Brevet FR2693682A1 — publié le 19940121

i MACHINE DE CHANGEMENT ET D'EQUILIBRAGE DE PNEUMATIQUE Dans l'état de la technique, une machine était utilisée pour changer les pneumatiques et une autre était utilisée pour l'équilibrage des pneumatiques Un problème avec les machines séparées est qu'elles prennent beaucoup de place Un autre problème est que la mise en place du pneumatique sur deux machines séparées prend plus de temps que la mise en place du pneumatique une seule fois sur une unique machine Il est souhaitable de combiner une machine de changement de pneumatique et une machine d'équilibrage de pneumatique de manière à procurer une machine compacte o la fonction de changement de pneumatique n'interfère pas avec la fonction d'équilibrage de pneumatique. L'invention procure une unique machine destinée à changer et équilibrer les pneumatiques. Selon l'invention, la machine destinée à changer et équilibrer un pneumatique sur un ensemble de roue avec un trou central comporte un arbre de montage avec un axe central sur la longueur de l'arbre de montage; un codeur destiné à mesurer la position angulaire de l'arbre de montage autour de l'axe central; un premier transducteur monté de façon adjacente à un premier emplacement sur l'arbre de montage; un deuxième transducteur monté de façon adjacente à un deuxième emplacement sur l'arbre de montage; des moyens destinés à enfoncer le pneumatique sur l'ensemble de roue; des moyens destinés à monter l'ensemble de roue sur l'arbre de montage, l'arbre de montage passant à travers le trou central de l'ensemble de roue; des moyens destinés à démonter un pneumatique de l'ensemble de roue et à monter un pneumatique sur l'ensemble de roue alors que l'ensemble de roue est monté sur l'arbre de montage; des moyens destinés à faire tourner l'ensemble de roue alors qu'il est monté sur l'arbre de montage; et des moyens destinés à recevoir des signaux provenant du codeur, du premier transducteur, et du deuxième transducteur et destinés à calculer l'équilibrage de l'ensemble de roue. La figure 1 est une vue en perspective d'une forme de réalisation préférée de l'invention qui est utilisée pour changer et équilibrer des pneumatiques. La figure 2 est une coupe centrale d'un ensemble d'arbre utilisé dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 1. La figure 3 est une coupe horizontale le long de la ligne 3-3 de la forme de réalisation illustrée sur la figure 1. La figure 4 est un schéma du système électronique utilisé dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 1. La figure 1 est une vue en perspective d'une machine de changement et d'équilibrage de pneumatique La machine de changement et d'équilibrage de pneumatique 10 comprend un bâti 11, un ensemble de tour 12, un bras de décollement de talon 13 et un ensemble d'arbre 20. L'ensemble de tour 12 comprend une tour 16 qui possède une première extrémité reliée au bâti il et une deuxième extrémité éloignée du bâti 11, un bras de montage et de démontage 18 avec une première extrémité reliée par une articulation à la deuxième extrémité de la tour 16, une tête de montage et de démontage verticale 19 reliée à une deuxième extrémité du bras de montage et de démontage 18. Le bras de décollement de talon 13 a une première extrémité reliée par une articulation au bâti 11 et une deuxième extrémité fixée à un patin de décollement 22 Dans cette forme de réalisation, une première extrémité d'une barre de traction 24 est fixée à proximité du centre du bras de décollement de talon 13 par une articulation Une deuxième extrémité de la barre de traction 24 est fixée à des moyens destinés à appliquer une force de traction ou de compression sur la barre de traction 24, par exemple un entraînement pneumatique utilisant un pignon et une crémaillère à l'intérieur du bâti 11 Un bloc de décollement 26 est placé sur le côté du bâti il o le patin de décollement 22 s'approche du bâti 11 Le bras de décollement de talon 13, le patin de