Brevet FR2532252A1 — publié le 19840302

Procédé pour le marquage sans contact d'une roue en rotation et dispositif de marquage pour sa mise en oeuvre. L'invention concerne un procédé pour le marquage sans contact d'un endroit prédéterminé d'une roue en rotation qui comporte une jante et un pneu qui y est monté, ainsi qu'un dispositif de marquage, pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui comporte une tête de marquage devant être disposée à une certaine distance de travail de la roue en rotation et qui peut être commandée en fonction d'un dispositif de mesure de défaut d'équilibre et d'un dispositif d'évaluation. Dans un procédé connu de ce type (demande de brevet allemand mise à l'inspection publique sous le N" il 31 319), le marquage de la position du défaut d'équilibrage a lieu à l'aide d'une buse de pulvérisation de couleur qui envoie un jet coloré sur le pneu par l'intermédiaire d'un diaphragme fixe et d'une ouverture qui tourne. Avant le marquage, l'ouverture qui tourne est réglée de manière à-se trouver devant l'endroit qui doit être marqué lorsqu'elle est alignée axialement avec la buse de pulvérisation. Ceci nécessite un dispositif compliqué à l'aide duquel on ne peut marquer que des roues démontées mais pas des roues montées sur le véhicule. Tous les autres procédés connus pour le marquage des roues considérées ici prévoient un contact entre la tête de marquage et le pn-eu (brevet allemand N" 21 07642). Cependant, étant donné que la roue doit tourner avec une vitesse périphérique qui correspond à une vitesse du véhicule d'environ 100 km/h, l'obtention d'un repère net pose elle-même des problèmes lorsque la tête de mar quage-peut se déplacer légèrement dans le sens de rotation. Pour cette raison, lors de l'équilibrage de roues montées sur le véhicule il ne peut pas y avoir de marquage automatique. Au contraire, un repère est placé en un endroit arbitraire de la roue. Lors de l'essai un stroboscope est commandé par un capteur, sur lequel agit le défaut d'équilibrage,de manière que le repère se trouve au même endroit lors de chaque éclair de lumière. A la fin de l'essai, la roue est tournée de manière que le repère se trouve à l'endroit indiqué. Le poids d'équilibrage doit alors être placé exactement verticalement au-dessus du centre de l'essieu. Ce pr9- cessus est laborieux et nécessite de la concentration et de l'attention lors de l'équilibrage pour positionner le poids d'équilibrage à l'endroit exact. L'invention se propose de fournir un procédé pour le marquage sans contact du type mentionné cidessus qui peut également être utilisé dans le cas d'une roue montée sur un véhicule et qui permet une constitution très simple du dispositif de marquage. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que le marquage a lieu au moyen d'énergie rayonnante, le rayonnement étant appliqué pendant une durée suffisamment courte pour qu'elle n'arrive sensiblement qu'au niveau de l'endroit prédéterminé, et son énergie étant suffisamment importante pour que la partie de la surface de la roue qui le reçoit subisse une modification perceptible. Etant donné que le marquage a lieu au moyen d'énergie rayonnante; il n'apparaît aucune difficulté pour maintenir entre la tête de marquage et la roue une distance de travail qui exclut également une collision en tenant compte de toutes les tolérances, par exemple une distance de travail moyenne de 6 cm. Etant donné que énergie rayonnante n'est appliquée que pendant un court moment, on obtient un endroit de marquage indiqué de façon très précise qui possède par exemple une largeur de seulement 10 mm. De'façon surprenante, avec l'application d'un tel rayonnement on peut obtenir des modifications superficielles qui permettent un repérage suffisamment clair. I1 suffit déjà d'énergies rayonnantes relativement faibles pour provoquer une modification qui peut être détectée à l'aide de moyens auxiliaires particuliers.Aucune difficulté n'apparaît non plus pour doser l'énergie rayonnante pour que la modification puisse être détectée directement, donc notamment optiquement. I1 est avantageux que le rayonnement soit appliqué pendant une durée inférieure à 1 ms, de préférence inférieure à 0,3 ms. Ceci permet, dans le cas d'une vitesse de rotation d'équilibrage qui correspond à une vitesse de 100 km/h, de. former des repères possédant une largeur étroitement limitée. De préférence, il est produit une impulsion de rayonnement. A l'opposé d'un rayonnement permanent à partir duquel le rayonnement de travail est formé à l'aide d'un diaphragme, on peut donner une énergie nettement plus importante au rayonnement produit sous la forme d'une impulsion. Une possibilité de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention consiste à munir la roue, avant le marquage,-au moins suivant un trajet circulaire, d'un matériau dont les propriétés se modifient par action du rayonnement, et à diriger le rayonnement sur ce trajet circulaire. La roue peut, par exemple, etre munie d'une laque dont les propriétés se modifient de façon perceptible déjà pour une énergie rayonnante relativement faible. A la place de la laque, on peut également déposer un colorant, de la craie ou une substance semblable. Une possibilité préférée consiste à diriger le rayonnement sur la surface en caoutchouc du pneu. Déjà de très faibles doses de rayonnement suffisent pour provoquer une modification perceptible optiquement. Ceci est dû partiellement au fait que la fraction de noir de fumée du caoutchouc noir absorbe largement l'énergie rayonnante-. Des expériences ont montré que la modification optique est déjà perceptible lorsque moins d'l mg du matériau du pneu par cm2 est évaporé par l'énergie rayonnante, donc que généralement aucune modification de l'épaisseur du matériau ne peut être déterminée. Un autre avantage réside dans le fait que le marquage prend de nouveau en très peu de temps, par vieillissement, l'aspect de la surface de caoutchouc restante et que par conséquent il ne peut pas y avoir de confusion lors d'un autre marquage. De façon avantageuse, la densité d'énergie du rayonnement dans la région d'impact est supérieure à 2 W/cm2. Ainsi, il est possible de provoquer une modification perceptible optiquement dans les cas indiqués. De façon plus détaillée, lors de l'équilibrage d'une roue on peut procéder de manière à déterminer la position du maximum de déséquilibre de la roue en rotation et à-appliquer le rayonnement à un endroit de la roue décalé de 180 . Le poids d'équilibrage peut alors être fixé à cet endroit. En outre, il est avantageux que la grandeur et/ou la forme de la région recevant le rayonnement~4oi(en)t modifiée(s) en fonction de la valeur du défaut d'équilibrage de la roue en rotation. On peut alors savoir quelle doit être la valeur du poids d'équilibrage qui doit être fixé. Un dispositif de marquage pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, comportant une tête de marquage devant être disposée,par rapport à la roue en rotation, à une distance de travail qui peut être commandée en fonction d'un dispositif de mesure de défaut d'équilibrage et d'un dispositif d'évaluation, se caractérise par le fait que la tête de marquage comporte une source de rayonnement et des moyens de guidage qui délimitent la surface de rayonnement efficace à la distance de travail. La source de rayonnement sert à produire le rayonnement de courte durée fortement énergétique. Les moyens de guidage servent à ce que l'énergie rayonnante tombe sur une région limitée de la surface de la -roue et que par conséquent un marquage défini soit formé. La source de rayonnement devra notamment être conçue pour délivrer des impulsions de rayonnement étant donné que celles-ci peuvent être produites avec une énergie particulièrement importante. Une telle source de rayonnement peut, par exemple, être reliée à un circuit de décharge de condensateur pour produire les impulsions de rayonnement. Une source de rayonnement particulièrement appropriée est une lampe au xénon qui peut être commandée aussi bien avec les courts temps de mise en circuit souhaités qu'avec une énergie de rayonnement très importante. Une autre possibilité consiste à utiliser un laser pour former la source de rayonnement et au moins une partie des moyens de guidage. Un laser peut délivrer, de façon dirigée, un rayonnement très énergétique. Comme rayonnement, on peut utiliser tout rayonnement convenant à la transmission d'énergie, notamment un rayonnement ultraviolet, visible ou thermique. A ce sujet, il est avantageux que la source de rayonnement comporte une enveloppe en verre quartzeux laissant passer le rayonnement infrarouge. Le rayonnement thermique pratiquement toujours produit n'est par conséquent pas retenu. Les moyens de guidage peuvent comporter un réflecteur. Ils peuvent également comporter un agencement de lentilles. Ils sont notamment agencés de manière qu'il existe une image de la source de rayonnement sensiblement à la distance de travail. Les moyens de guidage comportent également un foyer ou un axe focal approximativement à la distance de travail. Le rayonnement de la source de rayonnement y est concentré. L'énergie disponible possède une valeur correspondante. Le point de marquage a un contour très précis. Dans un mode de réalisation, les moyens de guidage sont agencés de façon fixe par rapport à la source de rayonnement et la tête de marquage peut être déplacée suivant la