Brevet FR2778872A1 — publié le 19991126

La présente invention a pour objet un procédé et une machine de montage de pneumatiques sur des roues; l'invention concerne le montage des pneumatiques de véhicules utilitaires, notamment poids lourds, véhicules agricoles et de manutention. Elle vise plus particulièrement le montage des pneumatiques bourrelet par bourrelet. Les machines de montage actuelles (US 3 461 938 et 3 978 903) effectuent usuellement simultanément le montage des deux bourrelets du pneumatique par-dessus les rebords de jante de la roue. Dans le cas le plus général des pneumatiques à chambre incorporée, le pneumatique est ensuite amené à un poste de gonflage o les deux bourrelets sont poussés simultanément sur leurs sièges respectifs o ils assurent l'étanchéité avant le gonflage. On conçoit que ce procédé soumet les bourrelets et les jantes à des efforts considérables qui peuvent les endommager; on y a remédié, pour ce qui concerne les bourrelets, par l'application d'un liquide lubrifiant sur les sièges de la jante (US 3 658 152) avant l'expansion des bourrelets. Le brevet US 4 621 671 présente un procédé et une machine de montage des pneumatiques bourrelet par bourrelet sur une roue avec une jante comprenant deux crochets et un creux de gorge. Le procédé de mise en place du premier bourrelet consiste a: - engager le premier bourrelet autour d'un arc correspondant d'un premier crochet de la jante pour amener cet arc à l'intérieur du pneumatique; - disposer un rouleau à une position donnée relativement à l'ensemble roue et pneumatique; et - effectuer un déplacement relatif de l'ensemble roue et pneumatique et du rouleau afin de faire pénétrer le reste du premier crochet de jante à l'intérieur du pneumatique et ainsi achever la mise en place de ce premier bourrelet. -2- Dans ce procédé, la roue est disposée à plat (avec l'axe de la roue vertical), le rouleau est disposé devant l'ensemble pneumatique et roue du côté de l'arc du premier crochet déjà dans le pneumatique et à une distance donnée du plan extérieur Pc du premier crochet de la jante, puis le déplacement relatif de l'ensemble roue et pneumatique et du rouleau est une translation telle que la distance entre le rouleau et le plan extérieur Pc du premier crochet de la jante reste sensiblement constante et proche de zéro. Cette machine permet de diminuer de façon sensible les efforts de montage du premier bourrelet dans le creux de gorge des jantes. Un autre problème concerne les roues actuelles qui sont de plus en plus souvent réalisées en alliage léger, à base d'aluminium, pour être moins lourdes et offrir une plus grande variété de formes. Ces roues présentent une dureté inférieure à celle des jantes en acier et les moyens d'alimentation et de mise en place des machines usuelles sont souvent susceptibles de les endommager par exemple en bloquant les crochets des jantes des roues lors du montage. La présente invention a pour objet un procédé et une machine de montage des pneumatiques, bourrelet par bourrelet, particulièrement avantageuse avec les roues en alliage léger. Suivant l'invention, le procédé de montage du premier bourrelet d'un pneumatique sur la jante d'une roue ayant un premier et un second crochets, comprend les étapes suivantes: - on engage le premier bourrelet autour d'un arc correspondant du premier crochet de jante pour amener cet arc du crochet de jante à l'intérieur du pneumatique; - on applique un rouleau de montage contre le flanc du pneumatique opposé au premier bourrelet déjà engagé; - on déplace le rouleau de montage et la roue l'un par rapport à l'autre par un mouvement qui écarte le rouleau de montage de l'arc du premier crochet de jante déjà à l'intérieur du pneumatique, ce mouvement ayant une trajectoire arquée par rapport au plan Pc du -3 premier crochet de jante et la concavité du mouvement étant tournée du côté de ladite roue, de telle sorte que le premier crochet de jante s'engage progressivement contre le premier bourrelet jusqu'à sa pénétration complète à l'intérieur du pneumatique. Le fait d'achever le montage du premier bourrelet par ce mouvement relatif entre le rouleau et la roue arquée de concavité tournée vers la roue permet de limiter considérablement les efforts de montage du premier bourrelet