décollement 22 et le bloc de décollement 26 procurent des moyens destinés à enfoncer un pneumatique D'autres formes de réalisation peuvent utiliser d'autres moyens destinés à enfoncer un pneumatique. La figure 2 est une vue en coupe d'un ensemble d'arbre 20 L'ensemble d'arbre 20 comporte un arbre de montage vertical 28, un codeur d'arbre 30 sur une première extrémité de l'arbre 28, un pignon 32 à travers lequel passe l'arbre 28, un plateau d'embrayage 33 à travers lequel passe l'arbre 28, un premier palier 34 à travers lequel passe l'arbre 28, un deuxième palier 36 à travers lequel passe l'arbre 28, un premier transducteur 38 adjacent à l'arbre 28 et positionné afin de mesurer une force au niveau d'un premier emplacement sur l'arbre 28, et un deuxième transducteur adjacent à l'arbre 28 et positionné afin de mesurer une force au niveau d'un deuxième emplacement sur l'arbre 28 L'arbre 28 est fileté à proximité d'une deuxième extrémité Un cône de maintien 42 possède un alésage central avec des filets qui coopèrent avec les filets sur la deuxième extrémité de l'arbre 28 Bien que l'arbre 28 passe à travers le pignon 32, le pignon 32 peut coulisser par rapport à l'arbre 28 de sorte que le pignon 32 peut tourner sans entraîner en rotation l'arbre 28 et de sorte que l'arbre 28 peut tourner sans entraîner en rotation le pignon 32 le plateau d'embrayage 33 est fixé sur l'arbre 28 afin de permettre au plateau d'embrayage 33 de coulisser axialement sur la longueur de l'arbre 28, mais de telle sorte que, lorsque le plateau d'embrayage 33 est entraîné en rotation, l'arbre 28 est entraîné en rotation Lorsque le plateau d'embrayage 33 est amené à coulisser contre le pignon 32, des dents sur le plateau d'embrayage 33 viennent en prise avec des dents sur le pignon 32, ce qui amène le plateau d'embrayage 33 et le pignon 32 à tourner ensemble. La figure 3 est une vue de dessus d'une coupe partielle le long de la ligne 3-3 de la figure 1 Un vérin pneumatique 70 possède des bouchons d'extrémité 72, 73 et des parois latérales 75 et est monté de façon coulissante sur des tiges de guidage 76 à l'aide de manchons de guidage installés dans les alésages dans des parties des bouchons d'extrémité 72, 73 s'étendant au-delà de la paroi latérale du vérin 75 Les tiges de guidage 76 retiennent le vérin 70 afin qu'il se déplace uniquement dans le sens de son axe longitudinal qui est positionné perpendiculairement à l'axe longitudinal de l'arbre 28 Un piston 80 divise le vérin pneumatique 70 en deux chambres de piston 84 et 86 Une tige de support de piston 82 est fixée au piston 80 au niveau d'une première extrémité de la tige de support de piston 82 et passe à travers le bouchon d'extrémité 73 et est fixée au bâti il au niveau d'une deuxième extrémité de la tige de support de piston 82 La barre de traction 24 est reliée entre le bras de décollement de talon 13 et le vérin pneumatique 70 Des orifices d'air 78 et 79 dans les bouchons d'extrémité 72, 73 respectivement permettent à de l'air sous haute pression d'être introduit dans et de sortir des chambres de piston 84 et 86 grâce à un système de tubes de soupape pneumatique relié à une source d'air sous haute pression Ces systèmes d'alimentation et de commande pneumatiques, qui sont commandés par une première pédale 44, sont parfaitement connus des gens du métier. Une crémaillère 90 est fixée aux bouchons d'extrémité 72, 73 par des boulons 92 et 93 et est pourvue de dents d'engrenage 94 qui engagent des dents du pignon 32 qui est monté sur l'arbre 28 Ainsi, un mouvement de translation du vérin 70 le long de son axe a pour résultat un mouvement de rotation proportionnel du pignon 32 autour de son axe Des soupapes et des conduites pneumatiques reliées à une source d'air sous haute pression, comme cela est évident pour les gens du métier, sont utilisées pour introduire et évacuer de l'air sous haute pression dans et des chambres 84 et 86 afin d'entraîner une rotation sélective du pignon 32. La