Brevet FR2625308A1 — publié le 19890630

La présente invention concerne de manière générale un procédé pour détecter de manière non destructive des déE- fauts formés à l'intérieur d'un pneumatique, et plus parti- culièrement un procédé pour détecter des séparations de ceinture de caoutchouc formées à proximité d'une surface ex- térieure d'un pneumatique usé dont la surface de roulement a été retirée pour fabriquer un pneu rechapé ou à proximité d'une surface extérieure lisse d'un pneumatique spécial tel qu'un pneumatique de course. Dans le cas de la fabrication d'un pneumatique re- chapé, une surface de roulement d'un pneumatique usé est d'abord retirée pour obtenir un substrat de pneumatique ayant une surface lisse, et alors une nouvelle bande de rou- lement en caoutchouc est appliquée sur le substrat de i5 pneumatique. De manière à conserver les propriétés désirées du pneu rechapé, il est nécessaire que le substrat de pneu- matique ne comprenne pas des séparations importantes formées entre des ceintures de caoutchouc laminé. Pour détecter la séparation, on a réalisé le contrôle 'de l'apparence exté- rieure du substrat de pneumatique ou la frappe du substrat de pneumatique avec un marteau. Toutefois, ce procédé de vérification nécessite la grande expérience d'un utilisateur et quelquefois des séparations non désirées peuvent ne pas avoir été détectées correctement. Par conséquent, il s'est avéré nécessaire de développer un procédé de détection auto- matique de défauts dans le pneumatique d'une manière non destructive. Les procédés suivants ont été proposés pour dé- tecter de manière non destructive les séparations dans un pneumatique. (a) Procédé utilisant l'holographie ou la cialographie (b) Procédé utilisant un détecteur de défaut ultrasonique (c) Procédé utilisant des capteurs de déplacement Dans le premier procédé (a), plusieurs images d'une surface de pneumatique sont prises et des défauts dans le pneumatique sont détectés en traitant ces images de ma- rière usuelle à l'aide d'un ordinateur. Dans le second pro- cédé (b), l'onde ultrasonique est transmise à travers le pneumatique pour obtenir une coupe transversale du pneumati- que et des défauts sont détectés par analyse de cette coupe transversale. Le troisième procédé (c) est décrit dans la publication de brevet Kokai sho 62-298 744 publiée le 25 Décembre 1987. Dans ce procédé, une paire de poussoirs à ga- let est appliquée contre une paroi intérieure d'un pneumati- que et des déplacements des poussoirs à galet dans une direction perpendiculaire à la surface du pneumatique sont mesurés. Des défauts dans le pneumatique sont détectés en comparant les déplacements ainsi mesurés les uns avec les autres. z5 Dans le premier et le second procédés connus, l'appareil de détection de défaut est susceptible d'être de construction compliquée et de taille importante de sorte que cet appareil devient de coût très élevé. Le premier procédé (a) présente une précision de détection relativement élevée et un petit défaut ayant un diamètre d'environ 5 à 10 mm peut être détecté, mais il nécessite l'adresse de l'utilisateur. En outre, l'opération de détection des dé- fauts est très inco-mmnode. Dans le second procédé connu (b), le fonctionnement est plus simple que le premier procédé (a), mais présente une précision inférieure. Ainsi, des dé- fauts ayant des diamètres inférieurs à 30 n-n ne peuvent pas être détectés en pratique. En outre, afin de supprimer l'influence du bruit ambiant. l'espace de mesure doit être protégé par un écran de sorte qu'un coût supplémentaire est entralné. - Dans le troisième procédé (c), dans la mesure o les poussoirs à galet sont appliqués contre la surface interne du pneumatique, il est difficile de détecter des dé- fauts formés à proximité de la surface extérieure du pneumatique. Il a été trouvé par expérience que des défauts sont susceptibles d'être générés non pas à proximité de la surface intérieure du pneumatique, rmais à proximité de la surface extérieure de celui-ci. En outre, dans la mesure o les poussoirs à galet sont appliqués contre la