Brevet FR2763281A1 — publié le 19981120

L'invention concerne une ligne d'assemblage de pneumatiques à leurs roues de montage en vue d'obtenir des ensembles montés prêts à être livres en temps voulu aux clients, généralement constructeurs de véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement les moyens destinés à mettre en oeuvre ledit procédé d'assemblage et les moyens de contrôler la qualité des produits. Une telle ligne d'assemblage comporte, de manière connue, des moyens de convoyage tels que bandes transporteuses ou rouleaux métalliques permettant l'acheminement des pneumatiques, des roues, des ensembles montés respectivement, d'un point à un autre de la ligne d'assemblage, lesdits pneumatiques et lesdites roues provenant d'un magasin d'approvisionnement au moyen de palettes de transport adaptées. Les sièges de chaque jante de roue, ladite roue ayant été centrée, ainsi que les bourrelets du pneumatique sont lubrifiés pour faciliter, comme connu, le montage du pneumatique sur la jante de roue, montage qui s'effectue à l'aide d'une machine de montage ou monteuse, les deux bourrelets du pneumatique étant mis en place par pression à l'aide de bras presseurs et d'un galet rotatif. Une cloche de gonflage permet l'introduction du gaz de gonflage de l'ensemble par les intervalles entre talons du pneumatique et roues. L'ensemble monté, gonflé à la pression recommandée par le client est alors convoyé vers une machine de mise en place des talons de pneumatique, machine qui, par pression sur les flancs dudit pneumatique, permet une légère rotation des bourrelets et leur repositionnement sous l'effet de la pression de gonflage. L'ensemble monté, équilibré sur une machine d'équilibrage, est alors convoyé sur des bandes transporteuses ou tapis à rouleaux vers un magasin de stockage, d'où il sera prélevé pour livraison aux constructeurs. Les pneumatiques et les roues, à leur arrivée sur les moyens de convoyage en début de chaîne de montage, ne sont pas vérifiés en totalité quant à leur conformité dimensionnelle : seules des cellules photo-électriques signalent leur présence ou absence. La livraison d'ensembles montés de qualité à un constructeur impose que l'appariement de la roue au pneumatique est bien conforme à la demande du constructeur client, c'est-à-dire impose que le bon pneumatique soit monté sur la bonne roue. De même, l'ensemble monté sera de qualité s'il correspond dimensionnellement à ce qui est demandé et s'il est gonflé à la pression recommandée par le constructeur. Afin de satisfaire ces exigences, la ligne ou chaîne d'assemblage d'ensembles montés, conforme à l'invention, comprenant principalement une machine de montage du pneumatique sur la roue, un dispositif de gonflage de l'ensemble monté, une machine de mise en place des talons de bourrelets de pneumatique ainsi qu'une machine d'équilibrage, est caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un moyen de vérification de la conformité du diamètre du pneumatique à monter, et des moyens de vérification de la conformité des dimensions de la roue. Un moyen de mesure du diamètre du pneumatique, diamètre mesuré à la pointe du bourrelet, peut avantageusement consister en des ensembles de cellules photo-électriques, placées en blocs au-dessus et au-dessous du pneumatique posé à plat et centré sur un support. L'occultation desdites cellules permet en fonction du nombre de cellules occultées la reconnaissance du diamètre du pneumatique. Quant aux moyens de vérification de la conformité de la roue de montage, ils permettent avantageusement de mesurer simultanément la largeur hors-tout de la jante de roue et le galbe du disque de roue, tout en contrôlant en même temps le diamètre de la jante, et les trois mesures ci-dessus étant suffisantes pour caractériser et reconnaître une roue pour constructeur de véhicules. Les moyens mis en oeuvre pour réaliser de telles mesures sont avantageusement réunies en un seul dispositif comprenant principalement un système de centrage équipé principalement d'un ensemble came-capteurs pour contrôler la conformité du diamètre de roue, et un appareil à deux unités de guidage indépendantes, sur lesquelles sont montés des ensembles palpeurs-capteurs, lesdits palpeurs étant destinés à être appliqués sur un des rebords de jante et sur le disque respectivement. Il est avantageux que la ligne d'assemblage comprenne en outre un moyen de détection d'ensemble monté non conforme ; ledit moyen peut consister en un dispositif comprenant un système de centrage de l'ensemble monté et d'un système de mesure composé principalement d'un palpeur ,enfoncé dans un des flancs du pneumatique avec une force constante et associé à un capteur apte à mesurer ladite profondeur d'enfoncement. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui suit et qui se réfère au dessin illustrant à titre non limitatif un exemple d'exécution, dessin sur lequel - La figure 1 représente schématiquement l'ensemble des machines de la ligne d'assemblage du pneumatique avec la localisation sur ladite ligne des moyens de vérification conformes à l'invention, - la figure 2A représente schématiquement, vu selon un plan radial du pneumatique, le dispositif destiné à mesurer le diamètre intérieur dudit pneumatique, alors que la figure 2B est une vue de dessus du même dispositif, - les figures 3A à 3C représentent schématiquement le dispositif permettant le contrôle de conformité de la roue, - La figure 4 est un schéma de l'appareil de contrôle de conformité de l'ensemble monté avant livraison au client. Des moyens d'approvisionnement (figure 1) respectivement en roues R et en pneumatiques P alimentent des convoyeurs d'acheminement (1) desdits pneumatiques P et desdites roues R. Le convoyeur relatif aux pneumatiques P transporte ces derniers vers un dispositif de mesure de diamètre (11), lequel est localisé sur la chaîne d'assemblage avant le poste de lubrification (2P) des bourrelets. Le convoyeur relatif aux roues R achemine ces dernières vers une machine de contrôle (12) des roues, localisée sur la chaîne d'assemblage avant le poste (2R) de lubrification des roues. Les convoyeurs (1) ci-dessus se réunissent en un seul avant la machine de montage ou monteuse (3), en présentant le pneumatique P sur la roue R. Le pneumatique P étant monté et créant avec la roue R un ensemble E non gonflé, le poste de gonflage, en l'occurrence une cloche de gonflage (4) permet ledit gonflage par introduction du gaz de gonflage entre les talons du pneumatique et les sièges de jante J de roue R. L'ensemble E ressort du poste de gonflage (4) sur un convoyeur (l) à bandes transporteuses entre lesquelles sont disposées une ou plusieurs rampes de rideaux d'air (5), permettant le nettoyage des flancs et bourrelets du pneumatique P. Une machine de mise en place des talons (6) et une équilibreuse (7) permettent d'obtenir un ensemble E équipé des masses compensatrices et pouvant être stocké dans un magasin (8) avant livraison au client. Entre la sortie du magasin (8) et l'entrée dans les moyens adaptés au transport des ensembles E est disposé l'appareil (13) de contrôle de la conformité de l'ensemble monté E à livrer. La figure 2A, vue dans un plan radial, et la figure 2B, vue de dessus, montrent le pneumatique P posé sur une table (20) à billes (201), facilitant le déplacement du pneumatique non encore gonflé et, en particulier le centrage dudit pneumatique au moyen de quatre galets presseurs (23) dont le déplacement est assuré par un unique vérin (non représenté). La table (20) est munie d'une ouverture (202) assez large pour permettre la mise et le positionnement d'un ensemble amont (21) de cellules photo-électriques (210) et d'un ensemble aval (22) dedites cellules. Si, dans le cas décrit, chaque ensemble est composé de cinq cellules (210), le nombre n desdites cellules peut être différent, puisque choisi en fonction de la gamme de diamètres à mesurer. Un ensemble de cellules, par exemple (21), présente la particularité suivante : la partie supérieure de l'ensemble comprend trois émetteurs-récepteurs e et deux réflecteurs r alors que la partie inférieure comprend trois réflecteurs et deux émetteurs, chaque émetteur e étant disposé à la verticale d'un réflecteur r. Cet arrangement, le pas des éléments de cellules étant de 25,4 mm, c'est-à-dire 1 pouce (la différence de diamètres entre jantes consécutives dans la gamme de pneumatiques pour véhicules de tourisme dans le cas présent étant d'un pouce), permet que chaque