WO2018224756A1 - Système de fabrication d'une bande de roulement - Google Patents

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WO2018224756A1
WO2018224756A1 PCT/FR2018/051266 FR2018051266W WO2018224756A1 WO 2018224756 A1 WO2018224756 A1 WO 2018224756A1 FR 2018051266 W FR2018051266 W FR 2018051266W WO 2018224756 A1 WO2018224756 A1 WO 2018224756A1
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WO
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tread
module
construction
manufacturing system
robot
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/051266
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English (en)
Inventor
Mostapha EL-OULHANI
José Merino Lopez
Olivier Muhlhoff
Frédéric PIALOT
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Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
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Publication date
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    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to a system for manufacturing a tread of a mounted assembly adapted to be mounted on a motor vehicle. It also relates to a control method of said system.
  • Document FR 418002 describes an example of one of the first mounted assemblies using tires with reinforced beads.
  • the reasons why mounted assemblies are so widely used are numerous.
  • the inflated part of the wheel serves as a shock absorber, greatly increasing the comfort of the passengers of the vehicle.
  • the tire is also provided with a tread whose characteristics are provided according to the use and / or the type of vehicle.
  • This type of solution has certain disadvantages related to the very nature of the concept, such as the risk of punctures.
  • Today, many tire manufacturers are working on advanced products to reduce this risk.
  • no universal solution is truly available.
  • the tires are produced in an equally large number of dimensions, to optimize the performance of the tire / vehicle torque.
  • the rims also exist in a very large number of dimensions. This is not without presenting innumerable difficulties at the level of
  • Document FR 241 1721 for example describes solid elastic rubber tires for vehicle wheels such as industrial trucks and other similar vehicles. These solid tires are used in some applications, preferably for tires, because of their insensitivity to punctures and their high radial rigidity ensuring a low sag under load. But because of their massive structure and poor thermal conductivity of rubber, they are prone to overheat, by hysteresis phenomenon when subjected to severe conditions of load and speed. This internal heating can reach a value such that it reduces the strength properties of the rubber and greatly accelerates the degradation.
  • the document EP 271 1 199 describes a solid rigid wheel without inflation used in mobile irrigation systems.
  • the wheel is composed of a central part surrounded by a thin rubber band, without inflation. This type of wheel is well adapted for this very particular use where the movements are limited, at low speed, and where the criterion of comfort is irrelevant.
  • the document GB 2183565 describes a wheel with a tire without inflation whose cavity is filled by an insert consisting of several layers of expanded plastic.
  • This solution may be suitable for certain types of specific uses, but has many disadvantages, including the risk of heating due to friction between the insert and the tire.
  • US 2004012246 discloses a wheel consisting of a hub, lamellar spokes and a flexible strapping on the outside of the wheel where the tread is.
  • 2017-225WO WO 2015175003 discloses a wheel consisting of a hub and radially arranged fins to support the tread. These latter solutions can eradicate the risk of punctures.
  • the wheels are complex to produce and remain for the moment confined to well-targeted uses.
  • the processes for retreading tire treads have been known for a long time.
  • truck type tires are concerned by this type of process used to prolong the life of pneumatic envelopes which are designed to cover several hundred thousand kilometers.
  • the renewal of the tread, used more quickly than the rest of the tire makes it possible to continue the use of the tire under suitable conditions at advantageous costs.
  • Most retreading processes involve removing the tread in use and replace it with a new one whose characteristics are similar. A tread in one part is thus wound and applied to the casing devoid of tread.
  • Other approaches have been tried to perform the renewal of the treads of the tires.
  • WO2013 / 086577 discloses a device for retreading a tire tread using a material addition method, often referred to as "3D printing". A plurality of nozzles are arranged on the area to be covered.
  • 3D printing a material addition method
  • 2017-225WO material is added in the form of thin layers.
  • the surface to be covered is preheated to promote adhesion between the old and the new material.
  • Chemical means are preferably used to prepare the surface before adding material.
  • a scanner makes it possible to determine the topography of the surface to be retreaded.
  • the method is provided for laying a tread according to the original characteristics or with different characteristics, for example for a different use.
  • This method is designed to retread conventional tires with inflation.
  • the warm-up stages of the home layer involve a heavy, imposing device, and expensive and expensive energy-consuming heating stages. Removal of the vehicle wheel is imperative to perform such operations.
  • US2875470 describes a tool and a method for performing repairs with micro-vulcanization along the tire sidewalls.
  • the described equipment provides that the tire rests on the ground, being held by holding bars, making it impossible to apply the method to the tread.
  • US2015 / 047453 discloses a tread recapping system using a robot comprising an arm adapted to apply a rubber material for the purpose of reconstituting the tread. The process is implemented with the tire installed on a work bench. There is therefore a need for a simpler method, less energy consumption, and allowing implementation in any place. There is also a need for a suitable method for reconstructing the tread of unconventional wheels. To overcome these disadvantages, the invention provides different technical means.
  • a first object of the invention is to provide an approach to replace a tread directly on the vehicle, without removing the wheel, and without the intervention of an operator.
  • Another object of the invention is to provide an approach for locally repairing a tread.
  • Yet another object of the invention is to provide an approach for using an unconventional wheel (such as an integral wheel with a three-dimensional trellis structure comprising a plurality of beams) for a prolonged period, despite the wear on the running surface.
  • an unconventional wheel such as an integral wheel with a three-dimensional trellis structure comprising a plurality of beams
  • Yet another object of the invention is to provide an approach for reconstructing a tread adapted to the design of an integral wheel with a three-dimensional lattice structure comprising a plurality of beams.
  • Another object of the invention is to provide a device and / or a method for equipping a vehicle very quickly and economically with treads adapted to a specific use.
  • Yet another object of the invention is to provide a device and / or a method for a user to select a tread for his vehicle based on a specific use or path.
  • Yet another object of the invention is to provide a vehicle wheel whose puncture risks are removed.
  • Another objective of the invention is to provide a vehicle wheel to minimize and / or simplify maintenance and maintenance operations.
  • Yet another object of the invention is to provide a vehicle wheel of reduced mass.
  • Another objective of the invention is to provide a vehicle wheel for implementing new functions.
  • the invention provides a system for manufacturing all or part of a tread of a mounted assembly adapted to be mounted on a motor vehicle, said system comprising:
  • a tread construction robot comprising at least one addition material deposition nozzle
  • the manufacturing system being arranged to perform the implementation of the tread construction on the mounted assembly, the latter being placed on the motor vehicle.
  • This embodiment is particularly fast, efficient and economical, and allows to build the tread of one or more mounted assemblies of a vehicle, preferably simultaneously, for an optimal time saving, without disassembling the wheels.
  • This process allows to reconstitute, or regenerate or build at least a tread portion.
  • the reconstitution is total or partial. It is used to replace or repair a tread or a portion of tread. It also makes it possible to substitute a tread of an initial type with a tread of another type (or other characteristics of shape, materials, etc.). It also makes it possible to lay a tread that is better adapted to a particular context, for example seasonal or a trip to be made in a specific environment.
  • the manufacturing system comprises a selection module of a type of construction to be carried out.
  • the system then allows for specific designs, for specific given uses, giving the wheel a multi-purpose vocation.
  • the user thus has the possibility of adapting the bearing strips of his vehicle at any time, in
  • the manufacturing system comprises a module for calculating a tread construction model from construction type selection data.
  • the tread construction module comprises a diagnostic module of the tread bearing surface.
  • the diagnostic data are particularly useful for determining the precise arrangement of the three-dimensional structure of the wheel, to ensure that the added material fits perfectly to the wheel.
  • the reconstruction model can then perfectly take into account the three-dimensional structure and achieve a perfectly adapted tread.
  • the construction module comprises a module for calculating the material addition operations for calculating the tread construction operations, based on model data.
  • the calculation module of a reconstruction model allows to take into account the specificities of the wheel, and to make a custom model, perfectly adapted. This model may possibly be stored in the user data for later use. The addition operations are determined in a manner appropriate to each model, rather than according to a universal approach, making it possible to optimize the construction characteristics. Also advantageously, the diagnostic module comprises a module for calculating a static and / or dynamic unbalance of the mounted assembly, cooperating with an unbalance detection assembly provided on the robot.
  • the construction model calculation module is adapted to take into account the unbalance data to define a model with an imbalance (static and / or dynamic) reduced. This avoids having to perform wheel balancing operations with the addition of localized masses, these operations being long and often unreliable because of the risk of detachment of the masses.
  • the user benefits from a significant time and cost saving, in addition to a durable and adapted balancing.
  • the manufacturing system comprises at least two mobile robots relative to the motor vehicle. This embodiment allows considerable time savings by working on several wheels in parallel. Also advantageously, the manufacturing system comprises a lift for lifting a vehicle of which at least one of the wheels must be reconstituted.
  • This embodiment allows the robots to work optimally, with easy access to the areas to be rebuilt, regardless of vehicle models, and facilitates the rotation of the wheels.
  • the diagnostic module comprises a sub-module for determining the characteristics of the tread in the worn state.
  • the robot comprises a preparation module controlling a preparation head provided at the robot.
  • the preparation concerns for example a removal of material, cleaning, brushing, drying, etc.
  • the building module comprises a verification module adapted for the verification of the tread in the reconstituted state.
  • the robot comprises a crosslinking module of the added material.
  • the crosslinking may for example be carried out by ultraviolet rays.
  • the invention also provides a control method of a manufacturing system as previously described, said system further comprising a user module capable of establishing a communication with the building module, comprising the steps of:
  • the construction module sends the user module a production report, including qualitative status data of the tread implemented.
  • the reconstitution task identification step to be performed makes it possible to identify one of the following presets:
  • 2017-225WO a construction according to the original design, a repair, a construction according to a different design of the original design.
  • the user has at his disposal a panoply of typical cases. He chooses according to his needs of the moment.
  • the method further comprises a data selection step in relation to the season and / or the general condition of the road network, and / or the weather and / or distance to travel with the band. rolling stock to restore.
  • This step allows to lay a tread better adapted to a particular context, for example seasonal or a trip to achieve in a specific environment.
  • the user can reload his wheels with treads adapted to specific conditions for a given journey, then return to the reloading station after the trip to reload again and return the treads in adequacy with daily use in conditions standard.
  • FIGS. 1a and 1b are cross-sections illustrating two exemplary embodiments of an integral wheel according to the invention
  • FIGS. 2a, 2b, and 3 are enlarged views of portions of the integral wheels of FIGS. 1a and 1b, that is to say the zones of the top of FIGS. 1a and 1b in FIGS. 2a and 2b, and the central zone for FIG. Figure 3;
  • FIG. 4 illustrates a tread portion of the integral wheel of FIG. 1a
  • FIGS. 5 and 6 illustrate the integral wheel of FIG. 1 seen from the outside of FIG. 5 and from the inside of FIG. 6;
  • FIG. 7 illustrates an enlarged view of the three-dimensional structure of the integral wheel
  • FIG. 8 is a functional flowchart presenting exemplary steps for implementing a method of manufacturing treads using construction robots by adding material (or additive manufacturing);
  • FIGS. 9, 10a, 10b, 11a and 11b schematically illustrate the main elements of a tread construction system using construction robots by addition of material (or additive manufacturing) ;
  • FIG. 12 is a functional flowchart presenting examples of steps making it possible to implement a control method of a tread manufacturing system using construction robots by addition of material (or additive manufacturing). ;
  • FIGS. 13a and 13b illustrate examples of user modules enabling a user to interact with a tread manufacturing system using construction robots by adding material (or additive manufacturing);
  • FIG. 14 is a symbolic representation showing various elements involved in a system and a method for manufacturing treads using construction robots by adding material (or additive manufacturing);
  • FIG. 15 schematically illustrates an example of a construction module 21 of a tread construction robot by addition of material (or additive manufacturing).
  • FIG. 16 is a functional flowchart presenting exemplary steps for implementing a mounted assembly preparation method allowing the selection of a suitable tread
  • FIG. 17 is a functional flowchart presenting exemplary steps for implementing a vehicle navigation method with the aid of a navigation system making it possible to equip its vehicle with treads perfectly adapted to the journey. to browse.
