Brevet FR3058794A1 — publié le 20180518

Dispositif de contrôle pour pneumatique de véhicules de génie civil et procédé de contrôle correspondant DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001]La présente invention concerne un dispositif de contrôle de pneumatiques de grandes dimensions, en particulier pour véhicules de génie civil, comprenant un support de pneumatique prévu pour supporter un pneumatique à contrôler et un module de contrôle. Elle concerne également un procédé de contrôle de pneumatique. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002]Les pneumatiques pour engins de génie civil sont classiquement de dimensions très grandes, tel que 58 à 63 pouces. Ces pneumatiques sont très lourds et encombrants, et donc très difficiles à manipuler. Les qualités et l'intégrité de ces pneumatiques font l'objet de contrôles minutieux très stricts. Par exemple, on utilise des techniques de rayons X afin de contrôler les renforts internes, invisibles à l'oeil nu. Plus particulièrement, on cherche à déterminer les positions relatives des câbles métalliques constituant la nappe carcasse d'un pneumatique génie civil. [0003]Ces techniques de contrôles, impliquant l'utilisation de rayons dont l'utilisation doit être scrupuleusement régulée et surveillée, n'est pas sans poser un certain nombre de difficultés. Les coûts occasionnés par ces systèmes et la gestion requise sont ainsi particulièrement élevés. En outre, les dispositifs de contrôle par rayons X ne sont pas aisément transportables. Enfin, ils ne peuvent pas être utilisés sur les sites d'exploitation des véhicules de génie civil. [0004]Pour pallier ces différents inconvénients, l'invention prévoit différents moyens techniques. 2016-435fr 3058794 2 EXPOSE DE L'INVENTION [0005] Tout d'abord, un premier objet de l'invention consiste à prévoir un dispositif 5 de contrôle de pneumatiques de grandes dimensions permettant de vérifier l'intégrité des câbles de renfort sans utiliser de rayons X. [0006]Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un dispositif de contrôle de pneumatique pouvant être utilisé en usine ou sur un site d'utilisation des 10 pneumatiques, comme par exemple une mine située en région éloignée. [0007] Encore un autre objet de l'invention consiste à prévoir un procédé de contrôle de pneumatiques fonctionnant sans rayon. 15 [0008]Pour ce faire, l'invention prévoit un dispositif de contrôle de pneumatiques de grandes dimensions (préférentiellement des dimensions supérieures à 55 pouces), en particulier pour véhicules de génie civil, comprenant : -un support de pneumatique à entrainement rotatif prévu pour supporter un pneumatique à contrôler en position de façon à ce que son axe de rotation soit 20 sensiblement horizontal, ledit support comprenant des moyens de mise en rotation du pneumatique porté ; -un dispositif de contrôle à ultrasons pourvu d'une tête de contrôle montée mobile radialement et axialement, d'un module de récupération et de traitement des données d'écho récupérées lors des phases de contrôle, et d'un système (manuel 25 ou automatique) de commande du déplacement de la tête de contrôle à l'intérieur du pneumatique à contrôler, en particulier le long de paroi interne de la zone sommet dudit pneumatique à contrôler. [0009]Ce type de dispositif permet d'effectuer des contrôles efficaces soit sur des 30 surfaces ciblées ou sur la totalité des surfaces couvrant des câbles. L'absence de rayons X améliore les conditions sécuritaires d'utilisation pour les opérateurs. Le matériel est transportable, par exemple chez un exploitant de véhicules de génie civil. 2016-435fr 3058794 3 [0010]En outre, le dispositif de contrôle à ultrasons nécessite la présence d'un fluide à ultrasons. Il est connu, dans certaines solutions de l'état de l'art, d'immerger entièrement le pneumatique dans un tel fluide. Dans un dispositif selon l'invention, le fluide est placé dans le pneumatique suspendu verticalement, ce qui permet de 5 réduire considérablement la quantité de fluide et le coût d'opération. La configuration avec le pneumatique « debout » permet de réduire significativement la surface au sol requise par rapport à la solution courante dans laquelle le pneumatique est posé sur un de ses flancs. 10 [0011]Selon un mode de réalisation avantageux, le module de récupération et de traitement des données d'écho comporte un sous-module de traitement de signal permettant un affichage en temps réel des signaux d'écho récupérés. Un opérateur peut alors effectuer un contrôle visuel en temps réel. 15 [0012]De manière avantageuse, le module de récupération et de traitement des données d'écho comporte un sous-module de traitement de signal permettant de mémoriser les données d'écho. Le stockage des données peut servir à des fins de traçabilité, et/ou pour une consultation ultérieure ou post-traitement des données. 