Brevet FR2183615A1 — publié le 19731221

La présente invention a pour but d'utiliser la déformation des pneumatiques pour alerter le conducteur d'un véhicule dans divers cas d'une utilisation entraînant une déformation anormale du pneumatique tels que: gonflage insuffisant, surcharge du vehicule, usure exagérée des pneumatiques, sollicitation au dérapage excessive. Ces divers cas dtutilisation anormale d'un véhicule entrai- nent un écrasement où une de forma tion anormalement exage're'e du pneu- matique qui se traduit par une réduction du rayon de roulement d'au moins une face latérale de ce pneumatique, à savoir des deux faces latérales dans le cas d'un gonflage insuffisant, d'une surcharge ou d'une usure exagérée et d'une face lors d'une sollicitation au dérapage excessive, dans le cas de la prise d'un virage par exemple, cette dernière tendance étant de toute évidence sautant plus accrue que l'un des premiers facteurs sty ajoute. La présente invention a pour objet un pneumatique présente tant, sur au moins un de ses flancs latéraux, au moins un élément en saillie qui vient au contact de la surface sur laquelle roule le pneumatique lorsque ce dernier présente une- déformation excédant une déformation préfixée. La venue au contact du sol de l'élément conforme à l'invention produit, dans le bruit de roulement du pneumatique, un bruit parasite qui est utilisé, conformément à l'invention, pour constituer ou engendrer un signal indiquant une utilisation anormale du véhicule. L'élément qui vient au contact de la surface sur laquelle roule le pneumatique peut produire un bruit ou vibration parasite directement perceptible par le conducteur ou un bruit ou vibration parasite qui, après captation par un dispositif électro-acoustique, amplification et/ou filtration, détermine la mise en action d'un dispositif d'alerte. Les éléments conformes â l'invention, peuvent étre constitués par des protubérances en caoutchouc ou en métal, réalisées sur une bande située latéralement à la bande de roulement du pneumatique, entre celle-ci et le flanc. Les protubérances en caoutchouc peuvent être constituées par des sculptures, bourrelets, onadulations ou nervures ou des éléments formant ventouses. Les sculptures, bourrelets, ondulations ou nervures, peuvent etre divisés en lamelles ou stries. Les protubérances en métal peuvent être constituées par des clous du type couramment utilisé pour le ver glas ou à tête plus plate et elles peuvent prolonger des protubérances en caoutchouc. Les éléments conformes à l'invention peuvent être régulièrement espacés sur la périphérie du pneumatique ou répartis avec des espacements variant selon une loi quelconque. Ces espacements peuvent être identiques ou différents pour les deux flancs du pneumatique, et n'exister que sur l'un desdits flancs. Les éléments peuvent également avoir des volumes, des formes ou des natures va ribles en fonction de leur position à la périphérie du pneumatique. Enfin, un même flanc du pneumatique peut comporter deux ou plus de deux séries d'éléments répartis selon des rayons différent. La venue en contact des éléments conformes à l'invention produit des vibrations ou des sons perceptibles par le conducteur, et qui se trouvent modulés dans le cas dtune variation périodique de l'espacement ou de la nature des élomel-lts le long de la périphérie du véhicule. Selon une autre caractéristique de l'inventionX le véhicule comporte au moins un détecteur de vibrations, microphone ou accéléromètre, produisant un courant électrique traité par un dispositif d'amplification et un dispositif de'fiitration et alimentant un signal d'alarme visuel et/ou auditif. Selon un perfectionnement, le dispositif de filtration comporte un dispositif de filtration passe bande dont les fréquences extrêmes sont de préférence réglées en fonction de la vitesse du véhicule, ctest-à-dire de la vitesse de rotation des roues, ou du rapport de démultiplication enclenché sur la boite de vitesses. D'autres caractéristiques et avantages de la-présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de divers exemples de réalisation faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels Fig. 1 est une vue en coupe partielle selon un plan passant par l'axe suivant I-I de figure 2 d'un pneumatique conforme à 1' invention dans lequel les éléments