  • elastomeric material or mixture is meant a diene elastomer, that is to say in known manner an elastomer derived from at least a part (that is to say homopolymer or a copolymer) of monomers. dienes (monomers carrying two carbon-carbon double bonds, conjugated or not).
  • Hollow or holes means an available space or a void area or absence of material, the perimeter or contour of which is defined by the surrounding material (for example beams and / or beam joints) d a lattice structure.
  • tread means the portion of the mounted assembly arranged at the periphery and intended to be in contact with the ground.
  • the tread excludes any circumferential cables arranged at the top. This type of arrangement makes it possible to reconstruct the tread by adding material.
  • additive manufacturing is meant a manufacturing process by addition of material, better known as 3D printing. This manufacturing process transforms a 3D model into a physical object, by assembling one or more successive layers of one or more materials (x).
  • FIG. 1a and 1b illustrate examples of load bearing structures 1 or integral wheels according to the invention.
  • the carrying structure comprises a tread 2 providing a tread surface 3 adapted to interface with the ground.
  • the bearing structure center 4, defined by a C-C axis, serves as axis of rotation.
  • a fixing hub 5 is arranged in the central zone of the supporting structure. This hub 5 makes it possible to fix the carrier structure to a vehicle.
  • the hub 5 defines a hollow cylinder 16 for fixing a bearing structure in which a wheel axle can be accommodated.
  • the wall of the cylinder 16 accommodates a plurality of hub reinforcements 14, designed to accommodate wheel attachment means, such as fixing screws.
  • the reinforcements 14 are preferably made of a material filling the entire volume without forming a depression.
  • the material of the reinforcements 14 is advantageously the same as
  • At least one housing 15 is provided in the hub.
  • This housing allows to position a light block (not shown) for illuminating all or part of the carrier structure, the hub 5 to the periphery.
  • the light block preferably comprises a battery or a battery and a plurality of low-energy bulbs, for example an led or oled bulb.
  • the hub comprises a plurality of housings 15 for as many light units of one or more colors, operating alternately or simultaneously.
  • the specific structure of the carrier structure, with a plurality of intercommunicating cavities 9 allows a diffusion of light throughout the carrier structure.
  • each light block comprises an antenna and a lighting control circuit, preferably in connection with a central housing provided at the vehicle.
  • a lighting control circuit preferably in connection with a central housing provided at the vehicle.
  • an intermediate zone 6 of the carrier structure between the hub 5 and the tread 2, there is first an intermediate zone 6 of the carrier structure, then a peripheral zone 7 of the carrier structure radially outside the intermediate zone 6 of the supporting structure.
  • the peripheral zone 7 extends over the entire circumference of the carrier structure and carries the tread 2, structurally integrated with the peripheral zone 7 through a tread-bearing surface.
  • Figures 1a, 1b and 2a and 2b show two embodiments of the integral wheel.
  • the outer contour of the peripheral zone forms the tread bearing surface.
  • a circumferential crown reinforcement 19 is provided between the tread and the peripheral zone. This crown reinforcement stiffens the integral wheel and forms a peripheral protection. It may possibly include
  • 2017-225WO circumferential reinforcing elements such as textile, metal or hybrid threads or cables.
  • the intermediate zone 6 of the carrier structure comprises a plurality of sticks 13 (or stays) connecting the hub 5 to the peripheral region 7 of the carrier structure. Between three and nine sticks can be provided. Openings or windows 17 are defined between the sticks 13. In the example illustrated, the openings are of ovoid profile. Other opening profiles may be provided according to various alternative embodiments not shown.
  • the section of the beams constituting the sticks is provided for example between 3 and 10 mm.
  • the section of the beams is preferably circular. It is preferably variable between the middle of the beam and its ends, the smallest section being positioned in the middle.
  • the beams have a simple radius of curvature or S, the radius is greater than the half-length of the beams. They are preferentially straight in the low vacuum parts.
  • the beams join together forming nodes at their ends (joints 12 of beams).
  • the mounted assembly and more particularly the intermediate zone 6 and the peripheral zone 7, generally consist of a three-dimensional network or structure 10 of beams 1 1 (or lattice), the beams being interconnected by joints 12 of beams, and oriented to form a Voronoi structure, with a Delaunay triangulation.
  • the spaces between the beams 1 1 form hollows 9.
  • Such a structure by minimizing the probability of generating elongated triangles, makes it possible to produce a load bearing structure that is sufficiently strong and durable to carry the weight of the vehicle and to withstand the stresses associated with rolling. vehicle.
  • a judicious choice of the material of the beams 1 1 makes it possible to create flexible and resilient beams, making it possible to provide an area of contact with the ground in a manner similar to the contact area produced by the deformation of a tire for a conventional wheel.
  • the three-dimensional structure 10 also allows the possibility of creating a carrier structure lighting, as previously described.
  • the patterns formed by the three-dimensional structure 10 of beams 1 1 may be repetitive or not.
  • Non-repeating units are advantageously used, in particular to reduce the sources of vibrations (in particular the resonances) and the noise level.
  • the average trough rate of the three-dimensional structure is greater than 50% and preferably greater than 75%. According to a preferred embodiment, the hollowing rate increases by going radially outwardly in the three-dimensional structure.
  • the material used to create the three-dimensional structure is preferably polyurethane or rubber material.
  • the shore A hardness level of the material is advantageously between 20 and 65.
  • the tread is preferably made of rubber material.
  • FIG. 4 shows the tread surface 3 provided by the tread 2 clearly visible in FIGS. 2, 5 and 6.
  • the tread is directly integrated into the peripheral zone 7. through a tread-bearing surface, making it possible to constitute a unitary or integral wheel.
  • the tread provides a plurality of sculptures 18
  • the tread is embedded in the radially outer zone of the peripheral zone 7.
  • the treads 18 extend radially outwardly beyond the peripheral zone to create the tread surface.
  • These sculptures are advantageously thin, for example with a height of 2 to 5 mm.
  • Figure 4 allows to clearly visualize an embodiment having radial channels 8 tread. These channels are areas where there is no sculpture 18 or three-dimensional structure 10, allowing communication between the inside and the outside of the supporting structure. This feature further allows the water present under the tread to enter the peripheral zone 7 to then be able to escape through the sides of the integral wheel.
  • the wet running properties are optimal and the risk of aquaplaning is greatly reduced.
  • the integral wheel according to the invention does not include an inflatable portion, the risk of puncture is completely removed.
  • the carrier structure is advantageously carried out using a manufacturing method by adding material.
  • the at least one material of said support structure is a composite material (based on plastic, thermoplastic) Ex: based on polyurethane, PET, polyamide, epoxy resin, carbon fiber, natural fiber, fiberglass or elastomer mixture.
  • Figures 9 to 1 1b illustrate an exemplary system for manufacturing all or part of a tread of an integral wheel as previously described.
  • the manufacturing system allows for specific designs, for specific given uses, giving the wheel a multi-purpose vocation.
  • the user thus has the possibility of adapting the treads of his vehicle to
  • the system comprises one or more manufacturing robots 20, preferably by addition of material.
  • Each robot comprises at least one nozzle 22, and preferably a plurality of nozzles 22 to optimize the production yield.
  • Figures 11a and 11b show an example of arrangement with three nozzles 22 arranged side by side of each other.
  • a tank 24 of material is connected to the nozzles 22.
  • the material is heated by a heating body 23 before it can be arranged on the workpiece through the nozzles.
  • the modes of routing of the material may be independent or coupled.
  • a plurality of reservoirs make it possible to route the material to be applied by circuits, heating bodies and independent nozzles.
  • a tank, a circuit and a single heating body make it possible to convey the material which is then distributed between a plurality of nozzles.
  • the nozzles are movable laterally so as to cover the entire width of the tread to build.
  • a tread is advantageously made by constructing a slice or lateral trace, from one side to the other of the wheel. The wheel is then turned slightly, to allow the setting up of the next slice or trace. This is done until the entire tread is built.
  • the manufacturing robot comprises a construction module 21, designed to manage and control the robot's operations.
  • a building module may be disposed outside the robot.
  • a building module can control a plurality of robots. This module is described in detail in the following.
  • the manufacturing system is designed to enable the manufacture of treads directly on the vehicle, without disassembly of the wheels.
  • two robots 20, movable relative to the vehicle are arranged on each side of the vehicle to work the treads by the sides of the vehicle, for example in the upper area of the vehicle wheel cavities .
  • the system advantageously provides means for rotating the wheels, for example rollers, arranged under the wheels of the vehicle.
  • Figure 10b shows another embodiment wherein a lifting bridge 25 is provided under the vehicle to lift the latter and allow the manufacturing work under the wheels.
  • the means for rotating the wheel may be provided so as to act on the sidewalls of the wheels.
  • This embodiment is particularly fast, efficient and economical, and allows to build the tread of one or more mounted assemblies (or integral wheels) of a vehicle, preferably simultaneously, to save time. optimal, without disassembling the wheels.
  • This method makes it possible to reconstitute, or regenerate or construct at least one tread portion. The reconstitution is total or partial. It is used to replace or repair a tread or a portion of tread. It also makes it possible to substitute a tread of an initial type with a tread of another type (or other characteristics of shape, materials, etc.). It also makes it possible to lay a tread that is better adapted to a particular context, for example seasonal or a trip to be made in a specific environment.
  • the robot 20 comprises a crosslinking module of the added material. It may be for example a module using ultraviolet or other rays, adapted to accelerate the crosslinking once the material applied.
  • the tread is advantageously constructed on a tread bearing surface as previously described.
  • the manufacturing system preferably provides a module 27 for selecting a type of construction to be performed.
  • This module can be integrated in a "smartphone” application or be provided in an element of the dashboard of the vehicle. In the latter case, the key data of the vehicle and the corresponding integral wheels are stored in the module.
  • FIG. 15 schematically illustrates an example of a building module 21.
  • a microprocessor 41 and implementation instructions allow the implementation of the module.
  • a bus allows the required data exchange with the other elements of the manufacturing system.
  • the construction module comprises a module 44 for calculating a tread design model, and a corresponding memory 49.
  • This module defines a construction model that can then be provided to the construction robot to build the tread by adding material.
  • the model makes it possible to precisely define the object to be constructed, in this case a tread.
  • the memory module 49 keeps the model for example for subsequent uses.
  • the module 44 for calculating the construction model takes into account the type of tread to be produced in order to generate the corresponding model.
  • a module 45 for calculating material addition operations and a corresponding memory 50 make it possible to calculate and store the data of the multiple successive operations to be performed by the construction robot.
  • a diagnostic module 42 is also provided, in correspondence with a memory module 48 of diagnostic data. This module can be used to define accurately and in detail the 3d model or mapping of the tread bearing surface so that the tread built can fit perfectly to this surface. Both models, that of the carrier tape and
  • 2017-225WO that of the tread to be built, and are complementary and adapted to each other, to produce a robust integral wheel, reliable and powerful.
  • the diagnostic data is particularly useful for determining the precise arrangement of the three-dimensional structure of the wheel, to ensure that the added material fits perfectly with the wheel.
  • the construction model can then perfectly take into account the three-dimensional structure and achieve a perfectly adapted tread.
  • the diagnostic module comprises a sub-module for determining tread characteristics designed to detect and model the characteristics of a possible pre-existing tread to be treated before the construction of the new tread band. rolling. It is thus possible to adequately treat the remaining surface, for example to remove all or part of this remaining surface, to treat it to make it well compatible for receiving a new tread, or other.
  • the robot 20 comprises a preparation module controlling a preparation head provided at the robot. The preparation concerns for example a removal of material, cleaning, brushing, drying, etc.
  • the construction module further comprises a module 46 for calculating a static and / or dynamic unbalance of the mounted assembly, cooperating with an unbalance detection assembly provided on the robot. A corresponding memory module 51 may also be provided for the unbalance data.
