"Moyens pour contrôler l'usure d'un pneumatique et la géométrie d'un train de roues d'un véhicule. "
Pour contrôler l'usure d'un pneumatique, il est connu d'utiliser les jauges de profondeur comportant un palpeur apte à s'engager dans chaque gorge d'un pneumatique, une face d'appui apte à venir en contact avec les sommets des nervures et un moyen de lecture donnant la profondeur d'engagement du palpeur dans la gorge.
De telles jauges sont soit mécaniques, cas dans lequel la lecture est effectuée sur une échelle graduée, soit électroniques, cas dans lequel elles comportent des moyens convertissant la position du palpeur en un signal électrique, analogique ou numérique, des moyens de traitement et de calcul et des moyens d'affichage du résultat de la mesure.
Le dispositif décrit dans le brevet US 4 631 831 comporte également des moyens mémorisant les valeurs de chaque mesure, calculant la valeur moyenne de ces mesures et transmettant ce résultat aux moyens d'affichage.
Un tel appareil fournit donc la valeur moyenne, exprimée en millimètres, de la profondeur des nervures et, en conséquence, indique uniquement une valeur relative à l'usure du pneumatique permettant la gestion d'un parc de véhicules. La présente invention a pour but de fournir des moyens, du type précité, qui permettent, en plus et à partir d'une mesure de l'usure d'un pneumatique, de détecter les défauts de géométrie du train portant ce pneumatique, à savoir, carrossage, parallélisme, chasse, et cela sans que l'opérateur ait besoin de procéder à un quelconque calcul. Ces moyens sont du type comprenant un boîtier portable, un palpeur mobile par rapport à une face d'appui et apte à mesurer la profondeur de chaque gorge de la bande de roulement du pneumatique, des moyens convertissant la position du palpeur en un signal, des moyens mémorisant ce signal, des moyens de traitement et de calcul traitant chaque signal et envoyant une information à un moyen d'affichage visuel.
Selon l'invention, ils comprennent aussi* des moyens convertissant charme des mesures de profondeur, effectuées en au moins deux points latéraux opposés de la bande de roulement, sous forme d'un taux d'usure, déteπniné par référence à une profondeur de gorge correspondant à une usure nulle et mémorisée dans les moyens de traitement et de calcul, des moyens provoquant l'affichage et la mémorisation de chaque résultat de mesure, et au moins un moyen de commande apte à déclencher les moyens de traitement et
de calcul pour comparer les résultats de mesure mémorisés et envoyer aux moyens d'affichage une information indiquant l'état de la géométrie du pneu.
Ainsi, après avoir pris connaissance du taux d'usure du pneumatique sur chaque zone de mesure, l'opérateur peut, par simple action sur une commande manuelle, et grâce aux moyens de traitement et de calcul précédemment utilisés pour convertir la profondeur en pourcentage, provoquer l'affichage d'une information sur l'état de la géométrie du train.
Selon les formes d'exécution, cette information est constituée par le taux d'usure le plus important ou par le taux correspondant à l'écart entre les usures mesurées. Bien entendu, si l'écart entre les usures affichées est nul, les moyens d'affichage indiquent une valeur nulle, c'est à dire zéro, ce qui indique que l'usure de la bande de roulement est régulière et que la géométrie du train n'a pas à être examinée, ce qui n'est pas le cas pour toute autre valeur d'écart.
