Brevet FR2730312A1 — publié le 19960809

MACHINE A EQUILIBRER LES ROUES DE VEHICULES L'invention concerne une machine à équilibrer les roues de véhicules comportant une broche rotative pour recevoir chaque fois une roue et un dispositif de mesure pour mesurer les rayons et les distances axiales par rapport à la machine des surfaces prévues sur la jante pour appliquer les poids d'équilibrage, le dispositif de mesure comportant des capteurs de position pour transformer les grandeurs mesurées en signaux lisibles par la machine. On connaît d'après le DE 41 22 844 une machine d'équilibrage de ce type pour des roues de véhicules à moteur de tailles et de types variés, pouvant être fixées sur un arbre principal de la machine, dans laquelle on prévoit, pour mesurer un balourd se rapportant à une ou plusieurs surfaces d'équilibrage, un dispositif d'exploration pour saisir les distances des surfaces d'équilibrage à la machine et pour saisir le rayon d'équilibrage. Le dispositif d'équilibrage comporte un organe d'exploration qu'on peut faire sortir dans un plan commun avec l'axe longitudinal médian de l'arbre principal et fournit des signaux de sortie électriques correspondant aux valeurs explorées pour un dispositif d'évaluation dans lequel les valeurs de balourd mesurées obtenues pendant une ou plusieurs séries de mesures sont évaluées pour déterminer le balourd. L'organe d'exploration est réalisé sous forme de levier d'exploration pouvant pivoter autour d'une de ses extrémités et parallèle à l'arbre principal dans sa position sortie d'exploration, comportant une pointe d'exploration disposée à son extrémité libre, et il est équipé d'un dispositif de mesure angulaire, qui mesure une position angulaire proportionnelle au rayon d'équilibrage à saisir. Le levier d'exploration peut être sorti dans le sens de la longueur ou être déplacé, avec son extrémité montée pivotante sur un parcours de 2 2730312 longueur déterminée parallèle à l'arbre principal. Pour la mesure, la pointe d'exploration est placée à l'endroit prévu pour le poids d'équilibrage et on saisit l'angle de pivotement et la longueur de sortie de l'organe d'exploration. Les valeurs explorées pour les distances des surfaces d'équilibrage et le rayon d'équilibrage sont entrées dans l'unité électronique d'évaluation avant la mesure du balourd pour déterminer les balourds à équilibrer. Le dispositif d'exploration connu présente l'inconvénient que la détermination du rayon d'équilibrage par l'angle de pivotement du levier d'exploration est imprécise et est influencée par la mesure de la surface d'équilibrage. De plus, le levier d'exploration peut être endommagé s'il vient par mégarde en contact avec la roue en rotation. On connaît d'après le EP O 565 320 A2 un autre dispositif pour fournir les grandeurs géométriques d'une jante déterminantes pour l'équilibrage, dans lequel, au moyen d'un éclairage en forme de fente, on oriente un rayon lumineux en forme de nappe perpendiculairement sur la roue et, à partir du rayon réfléchi, on saisit optiquement le contour de la jante. Comme grandeurs déterminantes, on détecte les coordonnées du rebord de la jante, et/ou de la transition entre la jante et le pneu, un détecteur optique bidimensionnel explore l'image du contour de jante réfléchi et fournit automatiquement les coordonnées. Ce dispositif présente l'avantage que l'opérateur n'a pas à actionner d'explorateur mécanique, par contre, il implique un contour de jante dont les coordonnées déterminantes sont suffisamment significatives pour pouvoir être "identifiées" sans erreur par un détecteur optique bidimensionnel. Ce dispositif connu ne convient pas pour des jantes comportant une surface parallèle à l'axe de la broche pour appliquer les poids d'équilibrage dans deux surfaces d'équilibrage. Le but de l'invention est, avec une machine d'équilibrage du type précité d'accroître la précision du dispositif de mesure et d'éliminer le risque de détérioration du dispositif de mesure par la roue en rotation. En outre, les données nécessaires au calcul et à l'application de poids d'équilibrage doivent pouvoir être mesurées sur la roue fixée, dans la mesure du possible, sans troubles et simplement, et elles doivent être reproductibles pour