  • the construction model calculation module 44 is adapted to take into account the unbalance data to define a model with a reduced static and / or dynamic unbalance. This avoids having to perform wheel rebalancing operations with the addition of localized masses, these operations being long and often unreliable due to the risk of detachment of the masses. The user benefits from a significant time and cost saving, in addition to a durable and adapted balancing.
  • the building module 21 comprises a verification module 47, adapted for the verification of the newly built tread. This module makes it possible to check the construction operation and the quality of the new tread before rolling. A construction report is
  • One or more optical sensors 26 are preferably provided and can be used for the diagnostic phase and / or for the preparation of the construction report.
  • Figure 12 illustrates the main steps of an exemplary control method of the manufacturing system previously described.
  • the manufacturing system comprises a user module 27 capable of establishing a communication with the building module 21.
  • Figures 13a and 13b illustrate examples of user modules.
  • the module is integrated in a "Smartphone" application while in Figure 13b, the module is integrated into the dashboard of the vehicle, in the form of module or application.
  • This module allows the user to make the necessary choices and to start tread manufacturing operations of his vehicle.
  • the construction data can thus be obtained in several different ways.
  • they can be obtained either by a tread selection made by a user for example using a user module 27, or according to a user-planned route, or automatically, depending on a diagnostic step performed by the manufacturing robot and / or depending on the type of wheel and / or the type of vehicle.
  • the method comprises the following steps, with reference to FIGS. 12 and 13a:
  • step 201 consists in presenting a user interface on the user module
  • step 202 consists in parameterizing the characteristics of the tread
  • step 203 makes it possible to identify a task of adding material to be performed (for example, repair, modification, construction of a new tread, etc.);
  • step 204 consists of transmitting said material addition task and the characteristics of the tread to the construction module of the robot 20
  • This method makes it possible to reconstitute, or regenerate or rebuild at least a portion of tread worn, or partially worn, or deteriorated.
  • the reconstitution is total or partial. It is used to replace or repair a tread or a portion of tread. It also makes it possible to substitute a tread of an initial type with a tread of another type.
  • the user module allows the user to choose the type of reconstruction to perform according to his needs. The method operates advantageously without heating means, thereby simplifying the implementation and reducing the power consumption.
  • the construction module 21 sends to the user module 27 a manufacturing report, including for example qualitative status data of the newly manufactured tread.
  • the method provides a data selection step in relation to the season and / or the general condition of the road network, and / or the weather and / or the distance to be traveled with the tread to be reconstituted. . This step makes it possible to lay a tread that is better adapted to a particular context, for example seasonal or a trip to be made in a specific environment.
  • the user can reload his wheels with treads adapted to specific conditions for a given journey, then return to the reloading station after the trip to reload again and return the treads in adequacy with daily use in conditions standard.
  • the user module provides one or more treads to the user.
  • the user module being integrated into the vehicle, the relevant data corresponding to the type of wheels, to the type of tread
  • Figure 8 in connection with Figures 9 to 1 1b shows a method of manufacturing all or part of a tread 2 of a mounted assembly 1 adapted to be mounted on a motor vehicle.
  • a step 100 of diagnosis of the tread bearing surface allows to take into account the relief on which the tread must be built.
  • the calculation step 102 of a construction model of the tread takes into account the diagnostic data obtained by the diagnostic step, as previously described.
  • the diagnosis makes it possible, for example, to determine a 3D model of the carrier surface, so that the 3D model of tread construction can take into account the precise architecture of the bearing surface.
  • a substep 101 for determining the characteristics of said tread in the worn state is provided.
  • the diagnosis is implemented with the wheels mounted on the vehicle. To traverse the entire circumferential profile, the mounted assembly is rotated, for example with rollers provided under the wheels or laterally.
  • the characteristics identified during the diagnosis concern for example the profile, the shape of the sculptures, the thickness, the materials, etc.
  • the construction method provides, prior to the construction step, a preparation step on the tread in the worn state.
  • the preparation includes, for example, the removal of surplus material, the
  • a step 102 for calculating a tread construction model makes it possible to generate an exact 3d model of the construction to be made by the robot 20. This calculation is for example carried out on the basis of the type selection data. of construction, and on the basis of profile data or modeling of the tread bearing surface, as previously described.
  • the tread design model makes it possible to parameterize and control the construction device by addition of material.
  • the additive manufacturing steps can be calculated.
  • the method provides a step of construction 103 of at least a portion of a tread according to the laying characteristics on a tread bearing surface. This construction step is performed by additive material additive manufacturing on the tread carrier surface.
  • the construction step 103 of the tread is performed on the assembly mounted 1 directly on the vehicle, without disassembling the assembled assembly.
  • This embodiment is particularly fast, efficient and economical, and allows to build the tread of one or more mounted assemblies of a vehicle, preferably simultaneously, for an optimal time saving, without disassembling the wheels.
  • This method makes it possible to reconstitute, or regenerate or construct at least one tread portion. The reconstitution is total or partial. It is used to replace or repair a tread or a portion of tread. It also makes it possible to substitute a tread of an initial type with a tread of another type (or other characteristics of shape, materials, etc.). It also makes it possible to lay a tread that is better adapted to a particular context, for example seasonal or a trip to be made in a specific environment.
  • the tread carrier surface comprises or not a worn tread.
  • the method preferably comprises a step of selecting a type of construction to be performed.
  • This step allows the user to choose the tread he wants using a user module 27.
  • the selection can also be performed automatically, for example depending on the type of vehicle, the type of vehicle. mounted assembly, or use parameters, such as a journey or a trip to perform, or manually, for example by the driver of the vehicle or by a robot operator.
  • the diagnostic step comprises a substep of measuring a static and / or dynamic unbalance of the mounted assembly. This step makes it possible to adapt the construction model so that it can at least partially compensate for any static and / or dynamic imbalance of the assembled assembly.
  • step 104 An embodiment example of construction is presented in steps 104 to 109 of Figure 8.
  • the addition of material begins at step 104.
  • a first work area is constructed.
  • step 105 a relative displacement between the nozzles and the mounted assembly is performed.
  • the required material is placed in this other zone, according to the pre-established model.
  • step 106 makes it possible to check whether the construction is complete or not. If yes (step 108), the construction stops (step 109). If not (step 107), the process resumes at step 104.
  • the construction step may comprise a sub-step of crosslinking the added material.
  • the crosslinking is advantageously carried out with the addition of ultraviolet rays.
  • the manufacturing method preferably provides a verification step of the tread built. This step produces a
  • a balance sheet comprising, for example, a quality control of the newly added tread.
  • the assembled assembly is constituted by a carrier structure 1 adapted to be mounted on a motor vehicle, said support structure comprising:
  • a carrier structure center 4 through which the axis of rotation C-C passes; a bearing structure periphery adapted to carry a tread 2;
  • the supporting structure being formed in the same material or mixture or alloy of materials
  • the bearing structure having a stiffness gradient of the center of the bearing structure to the periphery of said support structure, the rigidity being greater in the center of said support structure.
  • Figure 13b, Figure 14 and Figure 16 illustrate a method of preparing a mounted assembly adapted to be mounted on a motor vehicle. This method includes the following steps:
  • a step 301 for displaying one or more treads adapted to the vehicle is shown in FIG. 13b, a step 301 for displaying one or more treads adapted to the vehicle;
  • the manufacturing system for example a robot 20 can set up the assembly mounted according to the characteristics of the selected tread.
  • the previously described robot 20 makes it possible to manufacture the tread directly on the vehicle, thus without having to remove the wheels.
  • the method allows a user to equip his vehicle optimally depending on the road and weather conditions that the vehicle will be
  • the manufacture of the treads of the vehicle is advantageously carried out by means of a method of construction by addition of material.
  • the mounted assembly preparation method preferably provides a preliminary step 300 for selecting a destination to be reached with the vehicle. This step allows the user module 27 to display treads taking into account the characteristics required to make the journey to the selected destination. This step takes into account the characteristics of the road (type of road, quality, pavement, sinuosity, etc.), the weather, so that the proposed treads are as much as possible adapted to the real conditions of the route to be made. .
  • the preparation method provides a step 304 of geolocation of the vehicle and a step 305 of identification and proposal of set preparation station mounted according to the geolocation of the vehicle.
  • the invention proposes a vehicle navigation method for a vehicle using a navigation system for equipping the vehicle with tapes. perfectly adapted to the journey.
  • the main steps of the method are illustrated in FIG. 17.
  • the method provides a step 400 for selecting a starting point and a point
  • a step 401 for calculating a route connecting these two points a step 401 for calculating a route connecting these two points.
  • a step 402 of identifying physical characteristics of the route for selecting an optimized tread is also provided.
  • the physical characteristics of the route include the type of road, a sinuosity index, a pavement condition index, and meteorological data along the route. Other characteristics can also be taken into account. Characteristics can be considered in isolation or in groups.
  • a selection of a tread is made to equip the wheels of the vehicle according to characteristics of the calculated route.
  • the method allows a user to equip his vehicle optimally depending on the actual road conditions specific to the route to be made. This provides the user with particularly efficient treads specifically designed for the conditions of the route.
  • the non-specialist user does not have to worry about the specificities required to equip his vehicle as best as the selection of treads is performed automatically by a tread calculator specifically designed for this purpose.
  • the calculator takes into account the physical data available concerning the route.
  • the method provides a step 404 for identifying and proposing an assembly preparation station mounted according to the route and / or the current location of the vehicle .
  • the method provides a step 405 of placing treads on the wheels of the vehicle in a suitable preparation station, the manufacture of treads being performed directly on the vehicle.
  • one or more robots 20 are used to carry out the manufacture by adding material.
  • the manufacture is advantageously carried out according to the method previously described, preferably with one or more robots 20.
  • Figure 14 schematically illustrates some of the elements implemented.
  • a user wishes to equip his vehicle 30 equipped with wheels such as integral wheels 1 with one or more new treads or to replace worn or deteriorated treads or for a specific use such as a travel itinerary to perform.
  • the user drives his vehicle to a tread treatment station.
  • the construction data is obtained either by a selection of treads made by a user for example using a user module 27, or according to a route provided by the user, or automatically, depending on a diagnostic step and / or depending on the type of wheel and / or the type of vehicle.
  • the station comprises a plurality of robots 20 able to perform the manufacturing operations required to build the treads by adding material.
  • a construction report 28 can be provided to the user at the end of construction.
  • One or more optical sensors 26 are preferably provided and can be used for the diagnostic phase and / or for the preparation of the construction report.

Abstract

Système de fabrication de tout ou partie d'une bande de roulement d'un ensemble monté (1) adapté pour être monté sur un véhicule automobile (30), ledit système comprenant : - un robot (20) de construction de bande de roulement comprenant au moins une buse (22) de dépose de matière par addition; - un module (21) de construction de bande de roulement sur une surface porteuse de bande de roulement, caractérisé en ce que le système de fabrication est agencé pour effectuer la mise en œuvre de la construction de bande de roulement sur l'ensemble monté (1), celui-ci étant monté sur le véhicule automobile.

Description

SYSTEME DE FABRICATION D'UNE BANDE DE ROULEMENT
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne un système de fabrication d'une bande de roulement d'un ensemble monté adapté pour être monté sur un véhicule automobile. Elle concerne également un procédé de commande dudit système.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
[0002]La majeure partie des roues de véhicules utilisés de nos jours sont constituées par un ensemble dans lequel on retrouve un jante, en tôle ou en alliage plus noble, sur laquelle est montée un pneumatique, d'où le nom courant d' «ensemble monté ». Depuis plus de 100 ans déjà, cette solution équipe des millions de véhicules, et fait l'objet de perfectionnements incessants.