Dans une forme d'exécution de l'invention, les moyens de contrôle comprennent, sur la face du boîtier comportant les moyens d'affichage et à proximité d'une représentation symbolique d'au moins une roue du véhicule, d'une part, autant de moyens de signalisation lumineux que le nombre de mesures devant être effectuées sur chaque pneumatique, ces moyens étant disposés par rapport à la représentation de la roue de la même façon que les zones de mesure sur la bande de roulement, d'autre part, un moyen de commande déclenchant, après réalisation des mesures sur chaque roue, les moyens de traitement et de calcul pour comparer les valeurs mémorisées des mesures de profondeur effectuées, afficher à l'écran la valeur maximale indiquée sous forme d'un taux par rapport à l'usure nulle et commander l'alimentation, nulle ou permanente, des moyens lumineux en rapport avec le taux d'usure propre à la position de chaque moyen, et de plus, un autre moyen de commande déclenchant en fin de cycle de mesure d'une roue, les moyens de traitement et de calcul pour comparer les valeurs mémorisées des mesures de profondeur et afficher à l'écran l'écart entre ces valeurs. Avec cet appareil, en fin de mesure d'une roue et par actionnement des moyens de commande, l'opérateur peut être informé de la valeur du taux d'usure maximal, par lecture des moyens d'affichage, et de la localisation de ce taux, par examen des moyens de signalisation lumineux. Par l'examen des moyens d'affichage il est aussi informé du taux correspondant à l'écart entre les mesures d'usure , donc de l'état de la géométrie du train portant la roue .
Dans une forme d'exécution de l'invention, ces moyens comprennent sur la face du boîtier comportant les moyens d'affichage et à proximité d'une représentation symbolique d'au moins une roue du véhicule, d'une part, au
moins autant de moyens de signalisation lumineux que le nombre de mesures devant être effectuées sur chaque pneumatique, ces moyens étant disposés par rapport à la représentation de la roue de la même façon que les zones de mesure sur la bande de roulement, d'autre part, sur un circuit des moyens de traitement et de calcul dédié au moyen de signalisation lumineux, un contact de déclenchement d'un cycle de mesure comprenant les séquences suivantes :
- alimentation du moyen de signalisation lumineux affecté à la première mesure du cycle,
- après validation de la première mesure, traitement du signal SI de la mesure validée, affichage d'un taux d'usure correspondant à ce signal, mémorisation de ce signal, comparaison de ce signal SI avec une valeur VR correspondant à l'usure nulle et mémorisation de la valeur résiduelle VI, et ainsi de suite pour chacune des mesures d'une roue,
- en fin de mesure d'une roue, comparaison des mesures extrêmes, affichage du résultat RI de cette comparaison donnant le taux de l'écart d'usure de la bande de roulement,
- comparaison du résultat RI avec une valeur K, correspondant à l'écart maximal toléré et obtention d'une valeur R2 mémorisée,
- sommation des résultats mémorisés VI... Vn, R2, analyse de la somme obtenue et transmission aux moyens lumineux d'un ordre d'alimentation, nul, permanent ou intermittent en rapport avec l'état du pneumatique et la position sur celui-ci de l'usure maximale.
Avec cet appareil de contrôle, après sélection sur le boîtier de la roue devant être mesurée, l'opérateur est guidé dans sa mesure par les moyens lumineux du boîtier, est automatiquement informé, par affichage en cours de mesure, du taux d'usure résultant de la mesure en cours, et, en fin de cycle de mesure et par affichage, du taux correspondant à l'écart entre les diverses mesures. En fin de mesure, il est aussi informé de l'état d'usure du pneu et de la géométrie du train portant la roue par les moyens synoptiques que constituent les moyens lumineux disposés à côté d'une représentation de la roue.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution des moyens selon l'invention. Figure 1 est une vue en perspective montrant une première forme d'exécution de l'appareil de contrôle,
Figure 2 est une vue schématique représentant ses composants essentiels,
Figure 3 est une vue partielle en coupe montrant les conditions d'utilisation de l'appareil, lorsque son palpeur est introduit dans l'une des gorges de la bande de roulement d'un pneumatique,
Figure 4 est une vue en perspective montrant une autre forme d'exécution de l'appareil,
Figure 5 est une vue schématique des composants de l'appareil de figure 4,
Figure 6 est une vue en plan par dessus représentant une autre forme d'exécution de l'appareil, Figure 7 est une vue schématique des composants de l'appareil de figure 6.