surface interne du pneumatique. celui-ci ne peut pas être gonflé. Par conséquent, le pneumatique est déformé de manière très importante, et ainsi le déplacement des poussoirs est large- ment influencé lors de la déformation du pneumatique lui- méme et le rapport signal/bruit du signal détecté devient i très faible. La présente invention a pour but de fournir un procédé nouveau et utile de détection de défauts dans un pneumatique de manière non destructive, dans lequel des pe- tits défauts peuvent être détectés précisément sans être af- i5 fectés par la déformation du pneumatique lui-même, de manière simple à l'aide d'un appareil qui est de construc- tion simplifiée, de taille réduite et de coût faible. Selon l'invention, un procédé pour détecter de ma- nière non destructive des défauts dans un pneumatique com- prend les étapes consistant à: - mesurer des données de déplacement en plusieurs points de mesure déterminés le long d'une ligne circonféren- tielle sur une surface externe d'un pneumatique gonflé, à l'aide d'au moins un capteur de déplacement, ces données de déplacement comprenant une première valeur de déplacement à une pression sensiblement nulle et une seconde valeur de dé- placement à une pression non nulle prédéterminée en des points de mesure respectifs; - en déduire une série de différences entre les première et seconde valeurs de déplacement- en des points de mesure successifs correspondants; et - détecter des défauts dans le pneumatique en traitant lesdites séries de différences. Selon une forme de réalisation préférée du procédé selon l'invention, le pneu gonflé est entralné en rotation à une vitesse constante et des premier et second capteurs de déplacement sont appliqués contre la surface externe du pneumatique, ces premier et second capteurs de déplacement étant al ignés suivant la direction circonférentielle du pneumatique, le premier et le second capteur de déplacement étant disposés pour suivre la. même génératrice circonféren- tielle sur la surface externe du pneumatique. Le premier capteur de déplacement est appliqué contre la surface exter- ne du pneumatique sensiblement à une pression nulle, I0 c'est-à-dire de 0, 3 à 0,5 kg/cm2, et le second capteur de déplacement est appliqué contre la surface externe du pneu- matique à une pression plus élevée d'environ 4 à 30 kg/cm2. Ensuite, les déplacements des premier et second capteurs sont détectés en 600 points de mesure disposés de manière équidistante le long de la direction circonférentielle de la surface du pneumatique. Une série de différences entre les déplacements mesurés en des points de mesure correspondants est déduite, de même qu'une variation de la différence. Ensuite, des défauts sont détectés en comparant la variation avec une valeur seuil. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui va suivre. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: La Figure 1 est une vue schématique illustrant la construction d'ensemble d'un appareil pour mettre en oeuvre une variante du procédé selon l'invention, La Figure 2 est un diagramme expliquant le princi- pe du procédé de détection de défauts selon l'invention, La Figure 3 est une vue schématique représentant une majeure partie d'un appareil pour mettre en oeuvre une autre variante du procédé selon l'invention, et La Figure 4 est une vue schématique illustrant une autre variante de disposition des capteurs de déplacement. La Figure I est une vue schématique représentant la construction d'ensemble de l'appareil pour mettre en oeu- vre le procédé selon la présente invention. Cet appareil comprend des demi-flasques 2a, 2b pour supporter un pneuma- tique 1, un arbre 3 fixé aux demi-flasques, un moteur 4 re- lié à une extrémité de l'arbre, un codeur rotatif 5 fixé à l'autre extrémité de l'arbre et générant des impulsions re- présentant la rotation du pneumatique, un capteur de dépla- cement 6 ayant un galet disposé à son extrémité inférieure, i un cylindre de pression 7 pour appliquer une pression donnée au capteur de déplacement 6, cette pression étant appliquée suivant une direction