[0003]Le document FR 418002 décrit un exemple d'un des premiers ensembles montés utilisant des pneumatiques avec bourrelets renforcés. Les raisons expliquant pourquoi les ensembles montés sont utilisés de façon si généralisée sont nombreuses. En comparaison avec les solutions antérieures avec des roues dures, la partie gonflée de la roue sert d'amortisseur, augmentant considérablement le confort des passagers du véhicule. Le pneumatique est par ailleurs pourvu d'une bande de roulement dont les caractéristiques sont prévues en fonction de l'utilisation et/ou du type de véhicule. Ce type de solution présente toutefois certains inconvénients liés à la nature même du concept, tel que le risque de crevaison. Aujourd'hui, de nombreux manufacturiers de pneumatiques travaillent sur des produits perfectionnés permettant de réduire ce risque. A ce jour, aucune solution universelle n'est véritablement disponible. [0004] De nos jours, compte tenu du nombre très vaste de types de véhicules de toutes sortes, les pneumatiques sont produits selon un nombre tout aussi vaste de dimensions, permettant d'optimiser les performances du couple pneumatique/véhicule. Les jantes existent aussi selon un très grand nombre de dimensions. Cela n'est pas sans présenter d'innombrables difficultés au niveau des
2017-225WO chaînes de fabrication et des chaînes logistiques permettant d'assurer le stockage et l'approvisionnement de si grands nombres de familles de produits. Il existe donc un besoin pour un produit plus simple, tant sur le plan de la fabrication, que pour celui de la distribution.
[0005] Il existe d'autres types de roues, munies de pneus non gonflés.
[0006]Le document FR 241 1721 décrit par exemple des bandages élastiques pleins en caoutchouc pour des roues de véhicules tels que les chariots de manutention et autres véhicules similaires. Ces bandages pleins sont utilisés dans certaines applications, de préférence aux pneumatiques, à cause de leur insensibilité aux perforations et de leur rigidité radiale élevée assurant un faible affaissement sous charge. Mais du fait de leur structure massive et de la mauvaise conductibilité thermique du caoutchouc, ils sont sujets à s'échauffer exagérément, par phénomène d'hystérésis lorsqu'ils sont soumis à des conditions sévères de charge et de vitesse. Cet échauffement interne peut atteindre une valeur telle qu'il diminue les propriétés de résistance du caoutchouc et en accélère fortement la dégradation.
[0007]Selon un autre exemple, le document EP 271 1 199 décrit une roue pleine rigide sans gonflage utilisée dans les systèmes d'irrigation mobiles. La roue est composée d'une partie centrale entourée d'une bande caoutchoutique mince, sans gonflage. Ce type de roue est bien adapté pour cet usage très particulier où les déplacements sont limités, à faible vitesse, et où le critère de confort n'est pas pertinent.
[0008]Dans un autre exemple, le document GB 2183565 décrit une roue avec un pneumatique sans gonflage dont la cavité est remplie par un insert constitué de plusieurs couches de plastique expansé. Cette solution peut convenir pour certains types d'usages spécifiques, mais présente de nombreux inconvénients, dont le risque d'échauffement du fait du frottement entre l'insert et le pneumatique.
[0009]Le document US 2004012246 décrit une roue composée d'un moyeu, de rayons en lamelles et un cerclage souple à l'extérieur de la roue où se trouve la bande de roulement.
2017-225WO [0010]Le document WO 2015175003 décrit une roue composée d'un moyeu et de lamelles disposées radialement pour soutenir la bande de roulement. [0011]Ces dernières solutions permettent d'éradiquer le risque de crevaison. Les roues sont toutefois complexes à produire et restent pour l'instant confinées à des utilisations bien ciblées.
[0012] Il existe donc un besoin pour une roue améliorée, permettant de supprimer le risque de crevaison, mais sans pour autant sacrifier le confort et les qualités dynamiques du pneumatique.
[0013] Il existe également un besoin pour une roue permettant de réaliser des gains de poids supplémentaires, tout en procurant une meilleure continuité avec le véhicule auquel elle est rattachée.
[0014]Selon un autre aspect, les procédés de rechapage des bandes de roulement des pneumatiques sont connus de longue date. Les pneumatiques de type poids lourds sont en particulier concernés par ce type de procédé utilisé pour prolonger la durée de vie des enveloppes pneumatiques qui sont conçues pour parcourir plusieurs centaines de milliers de km. Le renouvellement de la bande de roulement, usée plus rapidement que le reste du pneumatique, permet de poursuivre l'utilisation du pneumatique dans des conditions convenables à des coûts avantageux. [0015]La plupart des procédés de rechapage impliquent de retirer la bande de roulement en cours d'utilisation et de la remplacer par une nouvelle dont les caractéristiques sont similaires. Une bande de roulement en une partie est ainsi enroulée et appliquée sur l'enveloppe dépourvue de bande de roulement. [0016] D'autres approches ont été tentées pour effectuer le renouvellement des bandes de roulement des pneumatiques. Par exemple, le document WO2013/086577 décrit un dispositif de rechapage d'une bande de roulement de pneumatique à l'aide d'un procédé par addition de matière, souvent désigné « impression 3D ». Une pluralité de buses sont agencées sur la zone à recouvrir. La
2017-225WO matière est ajoutée sous forme de couches minces. Selon le procédé, la surface à recouvrir est préalablement chauffée, afin de favoriser l'adhérence entre l'ancienne et la nouvelle matière. Des moyens chimiques sont de préférence utilisés pour préparer la surface avant l'ajout de matière. Un scanner permet de déterminer la topographie de la surface à rechaper. Le procédé est prévu pour poser une bande de roulement selon les caractéristiques d'origine ou avec des caractéristiques distinctes, par exemple pour un usage différent.
[0017]Ce procédé est conçu pour rechaper des pneumatiques conventionnels avec gonflage. Les étapes de chauffe de la couche d'accueil impliquent un dispositif lourd, imposant, et des étapes de chauffe énergivores et coûteuses. La dépose de la roue du véhicule est impérative pour effectuer de telles opérations.
[0018]Le document US2875470 décrit un outillage et un procédé permettant d'effectuer des réparations avec micro-vulcanisation le long des flancs de pneumatiques. L'équipement décrit prévoit que le pneumatique repose au sol, en étant maintenu par des barres de maintien, rendant impossible l'application du procédé au niveau de la bande de roulement. [0019]Le document US2015/047453 décrit un système de rechapage de bande de roulement utilisant un robot comprenant un bras conçu pour appliquer une matière caoutchoutique dans le but de reconstituer la bande de roulement. Le procédé est mis en œuvre avec le pneumatique installé sur un banc de travail. [0020] Il existe donc un besoin pour un procédé plus simple, moins consommateur d'énergie, et permettant une mise en œuvre en tout lieu. Il existe aussi un besoin pour un procédé adapté pour reconstituer la bande de roulement de roues non conventionnelles. [0021]Pour pallier ces différents inconvénients, l'invention prévoit différents moyens techniques.
EXPOSE DE L'INVENTION
2017-225WO [0022]Tout d'abord, un premier objectif de l'invention consiste à prévoir une approche permettant de remplacer une bande de roulement directement sur le véhicule, sans dépose de la roue, et sans intervention d'un opérateur. [0023]Un autre objectif de l'invention consiste à prévoir une approche permettant de réparer localement une bande de roulement.
[0024] Encore un autre objectif de l'invention consiste à prévoir une approche permettant d'utiliser une roue non conventionnelle (telle qu'une roue intégrale avec une structure tridimensionnelle en treillis comportant une pluralité de poutres) de façon prolongée, malgré l'usure de la surface de roulement.
[0025] Encore un autre objectif de l'invention consiste à prévoir une approche permettant de reconstituer une bande de roulement adaptée au design d'une roue intégrale avec une structure tridimensionnelle en treillis comportant une pluralité de poutres.
[0026]Un autre objectif de l'invention consiste à prévoir un dispositif et/ou un procédé permettant d'équiper un véhicule de façon très rapide et économique avec des bandes de roulement adaptées à un usage spécifique.
[0027]Encore un autre objectif de l'invention consiste à prévoir un dispositif et/ou un procédé permettant à un utilisateur de sélectionner une bande de roulement pour son véhicule en fonction d'un usage ou trajet spécifique.
[0028]Encore un objectif de l'invention consiste à prévoir une roue de véhicule dont les risques de crevaison sont supprimés.
[0029]Encore un objectif de l'invention consiste à prévoir une roue de véhicule permettant de minimiser et/ou simplifier les opérations de maintenance et d'entretien.
[0030] Encore un autre objectif de l'invention consiste à prévoir une roue de véhicule de masse réduite.
2017-225WO [0031] Encore un objectif de l'invention consiste à prévoir une roue de véhicule permettant de mettre en œuvre des fonctions nouvelles.
[0032] Pour ce faire, l'invention prévoit un système de fabrication de tout ou partie d'une bande de roulement d'un ensemble monté adapté pour être monté sur un véhicule automobile, ledit système comprenant :
- un robot de construction de bande de roulement comprenant au moins une buse de dépose de matière par addition ;
- un module de construction de bande de roulement sur une surface porteuse de bande de roulement,
le système de fabrication étant agencé pour effectuer la mise en œuvre de la construction de bande de roulement sur l'ensemble monté, celui-ci étant posé sur le véhicule automobile. [0033]Ce mode de réalisation est particulièrement rapide, efficace et économique, et permet de construire la bande de roulement d'un ou plusieurs ensembles montés d'un véhicule, de préférence en simultané, pour un gain de temps optimal, sans démonter les roues. [0034]Ce procédé permet de reconstituer, ou régénérer ou construire au moins une portion de bande de roulement. La reconstitution est totale ou partielle. Elle sert à remplacer ou réparer un bande de roulement ou une portion de bande de roulement. Elle permet aussi de substituer une bande de roulement d'un type initial par une bande de roulement d'un autre type (ou autres caractéristiques de forme, de matériaux, etc). Elle permet aussi de poser une bande de roulement mieux adaptée à un contexte particulier, par exemple saisonnier ou un voyage à réaliser dans un environnement précis.
[0035] De manière avantageuse, le système de fabrication comprend un module de sélection d'un type de construction à effectuer.
[0036]Le système permet alors de réaliser des designs spécifiques, pour des usages ponctuels donnés, conférant à la roue une vocation multi-usages. L'utilisateur a ainsi la possibilité d'adapter les bandes de roulements de son véhicule à tous moment, en
2017-225WO fonction de besoins immédiats. Les designs sont choisis de façon optimale, sans devoir adopter de compromis en fonction d'usages multiples, impliquant souvent des caractéristiques difficilement compatibles. [0037] Egalement de manière avantageuse, le système de fabrication comprend un module de calcul d'un modèle de construction de bande de roulement à partir de données de sélection de type de construction.
[0038] Egalement de manière avantageuse, le module de construction de bande de roulement comprend un module de diagnostic de la surface porteuse de bande de roulement.
[0039]Les données de diagnostic sont particulièrement utiles pour déterminer l'agencement précis de la structure tridimensionnelle de la roue, pour faire en sorte que la matière ajoutée s'intègre parfaitement à la roue. Le modèle de reconstitution peut alors parfaitement prendre en compte la structure tridimensionnelle et réaliser une bande de roulement parfaitement adaptée.
[0040] Egalement de manière avantageuse, le module de construction comprend un module de calcul des opérations d'addition de matière pour le calcul des opérations de construction de la bande de roulement, à partir de données de modèle.
[0041]Le module de calcul d'un modèle de reconstitution permet de bien prendre en compte les spécificités de la roue, et de réaliser un modèle sur mesure, parfaitement adapté. Ce modèle peut éventuellement être conservé en mémoire dans les données utilisateurs, pour un usage ultérieur. Les opérations d'addition sont déterminées de façon adaptée à chaque modèle, plutôt que selon une approche universelle, permettant d'optimiser les caractéristiques de construction. [0042] Egalement de manière avantageuse, le module de diagnostic comprend un module de calcul d'un balourd statique et/ou dynamique de l'ensemble monté, coopérant avec un ensemble de détection de balourd prévu sur le robot.