sont constitués par des bourrelets de gomme; Fig. 2 en est une vue en élévation latérale partielle; Fig. 3 est une vue analogue à figure 1 du pneumatique dans le cas d'un gonflage insuffisant ou d'une surcharge; Fig. 4 est une vue analogue à figure 1 du pneumatique dans le cas d'une sollicitation au dérapage;; Fig. 5 est une vue analogue a' figure I dans le cas où les éléments conformes à l'invention sont constitués par des ventouses; Fig. 6 est une vue en élévation latérale partielle du pneumatique de figure 5; Fig. 7 est une vue analogue à figure 1 dans le cas où les éléments conformes à l'invention sont constitués par des clous; Fig. 8 est une vue en élévation latérale partielle du pneumatique de figure 7; Fig. 9 est une vue en coupe analogue à la figure 1 d'une variante de réalisation; Figs 10 a' 13 sont des vues en élévation latérales de pneumatiques conformes à l'invention et, Fig. 14 est un schéma électrique d'un appareil de détection utilisé avec des pneumatiques conformes à l'invention. Le pneumatique conforme à l-'invention comporte comme les pneumatiques usuels-une bande de roulement 1 présentant des gravures 2 et des flancs 3. La bande de roulement 1 est la surface du pneumatiquequi,au cours du roulement,est appuyée fortement sur le sol lorsque la charge est normale, ainsi que le gonflage, et lorsque le véhicule roule régulièrement sur un sol horizontal avec un vent transversal nul. Lorsque le véhicule est surchargé ou le pneumatique partiellement dégonflé, la section du pneumatique en contact avec le sol s'ovalise suivant un grand axe horizontal, ce qui rapproche du sol les deux parties des flancs voisines de la bande de roulement. Lors d'une sollicitation au dérapage, par exemple sous l'effet d'un devers, du vent ou de la force centrifuge dans un virage, le pneumatique se déforme avec rapprochement du sol de la partie voisine de la bande de roulement du flanc opposé à la force de sollicita tion, (flanc vers l'extérieur du virage). L'invention utilise ces déformations du pneumatique pour engendrer des vibrations ou bruits qui se superposent aux vibrations ou bruits de roulement-normaux du véhicule. Conformément au mode de réalisation des figures 1 à 4 le pneumatique présente,sur la partie de raccordement entre les flancs 3 et la bande de roulemcnt 1,des éléments en relief constitués par une nervure de gomme 4 créant sur ce flanc et à une dizaine de millimètres de la surface de la bande de roulement, une saillie de par exemple une vingtaine de millimètres parallèlement â ladite surface ces ordres de grandeur correspondant â un pneumatique moyen pour voiture de tourisme. Cette nervure a, comme représenté, une section trapézoSdale, et elle présente éventuellement des saignées 5 la divisant en lamelles. Sur la figure 2 on a représenté une seule nervure 4 mais une pluralité de telles nervures peut être répartie sur la périphérie de la roue soit régulièrement soit selon une loi quelconque comme exposé ci-après. Des nervures peuvent etre prévues sur les deux flancs du pneumatique, comme représenté, ou sur un seul flanc0 En cas de déformation du pneumatique sous lteffet d'une surcharge ou d'un gonflage insuffisant, la déformation est du type illustré dans la figure 3 et les extrémités des nervures 4 se trouvant sur les deux flancs du véhicule viennent en contact avec le sol. En cas de déformation du pneumatiqpe sous l'effet d'une sollicitation au dérapages celle-ci est du type illustré dans la figure 4s et seule la nervure 4 du flanc ;e trouvant du c8té chargé (flanc se trouvant à ltextérieur du virage) vient au contact du sol. Lors d'une usure excessive de la bande de roulement du pneumatique, les nervures 4 se rapprochent du sol et elles ont de ce fait tendance à venir beaucoup plus facilement et beaucoup plus souvent au contact du sol. La venue d'une nervure 4 en appui sur le sol crée un choc engendrant des vibrations ou bruits qui ont une certaine périodicité fonction de lsespacement des nervures 4 le long de la périphérie de la roue et de la vitesse du véhicule. Si par exemple, le véhicule roule à 108 km/h.soit à 30 mètres/sec avec des nervures espacées de 10 cm la fréquence fondamentale des vibrations ou son émis sera de 300 hertz, ce qui constitue un son "musical" assez différent des bruits ambiants normaux pour pouvoir être détecté à