WO2014056689A1 - Procede pour mesurer l'usure de la bande de roulement d'un pneumatique - Google Patents

Procede pour mesurer l'usure de la bande de roulement d'un pneumatique Download PDF

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laser measuring
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Jérôme MAHE
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Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
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    • G—PHYSICS
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Definitions

  • the invention relates to a method for measuring the wear of the tread of a tire, and an installation for implementing this method.
  • Tangential direction is the direction tangent to the surface of the tread according to the direction of rotation of the tire
  • Radial direction is the direction intersecting the axis of rotation of the tire and perpendicular to it
  • Axial direction is a direction parallel to the axis of rotation of the tire.
  • a tire comprises a tread intended to come into contact with the ground via a running surface. This tread is extended radially inwards by two flanks connected to two beads intended to ensure the connection of the tire with a rim.
  • the tread can be divided into a central zone and a lateral zone.
  • the lateral zone corresponds to the axial end, in the axial direction, of the surface of the tread. This lateral zone does not include any part of the sidewall.
  • the wear of a tread is characterized in particular by decreasing the tread height of the tread.
  • the invention therefore relates to a method for measuring the wear of the tread comprising a plurality of grooves of a tire, said tread comprising a central zone and at least one lateral zone, said new tread having undergone, during a first step, wear on contact with a flywheel, after said first wear step, the tire being kept in rotation without contact with the flywheel during a second step, and the tread being subjected to at least one laser measuring means.
  • the rotation of the steering wheel can be regular or irregular.
  • the laser measuring means comprises a beam having an axis which moves back and forth on either side of the groove, according to the axial direction tangent to the strip. tire rolling.
  • the method according to the invention has the advantage of eliminating unnecessary manipulations, sources of measurement errors, easily measure any type of regular and irregular wear of the tread of any type of tire, power be easily automated without the use of any complex computer support. Finally, the method of the invention has the advantage of providing more precise, reproducible and more complete wear results than with prior known methods.
  • Another object of the invention is an installation for implementing the method as described above.
  • This installation is characterized in that it comprises a wear wheel, a rotation axis of a tire and at least one laser measuring means.
  • the installation according to the invention can proceed to the simultaneous measurement of the wear of different areas of the tread.
  • the installation comprises a support means filtering the vibrations. It may also include means for cleaning the optics of the laser measuring means.
  • the laser measuring means can still be self-cleaning.
  • the laser measuring means comprises a beam having an axis directed tangentially to the surface of the central zone of the tread of the tire and / or to the surface of at least one lateral zone of the strip. of the tire.
  • the movement back and forth is preferably on both sides of a groove. This movement preferably performs a total distance of between 5 and 60 mm; this total distance including the width of the groove and a portion of each gum bread contiguous to the groove.
  • the axis of the laser measuring means can remain fixed on at least one lateral zone of the tread of the tire.
  • FIG. 1 schematically represents, in profile view, the According to the invention
  • FIG. 2 schematically represents, in front view, a part of the installation according to the invention
  • FIG. 3 schematically represents, in front view, the tread of a pneumatic comprising the laser plot according to a first variant
  • Figure 4 schematically shows, in front view, the tread of a tire comprising the laser pattern according to a second variant
  • Figure 5 shows the measurement curves of the tread height of the same tire in a radial direction at different stages of wear.
  • the installation of general reference 1 comprises a wear wheel 2, a support shaft 3 on which is mounted a wheel 4 comprising an envelope itself comprising a strip rolling 4a.
  • the installation further comprises a laser measuring means 5 whose beam is directed tangentially to the tread of the tire.
  • a support means filtering the vibrations 6 receives the support axis 3. This means 6 isolates the installation from its external environment, and therefore to ensure the accuracy of measurements.
  • the installation 1 also comprises a cleaning means (not shown) of the optical laser measuring means 5.
  • a cleaning means ensures the quality of measurements in the case where the pneumatic envelopes are covered anti-grease type compounds, such as talc, or by accumulating debris from wear.
  • the laser measuring means 5 may also include a protective means (not shown) when not in use. The installation works as follows.
  • a wheel 4 comprising a new tire casing is disposed on the support shaft 3.
  • the new tread 4a is brought into contact with the surface of the wear wheel 2 in known manner.
  • the flywheel 2 because of its rotation, also causes the tire to rotate smoothly and continuously.
  • the surface of the wear wheel 2 may have any type of known surface to choose the desired type of wear.