Tous les appareils représentés au dessin comprennent un boîtier portable respectivement 2a-2b et 2c, une jauge de profondeur désignée de façon générale par 3 et dont le palpeur 4, sollicité par un ressort 5, est associé à un capteur 6 convertissant les déplacements du palpeur en signaux électriques, proportionnels ou numériques. Comme le montre la figure 2, le capteur est relié par un circuit 7 à un amplificateur 8 suivi, si les signaux transmis par le capteur 6 sont analogiques, d'un convertisseur analogiquenumérique 9. Le circuit 7 aboutit à un ensemble de traitement et de calcul 10, en général constitué par un microprocesseur, commandant le fonctionnement des moyens d'affichage 12, par exemple un afficheur à cristaux liquides. Chaque appareil comporte également un bouton de marche-arrêt 13 et des moyens 14 de validation de la mesure effectuée, moyens qui, dans la forme d'exécution des figures 1 et 6, sont constitués par un bouton poussoir, tandis que, dans la forme d'exécution représentée à la figure 4, ils sont constitués par un contact disposé dans le nez 15 de l'appareil. Les moyens de traitement 10 sont associés à des mémoires effaçables lia, et à des mémoires non effaçables 11b, et à des moyens de remise à zéro des mémoires lia.
Dans la forme d'exécution représentée aux figures 1 à 3, l'appareil de contrôle comporte deux moyens de commande 16-17 constitués par des boutons poussoirs accessibles depuis la face supérieure du boîtier et apte à déclencher le fonctionnement des moyens de traitement et de calcul 10.
Plus précisément, après que l'appareil ait été mis en marche par actionnement du bouton de marche-arrêt 13, l'opérateur engage le palpeur 4 de celui-ci dans l'une des gorges latérales 18 de la bande de roulement d'un pneumatique 19, en prenant soin de donner à ce palpeur une direction radiale par rapport à l'axe de rotation de la roue. Lorsque le palpeur est en contact avec le fond de la gorge, l'opérateur continue à approcher l'appareil jusqu'à ce
que son nez 15 vienne en butée sur la face des nervures encadrant la gorge. Dans ces conditions, les moyens 6 convertissent la position du palpeur 4 en signaux analogiques. Ces signaux sont convertis par les moyens 9 en signaux numériques. Les moyens de traitement et de calcul mémorisent cette information et, éventuellement, la comparent avec une valeur mémorisée correspondant à une profondeur de gorge ayant un taux d'usure nul, et envoient à l'afficheur 12 une information du taux d'usure. Il est ensuite procédé à au moins une seconde mesure dans la gorge de la bande de roulement qui est opposée à celle où a été effectuée la première mesure. Les signaux correspondants à la profondeur mesurée sont également mémorisés et éventuellement comparés à la valeur de référence pour envoyer à l'afficheur 12 une autre information du taux d'usure.
Lorsque ces mesures ont été effectuées, l'opérateur actionne le bouton 16, ce qui a pour effet d'amener les moyens de traitement et de calcul 10, à comparer les valeurs mémorisées des deux premières mesures, de sélectionner la valeur correspondante à la plus grande usure de la bande de roulement, de transformer cette valeur en pourcentage et de provoquer l'affichage de ce pourcentage sur l'afficheur 12. Lorsque l'opérateur appuie sur le contact 17, les moyens de traitement et de calcul comparent à nouveau les deux valeurs mémorisées et, s'il y a écart entre elles, convertissent cet écart en différence d'usure qui est affichée à l'afficheur 12.
