jante de la zone d'intervention sort à nouveau des limites de tolérance pour modifier le serrage de l'écrou de rayon correspondant, pour effectuer une révolution complète de réglage de la roue ; - Retirer la roue des supports pour l'aiguiller soit vers le stock d'acceptation soit vers le stock de rebuts selon l'in formation recueillie par les moyens de mesure au cours d'une révolution complète de contrôle de la roue. 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape de modification de serrage de l'écrou de rayon comprend les opérations suivantes : - Déceler à l'aide du levier la nature du parapluie correspon dant au rayon - Avancer la clé pour venir chevaucher le rayon - Abaisser la clé sur 11 écrou de rayon en l'entraînant en rotation - Entraîner la clé en rotation d'une valeur prédéterminée, le sens de rotation étant déterminé par la nature du parapluie du rayon - Remonter la clé de 11 écrou de rayon, la ramener dans sa po sition d'engagement, et la retirer du rayon.