faisceau lumineux atteigne bien le réflecteur correspondant et non le réflecteur de la cellule adjacente. Le nombre de cellules (210) occultées d'une part en amont, d'autre part en aval, permet la reconnaissance du diamètre intérieur du pneumatique P, mesuré au niveau des pointes de bourrelets. Le dispositif, destiné à contrôler la conformité des dimensions de la roue R, et en particulier la largeur hors-tout A de la jante J de roue R, telle que définie par les normes internationales (TRA, ETRTO, par exemple), le galbe G du disque D de roue, définie comme étant la distance au plan équatorial de la roue R des parties les plus éloignées du disque D, et en dernier lieu le diamètre d de la roue R, a la particularité de réaliser les trois opérations simultanément. Ledit dispositif (12) comprend un appareil (120) qui comporte un vérin supérieur (30) permettant le déplacement d'un plateau supérieur (31) armé de tiges de guidage (310), se mouvant à travers des douilles de guidage (320) d'un plateau médian (32) et transmettant le mouvement à un plateau inférieur ou support (33). Ledit plateau, (33) de forme rectangulaire, si vu de dessus, et dont la longueur est supérieure au diamètre hors-tout de la roue R la plus grande de la gamme à mesurer, a ses deux bords (330) munis chacun d'un palpeur (331) en matière plastique, en l'occurrence du polyamide 6 moulé produit sous le nom d'Ertalon, permettant d'éviter l'endommagement des roues. Le plateau inférieur (33) présente en son milieu un évidement radial (332), afin de permettre l'insertion et le mouvement d'une plaque support (43) de forme rectangulaire perpendiculaire à la forme rectangulaire du support (33) et dont la largeur 1 est inférieure à la largeur 1' de l'évidement (332). La plaque support (43) est partie intégrante du mécanisme destiné à mesurer le galbe G de roue R, mécanisme comprenant un vérin (40), solidaire du plateau (33), et sa tige (410) permettant le déplacement de la plaque (43), ladite plaque étant reliée à deux tiges de guidages (420) assurant le déplacement relatif de la plaque (43) par rapport au support (33), lesdites tiges étant munies d'une part à leurs extrémités supérieures de butées (421) prenant appui sur les douilles de guidage (422), et d'autre part de ressorts (423) pour permettre le retour en position normale de la plaque (43). Ladite plaque (43) est aussi recouverte à sa partie inférieure d'un palpeur (431) en matière plastique. Alors que la mesure du déplacement vertical du support (33), la mesure de la largeur hors-tout A de la jante J de roue R se faisant par différence entre la distance initiale L entre l'extrémité radiale du palpeur (331) et la table d'appui (50) et le déplacement LO du palpeur, est réalisée au moyen d'un capteur à ultrasons (34), I'obstacle réfléchissant étant une rondelle (35) solidaire de la tige de vérin (30), la mesure du déplacement vertical du palpeur (431) est réalisée par l'intermédiaire d'un potentiomètre linéaire sous alimentation de 10 volts. Le dispositif de contrôle de la conformité des dimensions de la roue R comprend aussi un système de centrage (150) composé de galets centreurs (51) (figures 3B et 3C). Sur le bras de soutien de deux galets est fixée une tige (52) coudée dont l'extrémité (520) est susceptible de se mouvoir dans la fente d'un bras (53) pouvant être mis en rotation autour d'un axe fixé (54). Le bras (53) est munie à son extrémité d'une plaque métallique ou came (55) de forme circulaire et de faible largeur, ladite plaque étant susceptible par rotation autour de l'axe (54) d'être positionnée en face d'un ou plusieurs capteurs à induction (56) solidaires d'un bâti (57). Les galets presseurs (51) qui, sous l'effet d'un vérin (non représenté), sont appliqués sur la jante J de roue (figure 3C) à un endroit précis de la dite jante (figure 3A), entraînent dans leur mouvement de translation vers la roue R la tige (52) et provoquent la mise en rotation de la plaque (55) qui, en fonction du diamètre du cercle d'impact des galets sur la jante de roue, est amenée en regard d'un ou plusieurs capteurs (56) à induction. Le nombre de capteurs (56) mis en action permet la reconnaissance de la roue correcte en diamètre ou la présence d'une roue non adaptée. La