figure 4 est un schéma électrique de la forme de réalisation préférée de l'invention Le codeur est relié électriquement à un micro-contrôleur 60. Le premier transducteur 38 est relié électriquement à un premier filtre 64, qui est relié électriquement au micro-contrôleur 60 Le deuxième transducteur 40 est relié électriquement à un deuxième filtre 63, qui est relié électriquement au micro-contrôleur 60 Une alimentation 71, un affichage numérique 77 et des boutons d'entrée 74 sont également électriquement reliés au micro-contrôleur 60. En fonctionnement, un pneumatique doit d'abord être changé En utilisant l'appareil de changement et d'équilibrage de pneumatique, un ensemble de roue 49 est tout d'abord amené en position entre le patin de décollement de talon 22 et le bloc de décollement 26 En réponse à l'enfoncement de la première pédale 44, la première chambre de piston 84 est tout d'abord mise à l'air libre alors que de l'air sous haute pression est introduit dans la deuxième chambre de piston 86 par un système de commande et d'alimentation pneumatique Ceci amène le vérin pneumatique 70 à se déplacer en direction du bras de décollement de talon 13, forçant la barre de traction 24 à pousser le bras de décollement de talon 13 à l'écart du bâti 11, déplaçant le patin de décollement de talon 22 à l'écart du bloc de décollement 26 Un pneumatique est placé entre le patin de décollement de talon 22 et la bloc de décollement 26 et la première pédale 44 est à nouveau enfoncée De l'air sous haute pression est introduit dans la première chambre de piston 84 et la deuxième chambre de piston 86 est mise à l'air libre, amenant le vérin pneumatique 70 à se déplacer à l'écart du bras de décollement 13, ce qui amène le patin de décollement 22 à se déplacer en direction du bloc de décollement 26, en enfonçant la carcasse du pneumatique Une fois que le pneumatique est enfoncé, la première chambre de piston 84 est mise à l'air libre et la deuxième chambre de piston 86 est mise sous pression afin de basculer le bras de décollement 13 vers l'extérieur à l'écart du bâti 1 i et permettre à l'ensemble roue et pneumatique d'être enlevé d'entre le patin de décollement 22 et le bloc de décollement 26. L'ensemble de roue 49 est alors monté sur l'arbre de la machine de changement et d'équilibrage de pneumatique 10 Ceci est réalisé en mettant la deuxième extrémité de l'arbre 28 à travers le moyeu de la roue. La deuxième extrémité de l'arbre 28 est alors placée à travers l'alésage central du cône de maintien 42 et le cône de maintien 42 est serré afin de maintenir la roue en place. Une fois que l'ensemble de roue 49 est monté, le bras de montage et de démontage est positionné de telle sorte que la tête de montage et de démontage est correctement engagée avec la jante et le pneumatique de l'ensemble de roue 49 Lorsque la première pédale 44 est enfoncée, en plus de mettre à l'air libre la deuxième chambre de piston 86 et de délivrer de l'air sous pression à la première chambre de piston 84, la première pédale 44 amène le plateau d'embrayage 33 à coulisser de telle sorte qu'il engage le pignon 32 Le mouvement du vérin pneumatique 70 amène le pignon 32 à tourner, ce qui entraîne en rotation le plateau d'embrayage 33 qui fait tourner l'arbre 28, faisant ainsi tourner l'ensemble de roue 49 dans une direction souhaitée afin de permettre à la tête de montage et de démontage 19 d'enlever le pneumatique Une fois que la crémaillère 90 a engagé le pignon 32 grâce à une rotation complète de l'ensemble de roue 49, le système de commande et d'alimentation pneumatique met la première chambre de piston 84 à l'air libre en alimentant la deuxième chambre de piston 86 avec de l'air sous pression, ce qui entraîne le vérin pneumatique 70 en sens inverse Afin d'empêcher la roue de tourner en sens inverse, le plateau d'embrayage 33 est désengagé du pignon 32 lorsque le vérin pneumatique se déplace en sens inverse. Une fois que le pneumatique est enlevé