20 [0013]Selon encore un mode de réalisation avantageux, le dispositif comprend par ailleurs une pompe pour assurer le remplissage en fluide porteur et/ou la vidange de ce fluide au niveau de la zone basse de la cavité du pneumatique. On utilise de préférence une limite du niveau de fluide sous l'axe E-E, de façon à éviter tout débordement lors de la rotation du pneumatique et des déplacements de la tête. 25 L'eau reste sensiblement dans la zone basse malgré la rotation du pneumatique du fait de la force gravitationnelle. [0014]De manière avantageuse, le support rotatif comprend un bras transversal portant deux roulements sur lesquels les flancs du pneumatique sont posés lors d'un 30 contrôle. 2016-435fr 3058794 4 [0015]L'invention prévoit également un procédé de contrôle de pneumatiques de grandes dimensions (par exemple supérieur à 55 pouces), en particulier pour véhicules de génie civil, comprenant les étapes consistant à: -positionner un pneumatique à contrôler sur un support de pneumatique à 5 entrainement rotatif prévu pour supporter le pneumatique à contrôler en position de façon à ce que son axe de rotation soit sensiblement horizontal, -effectuer un remplissage de la zone basse de la cavité du pneumatique à l'aide d'un fluide pour ultrasons ; -positionner une tête de contrôle à l'intérieur de la cavité du pneumatique, dans la 10 zone immergée, à proximité immédiate de la surface à contrôler ; -effectuer une mise en rotation du pneumatique à une vitesse adaptée aux ondes appliquées à l'aide d'un support comprenant des moyens de mise en rotation du pneumatique porté ; -appliquer les ultrasons et récupérer les signaux d'écho générés à l'aide de la tête 15 mobile de contrôle du dispositif à ultrasons. [0016]La vitesse angulaire appliquée est prévue pour respecter la résolution spatiale compatible avec la dimension et l'intervalle des câbles constituants l'enveloppe pneumatique. La vitesse est telle que l'onde sonore dispose du temps nécessaire 20 pour faire un aller /retour par l'intermédiaire du fluide porteur permettant de transmettre les ondes entre la tête et la surface à contrôler. Les capteurs sont pilotés afin de reconstituer une image représentative d'une fraction de la nappe carcasse du pneumatique. Les données récupérées peuvent être traitées en temps réel ou à posteriori par un logiciel de traitement de signal. Des outils de manutention sont 25 avantageusement utilisés pour la mise en place et le retrait du pneumatique. [0017]De manière avantageuse, après le passage de la tête de contrôle sur un premier secteur circonférentiel du pneumatique, cette dernière effectue successivement une pluralité de déplacements axiaux, pour permettre le passage de 30 la tête sur une pluralité de secteurs à contrôler. 2016-435fr 3058794 5 [0018] Le procédé comprend avantageusement une phase d'affichage des données d'écho reçues par la tête à ultrasons. L'affichage permet à un opérateur avisé de statuer sur la conformité du pneumatique objet du contrôle. 5 [0019]De manière avantageuse, le procédé comprend par ailleurs une phase de traitement des données d'écho reçues par la tête à ultrasons. Par exemple, un module interpréteur peut être utilisé afin de passer du domaine temporel au domaine spatial. 10 [0020]Egalement de manière avantageuse, le procédé comprend par ailleurs une phase d'enregistrement des données d'écho reçues par la tête à ultrasons. DESCRIPTION DES FIGURES 15 [0021]Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par la figure unique, présentée uniquement à des fins d'exemples non limitatifs, et dans laquelle: -la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de contrôle de 20 pneumatique avec une tourelle verticale sur laquelle un pneumatique à contrôler est posé et montré en coupe transversale. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 25 [0022]Tel qu'illustré à la figure 1, le dispositif de contrôle à ultrasons comprend un support rotatif 10 constitué d'une tourelle verticale 14 dont la hauteur est avantageusement prévue pour correspondre sensiblement à celle des pneumatiques 20 à contrôler. En variante, un mur peut servir de tourelle. Dans la portion 30 supérieure de la tourelle, un bras transversal 11, sensiblement horizontal, s'étend depuis la tourelle sur une longueur sensiblement correspondante à la largeur des pneumatiques 20 à inspecter. Ce bras porte au moins une butée 12 et de préférence deux, tel qu'illustré à la figure 1. Les butées 12 permettent d'assurer la position 2016-435fr 3058794 - 6 - axiale du pneumatique 20, en particulier lors de sa mise en rotation. Les butées 12 sont agencées pour appuyer contre chacun des bourrelets depuis la cavité du pneumatique. Entre les sièges de bourrelets et le bras 11 transversal, des roulements 13 permettent la mise en rotation du pneumatique porté par le support 5 10. Le moteur et les éléments de transmission assurant la mise en rotation des roulements sont de type connu en soit et ne sont pas illustrés afin de ne pas alourdir inutilement le schéma. Des moyens de manutention, également connus en soit, permettent de poser et déposer les pneumatiques 20 sur le support 10. 10 [0023]Un module de contrôle 1 à ultrasons constitue la partie consacrée à la mise en oeuvre des ultrasons et à la récupération des données d'écho correspondant. [0024]Une tête 5 de contrôle montée mobile axialement (pour les déplacements sur la largeur du pneumatique) et radialement (pour assurer un course entre une 15 position d'insertion au-dessus du flanc, et une position de contrôle, avec la tête 5 abaissée contre la paroi interne à contrôler). Cette dernière position est visible à la figure 1. Divers types de tête de contrôle peuvent être utilisés, pouvant être constituées de un ou plusieurs éléments émetteurs/récepteur arrangés linéairement. On utilise par exemple une tête pourvue de trois sondes ultrasons multi-éléments à 20 trente-deux éléments, pilotées par un multiplexeur connecté au module de gestion 8. [0025]Le positionnement et le déplacement de la tête de contrôle 5 peut être assuré de plusieurs façons, comme par exemple à l'aide de bras 3 et 4 télescopiques, ou montées coulissants, comme dans l'exemple de la figure 1. Les flèches R-R et A-A 25 de la figure 1 illustrent respectivement les déplacements dans les directions radiales et axiales. Un module 2 de commande du déplacement porte le bras axial 3 et permet d'assurer la chaîne cinématique jusqu'à la tête de contrôle 5. Un module de gestion 8, prévu par exemple dans le module 2 de commande de déplacement, permet de gérer la génération des ondes et les données d'écho reçues en retour. 30 [0026]Pour assurer la transmissibilité des ondes de la tête vers la surface à contrôler et vice-versa, un fluide de transmission d'ultrasons est utilisé. La position sensiblement verticale du pneumatique permet de remplir la zone basse de la cavité 2016-435fr 3058794 - 7 - du pneumatique avec une quantité de fluide suffisante pour permettre un déplacement de la tête sans qu'elle sorte du fluide. La ligne E-E indique la limite de remplissage souhaitable pour éviter tout débordement de fluide. Cette limite supérieure est prévue pour éviter tout déversement de fluide hors de la cavité lors 5 des phases de contrôle. Grâce au fluide de transmission d'ultrasons, la tête 5 est immergée pour réaliser les phases de contrôle. [0027]Dans l'exemple de la figure 1, le module 2 de commande de déplacement et la module 8 de gestion sont agencés dans une tourelle 6 de contrôle, sur laquelle un 10 opérateur 7 peut prendre place afin de mieux assurer la gestion finale des opérations. Un écran 9 de contrôle est avantageusement prévu pour permettre à l'opérateur 7 de visualiser les échos en provenance de la tête de contrôle et évaluer la conformité du pneumatique. 15 [0028]Le système fonctionne de la manière suivante: le pneumatique à contrôler est mis en place sur le bras transversal 11 à l'aide d'un chariot élévateur ou autre moyen de manutention. Le fluide couplant est placé dans la zone à mesurer, par exemple à l'aide d'une pompe (non montrée). Le fluide couplant est avantageusement de l'eau. 20 [0029]La tête de contrôle 5 est placée dans la zone de contrôle immergée, contre la surface à contrôler. Le pneumatique est mis en rotation. La vitesse de rotation est telle qu'elle respecte la résolution spatiale compatible avec la dimension et l'intervalle des câbles constituants l'enveloppe pneumatique. La vitesse est aussi 25 telle que l'onde sonore dispose du temps nécessaire pour faire un aller /retour dans le fluide. [0030]Les capteurs sont pilotés de telle sorte que l'opérateur est en mesure de reconstituer une image représentative d'une fraction de la nappe carcasse. 30 L'affichage permet à un opérateur avisé de statuer sur la conformité de la nappe carcasse. Les données restent traitables en temps réel ou à posteriori par un logiciel de traitement de signal. Un codeur peut être avantageusement utilisé afin de passer du domaine temporel au domaine spatial. 