2017-225WO [0043] Egalement de manière avantageuse, le module de calcul de modèle de construction est adapté pour prendre en compte les données de balourd pour définir un modèle avec un déséquilibrage (statique et/ou dynamique) réduit. [0044]On évite ainsi de devoir réaliser des opérations de rééquilibrage de roues avec ajout de masses localisées, ces opérations étant longues et souvent peu fiables du fait du risque de détachement des masses. L'utilisateur bénéficie d'un important gain de temps et de coûts réduits, en plus d'un équilibrage durable et adapté. [0045] Egalement de manière avantageuse, le système de fabrication comprend au moins deux robots mobiles par rapport au véhicule automobile. Ce mode de réalisation permet des gains de temps considérable en travaillant sur plusieurs roues en parallèle. [0046] Egalement de manière avantageuse, le système de fabrication comprend un pont élévateur pour soulever un véhicule dont au moins une des roues doit être reconstituée.
[0047]Ce mode de réalisation permet aux robots de travailler de façon optimale, avec un accès aisé aux zones à reconstituer, indépendamment des modèles de véhicules, et facilite la mise en rotation des roues.
[0048] Egalement de manière avantageuse, le module de diagnostic comprend un sous-module de détermination des caractéristiques de la bande de roulement à l'état usé.
[0049]Les caractéristiques concernent les dimensions, les matériaux, un éventuel profil de la bande de roulement usée, etc. [0050] Egalement de manière avantageuse, le robot comprend un module de préparation commandant une tête de préparation prévue au niveau du robot.
[0051]La préparation concerne par exemple un enlèvement de matière, un nettoyage, un brossage, un séchage, etc.
2017-225WO [0052] Egalement de manière avantageuse le module de construction comprend un module de vérification adapté pour la vérification de la bande de roulement à l'état reconstitué.
[0053] Egalement de manière avantageuse le robot comprend un module de réticulation de la matière ajoutée. La réticulation peut par exemple être réalisée par rayons ultra-violets.
[0054]L'invention prévoit également un procédé de commande d'un système de fabrication tel que préalablement décrit, ledit système comprenant par ailleurs un module utilisateur susceptible d'établir une communication avec le module de construction, comprenant les étapes consistant à :
i) présenter une interface utilisateur sur le module utilisateur ;
ii) paramétrer les caractéristiques de la bande de roulement ;
iii) identifier une tâche d'ajout de matière à effectuer ;
iv) transmettre ladite tâche d'ajout de matière et les caractéristiques de la bande de roulement au module de construction du robot pour permettre à ce dernier d'effectuer une construction de la bande du roulement selon les paramètres reçus. [0055]Ce procédé permet de reconstituer, ou régénérer ou reconstruire au moins une portion de bande de roulement usée, ou partiellement usée, ou détériorée. La reconstitution est totale ou partielle. Elle sert à remplacer ou réparer un bande de roulement ou une portion de bande de roulement. Elle permet aussi de substituer une bande de roulement d'un type initial par une bande de roulement d'un autre type. Le module utilisateur permet à l'utilisateur de choisir le type de reconstitution à effectuer en fonction de ses besoins.
[0056]De manière avantageuse, après construction de la bande de roulement, le module de construction envoie au module utilisateur un bilan de fabrication, comprenant des données d'état qualitatif de la bande de roulement mise en œuvre.
[0057] Egalement de manière avantageuse, l'étape d'identification de tâche de reconstitution à effectuer permet l'identification d'une des présélections suivantes :
2017-225WO une construction selon le design d'origine, une réparation, une construction selon un design différent du design d'origine.
[0058]L'utilisateur a à sa disposition une panoplie de cas types. Il choisit en fonction de ses besoins du moment.
[0059] Egalement de manière avantageuse, le procédé comprend par ailleurs une étape de sélection de données en relation avec la saison et/ou l'état général du réseau routier, et/ou la météo et/ou la distance à parcourir avec la bande de roulement à reconstituer.
[0060]Cette étape permet de poser une bande de roulement mieux adaptée à un contexte particulier, par exemple saisonnier ou un voyage à réaliser dans un environnement précis. L'utilisateur peut recharger ses roues avec des bandes de roulement adaptées à des conditions spécifiques pour un trajet donné, puis retourner à la station de rechargement après le voyage pour recharger à nouveau et remettre les bandes de roulement en adéquation avec un usage quotidien en conditions standard. DESCRIPTION DES FIGURES
[0061]Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures 1 à 17, présentées uniquement à des fins d'exemples non limitatifs, et dans lesquelles :
-les figures 1 a et 1 b sont des coupes transversales illustrant deux exemples de réalisation de roue intégrale selon l'invention ;
-les figures 2a, 2b, et 3 sont des vues agrandies de portions des roues intégrales des figures 1 a et 1 b, soit les zones du sommet des figures 1 a et 1 b aux figures 2a et 2b, et la zone centrale pour la figure 3 ;
-la figure 4 illustre une portion de bande de roulement de la roue intégrale de la figure 1 a ;
-les figures 5 et 6 illustrent la roue intégrale de la figure 1 a vue du côté extérieur à la figure 5 et du côté intérieur à la figure 6 ;
2017-225WO -la figure 7 illustre une vue agrandie de la structure tridimensionnelle de la roue intégrale ;
-la figure 8 est un organigramme fonctionnel présentant des exemples d'étapes permettant de mettre en œuvre un procédé de fabrication de bandes de roulement à l'aide de robots de construction par ajout de matière (ou fabrication additive) ;
-les figures 9, 10a, 10b, 1 1 a et 1 1 b illustrent de façon schématique les principaux éléments d'un système de construction de bande de roulement à l'aide de robots de construction par ajout de matière (ou fabrication additive) ;
-la figure 12 est un organigramme fonctionnel présentant des exemples d'étapes permettant de mettre en œuvre un procédé de commande d'un système de fabrication de bandes de roulement à l'aide de robots de construction par ajout de matière (ou fabrication additive) ;
-les figures 13a et 13b illustrent des exemples de modules utilisateur permettant à un utilisateur d'interagir avec un système de fabrication de bandes de roulement à l'aide de robots de construction par ajout de matière (ou fabrication additive) ;
-la figure 14 est une représentation symbolique montrant différents éléments entrant en jeu dans un système et un procédé de fabrication de bandes de roulement à l'aide de robots de construction par ajout de matière (ou fabrication additive) ;
-la figure 15 illustre schématiquement un exemple de module de construction 21 d'un robot de construction de bandes de roulement par ajout de matière (ou fabrication additive).
-la figure 16 est un organigramme fonctionnel présentant des exemples d'étapes permettant de mettre en œuvre un procédé de préparation d'ensemble monté permettant la sélection d'une bande de roulement adaptée;
-la figure 17 est un organigramme fonctionnel présentant des exemples d'étapes permettant de mettre en œuvre un procédé navigation routière pour véhicule à l'aide d'un système de navigation permettant d'équiper son véhicule avec des bandes de roulement parfaitement adaptées au trajet à parcourir. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
DEFINITIONS
2017-225WO [0062]Par « matériau ou mélange élastomère, on entend un élastomère diénique, c'est-à-dire de manière connue un élastomère issu d'au moins en partie (c'est-à-dire homopolymère ou un copolymère) de monomères diènes (monomères porteurs de deux doubles liaisons carbone-carbone, conjuguées ou non).
[0063]On entend par « creux » ou « trous » un espace disponible ou une zone de vide ou absence de matière, dont le périmètre ou contour est défini par la matière environnante (par exemple les poutres et/ou joints de poutres) d'une structure en treillis.
[0064]Par « bande de roulement », on entend la partie de l'ensemble monté agencée en périphérie et destinée à être en contact avec le sol. La bande de roulement exclue les éventuels câbles circonférentiels agencés au niveau du sommet. Ce type d'agencement permet de réaliser la reconstitution de la bande de roulement par addition de matière.
[0065]Par « fabrication additive », on entend une procédé de fabrication par addition de matière, plus connu sous le nom d'impression 3D. Ce processus de fabrication transforme un modèle 3D en un objet physique, en assemblant une ou plusieurs couches successives d'un ou plusieurs matériau(x).
[0066]Les figures 1 a et 1 b illustrent des exemples de structures porteuses 1 ou roues intégrales selon l'invention. La structure porteuse comprend une bande de roulement 2 procurant une surface de roulement 3 adaptée pour interfacer avec le sol. Le centre de structure porteuse 4, défini par un axe C-C, sert d'axe de rotation. Un moyeu 5 de fixation est agencé dans la zone centrale de la structure porteuse. Ce moyeu 5 permet de fixer la structure porteuse à un véhicule. Dans l'exemple illustré à la figure 3, le moyeu 5 définis un cylindre creux 16 de fixation de structure porteuse dans lequel un axe de roue peut être logé. La paroi du cylindre 16 permet de loger une pluralité de renforts 14 de moyeu, conçus pour loger des moyens de fixation de roue, comme par exemple des vis de fixation. Les renforts 14 sont préférentiellement constitués d'un matériau remplissant la totalité du volume, sans formation de creux. Le matériau des renforts 14 est avantageusement le même que
2017-225WO celui du moyeu. Des renforts métalliques ou en matériaux composites peuvent aussi être utilisés.
[0067]Toujours dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 3, au moins un logement 15 est prévu dans le moyeu. Ce logement permet de positionner un bloc lumineux (non montré) permettant d'éclairer, tout ou partie de la structure porteuse, du moyeu 5 vers la périphérie. Le bloc lumineux comprend de préférence une pile ou une batterie et une pluralité d'ampoules à basse consommation, par exemple une ampoule de type led ou oled. En variante, le moyeu comprend une pluralité de logements 15 pour autant de bloc lumineux d'une ou plusieurs couleurs, fonctionnant en alternance ou simultanément. La structure spécifique de la structure porteuse, avec une pluralité de creux 9 inter communicants (tel que décrit plus en détails dans ce qui suit), permet une diffusion de la lumière dans l'ensemble de la structure porteuse. En plus d'effets esthétiques variés, les structures porteuses éclairées peuvent permettre de renforcer l'éclairage du véhicule, par exemple avec des feux latéraux et/ou des signaux indicateurs de changements de direction. Chaque bloc lumineux comporte une antenne et un circuit de commande de l'éclairage, de préférence en relation avec un boîtier central prévu au niveau du véhicule. [0068]Tel que montré dans la coupe de la roue de la figure 1 , entre le moyeu 5 et la bande de roulement 2, on retrouve tout d'abord une zone intermédiaire 6 de structure porteuse, puis une zone périphérique 7 de structure porteuse, radialement extérieure à la zone intermédiaire 6 de structure porteuse. La zone périphérique 7 s'étend sur toute la circonférence de la structure porteuse et porte la bande de roulement 2, intégrée structurellement à la zone périphérique 7 par l'entremise d'une surface porteuse de bande de roulement.
[0069]Les figures 1 a, 1 b et 2a et 2b montrent deux variantes de réalisation de la roue intégrale. Dans l'exemple de la figure 2a, le contour externe de la zone périphérique forme la surface porteuse de bande de roulement. Dans l'exemple de la figure 2b, un renfort circonférentiel 19 de sommet est prévu entre la bande de roulement et la zone périphérique. Ce renfort de sommet permet de rigidifier la roue intégrale et forme une protection périphérique. Il peut éventuellement comporter des
2017-225WO éléments de renforts circonférentiels tels que des fils ou câbles textiles, métalliques ou hybrides.
[0070]Dans l'exemple illustré aux figures 5 et 6, la zone intermédiaire 6 de structure porteuse comprend une pluralité de bâtons 13 (ou haubans) reliant le moyeu 5 à la zone périphérique 7 de structure porteuse. Entre trois et neuf bâtons peuvent être prévus. Des ouvertures ou fenêtres 17 sont définies entre les bâtons 13. Dans l'exemple illustré, les ouvertures sont de profil ovoïde. D'autres profils d'ouvertures peuvent être prévus selon diverses variantes de réalisations non montrées. La section des poutres constituant les bâtons est prévue par exemple entre 3 et 10 mm. La section des poutres est préférentiellement circulaire. Elle est préférentiellement variable entre le milieu de la poutre et ses extrémités, la plus faible section étant positionnée au milieu. Préférentiellement, les poutres ont un rayon de courbure simple ou en S, le rayon est supérieur à la demi-longueur des poutres. Elles sont préférentiellement droites dans les parties à faible taux de vide. Les poutres se rejoignent en formant des nœuds à leurs extrémités (joints 12 de poutres).