  • the wheel 4 is disconnected from the steering wheel, but is kept in regular rotation on its support shaft 3 by means of a drive motor independent of the steering wheel 2.
  • FIG. 2 partially shows the installation of the invention according to a front view of the tread 4a of the wheel 4.
  • the beam axis of the laser means 5 directed substantially according to FIG. a tangential direction towards the center of the surface of the tread 4a.
  • the axis of the beam of the laser means 5 is directed towards the center of the tread 4a in a direction tangential to the surface of the tread, and carries out a go-and-go movement therein. -silicon in an axial direction over a total distance of about 20mm on both sides of a groove 9.
  • the width of the groove 9, depending on the type of tire, can vary between 3 and 30 mm.
  • the beam pattern of the laser means 5, resulting from the combination of the rotating wheel and the back-and-forth movement, has a shape substantially in "zigzag".
  • the end portion 7 of this "zigzag” shape corresponds to a measurement made on the radially outermost portion of the tread 4a
  • the end portion 8 of this "zigzag” shape corresponds to a measurement made on the portion radially the innermost of the tread 4a.
  • the wear stage of a tire is determined by measuring the difference in gum height between the surface of the crown 7 of the sculpture and the depth of the groove 9.
  • the tangential axis of the beam of the laser means 5 is directed towards one of the lateral zones of the tread 4a.
  • the path 10 has a substantially linear shape.
  • the presence of carving patterns in the radial direction, also called notches, on the lateral areas of the tread does not require applying to the axis of the laser beam, a movement back and forth as explained in Figure 4.
  • the tread height is obtained by measuring the height between the surface of the tread and the bottom of the tread patterns, in the radial direction.
  • Figure 5 shows three curves obtained from a passenger tire considered in new condition and two successive stages of wear. The measurement was carried out on a lateral zone of a Primacy HP - 205/55 RI 6 tire using a class 2 fixed laser, trademark WOLF and BECK. The tire is kept in continuous and regular rotation.
  • the y-axis (in mm) represents the height measured between the radially outermost surface of the tread and the depth of a radially innermost cut.
  • the x-axis represents the rotation of the wheel (in degree of angle).
  • Curve 1 represents the tire in the new state;
  • curve 2 represents the tire at a first wear stage which has run about 7,000km;
  • curve 3 represents the tire with a second wear stage which has rolled about 14,000 km in total. The places where the three curves merge correspond to the notches.
  • Figure 5 shows that between the new state and a given wear state, the measured height is reliable and reproducible.

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé pour mesurer l'usure de la bande de roulement comprenant plusieurs sillons d'un pneumatique, ladite bande de roulement comprenant une zone centrale et au moins une zone latérale, ladite bande de roulement neuve ayant subi lors d'une première étape une usure par roulage en contact avec un volant d'usure, après ladite première étape d'usure le pneumatique étant maintenu en rotation sans contact avec le volant d'usure lors d'une seconde étape, et la bande de roulement étant soumise à au moins un moyen de mesure par laser. Ce procédé se caractérise en ce que le moyen de mesure par laser comprend un faisceau ayant un axe qui effectue un mouvement de va-et-vient de part et d'autre du sillon,selon la direction axiale tangente à la bande de roulement du pneumatique L'invention concerne également une installation pour mettre en œuvre ce procédé.

Description

PROCEDE POUR MESURER L'USURE DE LA BANDE DE
ROULEMENT D'UN PNEUMATIQUE
[0001] L'invention concerne un procédé pour mesurer l'usure de la bande de roulement d'un pneumatique, et une installation pour mettre en œuvre ce procédé.
[0002] On rappelle les définitions suivantes :
Direction tangentielle est la direction tangente à la surface de la bande de roulement selon le sens de rotation du pneumatique,
Direction radiale est la direction coupant l'axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire à celui-ci,
Direction axiale est une direction parallèle à l'axe de rotation du pneumatique.
[0003] Un pneumatique comprend une bande de roulement destinée à venir en contact avec le sol par l'intermédiaire d'une surface de roulement. Cette bande de roulement se prolonge radialement vers l'intérieur par deux flancs reliés à deux bourrelets destinés à assurer la liaison du pneumatique avec une jante.
[0004] On peut diviser la bande de roulement en une zone centrale et une zone latérale. La zone latérale correspond à l'extrémité axiale, selon la direction axiale, de la surface de la bande de roulement. Cette zone latérale ne comprend pas de quelconque partie du flanc.
[0005] L'usure d'une bande de roulement se caractérise notamment par la diminution de la hauteur de sculpture de la bande de roulement.