Il ressort de ce qui précède qu'après contrôle du taux d'usure de la bande de roulement du pneumatique, l'opérateur peut, par simple lecture de l'afficheur 12, connaître la différence d'usure et déduire, de l'état des bandes de roulement, l'état de la géométrie des moyens Uant la roue au châssis du véhicule. Plus précisément, si l'écart entre les deux valeurs mesurées est nul, l'usure du pneumatique est régulière, mais si cet écart a une valeur comprise entre 0 et 99 %, cela indique que la bande de roulement est inclinée par rapport à la position x'-x que sa face périphérique devrait avoir, et que manifestement, il existe un dérèglement de la géométrie des moyens de liaison de la roue par rapport au châssis, ou détérioration du châssis.
Dans la forme d'exécution représentée aux figures 4 à 5, l'appareil de contrôle comporte sur l'une des faces de son boîtier 2, quatre représentations graphiques 20 des quatre roues d'un véhicule, et réparties comme elles sur la face du boîtier. Chaque représentation graphique est associée à des moyens de signalisation lumineux 22 constitués, par exemple, par des di; ies électroluminescentes. Le nombre de ces moyens 22 est égal au nombre de mesures qu'il convient d'effectuer sur la bande de roulement de chaque roue, et
par exemple, sont au nombre de deux dans cette forme d'exécution. La figure 4 montre que les diodes 22 sont disposées par rapport à la représentation graphique 20 de la roue de la même façon que doivent être effectuées les mesures sur la bande de roulement de cette roue. Dans cette forme d'exécution, elles sont associées à une autre diode 23 disposée différemment par rapport à elles et, par exemple, en avant. En pratique, la diode 23 est de couleur verte et celles 22 sont de couleur rouge.
Comme le montre la figure 5, le circuit de commande des moyens de traitement 10 comporte deux boutons 24 et 25, intervenant sur l'alimentation des diodes 22 et 23, et un bouton 26 déclenchant le fonctionnement d'une imprimante 27 sous le contrôle des moyens de traitement et de calcul 10. Ces boutons 24 à 26 sont accessibles depuis la face du boîtier 2b comportant les représentations graphiques 20 des roues.
Dans la phase de mesure, le fonctionnement de cet appareil de contrôle est le même que celui décrit précédemment, à savoir que, pour chaque roue, l'opérateur effectue un palpage en deux points opposés de la bande de roulement et que la valeur des profondeurs de gorge, convertie en signaux numériques, est mémorisée dans les moyens de traitement et de calcul 10 jusqu'à ce que l'opérateur actionne le bouton 24. Dans ces conditions et comme précédemment, les moyens de traitement et de calcul 10 comparent les valeurs mesurées, sélectionnent la valeur la plus grande et envoient à l'afficheur 12, une valeur indiquant le taux d'usure correspondant à cette valeur. Simultanément, les moyens de traitement et de calcul 10 commandent l'alimentation des diodes 22 et 23 en fonction de la mesure, à savoir alimentation de la diode 23 de couleur verte si la bande de roulement présente une usure normale, dans les limites autorisées, ou alimentation de l'une des diodes 22 si l'usure constatée est au-delà de la valeur normale. Dans ces conditions, la diode 22, qui est alimentée, est celle qui est située à l'intérieur du boîtier, si la bande de roulement est plus usée vers l'intérieur, et à l'extérieur du boîtier, si cette bande de roulement est plus usée sur sa partie extérieure.
Face à ces informations visuelles et lumineuses, l'opérateur déduit s'il se trouve en présence d'un dérèglement de la géométrie du train, dérèglement dont il obtient la valeur en actionnant le bouton 25. En effet, dans ces conditions, et comme pour le bouton 17 de la forme d'exécution précédente, les moyens de traitement et de calcul 10 comparent les deux valeurs des mesures et en convertissent l'écart en un pourcentage qui s'affiche à l'afficheur 12. Cet écart peut aussi être fourni sur un support, en actionnant le bouton 26 commandant la mise en marche de l'imprimante 27.
Dans une variante de réalisation, les moyens de signalisation lumineux 23 sont constitués par une diode bicolore, rouge et verte. Dans cette configuration, en fin de comparaison des valeurs mesurées, l'état d'usure du pneumatique est signalé soit par la couleur verte, si l'usure est normale, soit par la couleur rouge si l'usure est considérée anormale, et ceci indépendamment des moyens lumineux constitués par les diodes 22 qui indiquent le côté du dérèglement.