perpendiculaire à l'axe central de l'arbre 3, un dispositif de réglage de position 9 pour dé- placer un châssis 8 pour supporter le cylindre de pression 7 à déplacement vers le haut et vers le bas de même que sui- vant une direction parallèle à l'arbre 3, une embase 10 qui supporte l'arbre 3 à rotation, le moteur 4, le codeur rota- tif 5 et le dispositif de réglage de position 9 à coulisse- ment, un dispositif de mémorisation 11 relié aux bornes de sortie du codeur 5 et du capteur de déplacement 6, un circuit de calcul 12 relié au dispositif de mémorisation 1l et un circuit d'évaluation 13 relié au circuit de calcul 12. Des défauts dans le pneumatique I peuvent être dé- tectés de la manière suivante. Le pneumatique I tel qu'un substrat de pneumatique destiné à être utilisé pour la fabrication d'un pneumatique rechapé est supporté par les demiflasques 2a, 2b et l'arbre 3, et ensuite l'air est introduit dans le pneumatique de ma- nière que la pression interne atteigne une pression détermi- née comprise entre 0,5 et 5 kg/cm2. La pression interne doit être suffisamment élevée pour que le pneumatique ne soit pas complètement déformé lors de la mesure, mais suffisamment basse pour que sa surface externe soit enfoncée quand le capteur de déplacement est appliqué contre le pneumatique à la pression élevée. Il convient de noter que la pression interne durant la mesure est suffisamn-rrent inférieure à la pression normale de 6 à 8 kg/cm2. Ensuite, le moteur 4 est mis sous tension et le pneumatique.1 est entralné en rota- tion à vitesse constante d'un t/mn au moyen de l'arbre 3. Il convient de noter que dans la présente variante, il n'est pas nécessaire de faire tourner le pneumatique à la vitesse constante mais que ceci est préférable. Ensuite, le châssis 8 est déplacé vers le bas à l'aide du dispositif de réglage 1O0 de position 9 jusqu'à ce que le galet du capteur de déplace- ment 6 soit mis en contact avec la surface extérieure du pneumatique 1. Tout d'abord, le cylindre de pression 7 est entrainé de manitre que le galet soit appliqué contre le pneumatique à une pression sensiblement nulle, de sorte que 5 le galet peut être déplacé librement suivant la direction radiale du pneumatique en correspondance avec la configura- tion de profil de la surface extérieure du pneumatique. Par exemple, le galet du capteur de déplacement 6 est appliqué contre la surface du pneumatique à une pression comprise en- tre 0,3 et 0,5 kg/cm2. Il convient de noter qu'à une telle faible pression, la surface du pneumatique n'est pas sensi- blement déformée de sorte que dans la présente description, une telle faible pression est appelée pression sensiblement nulle. Les impulsions générées par le codeur rotatif 5 sont comptées par un compteur prévu dans le dispositif de n,énmorisation 1. le compteur étant remis à zéro chaque fois que le pneumnatique a tourné d'une révolution. Le codeur 5 génère 600 impulsions pendant une révolution du pneumatique, et ces impulsions sont utilisées conmme impulsions d'échantillonnage pour stocker des valeurs de déplacement fournies par le capteur de déplacement 6. Le déplacement du galet du capteur 6-est mesuré en 600 points de mesure équi- distants déterminés le long de la circonférence de la surfa- ce externe du pneumatique 1. Les valeurs de déplacement représentent la variation de distance entre l'axe central de l'arbre 3 et le galet du capteur de déplacement 6. Après que les valeurs de déplacement pour une révolution du pneumrati- que I ont été mesurées et stockées dans le dispositif de mé- morisation 11, le cylindre de pression 7 est entralné pour modifier la pression du galet contre la surface externe du pneumatique à une valeur supérieure de 4 à 30 kg/cm2, de préférence comprise entre 4 et 12 kg/cm2. Ensuite, le dé- placement est de nouveau mesuré aux mêmes points de mesure et 600 valeurs de déplacement sont stockées dans le disposi- tif de mémorisation 1l. La pression plus élevée doit être déterminée de manière que la surface du pneumatique soit sensiblement déformée. Ensuite, le circuit de calcul 12 réalise les cal- cuis suivants sur la base de deux ensembles de 600 valeurs de déplacement mesurées. (a) Les deux ensembles de 600 valeurs de déplacement mesu- rées aux différentes pression sont d'abord synchronisées les unes avec les autres de manière que deux valeurs de déplace- ment mesurées aux mêmes points de mesure soient rapprochées deux à deux. (b) Maintenant, il est supposé que les 600 valeurs de dépla- cement mesurées à pression sensiblement nulle sont représen- tées par Sln(n=l, 2''' 600) et celles mesurées à pression élevée sont représentées par S2n(n=l, 2.. 