l'application des poids d'équilibrage. Ce but est atteint conformément à 1 'invention par le fait qu'une source lumineuse pour produire un rayon lumineux visible analogue à un index est disposée sur un chariot de façon à pouvoir tourner autour d'un axe perpendiculaire à un plan contenant l'axe de rotation de la broche et à pouvoir se déplacer avec le chariot le long d'une voie de guidage rectiligne s'étendant sensiblement radialement par rapport à la broche et dans le plan précité, ou parallèlement à celui-ci, que le rayon lumineux peut être orienté sur la roue, parallèlement à l'axe de rotation de la broche pour mesurer les rayons et, en faisant un angle avec cet axe, pour mesurer les distances axiales, et que le source lumineuse est reliée à des capteurs de positions qui produisent des signaux correspondant à la distance du rayon lumineux à l'axe de rotation de la broche et à la position angulaire du rayon lumineux. Il est possible en utilisant un rayon lumineux à la place palpeurs mécaniques de disposer les pièces mobiles du dispositif de mesure prévues pour l'exploration en sécurité et protégées dans ou sur le carter de la machine. Pendant la détermination du balourd, la source lumineuse peut rester immobile dans la position réglée en dernier, parce que le rayon lumineux et la roue en rotation ne se gênent pas mutuellement, de sorte que, dans tous les cas, un nouveau réglage du rayon lumineux pour l'application du 4 2730312 poids d'équilibrage est inutile. La disposition radiale de la voie de guidage permet une mesure directe et précise des rayons d'équilibrage. En outre, on peut utiliser pour mesurer les distances des plans d'équilibrage à l'aide de l'angle de pivotement de la source lumineuse, des zones angulaires convenant bien, étant donné que la mesure des rayons n'en est pas influencée. La réalisation selon l'invention permet en outre à l'aide du rayon lumineux une caractérisation précise des emplacements pour l'application des poids d'équilibrage, l'application elle-même n'étant pas gênée par le rayon lumineux. Une autre solution avantageuse du but cité plus haut peut, selon l'invention, consister en ce qu'une source lumineuse pour produire un ou deux rayons lumineux analogues à un index est disposée sur un chariot afin de pouvoir se déplacer le long d'une voie de guidage rectiligne s'étendant sensiblement radialement par rapport à la broche et dans un plan contenant l'axe de rotation de la broche, ou parallèle à celui-ci, que le ou les rayons lumineux peuvent être orientés sur les plans d'équilibrage, pour mesurer les rayons et les distances axiales, selon des angles fixes différents l'un de l'autre, par rapport à la voie de guidage, et qu'on prévoit des capteurs de positions qui produisent des signaux correspondant aux distances entre la source lumineuse et l'axe de rotation de la broche. La source lumineuse peut être montée autobloquante et réglable à la main, mais elle peut être réglable au moyen de vérins autobloquants, par exemple un vérin de levage. On prévoit comme capteurs de positions de préférence des potentiomètres ou des moteurs pas à pas. Dans un autre développement de l'invention, une unité électronique d'évaluation et mémorisation est associée au dispositif pour déterminer les grandeurs 2730312 géométriques caractéristiques. On peut en outre prévoir un clavier au moyen duquel on peut mettre en marche, en arrêter les dispositifs d'actionnement pour le réglage de la source lumineuse et/ou déclencher le transfert des signaux dans l'unité d'évaluation et de mémorisation. Pour pouvoir mieux examiner la position d'équilibrage et faciliter l'application des poids, le plan dans lequel la source lumineuse peut se déplacer et pivoter, peut s'étendre horizontalement. La machine d'équilibrage peut être maniée, selon l'invention, de telle sorte qu'on amène la source lumineuse dans une position angulaire dans laquelle le rayon lumineux est parallèle à l'axe de la broche, puis, par déplacement radial de la source lumineuse, on obtient le rayon déterminant pour l'application d'un poids d'équilibrage, qu'ensuite la source lumineuse est déplacée en direction de l'axe de la broche dans une position déterminée qu'en modifiant la position angulaire, le rayon