[0071]Tel que montré dans les agrandissements de portion de la zone périphérique des figures 2 et 7, l'ensemble monté, et plus particulièrement la zone intermédiaire 6 et la zone périphérique 7, sont généralement constituées par un réseau ou structure tridimensionnelle 10 de poutres 1 1 (ou treillis), les poutres étant reliées entre elles par des joints 12 de poutres, et orientées de façon à former une structure de Voronoï, avec une triangulation de Delaunay. Les espaces entre les poutres 1 1 forment des creux 9. Une telle structure, en minimisant la probabilité de générer des triangles allongés, permet de produire une structure porteuse suffisamment résistante et endurante pour porter le poids du véhicule et supporter les contraintes liées au roulement du véhicule. Un choix judicieux du matériau des poutres 1 1 permet de créer des poutres flexibles et résilientes, permettant de prévoir une aire de contact avec le sol de façon similaire à l'aire de contact produite par la déformation d'un pneumatique pour une roue conventionnelle.
[0072] De manière connue, il est démontré que les arêtes des cellules de Voronoï correspondent à des parties de médiatrices de triangles de Delaunay. De même, les sommets des cellules sont les centres des cercles circonscrits de triangles de
2017-225WO Delaunay. Autrement dit, deux sommets extrémités d'une arête d'une cellule de Voronoï -hors bordure- sont les centres de cercles circonscrits de deux triangles de Delaunay adjacents. Une telle structure permet de minimiser les surfaces des poutres, et donc la masse de la structure porteuse. On obtient par ailleurs une structure avec des « creux » 9 ou cellules tridimensionnelles, ce qui présente de nombreux avantages en utilisation, tel qu'un important allégement de la structure porteuse ou la possibilité de favoriser l'évacuation de l'eau par l'intérieur de la structure porteuse. La figure 4, montrant une zone agrandie de surface de roulement, montre bien les canaux 8 qui communiquent avec la bande de roulement, permettant à l'eau de pénétrer librement dans la structure de la roue intégrale, pour évacuation par les côtés.
[0073]La structure tridimensionnelle 10 permet également la possibilité de créer un éclairage de structure porteuse, tel que préalablement décrit.
[0074]Les motifs formés par la structure tridimensionnelle 10 de poutres 1 1 peuvent être répétitifs ou non. On utilise avantageusement des motifs non répétitifs, notamment pour réduire les sources de vibrations (en particulier les résonnances) et le niveau sonore. Le taux de creux moyen de la structure tridimensionnelle est supérieur à 50% et préférentiellement supérieur à 75%. Selon un mode de réalisation privilégié, le taux de creux augmente en se dirigeant radialement extérieurement dans la structure tridimensionnelle.
[0075]Le matériau utilisé pour créer la structure tridimensionnelle est avantageusement en polyuréthane ou en matériau caoutchoutique. Le niveau de dureté shore A du matériau est avantageusement compris entre 20 et 65. La bande de roulement est de préférence réalisée en matériau caoutchoutique.
[0076]La figure 4 permet de bien visualiser la surface de roulement 3 fournie par la bande de roulement 2, bien visible aux figures 2, 5 et 6. Tel qu'illustré, la bande de roulement est directement intégrée à la zone périphérique 7 par l'entremise d'une surface porteuse de bande de roulement, permettant de constituer une roue unitaire ou intégrale. Contrairement à la structure tridimensionnelle 10 des zones radialement intérieures de la roue, la bande de roulement prévoit une pluralité de sculptures 18
2017-225WO de surface. La bande de roulement est incrustée dans la zone radialement extérieure de la zone périphérique 7. Les sculptures 18 s'étendent radialement extérieurement au-delà de la zone périphérique pour créer la surface de roulement. Ces sculptures sont avantageusement minces, par exemple avec une hauteur de 2 à 5 mm. La figure 4 permet de bien visualiser un mode de réalisation comportant des canaux radiaux 8 de bande de roulement. Ces canaux sont des zones où on ne retrouve ni sculpture 18 ni structure tridimensionnelle 10, permettant une communication entre l'intérieur et l'extérieur de la structure porteuse. Cette caractéristique permet en outre à l'eau présente sous la bande de roulement de pénétrer dans la zone périphérique 7 pour pouvoir ensuite s'échapper par les côtés de la roue intégrale. Les propriétés de roulage sur sol mouillé sont optimales et les risques d'aquaplaning sont fortement réduits.
[0077]La roue intégrale selon l'invention ne comportant pas de portion gonflable, le risque de crevaison est totalement supprimé.
[0078]La structure porteuse est avantageusement réalisée à l'aide d'un procédé de fabrication par addition de matière. [0079]Le au moins un matériau de ladite structure porteuse est un matériau composite (à base de plastique, thermoplastique) Ex : à base de polyuréthane, PET, polyamide, résine époxy, fibre de carbone, fibre naturelle, fibre de verre ou en mélange élastomère.
SYSTEME DE FABRICATION DE BANDE DE ROULEMENT ET PROCEDE DE COMMANDE
[0080]Les figures 9 à 1 1 b illustrent un exemple de système de fabrication de tout ou partie d'une bande de roulement d'une roue intégrale telle que préalablement décrite.
[0081]Le système de fabrication permet de réaliser des designs spécifiques, pour des usages ponctuels donnés, conférant à la roue une vocation multi-usages. L'utilisateur a ainsi la possibilité d'adapter les bandes de roulement de son véhicule à
2017-225WO tout moment, en fonction de besoins immédiats. Les designs sont choisis de façon optimale, sans devoir adopter de compromis en fonction d'usages multiples, impliquant souvent des caractéristiques difficilement compatibles. [0082]Le système comprend un ou plusieurs robots 20 de fabrication, de préférence par addition de matière. Chaque robot comprend au moins une buse 22, et de préférence une pluralité de buses 22 afin d'optimiser le rendement de fabrication. Les figures 1 1 a et 1 1 b montrent un exemple d'agencement avec trois buses 22 disposées côte-à-côte l'une de l'autre. Un réservoir 24 de matière est relié aux buses 22. De façon connue, la matière est chauffée par un corps de chauffe 23 avant de pouvoir être disposée sur la pièce en fabrication par l'entremise des buses. Selon les variantes de réalisation, les modes d'acheminement de la matière peuvent être indépendants ou couplés. Dans le premier cas, une pluralité de réservoirs permettent d'acheminer par des circuits, des corps de chauffe et des buses indépendants, la matière à appliquer. Dans le second cas, un réservoir, un circuit et un corps de chauffe uniques permettent d'acheminer la matière qui est ensuite répartie entre une pluralité de buses. Tel que montré à la figure 1 1 b, les buses sont mobiles latéralement de façon à pouvoir couvrir toute la largeur de la bande de roulement à construire. Une bande de roulement est avantageusement effectuée en construisant un tranche ou trace latérale, d'un côté à l'autre de la roue. La roue est ensuite légèrement tournée, pour permettre la mise en place de la prochaine tranche ou trace. On procède ainsi jusqu'à ce que toute la bande de roulement soit construite. En variante, on procède par traces ou tranches circonférentielles, en déposant la matière non pas latéralement, mais sur un tour de roue, pour une position axiale donnée. La ou les buses sont ensuite déplacées pour pouvoir construire une trace ou tranche circonférentielle sur une position axiale voisine. On procède ainsi jusqu'à ce que toute la bande de roulement soit construite.
[0083]Le robot de fabrication comprend un module de construction 21 , conçu pour gérer et commander les opérations du robot. En variante, un module de construction peut être disposé hors du robot. Egalement en variante, un module de construction peut commander une pluralité de robots. Ce module est décrit en détails dans ce qui suit.
2017-225WO [0084]Tel qu'illustré aux figures 10a et 10b, le système de fabrication est conçu pour permettre d'effectuer la fabrication des bandes de roulement directement sur le véhicule, sans démontage des roues. Dans l'exemple de la figure 10a, deux robots 20, mobiles par rapport au véhicule, sont agencés de chaque côté du véhicule pour travailler les bandes de roulement par les côtés du véhicule, par exemple dans la zone supérieure des cavités de roues du véhicule. Dans un tel exemple, le système prévoit avantageusement des moyens de mise en rotation des roues, par exemple des rouleaux, agencés sous les roues du véhicule. La figure 10b montre un autre exemple de réalisation dans lequel un pont de levage 25 est prévu sous le véhicule afin de soulever ce dernier et permettre le travail de fabrication sous les roues. Dans ce cas, les moyens de mise en rotation de la roue peuvent être prévus de façon à agir sur les flancs des roues.
[0085]Ce mode de réalisation est particulièrement rapide, efficace et économique, et permet de construire la bande de roulement d'un ou plusieurs ensembles montés (ou roues intégrales) d'un véhicule, de préférence en simultané, pour un gain de temps optimal, sans démonter les roues. Ce procédé permet de reconstituer, ou régénérer ou construire au moins une portion de bande de roulement. La reconstitution est totale ou partielle. Elle sert à remplacer ou réparer un bande de roulement ou une portion de bande de roulement. Elle permet aussi de substituer une bande de roulement d'un type initial par une bande de roulement d'un autre type (ou autres caractéristiques de forme, de matériaux, etc). Elle permet aussi de poser une bande de roulement mieux adaptée à un contexte particulier, par exemple saisonnier ou un voyage à réaliser dans un environnement précis.
[0086]En variante, pour optimiser le processus de fabrication, le robot 20 comprend un module de réticulation de la matière ajoutée. Il peut s'agir par exemple d'un module utilisant des rayons ultraviolets ou autres, adaptés pour accélérer la réticulation une fois la matière appliquée.
[0087]La bande de roulement est avantageusement construite sur une surface porteuse de bande de roulement telle que préalablement décrite.
2017-225WO [0088] Le système de fabrication prévoit de préférence un module 27 de sélection d'un type de construction à effectuer. Ce module peut être intégré à une application de « smartphone » ou encore être prévu dans un élément du tableau de bord du véhicule. Dans ce dernier cas, les données clés du véhicule et des roues intégrales correspondantes sont mises en mémoire dans le module.
[0089] La figure 15 illustre schématiquement un exemple de module de construction 21 .
[0090]Un microprocesseur 41 et des instructions de mise en œuvre permettent la mise en œuvre du module. Un bus permet les échanges de données requis avec les autres éléments du système de fabrication.
[0091]Dans l'exemple illustré, le module de construction comprend un module 44 de calcul d'un modèle de construction de bande de roulement, et une mémoire 49 correspondante. Ce module permet de définir un modèle de construction qui pourra ensuite être fourni au robot de construction pour construire la bande de roulement par addition de matière. Le modèle permet de définir de façon précise l'objet à construire, dans ce cas une bande de roulement. Le module mémoire 49 permet de conserve le modèle par exemple pour des utilisations ultérieures.
[0092]Dans le cas où le type de bande de roulement à construire est fourni par un module 27 de sélection de type de construction, le module 44 de calcul de modèle de construction prend en compte le type de bande de roulement à réaliser afin de générer le modèle correspondant.
[0093]Un module 45 de calcul des opérations d'addition de matière et une mémoire 50 correspondante, permettent de calculer et stocker les données des multiples opérations successives à réaliser par le robot de construction. [0094]Un module 42 de diagnostic est également prévu, en correspondance avec un module mémoire 48 de données de diagnostic. Ce module peut permettre de définir de façon précise et détaillée le modèle 3d ou cartographie de la surface porteuse de bande de roulement afin que la bande de roulement construite puisse s'intégrer parfaitement à cette surface. Les deux modèles, soit celui de la bande porteuse et
2017-225WO celui de la bande de roulement à construire, sont ainsi complémentaires et adaptés l'un à l'autre, pour produire une roue intégrale robuste, fiable et performante. Les données de diagnostic sont particulièrement utiles pour déterminer l'agencement précis de la structure tridimensionnelle de la roue, pour faire en sorte que la matière ajoutée s'intègre parfaitement à la roue. Le modèle de construction peut alors parfaitement prendre en compte la structure tridimensionnelle et réaliser une bande de roulement parfaitement adaptée.