600). Ensuite, une série de différences aLSn entre les valeurs de déplace- ment reliées deux à deux en des points de mesure correspon- dants est déduite selon l'équation suivante. Sn Sln - S2n..... (1) La Figure 2 montre des courbes représentant les valeurs de déplacement Sin et S2n mesurées à différentes pressions. Ainsi que représenté à la Figure 2, quand des ceintures en caoutchouc du pneumatique sont partiellement - séparées, de sorte qu'il se forme des vides dans le pneuma- tique, la valeur de déplacement Sln varie de manière très importante en regard des séparations, mais la valeur de dé- placement S2n ne varie pas sensiblement en regard de la séparation. Par conséquent, la différence A S est très sen- siblement modifiée en regard de la séparation. (c) On détecte la valeur minimale ASn (Min) des différences Ln Sn, et ensuite une déviation S3n est calculée suivant l'équation suivante. S3n = Sn - Sn(Min)..... (2) Ensuite, le circuit d'évaluation 13 détermine si oui ou non le pneumatique comprend des défauts suivant la déviation ou variante S3n. Plus exactement, la déviation S3n est comparée avec une valeur seuil L et quand la déviation est égale ou supérieure à la valeur seuil (S3n supérieure ou égale à L), il est déterminé que le pneumatique comprend un i5 défaut important, mais quand il est détecté que 53n est infé- rieure à L, le pneumatique est jugé bon, c'est-à-dire qu'il ne comprend pas de défauts importants ou qu'il comprend seu- lement des petits défauts qui ne sont pas dommageables. La Figure 3 est une vue schématique illustrant une autre forme de réalisation de l'appareil pour mettre en oeu- vre le procédé selon la présente invention. Dans cette forme de réalisation, des premier et second capteurs de déplace- ment 6a et 6b sont disposés de manière à suivre la même gé- nératrice le long de la circonférence de la surface externe du pneumatique 1, ces premier et second capteurs de dépla- cement étant séparés par une distance prédéterminée vue sui- vant les directions circonférentielles. Le galet du premier capteur de déplacement 6a est appliqué contre la surface du pneumatique à une pression sensiblement nulle et le galet du second capteur de déplacement 6b est appliqué contre la sur- face du pneumatique à une pression plus élevée. Les signaux de sortie générés par les premier et 'second capteurs de déplacement 6a et 6b sont appliqués à un cormpensateur de phase 14 comprenant un élément de retard pour retarder le signal de sortie émanant du premier capteur de déplacement 6a par un temps de retard qui est égal à la période de temps durant laquelle le pneumatique 1 est entralré en rotation dans la direction représentée par une flèche A à une vitesse constante depuis le second capteur 6b vers le premier cap- teur 6a. Par conséquent, à la sortie du compensateur de pha- se 14, il apparalt des valeurs de déplacement détectées par le premier et le second capteur de déplacement 6a et 6b au même point de mesure sur la surface du pneumatique. Ensuite, ces valeurs de déplacement sont appliquées au circuit de AL calcul 12 auxquelles les impulsions générées par le codeur rotatif non représenté à la Figure 3 sont également appli- quées. Dans le circuit de calcul 12, les calculs précités sont réalisés de la même manière que celle expliquée en re- lation avec la première forme de réalisation pour déduire la déviation A Sn qui est alors appliquée au circuit d'évaluation 13. Dans la présente forme de réalisation, la période de temps de détection peut être raccourcie de maniè- re importante comparée à la première forme de réalisation, car les valeurs de déplacement Sln et S2n peuvent être obte- nues sensiblement simultanément et il n'est pas nécessaire de modifier la pression des capteurs de déplacement. De ma- nière générale, le temps de mesure peut être plus court de moitié que celui de la forme de réalisation précédente. En outre, le dispositif de mémorisation peut être remplacé par le comparateur de phase simple et peu coûteux, de sorte que le coût de l'appareil entier peut être réduit. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et de nombreuses modifica- tions et variantes peuvent être conçues par l'homme du mé- tier sans sortir du champ de l'invention. Dans les formes de réalisation précitées, 600 points de mesure sont déterminés le long de la ligne circonférentielle unique autour de la surface externe du pneumatique. Il convient de noter que la même, mesure peut être répétée plusieurs fois le long de plu- sieurs lignes circonférentielles parallèles de sorte qu'une surface externe entière du pneumatique est vérifiée. Dans ce cas, cinq ensembles de capteurs de déplacement ou cinq cap- teurs de déplacement 6a à 6e peuvent être disposés sur une distance comprise entre les bords d'une troisième ceinture du pneumatique 1 telle qu'illustrée à la Figure 4. Dans ce cas, les données de déplacement peuvent être obtenues simul- tanément à partir des cinq ensembles de capteurs de déplace- ment 6a à 6e. Dans le cas de l'utilisation de l'appareil représenté à la Figure 1, la position du capteur de déplace- û0 ment 6 peut être décalée dans la direction de la largeur du pneumatique en utilisant le dispositif de réglage de posi- tion 9. Ensuite, le déplacement est mesuré le long des li- gnes circonférentielles successives. En outre, la mesure du déplacement peut être réa- lisée à plusieurs moments, tandis que la pression interne du pneumatique est modifiée pour prendre différentes valeurs, et les résultats de ces mesures sont comparés les uns aux autres. De cette manière, la précision de la détection peut être accrue. Cormme on l'a expliqué ci-dessus, dans le procédé de détection de défauts selon la présente invention, le dé- placement de la surface extérieure du pneumatique est mesuré à deux pressions, l'une étant sensiblement nulle et l'autre étant la pression plus élevée, et la différence entre les déplacements aux mêmes points de mesure est déduite pour dé- tecter le défaut, et par conséquent, le vrai défaut du pneu- matique peut être précisément détecté sans être affecté par la déformation du pneumatique. Plus précisément, dans la mesure o le pneumatique est gonflé d'une quantité telle que celui-ci n'est pas aisément déformé de part son poids, la déformation du pneumatique lui-même tel que l'écrasement ra- dial peut être annulée dans la différence entre les valeurs de déplacement mesurées. En outre, dans la mesure o le cap- teur ou les capteurs de déplacement sont appliqués contre la surface externe du pneumatique, le défaut, c'est-à-dire la séparation entre les ceintures de caoutchouc successives, peut être détecté avec une sensibilité élevée car les sépa- rations sont généralement générées à proximité de la surface externe du pneumatique de sorte que seule une petite couche de caoutchouc existe entre les séparations et la surface ex- terne du pneumatique contre laquelle le capteur de déplace- ment est appliqué. REVEND ICAT IO1JS 1. Procédé de détection de défauts dans un pneuma- tique comprenant les étapes consistant à: mesurer des données de déplacement en plusieurs points de mesure déterminés le long d'une ligne circonfé- rentielle sur une surface externe d'un pneumatique gonflé (1) à l'aide d'au moins un capteur de déplacement (6, 6a, 6b), ces données de déplacement comprenant une première va- leur de déplacement à une pression sensiblement nulle et une seconde valeur de déplacement à une pression non nulle pré- déterminée en des points de mesure respectifs, déduire une série de différences entre les premiè- re et seconde valeurs de déplacement en des points de mesure correspondants successifs, et détecter des défauts dans le pneumatique en trai- tant lesdites séries de différences. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières valeurs de déplacement sont mesurées en appliquant le capteur de déplacement (6) contre la surfa- ce externe du pneumatique à une pression comprise entre 0,3 et 0,5 kg/cm2, et les secondes valeurs de déplacement sont mesurées en appliquant le capteur de déplacement (6) contre la surface externe du pneumatique (1) à une pression compri- se entre 4 et 30 kg/cm2, de préférence entre 4 et 12 kg/cm2. 3. Procédé selon la revendication 2. caractérisé en ce que le pneumatique (1) est gonflé à une pression interne telle que le pneumatique est difficilement déformé par son poids, mais est facilement déformé par le capteur de déplacement (6). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le pneumatique (1) est gonflé à la pression inter- ne comprise entre 0,5 et 5 kg/cm2. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières valeurs de déplacement sont mesurées en appliquant un capteur de déplacement unique (6) contre la surface externe du pneumatique (1) le long de la ligne cir- conférentielle à la pression sensiblement nulle, tandis que le pneumatique est entralné en rotation d'au moins une révo- lution, et les secondes valeurs de déplacement sont mesurées en appliquant le même capteur de déplacement (6) contre la surface externe du pneumatique le long de la même ligne circonférentielle à la pression supérieure, tandis que le pneumatique 'est entralné en rotation d'au moins une révolu- tion. 6. Procédé selon la revendication 5, carctérisé en ce que les premières et secondes valeurs de déplacement sont stockées dans un dispositif de mémorisation (l1) et sont lues ensuite à partir du dispositif de mémorisation (Il) de manière que des premières et secondes valeurs de déplacement aux mêmes points de mesure soient reliées par paire et en ce qu'alors lesdites séries de différences sont déduites à partir des valeurs de déplacement reliées par paire. 7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les première et seconde valeurs de déplacement' sont mesu- rées en appliquant un premier (6a) et un second capteur (6b) de déplacement contre la surface externe du pneumatique (1) le long de la même ligne circonférentielle à la pression sensiblement nulle et à la pression supérieure, respectivement, tandis que le pneumatique est entralné en rotation d'au moins une révolution. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'une des première et seconde valeurs de dépla- cement est retardée d'une période de temps pendant laquelle le pneumatique est entralné en rotation sur une certaine distance à partir de l'autre des premier et second cap- teurs de déplacement vers l'un des premier et second cap- teurs de déplacement, et ladite série de différences est déduite des première et seconde valeurs de déplacement re- tardée et non retardée. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs mesures des première et seconde va- leurs de déplacement le long de plusieurs lignes circonfé- rentielles sur la surface externe du pneumatique sont réalisées. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que plusieurs mesures le long de plusieurs lignes cir- conférentielles sont réalisées en déplaçant au moins un cap- teur de déplacement (6a, 6b) suivant une direction d'une LO largeur du pneumatique. 11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite pluralité de mesures le long de plusieurs lignes circonférentielles est réalisée simultanément au moyen de plusieurs capteurs de déplacement (6a, 6b) qui sont disposés séparément l'un de l'autre suivant une direction d'une largeur du pneumatique. 12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de détection de défauts comprend une étape consistant à déduire la différence minimale parmi la- dite série de différences, une étape consistant à déduire une variation des différences par rapport aux différences minimales, et une étape consistant à comparer cette varia- tion avec une valeur seuil (L).