lumineux est orienté sur une position sur la roue du véhicule se trouvant dans le plan d'équilibrage, et qu'ainsi la position angulaire appropriée est obtenue. Pour mesurer la position angulaire, on peut également procéder ainsi: la source lumineuse est amenée dans une position dans laquelle le rayon lumineux est perpendiculaire à l'axe de la broche, et la position angulaire du rayon lumineux orienté sur le plan d'équilibrage est obtenue par rapport à cette position. Après avoir déterminé les rayons et les distances, on peut déterminer le balourd, et ensuite, en utilisant les grandeurs enregistrées, le rayon lumineux peut être orienté sur la position d'équilibrage dans laquelle il faut placer le poids d'équilibrage. Ici, pour appliquer le poids d'équilibrage, la roue est arrêtée de telle sorte que la position d'équilibrage se trouve dans le plan, de préférence horizontal, dans lequel le rayon lumineux peut se déplacer. Selon l'invention, la position 6 2730312 d'équilibrage correcte peut être indiquée par le fait qu'après la mesure du balourd, la source lumineuse ne s'allume que si la roue se trouve dans la position angulaire correcte pour l'application des poids. D'autres détails vont être expliqués plus en détail ci-après à l'aide d'exemples de réalisation de l'invention représentés sur le dessin sur lequel: La figure i est une représentation schématique d'une machine d'équilibrage avec un rayon lumineux pivotant et La figure 2 est une représentation schématique d'une machine d'équilibrage avec deux rayons lumineux alignés en formant un angle fixe. La figure 1 montre une partie d'une machine d'équilibrage i comportant une broche 2 sur laquelle est montée une roue 3. On a également représenté une graduation 4 qui s'étend le long d'une voie de guidage , et un éclairage pouvant pivoter autour d'un axe 7 monté sur un chariot 6 pouvant se déplacer le long de la voie de guidage 5 et comportant une source lumineuse 8 qui produit un rayon lumineux 9 de section ponctiforme, analogue à un index, formé par un faisceau de rayons parallèles. La source lumineuse 8 est représentée dans deux positions différentes A et B. Dans la position de sortie A, la source lumineuse 8 est orientée de telle sorte que le rayon lumineux 9 s'étend parallèlement à l'axe de la broche 2. Dans cette position angulaire de la source lumineuse 8, les rayons Ru et R2 des deux surfaces 10, 11 de la roue 3 peuvent être déterminés, surfaces sur lesquelles on prévoit l'application de poids d'équilibrage 12, 13. Dans ce but, on déplace d'abord la source lumineuse 8 avec le chariot 6 radialement vers 1 'intérieur dans la position A,, dans laquelle le rayon lumineux 9 effleure la surface 10 o l'on doit appliquer le poids d'équilibrage 12 dans le plan E2.. En actionnant une touche, le signal de tension correspondant à cette 7 2730312 position d'un capteur de positions relié au chariot 6, est amené à une unité d'évaluation et de mémorisation et y est enregistré. On en fait de même après déplacement de la source lumineuse 8 dans la position A2 pour le plan E2 et le poids d'équilibrage 13. Ensuite, la source lumineuse 8 avec le chariot 6 est amenée radialement vers l'intérieur dans la position terminale B et un signal de tension correspondant du capteur de positions est transmis à l'unité d'évaluation et de mémorisation. En calculant les valeurs des signaux entrés, on détermine les distances radiales Dl, D2 et les rayons qui en résultent Ru, Rz. Le déplacement du chariot 6 avec la source lumineuse 8 peut s'effectuer soit manuellement, soit au moyen d'un vérin qu'on peut commander par des touches. Dans la position B, la source lumineuse 8 est déplacée le long de la voie de guidage 5 dans une position terminale proche de la broche, dans laquelle sa distance à l'axe de la broche 2 prend une valeur déterminée restant toujours identique. Pour déterminer les distances par rapport à la machine Ca, Cz des plans d'équilibrage El, E2, dans lesquels on doit appliquer les poids d'équilibrage, on fait pivoter par une touche à effleurement qui commande un servomoteur, la source lumineuse 8 dans la position B autour de l'axe 7 jusqu'à ce que le rayon lumineux 9 indique d'abord sur l'une, puis sur l'autre des surfaces 10, 11 