[0095]En variante, le module de diagnostic comprend un sous-module de détermination des caractéristiques de bande de roulement, conçu pour détecter et modéliser les caractéristiques d'une éventuelle bande de roulement préexistante, devant être traitée avant construction de la nouvelle bande de roulement. Il est ainsi possible de traiter adéquatement la surface restante, par exemple pour enlever tout ou partie de cette surface restante, pour la traiter afin de la rendre bien compatible pour réception d'une nouvelle bande de roulement, ou autre. A cet effet, le robot 20 comprend un module de préparation commandant une tête de préparation prévue au niveau du robot. La préparation concerne par exemple un enlèvement de matière, un nettoyage, un brossage, un séchage, etc. [0096] Le module de construction comprend par ailleurs un module 46 de calcul d'un balourd statique et/ou dynamique de l'ensemble monté, coopérant avec un ensemble de détection de balourd prévu sur le robot. Un module mémoire correspondant 51 peut également être prévu pour les données de déséquilibrage. Le module 44 de calcul de modèle de construction est adapté pour prendre en compte les données de balourd pour définir un modèle avec un déséquilibrage statique et/ou dynamique réduit. On évite ainsi de devoir réaliser des opérations de rééquilibrage de roues avec ajout de masses localisées, ces opérations étant longues et souvent peu fiables du fait du risque de détachement des masses. L'utilisateur bénéficie d'un important gain de temps et de coûts réduits, en plus d'un équilibrage durable et adapté.
[0097]Dans l'exemple illustré, le module 21 de construction comprend un module 47 de vérification, adapté pour la vérification de la bande de roulement nouvellement construite. Ce module permet de vérifier l'opération de construction et la qualité de la nouvelle bande de roulement avant roulage. Un bilan de construction est
2017-225WO éventuellement adressé à l'utilisateur du véhicule. Un ou plusieurs capteurs optiques 26 sont de préférence prévus et peuvent servir pour la phase de diagnostic et/ou pour la préparation du bilan de construction. PROCEDE DE COMMANDE DU SYSTEME DE FABRICATION
[0098]La figure 12 illustre les principales étapes d'un exemple de procédé de commande du système de fabrication préalablement décrit. Pour cette mise en œuvre, le système de fabrication comprend un module utilisateur 27 susceptible d'établir une communication avec le module 21 de construction. Les figures 13a et 13b illustrent des exemples de modules utilisateurs. À la figure 13a le module est intégré à une application de « Smartphone » tandis qu'à la figure 13b, le module est intégré au tableau de bord du véhicule, sous forme de module ou d'application. Ce module permet à l'utilisateur d'effectuer les choix nécessaires et de lancer les opérations de fabrication des bandes de roulement de son véhicule. Les données de construction peuvent ainsi être obtenues de plusieurs manières différentes. Par exemple, elles peuvent être obtenues soit par une sélection de bande de roulement faite par un utilisateur par exemple à l'aide d'un module utilisateur 27, ou en fonction d'un itinéraire prévu par l'utilisateur, ou automatiquement, en fonction d'une étape de diagnostic effectuée par le robot de fabrication et/ou en fonction du type de roue et/ou du type de véhicule.
[0099]Tel qu'illustré, le procédé comprend les étapes suivantes, en relation avec les figures 12 et 13a :
i) l'étape 201 consiste à présenter une interface utilisateur sur le module utilisateur ;
ii) l'étape 202 consiste à paramétrer les caractéristiques de la bande de roulement ;
iii) l'étape 203 permet d'identifier une tâche d'ajout de matière à effectuer (par exemple réparation, modification, construction d'une nouvelle bande de roulement, etc.) ;
iv) l'étape 204 consiste à transmettre ladite tâche d'ajout de matière et les caractéristiques de la bande de roulement au module de construction du robot 20
2017-225WO pour permettre à ce dernier d'effectuer une construction de la bande du roulement selon les paramètres reçus (étape 206).
[00100] Ce procédé permet de reconstituer, ou régénérer ou reconstruire au moins une portion de bande de roulement usée, ou partiellement usée, ou détériorée. La reconstitution est totale ou partielle. Elle sert à remplacer ou réparer un bande de roulement ou une portion de bande de roulement. Elle permet aussi de substituer une bande de roulement d'un type initial par une bande de roulement d'un autre type. Le module utilisateur permet à l'utilisateur de choisir le type de reconstitution à effectuer en fonction de ses besoins. Le procédé fonctionne avantageusement sans moyen de chauffe, simplifiant d'autant la mise en œuvre et réduisant la consommation d'énergie.
[00101] Tel qu'illustré à la figure 13a et à l'étape 207 de la figure 12, après la construction de la bande de roulement 2 par le robot (étape 206), le module 21 de construction envoie au module utilisateur 27 un bilan de fabrication, comprenant par exemple des données d'état qualitatif de la bande de roulement nouvellement fabriquée. [00102] En variante, le procédé prévoit une étape de sélection de données en relation avec la saison et/ou l'état général du réseau routier, et/ou la météo et/ou la distance à parcourir avec la bande de roulement à reconstituer. Cette étape permet de poser une bande de roulement mieux adaptée à un contexte particulier, par exemple saisonnier ou un voyage à réaliser dans un environnement précis. L'utilisateur peut recharger ses roues avec des bandes de roulement adaptées à des conditions spécifiques pour un trajet donné, puis retourner à la station de rechargement après le voyage pour recharger à nouveau et remettre les bandes de roulement en adéquation avec un usage quotidien en conditions standard. [00103] Dans la variante de réalisation de la figure 13b, le module utilisateur propose une ou plusieurs bandes de roulement à l'utilisateur. Dans cet exemple de mise en œuvre, le module utilisateur étant intégré au véhicule, les données pertinentes correspondant au type de roues, au type de bandes de roulement
2017-225WO compatibles, etc, sont déjà disponibles, simplifiant d'autant les choix et les manipulations à effectuer par l'utilisateur.
PROCEDE DE FABRICATION DE BANDE DE ROULEMENT
[00104] La figure 8 en relation avec les figures 9 à 1 1 b illustre un procédé de fabrication de tout ou partie d'une bande de roulement 2 d'un ensemble monté 1 adapté pour être monté sur un véhicule automobile.
[00105] Une étape 100 de diagnostic de la surface porteuse de bande de roulement, permet de prendre en compte le relief sur lequel la bande de roulement doit être construite. L'étape de calcul 102 d'un modèle de construction de la bande de roulement prend en compte les données de diagnostic obtenues par l'étape de diagnostic, tel que préalablement décrit. Le diagnostic permet par exemple de déterminer un modèle 3D de la surface porteuse, afin que le modèle 3D de construction de la bande de roulement puisse bien prendre en compte l'architecture précise de la surface porteuse.
[00106] Dans le cas où la surface porteuse comprend une bande de roulement à l'état usé, une sous-étape 101 de détermination des caractéristiques de ladite bande de roulement à l'état usé est prévue. [00107] Comme la fabrication, le diagnostic est mis en œuvre avec les roues montées sur le véhicule. Pour parcourir tout le profil circonférentiel, l'ensemble monté est mis en rotation, par exemple avec des rouleaux prévus sous les roues ou latéralement. Les caractéristiques identifiées pendant le diagnostic concernent par exemple le profil, la forme des sculptures, l'épaisseur, les matériaux, etc.
[00108] Dans le cas où l'ensemble monté comporte déjà une bande de roulement, le procédé de construction prévoit, préalablement à l'étape de construction, une étape de préparation sur la bande de roulement à l'état usé. La préparation comprend par exemple l'enlèvement de matière en excédent, le
2017-225WO nettoyage, le brossage, le séchage de la surface à reconstituer. Cette étape permet de faciliter et d'optimiser la reconstruction de la bande de roulement à partir d'une surface d'accueil bien adaptée à la reconstruction. L'étape de diagnostic permet de mettre en œuvre la préparation de façon fiable et efficace.
[00109] Une étape 102 de calcul d'un modèle de construction de la bande de roulement permet de générer un modèle 3d exact de la construction à réaliser par le robot 20. Ce calcul est par exemple effectué à partir des données de sélection de type de construction, et sur la base des données de profil ou de modélisation de la surface porteuse de bande de roulement, tel que préalablement décrit. Le modèle de construction de bande de roulement permet par exemple de paramétrer et contrôler le dispositif de construction par addition de matière. En outre, à partir du modèle, les étapes de construction par fabrication additive peuvent être calculées. [00110] Tel qu'illustré à la figure 8, le procédé prévoit une étape de construction 103 d'au moins une portion d'une bande de roulement en fonction de caractéristiques de pose sur une surface porteuse de bande de roulement. Cette étape de construction est réalisée par ajout de matière par fabrication additive sur la surface porteuse de bande de roulement. L'étape de construction 103 de la bande de roulement est réalisée sur l'ensemble monté 1 directement sur le véhicule, sans démontage de l'ensemble monté. Ce mode de réalisation est particulièrement rapide, efficace et économique, et permet de construire la bande de roulement d'un ou plusieurs ensembles montés d'un véhicule, de préférence en simultané, pour un gain de temps optimal, sans démonter les roues. Ce procédé permet de reconstituer, ou régénérer ou construire au moins une portion de bande de roulement. La reconstitution est totale ou partielle. Elle sert à remplacer ou réparer un bande de roulement ou une portion de bande de roulement. Elle permet aussi de substituer une bande de roulement d'un type initial par une bande de roulement d'un autre type (ou autres caractéristiques de forme, de matériaux, etc). Elle permet aussi de poser une bande de roulement mieux adaptée à un contexte particulier, par exemple saisonnier ou un voyage à réaliser dans un environnement précis.
[00111] Selon les cas, au moment de la fabrication, la surface porteuse de bande de roulement comprend ou non une bande de roulement usée.
2017-225WO [00112] Tel qu'illustré à l'étape 1 10, le procédé comporte de préférence une étape de sélection d'un type de construction à effectuer. Cette étape permet à l'utilisateur de choisir la bande de roulement qu'il souhaite à l'aide d'un module utilisateur 27. La sélection peut également être effectuée de façon automatique par exemple en fonction du type de véhicule, du type d'ensemble monté, ou de paramètres d'utilisation, comme par exemple un parcours ou un voyage à effectuer, ou manuellement, par exemple par le conducteur du véhicule ou par un opérateur du robot.
[00113] Selon une variante de réalisation, l'étape de diagnostic comprend une sous-étape de mesure d'un balourd statique et/ou dynamique de l'ensemble monté. Cette étape permet d'adapter le modèle de construction de façon à ce que celui-ci puisse compenser au moins partiellement un éventuel déséquilibrage statique et/ou dynamique de l'ensemble monté.
[00114] Un exemple de réalisation de construction est présenté aux étapes 104 à 109 de la figure 8. L'ajout de matière commence à l'étape 104. Une première zone de travail est construite. Pour passer à une autre zone, à l'étape 105, un déplacement relatif entre les buses et l'ensemble monté est effectué. La matière requise est posée dans cette autre zone, selon le modèle pré-établi. Les phases de déplacement relatif et d'ajout de matière sont poursuivies en alternance jusqu'à ce que tout le profil circonférentiel de la bande de roulement soit construit. Ainsi, l'étape 106 permet de vérifier si la construction est terminée ou non. Si oui (étape 108), la construction s'arrête (étape 109). Si non (étape 107), le procédé reprend à l'étape 104.
[00115] L'étape de construction peut comporter une sous-étape de réticulation de la matière ajoutée. La réticulation est avantageusement effectuée avec apport de rayons ultraviolets.