sur pratiquement un très grand nombre de types de roues à équiper et d'arriver ainsi à un montage très progressif sans aucun endommagement pour le bourrelet du pneumatique. Avantageusement, ce mouvement relatif est tel que la distance E entre le plan Pc du premier crochet de jante et le crochet de jante passe par un maximum et on applique le rouleau de montage contre le flanc du pneumatique du côté de l'axe de la roue o le premier crochet est engagé dans le pneumatique. Selon un mode de réalisation simple, le mouvement relatif entre le rouleau de montage et la roue est une rotation d'axe A disposé extérieurement relativement au plan Pc' du second crochet de la jante et désaxé relativement à l'axe de la roue d'une distance D, du côté de la roue opposé à celui de l'arc du premier crochet initialement amené à l'intérieur du pneumatique. Dans un mode de réalisation préférentiel, après avoir engagé le premier bourrelet autour d'un arc correspondant du premier crochet de jante pour amener ledit arc dudit crochet de jante à l'intérieur du pneumatique: - on effectue une première rotation d'amplitude cc de l'ensemble roue et pneumatique autour de l'axe de rotation A; puis - on effectue une translation de l'ensemble roue et pneumatique jusqu'à appliquer le rouleau de montage contre le flanc du pneumatique opposé au premier bourrelet déjà engagé; et -4- - on achève la mise en place du premier bourrelet par une rotation de l'ensemble pneumatique et roue jusqu'à un angle 3. Avantageusement, l'angle c est compris entre 30 et 60 et préférentiellement entre 45 et . L'angle P3 est lui préférentiellement de 90 . Cela permet, après avoir achevé la mise en place du premier bourrelet d'évacuer l'ensemble roue et pneumatique, la roue étant à plat (l'axe de la roue étant vertical). Il est avantageux de mettre la roue en position verticale avant d'engager le premier bourrelet autour d'un arc correspondant du premier crochet de jante. Cela a l'avantage de permettre une alimentation manuelle ou automatique des pneumatiques et de réaliser cet engagement très aisément par simple inclinaison du pneumatique. Avantageusement, la mise en place du second bourrelet est ensuite réalisé au moyen d'une tête tournante montée sur un chariot escamotable puis on évacue l'ensemble monté ainsi obtenu. L'invention a aussi pour objet une machine de montage de pneumatiques sur des roues comprenant des moyens de transfert des roues à équiper et des ensembles montés, des moyens de mise en place du premier bourrelet de chaque pneumatique et des moyens de mise en place du second bourrelet, dans laquelle les moyens de montage du premier bourrelet comprennent: - un moyeu auquel on fixe la roue sur laquelle on dépose le pneumatique à monter; - un rouleau de montage d'axe R horizontal; et - des moyens de déplacement relatif du moyeu et du rouleau de montage caractérisés en ce que ces moyens permettent de rapprocher ledit rouleau de montage du moyeu jusqu'à une distance donnée et d'effectuer une rotation du moyeu d'axe horizontal A -5- parallèle à l'axe du rouleau de montage entre une position verticale du moyeu et une position horizontale du moyeu. Avantageusement, l'axe A de rotation du moyeu est décalé d'une distance D sous l'axe du moyeu, ledit moyeu étant en position verticale et le moyeu comporte des moyens de fixation de la roue par l'alésage central du disque de ladite roue. L'utilisation d'une fixation par l'alésage central du disque des roues a l'avantage de positionner de façon très précise les roues relativement au moyeu sans entraîner aucun risque d'endommagement visible de ces roues. Cela est particulièrement important pour des roues en alliage léger qui sont beaucoup plus sensibles aux rayures par exemple. Avantageusement, la machine de montage selon l'invention comporte des moyens pour identifier le type de roue à équiper. Cela permet notamment de déterminer immédiatement en fonction du type de roue les caractéristiques de réglage à utiliser lors du montage du premier bourrelet. On va décrire en détail un exemple de réalisation de l'invention donné à titre non limitatif, en se référant au dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue schématique de dessus de la machine de montage des pneumatiques selon l'invention; - la