ligne de montage, conforme à l'invention, comporte en dernier lieu et positionné à la sortie du magasin avant conditionnement dans des moyens de transport adaptés, un dispositif (13) susceptible de déceler les anomalies de pression de gonflage du pneumatique P de l'ensemble E, mais aussi de toute anomalie pouvant être révélée par une différence de forme et/ou de raideur des flancs du pneumatique P, par exemple un pneumatique non conforme en largeur de boudin, par exemple un pneumatique non conforme dans sa structure interne, mais aussi une jante J conforme en dimensionnement, mais de forme irrégulière selon la circonférence. Le dispositif (13) (figure 4) comprend un système de centrage et un système de mesure. Le système de centrage est composé de quatre galets centreurs (61), deux étant fixes (610) et solidaires du bâti du dispositif, les deux autres (611) étant mobiles sous l'action d'un vérin (62) solidaire dudit bâti. Le système de mesure comprend un vérin (63) permettant le déplacement vertical de la tige (64) munie à son extrémité d'un palpeur circulaire (65) en matière plastique, ledit palpeur pouvant, après contact avec le flanc supérieur du pneumatique P posé sur une table à rouleaux (66), s'enfoncer dans ledit flanc sensiblement au niveau de la largeur axiale maximale du pneumatique. L'enfoncement du palpeur (65) est réalisé à force constante, constance permise par la maîtrise parfaite de l'alimentation en air du vérin (63). La mesure de l'enfoncement ou du déplacemellt vertical du palpeur se fait au moyen d'un potentiomètre linéaire. La valeur mesurée doit se trouver dans des tolérances préétablies statistiquement, et, dans le cas contraire, une deuxième mesure est réalisée pour confirmation. Selon la réponse, le produit est rejeté ou non. REVENDICATIONS. 1 - Ligne ou chaîne d'assemblage d'ensembles montés E, comprenant principalement une machine de montage (3) du pneumatique P sur la roue R, un dispositif de gonflage (4) de l'ensemble monté E, une machine (6) de mise en place des talons de bourrelets de pneumatique P ainsi qu'une machine d'équilibrage (7), caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un moyen (11) de vérification de la conformité du diamètre du pneumatique P à monter, et des moyens (12) de vérification de la conformité des dimensions de la roue R. 2 - Ligne d'assemblage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre et en fin de chaîne un moyen (13) de détection d'ensemble monté E non conforme. 3 - Ligne d'assemblage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le moyen (11) de mesure du diamètre du pneumatique P, diamètre mesuré à la pointe du bourrelet, consiste en des ensembles amont (21) et aval (22) de cellules photo-électriques (210), placées en blocs au-dessus et au-dessous du pneumatique P posé à plat et centré sur un support évidé (20) à billes (201), l'occultation desdites cellules (210) permettant en fonction du nombre de cellules occultées la reconnaissance du diamètre du pneumatique. 4 - Ligne d'assemblage selon l'une des revendications I ou 2, caractérisée en ce que les moyens de vérification de la conformité de la roue R de montage, permettant de mesurer simultanément la largeur hors-tout A de la jante J de roue R et le galbe G du disque D de roue R, tout en contrôlant en même temps le diamètre d de la jante J, consistent en un dispositif (12) comprenant principalement un système de centrage (150) armé d'un ensemble came (55) avec capteurs (56) pour contrôler la conformité du diamètre de roue, et un appareil (120) à deux unités de guidage (30, 31, 310, 320, 32,33) et (40, 410, 420, 422, 43), sur lesquelles sont montés des palpeurs (331) et (431) étant destinés à être appliqués sur un des rebords de jante J et sur le disque D respectivement, des capteurs permettant de mesurer les déplacements des supports (33) et (43). 5 - Ligne d'assemblage selon la revendication 2, caractérisée en ce que le moyen (13) est un dispositif comprenant un système de centrage (66, 610, 61 1, 62) du pneumatique P et d'un système de mesure (63, 64, 65) composé principalement d'un palpeur (65) enfoncé dans un des flancs du pneumatique P avec une force constante et associé à un capteur apte à mesurer ladite profondeur d'enfoncement.