Bien que, dans les deux formes d'exécution qui précèdent, l'appareil de contrôle selon l'invention permette d'indiquer l'état de dérèglement de la géométrie d'une roue sur son train, et cela sans que l'opérateur ait à procéder à un quelconque calcul, il est encore possible, par des erreurs de manipulation ou de positionnement du boîtier par rapport aux roues dans la phase de mesures, de parvenir à des erreurs d'interprétation des indications fournies par l'afficheur par les diodes. C'est pour remédier à cela que l'appareil représenté aux figures 6 à 7 comporte, pour chaque groupe de moyens lumineux 22-23, et sous les représentations graphiques 20 de chaque roue du véhicule, un bouton 30 qui intervient sur les moyens de traitement et de calcul 10 pour, d'une part, organiser et gérer les mesures, et d'autre part, lancer un cycle de mesures pour chaque roue. Avec cet appareil, après actionnement du bouton marche-arrêt 13 commandant son alimentation, l'opérateur doit d'abord procéder à la sélection sur l'appareil de la représentation graphique 20 de la roue qu'il envisage de mesurer. Cette sélection s'effectue en appuyant sur le bouton 30 disposé sous la représentation graphique choisie. Ce contact, disposé sur un circuit 32 des moyens de traitement et de calcul 10, dédié aux moyens lumineux 22 et 23 juxtaposés à la représentation 20 choisie, déclenche le cycle de mesure propre à la roue, cycle dont la première séquence consiste à provoquer l'alimentation de la diode 23 et de l'une des diodes 22, à savoir par exemple de celle disposée à l'extérieur sur la représentation. Par l'allumage de ces diodes, l'opérateur est informé que le groupe est sélectionné, que le cycle de mesures va commencer et qu'il doit engager le palpeur 4 du boîtier dans la gorge la plus extérieure de la bande de roulement de la roue choisie.
Comme dans les formes d'exécution précédentes, l'opérateur engage le palpeur 4 dans la gorge 18 choisie jusqu'au contact avec son fond et continue d'avancer l'appareil jusqu'à ce que la face d'appui du nez vienne en contact avec la bande de roulement.
Durant cette opération, l'unité de traitement et de calcul 10 envoie à l'afficheur 12 des informations lui permettant d'afficher un taux d'usure qui va en croissant jusqu'au contact du nez 15 sur la bande de roulement.
Lorsque l'opérateur appuie sur le bouton de validation 14, la valeur SI correspondant au taux affiché est mémorisée et comparée avec une valeur VR correspondant à l'usure nulle. La valeur résiduelle VI, résultant de cette comparaison, est à son tour mémorisée.
A la fin de cette première opération de mesure, l'unité de traitement 10 interrompt l'alimentation de la diode 22 disposée à l'extérieur de la même représentation, graphique 20 et commande l'alimentation de la diode 22 disposée à l'intérieur de la même représentation pour signaler à l'opérateur qu'il peut effectuer la seconde mesure sur le côté intérieur de la bande de roulement. La procédure de mesure est la même et conduit à la mémorisation d'un signal S2 et d'une valeur résiduelle V2. En fin de mesure d'une roue, l'unité de traitement et de calcul 10 compare les valeurs des mesures extrêmes S1-S2, et envoient à l'afficheur 12 une information RI correspondant à la différence entre ces valeurs, exprimée en taux d'usure du résultat RI obtenu. Il en résulte que l'opérateur a instantanément connaissance de l'écart du taux d'usure sur la bande de roulement, et en conséquence, de l'état du dérèglement de la géométrie de la roue sur son train.