2016-435fr 3058794 8 [0031]Pour optimiser la transmissibilité des ondes, des capteurs mesurent la position de la tête de contrôle et un moyen d'ajustement, par exemple un système mécanique de suspension (pneumatique) assure un maintien de la tête 5 perpendiculaire par rapport à la surface du pneu. [0032]Le système et le procédé selon l'invention permettent avantageusement deux types de contrôle : un contrôle produisant des images de sections des produits constitutifs du pneu, ou un contrôle produisant des images de pistes 10 circonférentielles à une profondeur donnée. [0033]Le dispositif proposé permet d'effectuer le contrôle des carcasses d'enveloppes de pneumatiques lourds de grandes dimensions, en particulier pour des véhicules de génie civil, typiquement de dimension de 58 pouces à 63 pouces, 15 sans que ces dimensions soient à considérer de manière limitative. 2016-435fr REVENDICATIONS1. Dispositif de contrôle de pneumatiques de grandes dimensions, en particulier pour véhicules de génie civil, comprenant : -un support (10) de pneumatique à entrainement rotatif prévu pour supporter un pneumatique (20) à contrôler en position de façon à ce que son axe de rotation soit sensiblement horizontal, ledit support comprenant des moyens de mise en rotation du pneumatique porté ; -un module (1) de contrôle à ultrasons pourvu d'une tête (5) de contrôle montée mobile radialement et axialement, d'un module (8) de récupération et de traitement des données d'écho récupérées lors des phases de contrôle, et d'un module de commande (2) du déplacement de la tête (5) de contrôle à l'intérieur du pneumatique à contrôler, en particulier le long de paroi interne de la zone sommet dudit pneumatique à contrôler. 2. Dispositif de contrôle de pneumatiques selon la revendication 1, dans lequel le module (8) de récupération et de traitement des données d'écho comporte un sous-module de traitement de signal permettant un affichage en temps réel des signaux d'écho récupérés. 3. Dispositif de contrôle de pneumatiques selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le module (8) de récupération et de traitement des données d'écho comporte un sous-module de traitement de signal permettant de mémoriser les données d'écho. 4. Dispositif de contrôle de pneumatiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant par ailleurs une pompe pour assurer le remplissage en fluide porteur et/ou la vidange de ce fluide au niveau de la zone basse de la cavité du pneumatique. 5. Dispositif de contrôle de pneumatiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le support rotatif comprend un bras transversal (11) portant deux roulements (13) sur lesquels les flancs d'un pneumatique à contrôler sont posés lors d'un contrôle. 2016-435fr 3058794 6. Procédé de contrôle de pneumatiques de grandes dimensions, en particulier pour véhicules de génie civil, comprenant les étapes consistant à: -positionner un pneumatique (20) à contrôler sur un support (10) de pneumatique à 5 entrainement rotatif prévu pour supporter le pneumatique (20) à contrôler en position de façon à ce que son axe de rotation soit sensiblement horizontal, -effectuer un remplissage de la zone basse de la cavité du pneumatique à l'aide d'un fluide pour ultrasons ; -positionner une tête (5) de contrôle à l'intérieur de la cavité du pneumatique, dans 10 la zone immergée, à proximité immédiate de la surface à contrôler ; -effectuer une mise en rotation du pneumatique à une vitesse adaptée aux ondes appliquées à l'aide d'un support (10) comprenant des moyens de mise en rotation du pneumatique porté ; -appliquer les ultrasons et récupérer les signaux d'écho générés à l'aide de la tête 15 mobile (5) de contrôle du dispositif à ultrasons. 7. Procédé de contrôle de pneumatiques selon la revendication 6, dans lequel, après le passage de la tête de contrôle sur un premier secteur circonférentiel du pneumatique, cette dernière effectue successivement une pluralité de déplacements 20 axiaux, pour permettre le passage de la tête sur une pluralité de secteurs à contrôler. 8. Procédé de contrôle de pneumatiques selon l'une des revendications 6 ou 7, comprenant par ailleurs une phase d'affichage des données d'écho reçus par la tête 25 à ultrasons. 9. Procédé de contrôle de pneumatiques selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, comprenant par ailleurs une phase de traitement des données d'écho reçues par la tête à ultrasons. 30 10. Procédé de contrôle de pneumatiques selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 comprenant par ailleurs une phase d'enregistrement des données d'écho reçues par la tête à ultrasons. 2016-435fr