figure 2 présente des moyens de transfert des roues et des ensembles montés; - la figure 3 est une vue schématique des moyens de montage du premier bourrelet d'un pneumatique sur une jante de roue; - les figures 4a, b, c, d sont des vues schématiques des phases de montage du premier bourrelet sur une jante; la figure 5 est une vue schématique des moyens de montage du second bourrelet d'une pneumatique sur la jante. -6- La figure 1 est une vue schématique de dessus d'une machine de montage de pneumatiques sur des roues selon l'invention. Cette machine comporte un tapis d'alimentation 1 des roues 6 à équiper, un carrousel 2 destiné à transférer les roues 6 et ensembles montés 8 d'un poste de la machine à l'autre, un poste de montage 3 du premier bourrelet des pneumatiques 7, un poste de montage 4 du second bourrelet et un tapis d'évacuation 5 des ensembles montés 8. Le tapis d'alimentation 1 des roues 6 peut être alimenté manuellement ou automatiquement. Les roues 6 sont disposées à plat (avec leur axe vertical) sur le tapis 1. Le tapis d'alimentation alimente un poste de mesure 9 des roues. Ce poste de mesure 9 permet d'identifier et de contrôler le type de roue à équiper. En fonction du type de roue, les réglages des postes de montage peuvent être modifiés. Le carrousel 2 (voir figures 1 et 2) est composé d'un bâti 21 et de trois potences 22, 23 et 24 disposées en forme de T. Chaque potence se termine par un dispositif 25 identique de préhension des roues 6 et des ensembles montés 8 avec des jeux de pièces articulées 26 qui s'insèrent dans l'alésage central des disques 61 des roues 6 avant leur expansion. Chaque dispositif 25 comporte une crémaillère motorisée 27 pour déplacer verticalement le composant transporté. On peut ainsi saisir des roues 6 ayant des diamètres différents, par exemple de 150 à 300 mm. Ce carrousel 2 peut transporter simultanément trois composants et effectue des rotations alternées de 90 . Cela permet d'amener une roue à équiper, de positionner un ensemble partiellement monté (premier bourrelet), et d'évacuer un ensemble complètement monté (deux bourrelets). Pendant les phases de montage effectif, les potences du carrousel 2 sont en position intermédiaire à 45 des positions de préhension. La figure 3 présente un poste de montage 3 du premier bourrelet 71 d'un pneumatique 7. Ce poste 3 comprend un bâti 31 sur lequel est monté un châssis 32 articulé autour d'un 7- axe horizontal A. Ce châssis 32 porte un moyeu 33 sur lequel on peut fixer une roue à équiper 6. Le châssis 32 est mobile en rotation autour de son axe A entre une position verticale (fig. 3 - axe du moyeu horizontal) et une position horizontale (axe du moyeu vertical). Une vis motorisée 34 permet de déplacer verticalement le châssis. Le poste 3 comprend aussi un rouleau de montage 35 d'axe R horizontal et parallèle à l'axe A de rotation du châssis et du moyeu. Le rouleau de montage 35 peut être disposée à des hauteurs variables. Le procédé de montage du premier bourrelet 71 d'un pneumatique 7 est maintenant expliqué avec l'aide de la figure 3 et des quatre croquis de la figure 4. La potence 22 saisit une roue 6 sur le poste de mesure du tapis d'alimentation 1 puis effectue une rotation de 90 pour positionner cette roue au-dessus du moyeu 33, placé en position horizontale (axe vertical). La crémaillère 27 dépose la roue 6 sur le moyeu 33 qui fixe la roue fermement et de façon centrée grâce à des moyens connus. La fixation s'effectue à nouveau par l'alésage central 63 du disque 61 de la roue 6. Le moyeu 33 et le châssis 32 sont alors placé en position verticale (axe horizontal) à une distance appropriée du sol pour qu'un opérateur puisse mettre en place la partie supérieure du premier bourrelet 71 du pneumatique 7 dans la gorge 66 de la jante 62, par- dessus la partie supérieure du premier crochet 64 de la jante 62 de la roue 6, par simple basculement du pneumatique 7, comme c'est indiqué sur la figure 3. Le pneumatique, la roue et le rouleau de montage sont donc dans la position présentée à la figure 4a. On effectue alors une rotation d'angle a de l'ensemble du châssis 32, du moyeu 33, de la roue 6 et du pneumatique 7, comme indiqué sur la figure 4b, de manière à présenter le pneumatique sous le rouleau de montage 