l'oreille ou avec un dispositif de détection électro-acoustique. L'intensité du son'émis peut entre accrue en utilisant au. lieu des nervures 4 des protubérances, créant un bruit plus intense lors du contact avec le sol. Dans les figures 5 et 6, ces protubérances ont la forme de ventouses 6 qui assurent un "claquement" lorsqutelles se détachent du sol. Les ventouses 6 ne sont représentées que sur un flanc du pneumatique, mais autre c6té peut en recevoir également ainsi que tout autre élément conforme à l'invention. Dans le mode de réalisation des figures 7 et 8 les protubérances sont constituées par des clous de type usuel pour verglas 7 ou à tOte ronde 8. Ces formes peuvent évidemment-etre quelconques. Dans ce mode de réalisation les clous 7 sont disposés suivant un cercle de plus grand rayon que les clous 8 de S rte qu'ils viendront plus facilement que ces derniers au contact du sol, c'est à-dire dans le cas d'une déformation moins prononcée. En outre, les clous 8 sont disposés dans l'intervalle entre les clous 7 de sorte que lorsqu'ils viendront en contact avec le sol la fréquence du bruit se trouvera doublée.La disposition des protubérances selon deux ou plus de deux cercles du flanc du pneumatique peut également etre adoptée dans le cas des protubérances en caoutchouc et elle permet de distinguer une déformation moyenne dtune déformation grave. Il est également possible de combiner des protubérances en caoutchouc avec des protubérances en métal, comme illustré dans la figure 9, dont le mode de réalisation associe des nervures radiales en gomme 4' et des clous 8'. Les nervures radiales 4' sont relati vement longues et elles assurent un meilleur accrochage du pneumatique dans la neige ou 1a boue. En outre, un dégonflage intentionnel limité du pneumatique permet en cas de nécessité, de le faire agir comme un pneumatique à-cloutage léger. Ces nervures 4' assurent également une très bonne protection des flancs du pneumatique dans le cas de choc contre les bordures de trottoir par exemple. Pour permettre de mieux discerner le signal auditif émis par le pneumatique des bruits de roulement normaux du véhicule, il est possible de moduler le son émis par "battement" entre bandes latérales continues de-protubérances réalisées sur un même flanc du pneumatique, par "battement" entre les séries de protubérances réalisées sur les deux flancs du pneumatique, par variation de ltécartement des protubérances le long de la circonférence du pneumatique, ces protubérances pouvant n'exister que sur une partie réduite de cette circonférence ou par variation de l'amplitude de la nature ou de la forme des protubérances le long de la circonférence du pneumatique. A titre d'exemple de ces possibilités, on a représenté dans la figure 10 un pneumatique avec modulation en 1,triangle" ou en dents de scie, ltespacement e des protubérances 4 allant en augmentant sur chaque moitié de la circonférence du pneumatique. De ce fait, la fréquence des vibrations décroîtra puis se relèvera brusquement dans le cas de ce pneumatique monté à gauche et inversement dans lelcas du pneumatique-monté à droite. Ce pneumatique permet de distinguer les sons émis par les roues droites et aauches. Dans la figure 11 la modulation est sinusoidale, l'espace- ment e croissant selon une loi sinusoídale sur un quart de tour puis décroissant selon la mEme loi pendant le quart de tour suivant Cette structure présente l'avantage de conserver une bonne symétrie au pneumatique, ce qui est intéressant pour l'aspect du pneumatique et son équilibrage, mais elle présente de plus certains avantages pour la détection acoustico-electronique des vibrations, la fréquence variant autour d'une valeur moyenne. La figure 12 représente une modulation semblable mais ne comportant qu'une période de modulation par tour de roue. Ceci a l'avantage de rendre cette modulation plus perceptible aux grandes vitesses.Le déséquilibrage qui pourrait résulter de cette disposition peut etre compensé soit par une surépaisseur convenable de l'enveloppe soit en dorant aux protubérances suivant l'invention une largeur pronortlonnelle à leur écartement. Le pneumatique représenté à la figure 13 présente sur ses deux flancs des protubérances sous la forne Se nervures 4a, 4b dont les nombres diffèrent d'une unité. Dans le cas d'une sollicitation