[00116] Le procédé de fabrication prévoit de préférence une étape de vérification de la bande de roulement construite. Cette étape permet de produire un
2017-225WO bilan comprenant par exemple un contrôle de qualité de la bande de roulement nouvellement ajoutée.
[00117] De manière avantageuse, il est prévu une utilisation préférentielle du procédé de fabrication avec une roue intégrale telle que préalablement décrite en relation avec les figures 1 à 7. Ainsi, l'ensemble monté est constitué par une structure porteuse 1 adaptée pour être monté sur un véhicule automobile, ladite structure porteuse comprenant :
- un centre de structure porteuse 4, par lequel passe l'axe de rotation C-C ; - une périphérie de structure porteuse adaptée pour porter une bande de roulement 2 ;
- la structure porteuse étant formée dans un même matériau ou mélange ou alliage de matériaux;
- la structure porteuse présentant un gradient de rigidité du centre de la structure porteuse vers la périphérie de ladite structure porteuse, la rigidité étant plus importante au centre de ladite structure porteuse.
METHODE DE PREPARATION D'UN ENSEMBLE MONTE
[00118] La figure 13b, la figure 14 et la figure 16 permettent d'illustrer une méthode de préparation d'un ensemble monté adapté pour être monté sur un véhicule automobile. Cette méthode comprend les étapes suivantes :
- tel que montré à la figure 13b, une étape 301 d'affichage d'une ou plusieurs bandes de roulement adaptées au véhicule ;
- une étape 302 de sélection d'une bande de roulement ;
- et, enfin, une étape 303 d'envoi de la sélection à un système de fabrication adapté.
[00119] Le système de fabrication, par exemple un robot 20 peut mettre en place l'ensemble monté selon les caractéristiques de la bande de roulement sélectionnée. Le robot 20 préalablement décrit permet d'effectuer une fabrication de la bande de roulement directement sur le véhicule, donc sans besoin de déposer les roues. Le procédé permet à un utilisateur d'équiper son véhicule de façon optimale en fonction des conditions routières et météorologiques auxquelles le véhicule sera
2017-225WO confronté à court terme. Ceci permet de proposer à l'utilisateur des bandes de roulement particulièrement efficaces, spécifiquement conçues pour des conditions spécifiques, pour une efficacité hautement améliorée par rapport à des pneumatiques courant généralement conçus pour permettre de circuler convenablement dans un vaste éventail de conditions routières et/ou météorologiques. La fabrication des bandes de roulement du véhicule est avantageusement mise en œuvre à l'aide d'un procédé de construction par addition de matière. [00120] La méthode de préparation d'ensemble monté prévoit de préférence une étape préalable 300 de sélection d'une destination à atteindre avec le véhicule. Cette étape permet au module utilisateur 27 d'afficher des bandes de roulement prenant en compte les caractéristiques requises pour effectuer le trajet conduisant à la destination sélectionnée. Cette étape permet de prendre en compte les caractéristiques de la route (type de route, qualité, revêtement, sinuosité, etc), la météo, afin que les bandes de roulement proposées soient le plus possible adaptées aux conditions réelles de l'itinéraire à effectuer.
[00121] Pour faciliter la préparation, en particulier pour permettre à l'utilisateur de déterminer le lieu de la station d'intervention, la méthode de préparation prévoit une étape 304 de géolocalisation du véhicule et une étape 305 d'identification et de proposition de station de préparation d'ensemble monté en fonction de la géolocalisation du véhicule.
PROCEDE DE NAVIGATION ROUTIERE AVEC SELECTION DE BANDE DE ROULEMENT ADAPTEE
[00122] En variante ou en complément de la méthode de préparation d'ensemble monté préalablement décrite, l'invention propose un procédé de navigation routière pour véhicule à l'aide d'un système de navigation permettant d'équiper son véhicule avec des bandes de roulement parfaitement adaptées au trajet à parcourir. Les principales étapes du procédé sont illustrées à la figure 17. Le procédé prévoit une étape 400 de sélection d'un point de départ et d'un point
2017-225WO d'arrivée, une étape 401 de calcul d'un itinéraire reliant ces deux points. Une étape 402 d'identification de caractéristiques physiques de l'itinéraire permettant de sélectionner une bande de roulement optimisée est également prévue. Les caractéristiques physiques de l'itinéraire comprennent le type de route, un indice de sinuosité, un indice d'état du revêtement et les données météorologiques le long de l'itinéraire. D'autres caractéristiques peuvent aussi être prises en compte. Les caractéristiques peuvent être prises en compte de façon isolées ou groupées. A l'étape 403, on effectue une sélection d'une bande de roulement pour équiper les roues du véhicule en fonction de caractéristiques de l'itinéraire calculé.
[00123] Le procédé permet à un utilisateur d'équiper son véhicule de façon optimale en fonction des conditions routières réelles spécifiques à l'itinéraire qui doit être effectué. Ceci permet de fournir à l'utilisateur des bandes de roulement particulièrement efficaces, spécifiquement conçues pour les conditions de l'itinéraire.
[00124] L'utilisateur non spécialiste n'a pas à se soucier des spécificités requises pour équiper au mieux son véhicule puisque la sélection des bandes de roulement est effectuée automatiquement par un calculateur de bande de roulement spécifiquement conçu à cet effet. Le calculateur prend en compte les données physiques disponibles concernant l'itinéraire.
[00125] Pour faciliter l'identification d'une station de préparation, le procédé prévoit une étape 404 d'identification et de proposition de station de préparation d'ensemble monté en fonction de l'itinéraire et/ou de la géolocalisation actuelle du véhicule.
[00126] Pour la fabrication des bandes de roulement, le procédé prévoit une étape 405 de mise en place de bandes de roulement sur les roues du véhicule dans une station de préparation adaptée, la fabrication des bandes de roulement étant effectuée directement sur le véhicule. On utilise par exemple un ou plusieurs robots 20 pour effectuer la fabrication par ajout de matière. La fabrication est avantageusement réalisée selon le procédé préalablement décrit, de préférence avec un ou plusieurs robots 20.
2017-225WO UTILISATION INDEPENDANTE OU EN COMBINAISON
[00127] Pour résumer brièvement l'ensemble des modules, systèmes et procédés préalablement décrits, qui peuvent être utilisés de façon indépendante ou en combinaison, la figure 14 illustre schématiquement quelques-uns des éléments mis en œuvre. Un utilisateur souhaite équiper son véhicule 30 muni de roues telles que des roues intégrales 1 avec une ou plusieurs nouvelles bandes de roulement soit en remplacement de bandes de roulements usées ou détériorées ou encore pour un usage ponctuel tel qu'un itinéraire de voyage à effectuer. L'utilisateur conduit son véhicule à une station de traitement de bandes de roulement. Les données de construction sont obtenues soit par une sélection de bandes de roulement faite par un utilisateur par exemple à l'aide d'un module utilisateur 27, ou en fonction d'un itinéraire prévu par l'utilisateur, ou automatiquement, en fonction d'une étape de diagnostic et/ou en fonction du type de roue et/ou du type de véhicule. La station comporte une pluralité de robots 20 aptes à effectuer les opérations de fabrication requises pour construire les bandes de roulement par addition de matière. Un bilan 28 de construction peut être fourni à l'utilisateur à la fin de la construction. Un ou plusieurs capteurs optiques 26 sont de préférence prévus et peuvent servir pour la phase de diagnostic et/ou pour la préparation du bilan de construction.
2017-225WO Numéros de référence employés sur les figures
Ensemble monté/roue intégrale
Bande de roulement
Surface de roulement
Centre de roue
Moyeu
Zone intermédiaire de roue
Zone périphérique
Canaux de bande de roulement
Creux
Structure tridimensionnelle à poutres
Poutres
Joints de poutres
Bâton / Hauban
Renfort de moyeu
Logement de bloc lumineux
Cylindre de fixation de roue
Ouverture / Fenêtre
Sculpture
Renfort sommet
Robot de construction
Module de construction
Buses
Corps de chauffe
Réservoir de matière (bobines de fil)
Pont de levage
Caméra
Module utilisateur
Bilan
Véhicule Microprocesseur et instructions de mise en œuvre
Module de diagnostic
Module de détermination des caractéristiques de bande de roulement
2017-225WO Module de calcul de modèle de construction de bande de roulement
Module de calcul des opérations d'addition de matière
Module de calcul de balourd
Module de vérification
Données de diagnostic
Données de modèle
Données d'opérations d'addition de matière
Données de balourd
2017-225WO

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système de fabrication de tout ou partie d'une bande de roulement d'un ensemble monté (1 ) adapté pour être monté sur un véhicule automobile (30), ledit système comprenant :
- un robot (20) de construction de bande de roulement comprenant au moins une buse (22) de dépose de matière par addition ;
- un module (21 ) de construction de bande de roulement sur une surface porteuse de bande de roulement,
- caractérisé en ce que le système de fabrication est agencé pour effectuer la mise en œuvre de la construction de bande de roulement sur l'ensemble monté (1 ), celui-ci étant monté sur le véhicule automobile.
2. Système de fabrication selon la revendication 1 , comprenant un module (27) de sélection d'un type de construction à effectuer.
3. Système de fabrication selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant un module (44) de calcul d'un modèle de construction de bande de roulement à partir de données de sélection de type de construction.
4. Système de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le module (21 ) de construction de bande de roulement comprend un module (42) de diagnostic de la surface porteuse de bande de roulement.
5. Système de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module de construction comprend un module (45) de calcul des opérations d'addition de matière pour le calcul des opérations de construction de la bande de roulement, à partir de données de modèle.
6. Système de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module (42) de diagnostic comprend un module (46) de calcul d'un balourd statique et/ou dynamique de l'ensemble monté, coopérant avec un ensemble de détection de balourd prévu sur le robot.
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7. Système de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module (44) de calcul de modèle de construction est adapté pour prendre en compte les données de balourd pour définir un modèle avec un déséquilibrage (statique et/ou dynamique) réduit.
8. Système de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins deux robots (20) mobiles par rapport au véhicule automobile.
9. Système de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un pont élévateur (25) pour soulever un véhicule dont au moins une des roues doit être reconstituée.
10. Système de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module (42) de diagnostic comprend un sous-module (43) de détermination des caractéristiques de la bande de roulement à l'état usé.
1 1 . Système de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le robot (20) comprend un module de préparation commandant une tête de préparation prévue au niveau du robot.
12. Système de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module (21 ) de construction comprend un module (47) de vérification adapté pour la vérification de la bande de roulement à l'état reconstitué.
13. Système de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le robot (20) comprend un module de réticulation de la matière ajoutée.
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14. Procédé de commande d'un système de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, ledit système comprenant par ailleurs un module utilisateur (27) susceptible d'établir une communication avec le module (21 ) de construction, comprenant les étapes consistant à :
i) présenter (201 ) une interface utilisateur sur le module utilisateur ;
ii) paramétrer (202) les caractéristiques de la bande de roulement ;
iii) identifier (203) une tâche d'ajout de matière à effectuer ;
iv) transmettre (204) ladite tâche d'ajout de matière et les caractéristiques de la bande de roulement au module de construction du robot (20) pour permettre à ce dernier d'effectuer une construction de la bande du roulement selon les paramètres reçus.
15. Procédé de commande d'un système de fabrication selon la revendication 14, dans lequel, après construction de la bande de roulement (2), le module (21 ) de construction envoie (207) au module utilisateur (27) un bilan de fabrication, comprenant des données d'état qualitatif de la bande de roulement mise en œuvre.
16. Procédé de commande d'un système de fabrication l'une quelconque des revendications 14 ou 15, dans lequel, l'étape d'identification de tâche de reconstitution à effectuer permet l'identification d'une des présélections suivantes : une construction selon le design d'origine, une réparation, une construction selon un design différent du design d'origine.
17. Procédé de commande d'un système de fabrication l'une quelconque des revendications 14 à 16, comprenant par ailleurs une étape de sélection de données en relation avec la saison et/ou l'état général du réseau routier, et/ou la météo et/ou la distance à parcourir avec la bande de roulement à reconstituer.
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