[0006] Parmi les techniques de mesures traditionnelles, il est notamment déjà connu de mesurer l'usure d'une bande de roulement d'un pneumatique à l'aide d'une jauge de profondeur. Cet outil, d'utilisation entièrement manuelle et mécanique, qui permet la mesure de l'usure en tous points de la bande de roulement, nécessite la présence d'un opérateur humain pour chaque manutention ainsi que pour chaque lecture de résultats. [0007] Par conséquent, cet outil présente l'inconvénient d'être d'utilisation lente du fait des multiples manipulations, et de manquer de précision dans la lecture de la variation de hauteur de sculpture. Ce type d'outil de mesure présente également l'inconvénient de nécessiter impérativement la présence d'opérateur qualifié et disponible pour effectuer ces mesures.
[0008] D'autres méthodes de mesure ont donc été créées, telles que celles qui utilisent un moyen de mesure par laser. De telles méthodes présentent toutefois l'inconvénient de nécessiter des moyens en logiciels informatiques, d'autant plus performants pour l'analyse des données issues des mesures, que l'on souhaite des informations précises sur l'usure. En outre, ces méthodes de mesure souvent géographiquement éloignées des dispositifs d'usure des pneumatiques, nécessitent plusieurs opérations de montage/démontage des pneumatiques sur chaque installation.
[0009] Il existe encore d'autres méthodes de mesure de surface d'objets en trois dimensions à base de palpeurs. Mais de telles méthodes présentent l'inconvénient de ne pas pouvoir s'adapter correctement à l'environnement des pneumatiques. En effet, les pneumatiques sont des produits qui présentent une surface externe à géométrie variable, rendant les mesures difficiles.
[0010] Aussi, il subsiste le besoin de pouvoir disposer d'un procédé pour mesurer rapidement et précisément tous les stades d'usure d'une quelconque zone d'une bande de roulement d'un quelconque pneumatique.
[0011] L'invention a donc pour objet un procédé pour mesurer l'usure de la bande de roulement comprenant plusieurs sillons d'un pneumatique, ladite bande de roulement comprenant une zone centrale et au moins une zone latérale, ladite bande de roulement neuve ayant subi lors d'une première étape une usure par roulage en contact avec un volant d'usure, après ladite première étape d'usure le pneumatique étant maintenu en rotation sans contact avec le volant d'usure lors d'une seconde étape, et la bande de roulement étant soumise à au moins un moyen de mesure par laser.
[0012] La rotation du volant peut être régulière ou irrégulière. [0013] Ce procédé se caractérise en ce que le moyen de mesure par laser comprend un faisceau ayant un axe qui effectue un mouvement de va-et-vient de part et d'autre du sillon, selon la direction axiale tangente à la bande de roulement du pneumatique.
[0014] Le procédé selon l'invention présente l'avantage de supprimer les manipulations inutiles, sources d'erreurs de mesure, de mesurer facilement tout type d'usure régulière et irrégulière de la bande de roulement de tout type de pneumatique, de pouvoir être facilement automatisé sans l'utilisation de quelconque support informatique complexe. Enfin, le procédé de l'invention présente l'avantage de fournir des résultats d'usure plus précis, reproductibles et plus complets qu'avec les procédés antérieurs connus.
[0015] Un autre objet de l'invention est une installation pour mettre en œuvre le procédé tel que décrit précédemment. Cette installation se caractérise en ce qu'elle comprend un volant d'usure, un axe de mise en rotation d'un pneumatique et au moins un moyen de mesure par laser. [0016] L'installation selon l'invention peut procéder à la mesure simultanée de l'usure de différentes zones de la bande de roulement.
[0017] Par volant d'usure on comprend au choix les rouleuses à volant cylindrique et piste extérieure, les rouleuses sol plan et les rouleuses à volant extérieur et à piste de roulage intérieur. [0018] De manière préférée, l'installation comprend un moyen support filtrant les vibrations. Elle peut aussi comprendre un moyen de nettoyage de l'optique du moyen de mesure par laser. Le moyen de mesure par laser peut encore être auto-nettoyant.
[0019] De préférence, le moyen de mesure par laser comprend un faisceau ayant un axe dirigé tangentiellement à la surface de la zone centrale de la bande de roulement du pneumatique et/ou à la surface d'au moins une zone latérale de la bande de roulement du pneumatique. [0020] Le mouvement de va-et-vient s'effectue de préférence de part et d'autre d'un sillon. Ce mouvement effectue préférentiellement une distance totale comprise entre 5 et 60 mm ; cette distance totale comprenant la largeur du sillon et une portion de chaque pain de gomme contigu au sillon. [0021] Selon une variante de l'invention, l'axe du moyen de mesure par laser peut rester fixe sur au moins une zone latérale de la bande de roulement du pneumatique.