et que le vérin pneumatique 70 est ramené en position, un nouveau pneumatique est placé sur l'ensemble de roue 49 et la tête de montage et de démontage est positionnée afin d'engager la jante et le pneumatique de l'ensemble de roue 49 Lorsque la première pédale 44 est enfoncée, en plus de mettre à l'air libre la deuxième chambre de piston 86 et d'envoyer de l'air sous pression vers la première chambre de piston 84, la première pédale 44 amène le plateau d'embrayage 33 à coulisser de telle sorte qu'il engage le pignon 32 Le mouvement du vérin pneumatique 70 amène le pignon 32 à tourner, ce qui fait tourner le plateau d'embrayage 33 qui entraîne en rotation l'arbre 28, faisant ainsi tourner l'ensemble de roue 49 dans une direction souhaitée afin de permettre à la tête de montage et de démontage verticale 19 de monter le pneumatique Une fois que la crémaillère 90 a engagée le pignon 32 grâce à une rotation complète de l'ensemble de roue 49, le système de commande et d'alimentation pneumatique met la première chambre de piston 84 à l'air libre en envoyant de l'air sous pression dans la deuxième chambre de piston 86, ce qui entraîne le vérin pneumatique 70 en sens inverse Afin d'empêcher la roue de tourner en sens inverse, le plateau d'embrayage 33 est désengagé du pignon 32 lorsque le vérin pneumatique 70 se déplace en sens inverse La deuxième pédale 45 est enfoncée afin de remplir le pneumatique d'air. Une fois que le nouveau pneumatique est monté, l'ensemble de roue 49 peut être équilibré Un écrou rapide à serrage manuel 51 avec un alésage central fileté est placé de telle sorte que la deuxième extrémité de l'arbre 28 passe à travers l'alésage central L'écrou rapide à serrage manuel 51 est alors serré Les paramètres de roue sont entrés au moyen des boutons d'entrée 74 dans le micro-contrôleur qui est alimenté par l'alimentation 71 L'écrou rapide à serrage manuel 51 est utilisé pour faire tourner à la main l'ensemble de roue Le premier transducteur 38 mesure la force sur l'arbre 28 au niveau du premier emplacement et transmet un signal au micro-contrôleur 60 par l'intermédiaire du premier filtre 64 Le deuxième transducteur 40 mesure la force sur l'arbre 28 au niveau du deuxième emplacement et transmet un signal au micro-contrôleur 60 par l'intermédiaire du deuxième filtre 63 Le codeur 30 mesure la position angulaire de l'ensemble de roue 49 et transmet un signal au microcontrôleur 60 Le micro-contrôleur traite l'information et indique à l'opérateur au moyen de l'affichage 77 quels poids doivent être placés sur l'ensemble de roue 49. D'autres types de dispositifs de changement de pneumatique peuvent être utilisés Une autre description de machines de changement de pneumatique se trouve dans le brevet US 5 088 539 D'autres types de dispositifs d'équilibrage de roue peuvent être utilisés En dehors de l'entraînement à la main, l'aspect d'équilibrage de roue peut utiliser un moteur permanent ou un moteur à friction contre le pneumatique afin de faire tourner la roue pour permettre l'équilibrage Un type de dispositif d'équilibrage de roue est décrit dans le brevet US 4 285 240 Lorsque que l'ensemble de roue est entraîné à la main, l'électronique d'équilibrage doit être capable d'équilibrer un ensemble de roue entraîné à des vitesses inférieures à 200 tours/min. REVENDICATIONS 1 Machine destinée à changer et équilibrer un pneumatique ( 10) sur un ensemble de roue ( 49) avec un trou central, caractérisée en ce qu'elle comporte: un arbre de montage ( 28) avec un axe central sur la longueur de l'arbre de montage ( 28); un codeur ( 30) destiné à mesurer la position angulaire de l'arbre de montage ( 28) autour de l'axe central; un premier transducteur ( 38) monté de façon adjacente à un premier emplacement sur l'arbre de montage ( 28); un deuxième transducteur ( 40) monté de façon adjacente à un deuxième emplacement sur l'arbre de montage ( 28); des moyens ( 13, 24, 22, 26) destinés à enfoncer le pneumatique sur