35. Lorsque l'axe de la roue 6 et du moyeu 33 forme un angle a d'environ 45 à 55 avec l'horizontale, on interrompt la rotation et on effectue une translation verticale de -8- l'ensemble de manière à amener le flanc extérieur du pneumatique contre le rouleau de montage 35 jusqu'à ce que la distance entre le rouleau de montage 35 et le plan Pc du premier crochet 64 de la roue 6 soient à une distance E prédéterminée (voir figure 4c). La valeur de ce jeu E est de l'ordre de 70 à 100 mm. On achève alors la rotation de l'ensemble moyeu 33, roue 6 et pneumatique 7 jusqu'à une position horizontale du moyeu 33 (axe vertical) (figure 4d). Pendant cette dernière rotation, le rouleau de montage 35 comprime le flanc et le bourrelet extérieur 72 du pneumatique 7 contre le premier crochet 64 de la roue 6 et ainsi fait passer l'ensemble du premier bourrelet 71 par-dessus le premier crochet de jante 64. Cela achève le montage du premier bourrelet 71 du pneumatique 7 sur la jante 62. Il est à noter que lorsque le rouleau 35 vient en contact et comprime le flanc extérieur du pneumatique 7, il est situé relativement à l'axe de la roue légèrement du côté du premier bourrelet qui est déjà placé dans la gorge 66 de la jante 62. L'axe A est légèrement désaxé d'une distance D relativement à l'axe de la roue et du moyeu comme indiqué aux figures 3 et 4c. Ce désaxage entraîne une augmentation initiale de la distance E lors du mouvement de rotation de l'ensemble roue et pneumatique contre le rouleau de montage; la distance E passe ensuite par une valeur maximale. Cette variation de distance E permet au montage de s'effectuer de façon très progressive et régulière; cela a pour effet de limiter les efforts de montage du premier bourrelet sur le crochet de jante, et d'assurer une bonne mise en place du pneumatique sur la roue. Bien entendu, la distance E est différente suivant le diamètre du siège de jante: valeurs normalisées de 17,5 - 19,5 - 22,5 pouces - (44,45 - 49,53 - 57,15 mm) ou autres. -9- Lorsque l'angle d'inclinaison de l'axe de la roue atteint 90 , le premier bourrelet a été complètement monté (figure 4d). L'ensemble partiellement monté de la roue 6 et du pneumatique 7 est ensuite repris par la potence 24 du carrousel 2 et positionné sur le poste de montage 4 du second bourrelet 72. Comme on le voit sur la figure 5, ce poste 4 procède au montage du second bourrelet 72 suivant des procédés de type connu: l'ensemble partiellement monté de la roue 6 et du pneumatique 7 est positionné par le carrousel 2 précédemment décrit de manière à se présenter sous une tête tournante 20 montée sur un chariot escamotable 21; ce chariot comporte un système 22 de maintien en position de montage (fond de gorge) et d'arrêt en rotation du pneumatique 7. La tête tournante 20 dispose d'un système de réglage automatique de position suivant les dimensions de la jante. Le carrousel, saisit enfmin l'ensemble monté, pour l'amener au tapis d'évacuation 5. La machine qui vient d'être décrite peut monter au moins 430 pneumatiques par équipe de 8 heures, soit une moyenne de plus de 50 pneumatiques à l'heure. Elle peut traiter des dimensions de sièges normalisés de 17,5 19,5 - 22,5 pouces ou autres, et des largeurs de jantes de 5,25 à 18 pouces (13,33 à 45,72 mm). Le diamètre maximal d'un pneumatique que l'on peut monter est de 1250 mm et le poids maximal de l'ensemble monté 180 kg. Dans l'exemple décrit, l'alimentation des pneumatiques est réalisée de façon manuelle, elle pourrait aussi être automatisée. La machine et le procédé de montage selon l'invention qui ont été décrits sont particulièrement indiqués pour le montage de pneumatiques pour véhicules poids lourds. Ils peuvent aussi s'appliquer au montage d'autres types de pneumatiques de véhicules utilitaires, notamment agricoles ou de manutention. - 10- REVENDICATIONS 1. Procédé de montage du premier bourrelet d'un pneumatique sur la jante d'une roue ayant un premier et un second crochets, dans lequel: - on engage le premier bourrelet autour d'un arc correspondant du premier crochet de jante pour amener ledit arc dudit crochet de jante à l'intérieur du pneumatique; - on applique un rouleau de montage contre le flanc du pneumatique opposé au premier bourrelet déjà engagé; - on déplace le rouleau de montage et la roue l'un par rapport à l'autre par un mouvement qui écarte ledit rouleau de montage de l'arc du premier crochet de jante déjà à l'intérieur du pneumatique, ledit mouvement ayant une trajectoire arquée par rapport au plan Pc du premier crochet de jante et la concavité dudit mouvement étant tournée du côté de ladite roue, de telle sorte que le premier crochet de jante s'engage progressivement contre le premier bourrelet jusqu'à sa pénétration complète à l'intérieur du pneumatique. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le mouvement relatif entre le rouleau de montage et la roue est tel que la distance E entre le plan Pc du premier crochet de jante et le crochet de jante passe par un maximum. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel on applique le rouleau de montage contre le flanc du pneumatique du côté de l'axe de la roue o le premier crochet est engagé dans le pneumatique. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le mouvement relatif entre le rouleau de montage et la roue est une rotation d'axe A disposé extérieurement relativement au plan Pc' du second crochet de la jante et désaxé relativement à l'axe de la roue d'une distance D, du côté de la roue opposé à celui de l'arc du premier crochet initialement amené à l'intérieur du pneumatique. - 11 - 5. Procédé de montage selon la revendication 4, dans lequel, après avoir engagé le premier bourrelet autour d'un arc correspondant du premier crochet de jante pour amener ledit arc dudit crochet de jante à l'intérieur du pneumatique: - on effectue une première rotation d'amplitude o de l'ensemble roue et pneumatique autour de l'axe de rotation A; puis - on effectue une translation de l'ensemble roue et pneumatique jusqu'à appliquer ledit rouleau de montage contre le flanc du pneumatique opposé au premier bourrelet déjà engagé; et - on achève la mise en place du premier bourrelet par rotation de l'ensemble pneumatique et roue jusqu'à un angle P3. 6. Procédé de montage selon la revendication 5, dans lequel l'angle ac est compris entre et 60 degrés. 7. Procédé de montage selon la revendication 5, dans lequel l'angle ( est compris entre et 55 degrés. 8. Procédé de montage selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel l'angle 3 est égal à 90 . 9. Procédé de montage selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel on met la roue en position verticale avant d'engager le premier bourrelet autour d'un arc correspondant du premier crochet de jante. 10. Procédé de montage d'un pneumatique ayant un premier et un second bourrelets sur la jante d'une roue ayant un premier et un second crochets et un creux de gorge, dans lequel, après avoir nmis en place le premier bourrelet selon le procédé de l'une des revendications 1 à 9, on met en place le second bourrelet du pneumatique au moyen d'une tête tournante montée sur un chariot escamotable et on évacue l'ensemble monté ainsi obtenu. - 12- 2778872 - 12- 11. Machine de montage de pneumatiques sur des roues comprenant des moyens de transfert des roues à équiper et des ensembles montés, des moyens de mise en place du premier bourrelet de chaque pneumatique et des moyens de mise en place du second bourrelet, dans laquelle lesdits moyens de mise en place du premier bourrelet comprennent: - un moyeu auquel on fixe la roue sur laquelle on dépose le pneumatique à monter; - un rouleau de montage d'axe R horizontal; et - des moyens de déplacement relatif du moyeu et du rouleau de montage caractérisés en ce que lesdits moyens permettent de rapprocher ledit rouleau de montage dudit moyeu jusqu'à une distance donnée et d'effectuer une rotation du moyeu d'axe horizontal parallèle à l'axe du rouleau de montage entre une position verticale du moyeu et une position horizontale du moyeu. 12. Machine de montage selon la revendication 11, dans laquelle l'axe de rotation du moyeu est décalé d'une distance D sous l'axe du moyeu, ledit moyeu étant en position verticale. 13. Machine de montage selon l'une des revendications 11 ou 12, dans laquelle ledit moyeu comporte des moyens de fixation de la roue par l'alésage central du disque de ladite roue. 14. Machine de montage selon l'une des revendications 1 1 à 13, comportant des moyens pour identifier le type de roue à équiper.