[0022] L'invention va maintenant être décrite à l'aide des figures et des exemples qui suivent et qui ne sont pas données à titre limitatif, et dans lesquels : la figure 1 représente de manière schématique, en vue de profil, l'installation selon 1 ' invention, la figure 2 représente de manière schématique, en vue de face, une partie de l'installation selon l'invention, la figure 3 représente de manière schématique, en vue de face, la bande de roulement d'un pneumatique comprenant le tracé laser selon une première variante, la figure 4 représente de manière schématique, en vue de face, la bande de roulement d'un pneumatique comprenant le tracé laser selon une seconde variante, et la figure 5 représente les courbes de mesure de la hauteur de sculpture d'un même pneumatique selon une direction radiale, à différents stades d'usure.
[0023] Comme on peut le voir sur la figure 1, l'installation, de référence générale 1, comprend un volant d'usure 2, un axe support 3 sur lequel est montée une roue 4 comprenant une enveloppe comprenant elle-même une bande de roulement 4a. L'installation comprend en outre un moyen 5 de mesure par laser dont le faisceau est dirigé tangentiellement à la bande de roulement du pneumatique. Un moyen support filtrant les vibrations 6 reçoit l'axe support 3. Ce moyen 6 permet d'isoler l'installation de son environnement extérieure, et par conséquent de garantir l'exactitude des mesures.
[0024] L'installation 1 comprend également un moyen de nettoyage (non représenté) de l'optique du moyen de mesure par laser 5. Un tel moyen de nettoyage permet de garantir la qualité des mesures dans le cas où les enveloppes pneumatiques sont recouvertes de composés de type anti-poissage, tel que le talc, ou par l'accumulation des débris provenant de l'usure. Le moyen de mesure par laser 5 peut également comprendre un moyen protecteur (non représenté) lorsqu'il n'est pas utilisé. [0025] L'installation fonctionne de la manière suivante.
[0026] A l'état initial, une roue 4 comprenant une enveloppe pneumatique neuve est disposée sur l'axe support 3. La bande de roulement 4a neuve est mise en contact avec la surface du volant d'usure 2 de manière connue. Le volant 2, du fait de sa rotation, entraîne également le pneumatique en rotation de manière régulière et continue. La surface du volant d'usure 2 peut présenter tout type de surface connue permettant de choisir le type d'usure souhaitée. Après une durée de roulage variable de quelques minutes à quelques heures sur la surface du volant d'usure 2 l'enveloppe pneumatique présente une usure partielle. La roue 4 est déconnectée du volant, mais est maintenue en rotation régulière sur son axe support 3 au moyen d'un moteur d'entraînement indépendant du volant 2.
[0027] L'enveloppe pneumatique de la roue 4 reçoit ensuite le faisceau laser du moyen de mesure 5 qui est dirigé selon une direction tangentielle à la surface de la bande de roulement 4a. Des mesures de hauteurs de sculpture de la bande de roulement partiellement usée sont alors effectuées selon une direction radiale, et sont comparées aux hauteurs de sculptures de la bande de roulement neuve selon la même direction et le même emplacement. Ces mesures peuvent être enregistrées et traitées à l'aide de moyen d'enregistrement connu et comparées entre elles. [0028] La figure 2 montre partiellement l'installation de l'invention selon une vue de face de la bande de roulement 4a de la roue 4. Sur cette figure 2, on représente l'axe du faisceau du moyen laser 5 dirigé sensiblement selon une direction tangentielle vers le centre de la surface de la bande de roulement 4a. [0029] Sur la figure 3, l'axe du faisceau du moyen laser 5 est dirigé vers le centre de la bande de roulement 4a selon une direction tangentielle à la surface de la bande de roulement, et y effectue un mouvement de va-et-vient selon une direction axiale sur une distance totale d'environ 20mm de part et d'autre d'un sillon 9.
[0030] La largeur du sillon 9, selon les types de pneumatique, peut varier entre 3 et 30 mm.