l'endroit o doit se trouver le plan d'équilibrage respectif E, E2. Par l'actionnement de touches correspondantes, ou automatiquement, les signaux de tension produits par un capteur angulaire relié à la source lumineuse 8 sont transmis à l'unité d'évaluation et de mémorisation, qui à partir de là, calcule les angle an, a2, et à l'aide des valeurs enregistrées Dl, D=, les distances Cl, C2. Après avoir déterminé de cette façon les lieux géométriques, à savoir les cercles, pour la position des poids d'équilibrage, on fait démarrer la machine 8 2730312 d'équilibrage. Après avoir déterminé les balourds, la machine d'équilibrage arrête automatiquement la roue dans la position dans laquelle l'emplacement pour l'application du poids d'équilibrage 12 du plan El se trouve dans la zone de pivotement du rayon lumineux 9. On déplace alors la lampe à la main, ou automatiquement dans la position angulaire a de sorte que le rayon lumineux 9 indique sur la surface 10 l'endroit o le poids d'équilibrage 12 doit être placé. Après application du poids 12, la source lumineuse 18 est amenée à la main ou automatiquement dans la position a. et on fait tourner la roue 3 jusqu'à ce que l'emplacement d'équilibrage pour l'application du deuxième poids d'équilibrage 13 se trouve dans le plan d'équilibrage Ez dans le rayon lumineux 9. A cet emplacement on applique le deuxième poids d'équilibrage 13. Pour équilibrer une autre roue identique, il n'est pas nécessaire de mesurer à nouveau les rayons et les distances axiales des plans d'équilibrage, au contraire, les valeurs déterminées restent enregistrées jusqu'à ce que l'équilibrage d'une autre taille de roue nécessite une nouvelle entrée de valeurs mesurées. Jusque là, la source lumineuse reste dans la position terminale B et ne sert à chaque fois qu'à marquer les positions d'équilibrage pour l'application des poids d'équilibrage de la façon décrite précédemment. Si la voie de guidage est disposée horizontalement, l'équilibrage des balourds, c'est-à- dire l'application des poids d'équilibrage, est décalé de 90 par rapport à ce qui s'est pratiqué jusqu'alors. Grâce à la commande programmée de façon appropriée, la roue n'est pas arrêtée pour l'équilibrage des balourds, avec l'emplacement pas en haut, mais au contraire dans la position arrière, de sorte que l'opérateur peut mieux examiner l'emplacement pour l'application des poids d'équilibrage. 9 2730312 Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, la source lumineuse 19 émet deux rayons lumineux en forme d'index 20, 21, qui font avec la voie de guidage des angles ó, a4 différents l'un de l'autre. Pour déterminer les distances CI, Cz et les rayons RI, Rz recherchés, la source lumineuse 19 est déplacée exclusivement le long de la voie de guidage 5. En déplaçant la source lumineuse 19 dans la position C, le rayon lumineux 20 touche l'emplacement de la roue 3 pour le poids d'équilibrage 12. De ce fait, un capteur de parcours non représenté détermine la distance D3. Le chariot avec la source lumineuse 19 est alors déplacé sur la voie de guidage 5 à la main ou automatiquement à l'aide d'un entraînement par moteur, air comprimé ou hydraulique jusqu'à ce que, en position D, le rayon lumineux 21 touche l'emplacement pour le poids d'équilibrage 12. La distance D4 ainsi déterminée, ainsi que la distance D3 déterminée antérieurement servent, après conversion géométrique, à déterminer les grandeurs recherchées CI et RI. On obtient de la même façon le grandeurs Cz et Rz pour le poids 13. En variante des exemples de réalisation représentés sur la figure 2, on peut également prévoir une source lumineuse qui, comme la source lumineuse 8, ne produit qu'un seul rayon lumineux en forme d'index et qui peut pivoter dans deux positions angulaires fixes, dans lesquelles le rayon lumineux est orienté une fois selon l'angle a, et l'autre fois selon l'angle a4 sur l'emplacement pour le poids d'équilibrage. 