au dérapage, le pneumati Conformément à l'invention, on peut utiliser un dispositif acoustico-électronique pour détecter les sons ou les vibrations engendres par la mise en contact des protubérances du pneumatique conforme à l'invention, avec le sol. Ce dispositif comporte essentiellement un capteur qui peut êre constitué par un microphone directionnel monté au voisinage de la roue ou par un accéléromètre 9 sensible aux vibrations verticales de la roue (figure 14). Les détecteurs,au nombre de n,uz-~re dans le cas d'un véhicule à quatre roues, produisent des courants cc:yTexes qui sont envoyés par des conducteurs 30a à lOd au dispositif d'amplification et de filtrage. Ce dernier dispositif pe-ut entre conçu de nombreuses manières et 1' on décrira seulement très schématiquement un mode de réalisation. Dans celui-ci, les courants provenant des quatre détecteurs sont commutés séquentiellement par un commutateur périodique 11 asservi à un dispositif horloge 12, sur l'entrée du dispositif d'amplification et de filtrage. Ces courants sont amplifiés par un amplificateur 13 et filtrés dans un filtre 14, de façon à éliminer les courants provenant des bruits et vibrations de roulement autres que ceux dus aux protubérances des pneumatiques conformes à l'invention. Toutefois, les fréquences des vibrations ou sons engendrés par ces pneumatiques sont fonction de la vitesse du véhicule qui est essentiellement variable.On peut régler la bande passante du filtre 14 en fonction dtune gamme déterminée de vitesses d'utilisation du véhicule, par exemple entre 100 et 300 hertzs dans le cas de protubérances espacées de 10 cm pour que le dispositif fonctionne entre 36 et 108 km/h.'la-largeur de cette bande passante peut être réduite si on asservit sa fréquence moyenne au rapport de démultiplication enclenché sur la boîte de vitesses. Une bande passante très étroite peut être utilisée si on règle la fréquence d'accord proportionnellement à la vitesse du véhicule.Ce réglage peut etre réalisé par un dispositif comparant le signal d'entrée avec un signal de référence ayant une fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation des roues et pouvant provenir d'un alternateur monté sur l'arbre de transmission d'une des roues ou sur la sortie du câble du compteur. Ce dispositif sera particulièrement efficace si les éléments suivant l'invention sont disposés uniformément et en nombre égal sur la circonférence de tous les pneumatiques du véhicule, ces pneumatiques étant supposés avoir le même diamètre. Le nombre de pales de l'alternateur, s'il est situé sur l'arbre de transmission, pourra être égal au nombre d'éléments de chaque série sur une circonférence complète, ainsi le signal de référence aura la même fréquence fondamentale que les vibrations à détecter, ce qui simplifie le dispositif électronique.Si cette égalité de fréquence n'est pas réalisée dès la génération du signal de référence, elle pourra être réalisée par des circuits multiplicateurs et/ou diviseurs de fréquence classiques, ainsi l'alternateur pourra avoir un nombre plus réduit de. pales et même se ramener à un simple aimant 16 entrainé par l'arbre de transmission 15 et coopérant avec une bobine 17-, les impulsions étant envoyées à un dispositif multiplicateur de fréquence 18 et le filtrage se faisant par comparaison dans le dispositif 14. Ce dernier type de filtrage élimine presque complètement les bruits parasites et ainsi permet une très grande sensibilité. On peut profiter de cette sensibilité pour réduire le volume des éléments suivant l'invention et par conséquent l'intensité des bruits 9u'ils émettent, mais il peut alors être nécessaire de s' assurer que la bande de roulement normale n'émet pas de bruits de la même fréquence, notamment en donnant aux éléments suivant 1' invention une périodicité différente de celle des sculptures de cette bande. Les signaux filtrés par le filtre 14 sont redressés et les tensions résultantes sont envoyées sur un commutateur périodique 19 asservi à l'horloge 12. Ce commutateur distribue ces signaux sur les quatre lignes 22a à d qui correspondent aux quatre roues. Ces signaux sont alors reçus par des circuits logiques 21 qui les mémorisent pendant au moins la durée du cycle de l'horloge 12 et qui activent celle des lampes témoin 20 correspondant à la roue en défaut, à moins que plusieurs ou la to4gli*é des lignes 22 soient excitées, ce qui normalement correspond:cait a' une section de route particulièrement rugueuse et non à un défaut sur une roue. R V E N D I C A T I O N S 1.