l'ensemble de roue ( 49); des moyens ( 28, 42) destinés à monter l'ensemble de roue ( 49) sur l'arbre de montage ( 28), l'arbre de montage ( 28) passant à travers le trou central de l'ensemble de roue ( 49); des moyens ( 16, 18, 19) destinés à démonter un pneumatique de l'ensemble de roue ( 49) et à monter un pneumatique sur l'ensemble de roue ( 49) alors que l'ensemble de roue ( 49) est monté sur l'arbre de montage ( 28); des moyens ( 32, 70, 94) destinés à faire tourner l'ensemble de roue ( 49) alors qu'il est monté sur l'arbre de montage ( 28); et des moyens ( 60) destinés à recevoir des signaux provenant du codeur ( 30), du premier ll transducteur ( 38), et du deuxième transducteur ( 40) et destinés à calculer l'équilibrage de l'ensemble de roue ( 49). 2 Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arbre de montage ( 28) est un arbre vertical, comportant en outre des moyens ( 33) destinés à engager et désengager l'arbre des moyens ( 32, 70, 94) destinés à faire tourner la roue. 3 Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un bâti ( 11) qui supporte l'arbre vertical, les moyens destinés à faire tourner l'ensemble de roue ( 49), et les moyens destinés à enfoncer le pneumatique. 4 Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens destinés à démonter un pneumatique comportent: une tour ( 16) avec une première extrémité fixée au bâti ( 11); un bras de montage et de démontage ( 18) avec une première extrémité fixée à une deuxième extrémité de la tour ( 16); et une tête de montage et de démontage ( 1) fixée sur une deuxième extrémité du bras de montage et de démontage ( 18). Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des boutons d'entrée ( 74) et des affichages numériques ( 77) reliés électriquement aux moyens ( 60) destinés à recevoir des signaux. 6 Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens ( 51) destinés à faire tourner à la main l'ensemble de roue ( 49), les moyens ( 60) destinés à recevoir des signaux étant capables de calculer l'équilibrage de l'ensemble de roue ( 49) lorsque l'ensemble de roue ( 49) tourne à des vitesses inférieures à 200 tours/min. 7 Procédé de changement et d'équilibrage d'un pneumatique sur un ensemble de roue ( 49), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: mettre un pneumatique sur un ensemble de roue ( 49) entre un patin de décollement ( 22) et un bloc de décollement ( 26); déplacer le patin de décollement ( 22) en direction du bloc de décollement ( 26), enfonçant ainsi le pneumatique; monter l'ensemble de roue ( 49) sur un arbre ( 28), en plaçant l'arbre ( 28) à travers un trou dans l'ensemble de roue ( 49); fixer l'ensemble de roue ( 49) sur l'arbre ( 28); placer une tête de montage et de démontage ( 19) de façon adjacente à l'ensemble de roue ( 49); appliquer une force de la tête de montage et de démontage ( 19) contre le pneumatique sur l'ensemble de roue ( 49) afin de dégager le pneumatique de l'ensemble de roue ( 49); enlever le pneumatique de l'ensemble de roue ( 49); placer un deuxième pneumatique de façon adjacente à l'ensemble de roue ( 49); appliquer une force de la tête de montage et de démontage ( 19) afin de monter le deuxième pneumatique sur l'ensemble de roue ( 49); faire tourner l'ensemble de roue ( 49) sur l'arbre ( 28); et calculer l'équilibrage de l'ensemble de roue ( 49) lorsque l'ensemble de roue ( 49) tourne sur l'arbre. 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape de calcul de l'équilibrage de l'ensemble de roue ( 49) comporte les étapes consistant à: mesurer les forces sur l'arbre; et utiliser les forces mesurées sur l'arbre afin de calculer l'équilibrage de l'ensemble de roue ( 49). 9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape de calcul de l'équilibrage de l'ensemble de roue ( 49) comporte en outre les étapes consistant à: mesurer la rotation angulaire de l'arbre; et utiliser la rotation angulaire de l'arbre afin de calculer l'équilibrage de l'ensemble de roue ( 49).