direction du rayonnement. De cette manière, l'image de la source de rayonnement peut être formée de façon très précise sur la surface de la roue. Dans une autre variante, les moyens de guidage comportent un réflecteur qui dirige le rayonnement parallèlement et un système optique concentrateur et celui-ci peut être déplacé par rapport à la tête de marquage fixe, suivant la direction de rayonnement. Ce déplacement est possible du fait que le système optique, dans le cas le plus simple une lentille de concentration, notamment une lentille de Fresnel, reçoit un rayonnement parallèle et que, par conséquent, l'image de la source de rayonnement se trouve sur la surface de la roue grâce à son déplacement. I1 est particulièrement avantageux que la tête de marquage soit munie d'un dispositif de mesure de distance qui mesure la distance par rapport à la roue et déplace la tête de marquage ou le système optique concentrateur à une distance prédéterminée. De cette manière, on est assuré d'obtenir automatiquement les conditions les plus favorables pour le marquage. Suivant une autre configuration, des moyens de guidage peuvent être déplacés en fonction de la valeur du déséquilibre de manière à faire varier la grandeur et/ou la forme de la région qui reçoit le rayonnement. Par conséquent, on peut savoir aussitôt la valeur du poids d'équilibrage qui doit être mis en place. Ceci peut être obtenu par exemple grâce au fait que les moyens de guidage comportent un diaphragme qui modifie la forme de la surface du rayonnement. Le diaphragme peut, par exemple, seulement raccourcir la surface de rayonnement. Cependant, il peut également donner à la surface de rayonnement la forme de différents chiffres. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de plusieurs modes de réalisation préférés mais non limitatifs représentés aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de marquage suivant l'invention La figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation d'une tête de marquage La figure 3 représente schématiquement un autre mode de réalisation d'une tête de marquage La figure 4 représente un troisième mode de réalisation d'une tête de marquage ; et La figure 5 est une vue partielle dFune roue marquée. Sur la figure 1, on a représenté une roue 2 montée sur un véhicule 1 et qui comporte un pneu 3 en caoutchouc sur une jante 4. L'essieu 5 de la roue est monté dans le palier 6 qui repose sur un capteur de mesure piézoélectrique 8 s'appuyant sur une colonne 7. Les signaux de mesure délivrés par ce capteur par l'intermédiaire d'un conducteur 9 sont appliqués à un dispositif d'évaluation 10 qui est couplé, par l'intermédiaire d'un conducteur 11, à un dispositif d'affichage 12 formant mémoire. En outre, il est prévu une tête de marquage (13)qui comporte une source de rayonnement 14, des moyens de guidage 15, se présentant-ici sous la forme d'une lentille concentratrice, et un diaphragme 16 ré- glable en hauteur. Pour déterminer le défaut d'équilibrage la roue 2 est entraînée en rotation, que ce soit par la force fournie par le moteur par l'intermédiaire de l essie-u 5 ou par un dispositif d'entraînement, non représenté, couplé à la tête de marquage 13 et qui agit sur le pneu par frottement. Le capteur de mesure piézoélectrique 8 délivre sur le conducteur 9, chaque fois que l'endroit du défaut d'équilibrage de-la roue se trouve en bas, un siqnal de tension dont l'amplitude dépend de la valeur du déséquilibre. Les valeurs correspondantes peuvent être lues sur le dispositif d'affichage 12.Si l'endroit du défaut d'équilibrage doit être marqué, le dispositif d'évaluation délivre sur le conducteur 17, à l'apparition du signal de défaut d'équilibrage sur le conducteur 9 un signal de déclenchement à un circuit 18 de décharge de condensateur qui, à son tour, excite la source de rayonnement 14, par l'intermédiaire d'un conducteur 19, pour qu'elle délivre une impulsion de rayonnement. Simultanément, un signal correspondant à la valeur du déséquilibre peut être appliqué, par l'intermédiaire d'un conducteur 20, au diaphragme 16 qui est d'autant plus retiré du trajet des rayons que la valeur du déséquilibre est importante. Le dispositif de marquage peut également être utilisé de manière que l'endroit du pneu 3 au niveau duquel doit être placé le poids d'équilibrage soit marqué directement par le rayonnement. Dans ce cas, la source de rayonnement 14 est excitée lorsque la roue a tourné de 1800 après l'apparition d'un signal de mesure sur le conducteur 9. Ceci peut être obtenu par exemple grâce au fait que l'intervalle de temps entre des signaux de mesure successifs est divisé par deux-et que l'intervalle de temps obtenu est utilisé par le dispositif