[0031] Le tracé du faisceau du moyen laser 5, issu de la combinaison de la roue en rotation et du mouvement de va-et-vient, présente une forme sensiblement en « zigzag ». La partie extrême 7 de cette forme en « zigzag » correspond à une mesure effectuée sur la portion radialement la plus externe de la bande de roulement 4a, et la partie extrême 8 de cette forme en « zigzag » correspond à une mesure effectuée sur la portion radialement la plus interne de la bande de roulement 4a.
[0032] On rappelle que les termes « radialement la plus externe » et « radialement la plus interne » signifie respectivement « plus éloigné de l'axe de rotation du pneumatique » et « plus proche de l'axe de rotation du pneumatique » [0033] Le stade d'usure d'un pneumatique est déterminé par la mesure de la différence de hauteur de gomme entre la surface du sommet 7 de la sculpture et la profondeur du sillon 9.
[0034] Sur la figure 4, l'axe tangentiel du faisceau du moyen laser 5 est dirigé vers une des zones latérales de la bande de roulement 4a. Dans la mesure où le faisceau laser reste fixe et que seule la roue est en rotation, le tracé 10 présente une forme sensiblement linéaire. [0035] La présence de motifs de sculpture dans la direction radiale, encore appelés entailles, sur les zones latérales de la bande de roulement ne nécessite pas d'appliquer, à l'axe du faisceau laser, un mouvement de va-et-vient comme expliqué sur la figure 4. La hauteur de sculpture est obtenue en mesurant la hauteur entre la surface de la bande de roulement et le fond des motifs de sculpture, selon la direction radiale.
[0036] La figure 5 représente trois courbes obtenue à partir d'un pneumatique tourisme considéré à l'état neuf puis à deux stades successifs d'usure. La mesure a été effectuée sur une zone latérale d'un pneumatique de type Primacy HP - 205/55 RI 6 à l'aide d'un laser fixe de type classe 2, de marque déposée WOLF et BECK. Le pneumatique est maintenu en rotation continue et régulière.
[0037] L'axe des ordonnées (en mm) représente la hauteur mesurée entre la surface radialement la plus externe de la bande de roulement et la profondeur d'une entaille radialement le plus interne. L'axe des abscisses représente la rotation de la roue (en degré d'angle). [0038] La courbe 1 représente le pneumatique à l'état neuf ; la courbe 2 représente le pneumatique à un premier stade d'usure qui a roulé environ 7.000km ; la courbe 3 représente le pneumatique à un second stade d'usure qui a roulé environ 14.000km au total. Les endroits où les trois courbes se confondent correspondent aux entailles.
[0039] La figure 5 montre bien qu'entre l'état neuf et un état d'usure donné, la hauteur mesurée est fiable et reproductible.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé pour mesurer l'usure de la bande de roulement comprenant plusieurs sillons d'un pneumatique, ladite bande de roulement comprenant une zone centrale et au moins une zone latérale, ladite bande de roulement neuve ayant subi lors d'une première étape une usure par roulage en contact avec un volant d'usure, après ladite première étape d'usure le pneumatique étant maintenu en rotation sans contact avec le volant d'usure lors d'une seconde étape, et la bande de roulement étant soumise à au moins un moyen de mesure par laser, caractérisé en ce que le moyen de mesure par laser comprend un faisceau ayant un axe qui effectue un mouvement de va-et-vient de part et d'autre du sillon, selon la direction axiale tangente à la bande de roulement du pneumatique.
2 - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le moyen de mesure par laser comprend un faisceau ayant un axe dirigé tangentiellement à la surface de la zone centrale de la bande de roulement du pneumatique. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mesure par laser comprend un faisceau ayant un axe dirigé tangentiellement à la surface d'au moins une zone latérale de la bande de roulement du pneumatique.
4 - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le mouvement de va-et-vient de l'axe du moyen de mesure par laser s'effectue sur une distance comprise entre 5 et 60mm de part et d'autre d'un sillon.
5 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que l'axe du faisceau du moyen de mesure par laser reste fixe sur au moins une zone latérale de la bande de roulement du pneumatique.
6 - Installation pour mettre en œuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'elle comprend un volant d'usure, un axe de mise en rotation d'un pneumatique et au moins un moyen de mesure par laser. 7 - Installation selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'elle comprend un moyen support filtrant les vibrations.
8 - Installation selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'elle comprend un moyen de nettoyage du moyen de mesure par laser.
9 - Installation selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de mesure par laser est auto-nettoyant.
PCT/EP2013/069382 2012-10-09 2013-09-18 Procede pour mesurer l'usure de la bande de roulement d'un pneumatique WO2014056689A1 (fr)

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