1 0 2730312 REVENDICATIONS 1. Machine à équilibrer les roues de véhicules, comportant une broche rotative pour recevoir chaque fois une roue et un dispositif de mesure pour mesurer les rayons et les distances axiales par rapport à la machine des surfaces prévues sur la jante pour appliquer les poids d'équilibrage, le dispositif de mesure comportant des capteurs de position pour transformer les grandeurs mesurées en signaux lisibles par la machine caractérisée en ce qu'une source lumineuse (8) pour produire un rayon lumineux (9) analogue à un index est disposée sur un chariot (6) de façon à pouvoir tourner autour d'un axe (7) perpendiculaire à un plan contenant l'axe de rotation de la broche (2) et à pouvoir se déplacer avec le chariot (6) le long d'une voie de guidage rectiligne (5) s'étendant sensiblement radialement par rapport à la broche (2) et dans le plan précité ou parallèlement à celui-ci, en ce que le rayon lumineux (9) peut être orienté sur la roue (3), parallèlement à l'axe de rotation de la broche (2) pour mesurer les rayons (RI, R2), et en faisant un angle avec celui-ci, pour mesurer les distances axiales (C1, C2), et en ce que la source lumineuse (8) est reliée à des capteurs de positions, qui produisent des signaux correspondant à la distance du rayon lumineux (9) à l'axe de rotation de la broche (2) et à la position angulaire du rayon lumineux. 2. Machine à équilibrer les roues de véhicules, comportant une broche rotative pour recevoir chaque fois une roue et un dispositif de mesure pour mesurer les rayons et les distances axiales par rapport à la machine des surfaces prévues sur la jante pour appliquer les poids d'équilibrage, le dispositif de mesure comportant des capteurs de position pour transformer les grandeurs mesurées en signaux lisibles par la machine caractérisée en ce qu'une source 11 2730312 lumineuse (19) pour produire un ou deux rayons lumineux (20, 21) analogues à un index est disposée sur un chariot (6) de façon à pouvoir se déplacer le long d'une voie de guidage (5) rectiligne s'étendant sensiblement radialement par rapport à la broche (2), en ce que le rayon lumineux, ou les rayons lumineux (20, 21) peuvent être orientés sur les plans d'équilibrage en faisant deux angles fixes différents l'un de l'autre (a3, a4) avec la voie de guidage (5) du chariot (6) et qu'on prévoit des capteurs de positions qui produisent des signaux correspondant aux distances (D3, D4) de la source lumineuse (8) à l'axe de rotation de la broche (2). 3. Machine d'équilibrage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la source lumineuse (8, 19) est montée de façon à être réglée à la main et autobloquante. 4. Machine d'équilibrage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la source lumineuse (8, 19) peut être déplacée par des vérins autobloquants. 5. Machine d'équilibrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'on prévoit des potentiomètres comme capteurs de positions. 6. Machine d'équilibrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'on associe au dispositif une unité d'évaluation et de mémorisation dans laquelle les signaux des capteurs de positions sont traités et enregistrés. 7. Machine d'équilibrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'on prévoit un clavier (7) avec des touches pour commander le vérin pour déplacer la source lumineuse (8, 19) et/ou des touches pour déclencher le transfert des signaux dans l'unité d'évaluation et de mémorisation 8. Machine d'équilibrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le 12 2730312 plan dans lequel la source lumineuse (8, 19) et le rayon lumineux (9, 20, 21) peuvent se déplacer est sensiblement horizontal. 9. Machine d'équilibrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, pour appliquer le poids d'équilibrage (12 et/ou 13), le rayon lumineux (9,20,21) peut être déplacée dans la position angulaire correspondant à la distance axiale (C1, C2) du plan d'équilibrage (E1, E2) et que la roue (3) peut être arrêtée dans la position dans laquelle l'emplacement d'équilibrage se trouve dans le plan de déplacement du rayon lumineux (9). 10. Machine d'équilibrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, pour appliquer les poids d'équilibrage (12, 13) la source lumineuse (8, 19), après la mesure des balourds, ne s'allume que lorsque la roue se trouve dans la position angulaire correcte pour appliquer les poids d'équilibrage (12, 13). 11. Machine d'équilibrage selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'on utilise le laser comme source lumineuse (8, 19).