- Un pneumatique pour véhicule assurant la détection dt une déformation anormale du pneumatique caractérisé en ce qu'il présente sur au moins un de ses flancs latéraux, au moins un élément en saillie qui vient au contact de la surface sur laquelle roule le pneumatique lorsque ce dernier présente une déformation excédant une déformation préfixée. 2.- Un pneumatique pour véhicule selon la revendication 1 caractérisé en ce que le ou les éléments sont constitués par des protubérances en caoutchouc. 3.- Un pneumatique pour véhicule selon la revendication 2 caractérisé en ce que les protubérances en caoutchouc sont constituées par des sculptures, bourrelets, ondulations ou nervures disposés perpendiculairement aux lignes de roulement. 4.- Un pneumatique pour véhicule selon la revendication 3 caractérisé en ce que les sculptureS, bourrelets, ondulations ou nervures sont divisés en lamelles ou par des stries. 5.- Un pneumatique pour véhicule selon la revendication 2 caractérisé en ce que les protubérances en caoutchouc forment des ventouses. 6.- Un pneumatique pour véhicule selon la revendication 1 caractérisé en ce que le ou les éléments sont constitués par des protubérances en métal telles que des clous. 7.- Un pneumatique pour véhicule selon l'une quelconque des revendications I à 6 caractérisé en ce qutil comporte des éléments sur les deux côtés du pneumatique. 8.- Un pneumatique pour véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les éléments sont régulièrement espacés à la périphérie du pneumatique. 9.- Un pneumatique pour véhicule selon l'une quelconque des revendications I à 7 caractérisé en ce que les espacements entre éléments varient le long de la périphérie. 10.- Un pneumatique pour véhicule-selon la revendication 7 caractérisé en ce que les espacements entre éléments sont différents pour les deux flancs du pneumatique. 11.- Un pneumatiqué pour véhicule selon l'une quelconque des revendications 8 à 10 caractérisé en ce que les espacements sont choisis de façon que les nombres des éléments sur les deux flancs du pneumatique différent d'une ou de quelques unités. 12.- Un pneumatique pour véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que le volume, la forme et/ou la nature des éléments varient en fonction de leur position à la périphérie du pneumatique. 13.- Un pneumatique pour véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce qu'un même flanc du pneumatique comporte deux ou plus de deux séries dléléments répartis selon des rayons différents. 14.- Un dispositif d'alerte monté sur un véhicule et utilisant des pneumatiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 caractérisé en ce qutil comporte au moins un détecteur de vibrations, microphone ou accéléromètre, produisant un courant électrique traité par un dispositif d'amplification et un dispositif de filtrage et alimentant un signal d'alarme visuel et ou auditif. 15.- Un dispositif d'alerte selon la revendication 14 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de filtrage passebande dont les fréquences extrdmes sont fixes. 16.- Un dispositif d'alerte selon la revendication 15 caractérisé en ce que les fréquences limites du-dispositif de filtrage passe-bande sont réglées en fonction du rapport de démultiplication enclenché dans la boîte de vitesses. 17.- Un dispositif d'alerte selon la revendication 15 caractérisé en ce que la fréquence d'accord moyenne du dispositif de filtrage passebandeestréglée proportionnellement à la vitesse des roues du véhicule. 18.- Un dispositif d'alerte selon la revendication 14 caractérisé en ce outil comporte un détecteur de vibrations pour chacune des roues avec éventuellement un dispositif commutant successivement la sortie de chacun de ces détecteurs sur le dispositif d'amplification et de filtration et la sortie du dispositif d'am Dlification et de filtration sur le signal d'alarme correspondant au détecteur commuté. 19.- Un dispositif dtalerte suivant la revendication 18 caractérisé en ce qu'il comporte à la sortie des circuits logiques annulant le signal d'alarme s'il se présente simultanément sur plusieurs roues.