d'évaluation 10 comme retard après l'apparition du signal de mesure suivant sur le conducteur 9. Cependant, il est plus avantageux d'utiliser l'alternance négative du signal de tension délivré par le capteur de mesure piézoélectrique 8 pour déclencher l'impulsion de rayonnement. Le diaphragme 16 indique la valeur que doit avoir le poids d'équilibrage. Par conséquent, immédiate ment après l'arrêt de la roue un poids d'équilibrage de valeur correspondante peut être fixé sur la jante à l'endroit correct, Sur la figure 2 on a représenté une tête de marquage 113 qui comporte une lampe au xénon 114 comme source de rayonnement. Comme moyens de guidage 115 il est prévu un réflecteur qui possède une section transversale elliptique. La lampe au xénon 114-en forme de tige se trouve sur un des axes focaux de ce réflecteur. La surface O devant être irradiée présente par rapport à la tete de marquage une distance de travail a qui est choisie de manière que la surface se trouve dans la région de l'autre foyer de l'el-lipse. Une distance de travail a typique est de 6 cm + 3 cm.Comme indiqué par les flèches 5 représentant le rayonnement; une image A de. la lampe au xénon 114 est formée dans la région de la surface O. De ce fait, il apparaît à cet endroit une densité d'énergie importante du rayonnement. La tête de marquage 113 comporte un dispositif de mesure de distance 21 et un moteur 22 qui y est couplé. La tête de marquage 113 peut être déplacée par ce moteur 22 sur un guide 23. Le déplacement a lieu automatiquement jusqu'à ce que le dispositif de mesure de distance 21 ait déterminé la distance de travail correcte a entre la surface O et la tête de marquage 113. Dans le mode de réalisation de la figure 3, il est provo une tete de marquage 213 qui comporte de nouveau une lampe au xénon comme source de rayonnement 214. Les moyens de guidage 215 sont constitués par un réflecteur de forme parabolique 215a et un système optique concentrateur 215b, se présentant ici sous la forme d'une lentille devFresnel. La lampe au xénon 214 est ponctuelle et se trouve au foyer du réflecteur 215a de forme parabolique. Les rayions sortent par conséquent parallèlement. Ils sont dirigés, par le système optique concentrateur 215b, sur un foyer qui se trouve à la distance de travail a par rapport au système optique concentrateur. Par consé- quent, il existe une image A de la lampe 214 dans la région de la surface O. Le système optique concentrateur 215b peut être déplacé sur un guide 223 de manière maintenir la distance de travail correcte a. Ceci peut également avoir lieu automatiquement, comme sur la figure 2, à l'aide d'un dispositif de mesure de distance. Dans le mode de réalisation de la figure 4, la tête de marquage 313 est équipée d'un laser 314 comme source de rayonnement et comporte à ses extrémités des miroirs semi-réfléchissants 315 comme moyens de guidage. Le rayonnement S qui sort est parallèle et très énergétique. Il tombe sur la surface O dans une région étroitement délimitée. Dans les exemples de réalisation décrits, les sources de rayonnement 14, 114, 214, 314 sont respectivement excitées pendant une durée très courte, de préférence inférieure à 0,3 ms. Dans le cas d'une roue qui tourne en correspondance avec une vitesse de 100 iem/h du véhicule, ceci conduit à une irradiation sur une surface de marquage 24 dont la largeur est inférieure à 1 cm, de préférence de l'ordre de 0,5 cm. La 2 surface de marquage totale est égale à moins de 5 cm et égale à environ 3 cm2. Ceci correspond sensiblement à une hauteur de 5 à 6 cm. La hauteur peut être modifiée à l'aide du diaphragme 16 de manière à pouvoir indiquer un défaut d'équilibrage plus important grâce à un prolongement correspondant 25. Le technicien sait, par conséquent, qu'il doit fixer un poids d'équilibrage de valeur déterminée à l'endroit 26 du bord de la jante pour équilibrer la roue. La densité d'énergie au niveau du point irradié devra être supérieure à 2 W/cm2. On obtient de bons résultats avec 6 W/cm2. A ce sujet une partie imperceptible du matériau de la surface irradiée est évaporée ; malgré tout l'endroit irradié est perceptible optiquement. On peut également appliquer sur le pneu ou la jante, avant l'opération de marquage, une couche qui est modifiée par l'énergie de rayonnement dans un but de marquage. Le procédé et le dispositif peuvent également être utilisés lorsque la roue n'est pas montée sur le véhicule, mais est maintenue dans un organe de réception classique qui peut tourner. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le marquage sans contact d'un endroit prédéterminé d'une roue en rotation qui comporte une jante et un pneu qui y est monté, caractérisé en ce que le marquage a lieu au moyen d'énergie rayonnante, le rayonnement étant appliqué pendant une durée suffisamment courte pour qu' il n'arrive sensiblement qu'au niveau de l'endroit prédéterminé, et son énergie étant suffisamment importante pour que la partie de la surface de la roue qui le reçoit subisse une modification perceptible. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rayonnement est appliqué pendant une durée inférieure à 1 ms, de préférence inférieure à 0,3 ms. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est produit une impulsion de rayonnement. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'avant le marquage la roue est munie, au moins sur un trajet circulaire, d'un matériau qui peut se modifier sous l'effet du rayonnement, et que le rayonnement est dirigé sur ce trajet circulaire. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le rayonnement est dirigé sur la surface en caoutchouc du pneu. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la densité d'énergie du rayonnement dans la région d'impact est supérieure à 2 W/cm2. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on détermine la position du défaut d'équilibrage de la roue en rotation et que le rayonnement est envoyé sur un endroit de la roue décalé de 1800. 8 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la grandeur et/ ou la forme de la région recevant le rayonnement est (sont) modifiée(s) en fonction de la valeur du déséquilibre de la roue en rotation. 9 Dispositif de marquage pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des reven dicatiôns 1 à 8, comportant une tête de marquage devant être disposée,par rapport à la roue en rotation, à une distance de travail qui peut être commandée en fonction d'un dispositif de mesure de défaut d'équilibrage et d'un dispositif d'évaluation, caractérisé en ce que la tête de marquage (13;113;213;313) comporte une source de rayonnement (14;114;214;314) et des moyens de guidage (15 ; 115 ; 215 ; 315) qui délimitent la surface de rayonnement efficace à la distance de travail (a). 10 Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la source de rayonnement (14 114 , 214 ; 314) est conçue de manière à délivrer des impulsions de rayonnement. 11. Dispositif suivant la revendication 10 caractérisé en ce qu'il comporte un circuit (18) de décharge de condensateur pour produire les impulsions de rayonnement. 12.. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la source de rayonnement (114 ; 214) est une lampe au xénon. 13. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la source de rayonnement (314) et au moins une partie des moyens de guidage (315) sont formées par un laser. 14. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que la source de rayonnement (14 ; 114 ; 214) comporte une enveloppe en verre quartzeux gui laisse passer le rayonnement infrarouge. 15. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que les moyens de guidage(115; 215) comportent un réflecteur. 16. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 15 caractérisé en ce que les moyens de guidage (15 ; 215) comportent un agencement de lentilles. 17. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisé en ce que les moyens de guidage (115 ; 215) sont agencés de manière qu'il existe une image de la source de rayonnement sensiblement à la distance de travail (a). 18. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 17, caractérisé en ce que les moyens de guidage (115) sont associés rigidement à la source de rayonnement (114) et que la tête de marquage (113) peut être déplacée suivant la direction du rayonnement. 19, Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 17, caractérisé en ce que les moyens de guidage (215) comportent un réflecteur (215a), qui dirige le rayonnement parallèlement, et un système optique concentrateur (215b), et que le système optique concentrateur peut être déplacé par rapport à la tête de marquage fixe (213) suivant la direction du rayonnement. 20. Dispositif suivant la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce que la tête de marquage (213) est munie d'un dispositif de mesure de distance (21) qui mesure la distance par rapport à la roue (2) et déplace la tête de marquage (113) ou le système optique concentrateur à une distance prédéterminée. 21. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 20, caractérisé en ce que les moyens de guidage (16) peuvent être déplacés en fonction de la valeur du déséquilibre de manière à modifier la grandeur et/ou la forme de la région recevant le rayon nement. 22. Dispositif suivant la revendication 21, caractérisé en ce que les moyens de guidage comportent un diaphragme (16) qui modifie la forme de la surface du rayonnement.