Simultanément, l'unité de traitement et de calcul compare la valeur de RI avec une valeur K correspondant à l'écart maximal toléré et mémorise la valeur du résultat R2 obtenu. Cette valeur K est soit mémorisée, soit calculée. Les moyens de traitement assurent alors la sommation des valeurs numériques des résultats mémorisés V1-V2-R2, analysent le résultat final et transmettent aux moyens lumineux 22 et 23 un ordre d'alimentation nul, permanent ou intermittent, en rapport avec l'état du pneumatique et la position sur celui-ci du défaut de géométrie. Plus précisément, lorsque le résultat de la sommation indique que le pneumatique a un bon état d'usure, et est sans défaut géométrique, les moyens de traitement 10 commandent l'alimentation de la diode 23 de couleur verte. Si la sommation fait apparaître que l'usure maximale est dépassée d'un côté de la bande de roulement, les moyens de traitement 10 provoquent l'alimentation de la diode rouge 22 correspondante, diode qui indique également les défauts de géométrie. En présence d'une usure maximale dépassée sur toute la largeur de la bande de roulement, les deux diodes 22 rouges sont alimentées. Enfin, en présence d'une dissymétrie d'usure excessive d'un côté, la diode rouge
correspondante est alimentée de manière intermittente, pour mieux attirer l'attention.
Il ressort qu'en fin de cycle de mesure d'une roue, et en complément des informations données par l'afficheur 12, l'opérateur dispose d'une information synoptique lumineuse l'orientant dans sa décision finale de remplacer le pneumatique ou de procéder à la vérification de la géométrie de la roue sur son train.
Bien entendu, l'opérateur procède de la même façon pour chacune des roues du véhicule et grâce au maintien de l'alimentation électrique des moyens lumineux des différents groupes correspondant aux roues du véhicule, l'opérateur dispose, à la fin de l'opération de contrôle des roues d'un véhicule, d'un tableau synoptique retraçant tous les défauts relevés et lui permettant encore mieux d'apprécier les défauts de géométrie des trains de roues, s'il en existe. Dans une variante de réalisation, le cycle de mesures déclenché par l'un des deux boutons de commande 30 assortes à l'une quelconque des roues d'un train de roues, comprend, après la mesure des roues du train, la comparaison entre les valeurs mémorisées S1-S2 d'une roue avec les valeurs mémorisées Sl'-S2' de l'autre roue du même train, la sélection de la valeur correspondant à l'usure la plus grande, la comparaison de cette valeur résiduelle avec une valeur de référence mémorisée H, correspondant à l'écart maximal toléré entre les usures des deux roues d'un même train. A partir d'un seuil de la valeur obtenue par cette comparaison, les moyens de traitement et de calcul 10 commandent l'alimentation du moyen de signalisation 22 disposé, sur la représentation synoptique du train de roues, au même endroit qu'est située l'usure la plus grande sur les roues contrôlées.
Ce cycle supplémentaire permet de vérifier la géométrie du train de roues, notamment, lorsque les taux d'usure de chacune des roues ont des écarts insuffisants pour être considérés comme un défaut de géométriedu train de roues.
Il est évident que le dispositif, qui a été décrit ci-dessus dans le cadre de son application au contrôle de l'usure des pneumatiques et au contrôle de la géométrie des trains de roues d'un véhicule automobile à quatre roues, 'peut être aménagé, sans sortir du cadre de l'invention, pour permettre le contrôle d'un véhicule comportant plus de quatre roues, tel qu'un camion. De même, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en associant à chaque roue, non pas deux moyens de signalisation lumineux 22, mais trois ou quatre, par exemple pour effectuer trois ou quatre mesures sur des pneumatiques larges.
Enfin, le microprocesseur 10, qui est disposé dans le boîtier, peut, de façon connue, être raccordée, par exemple par une prise 40 visible figure 4, à tout autre moyen de traitement des informations numériques ou à des moyens permettant de formaUser, sur papier ou sur support magnétique, les informations contenues dans ses mémoires temporaires lia.