Brevet FR2276187A1 — publié le 19760123

La présente invention concerne un dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques pour avertir le conducteur du véhicule lorsque l'ensemble pneumatique-roue monté sur le véhicule roule en état complètement dégonflé ou notablement dégonflé. Selon la présente invention un dispositif avertisseur du dégonflage du pneumatique pour un ensemble pneumatique-roue caractérisé en ce qu'il comprend un élément piézo-électrique pour produire un signal en réponse à la pression due à une déviation cyclique élevée qui apparatt lorsque ledit ensemble roule en état dégonflé, des moyens de transmission de signal1 ainsi qu'un récepteur pour le signal transmis, I1 faut noter que par "dégonflé11 on comprend l'état complètement dégonflé ou notablement dégonflé. Piézo-électricité signifie'ëlectricité produite par pression". C'est une propriété de certains cristaux tels que le quartz, le sel de Rochelle, le phosphate mono-ammonique, la tourmaline, le sulfate de lithium et des céramiques, par exemple, le titanate de baryum, le titanate de plomb. le zirconate de plomb et leurs mélange. Les charges électriques apparaissent lorsqu'on exerce une pression sur un de ces cristaux0 9i en tant qu'élément piézo-électrique on utilise des éléments céramiques, ces éléments doivent entre au préalable soumis à un traitement de polarisation, connu sous le nom d1"orefltation" car leur caractère est polycristallin et b l'état initial ils ne présentent pas de propriétés piézo-électreques. Comme élément piézo-électrique on utilise de préférence une céramique polycristalline telle que du titanate de baryum, du zirconate de plomb, du titanate de plomb ou des mélanges de celles-ci puisque les céramiques sont plus résistantes du point de vue mécanique que les monocristaux asymétriques, par exemple le quartz, qui peuvent cliver suivant leurs plans. Les céramiques, après avoir été soumises b "orientation", c'est-à-dire soumises à des potentiels, par exemple de 50 à 60 kV à des températures elevées, sont en mesure de présenter un fort effet piézo-électrique, donc un signal fort. De préférence le cristal utilisé comme élément piézo-électrique doit avoir aussi une constante diélectrique assez élevée, des coefficients de fuite bas et un facteur de couplage électromécani- que élevé. De même, il est préférable que ledit cristal conserve ses propriétés sur une large plage de pressions et de températures. L'élément piézo-électrique peut être activé en réponse au déplacement d'un élément capteur. Par le terme "élément capteur on désigne tout dispositif monté dans un ensemble pneumatiqueroue tel que, lorsque l'ensemble roule en état dégonflé et que l'élément capteur passe par la région voisine de la zone de contact entre le pneumatique et la surface de roulement, l'élément capteur est pressé par le pneumatique dégonflé, de sorte que ledit élément applique à son tour sur l'élément piézoélectrique une pression suffisante pour activer ledit élément piézo-électrique.Comme variante on peut prévoir un dispositif mécanique d'impact tel que, lorsque l'ensemble roule en état dégonflé et que l'élément capteur passe par la région voisine à la zone de contact pneumatique-surface de roulement, ledit élément capteur est pressé par le pneumatique dégonflé, et applique à son tour une pression sur le dispositif mécanique d'impact qui applique par suite un choc raide à l'élément piézo-électrique, afin de l'activer. Le dispositif mécanique d'impact est constitué par tout dispositif qui permet que la pression qui lui est appliquée par l'élément capteur augmente Jusqu'd un certain niveau et décharge ensuite cette pression sous forme de choc raide, et peut comprendre par exemple, un dispositif accumulateur d'énergie.Le dispositif de choc peut être muni de moyens pour le ramener à une position telle, qu'il puisse être pressé par l'élément capteur lorsque ledit élément est à nouveau pressé par le pneumatique dégonflé. L'élément piézo-électrique peut entre situé dans la roue. Comme variante, ledit élément peut être incorporé dans le flanc du pneumatique, et dans ee cas il sera active directement par la déviation cyclique élevée du pneumatique qui apparatt lorsque l'ensemble roule en état dégonflé. Lorsqu'on emploie un élément capteur, sa partie active est normalement située dans la chambre de gonflage délimitée par le pneumatique et la jante, de manière à être pressé par l'nté rieur du pneumatique lorsque l'élément capteur passe par la région voisine à la zone de contact entre le-pneumatique et la surface de roulement. De préférence l'élément capteur est attaché sur la jante, de manière appropriée, dans un creux de ladite jante. L'élément capteur peut être positionné de manière à ne pas entrer en contact avec le pneumatique si dans l'ensemble qui roule la pression du pneumatique est égale à la pression recommandée pour cet ensemble particulier. On peut prévoir des moyens tels que après que l'élément capteur a été pressé par l'intérieur du pneumatique d'un ensemble dégonflé et a ainsi produit l'activation de l'élément piézoélectrique, l'élément capteur puisse être ramené à une position où il puisse à nouveau être pressé par l'intérieur du pneumatique lorsqu'il passe à nouveau près de la zone de contact pneumatiquesurface de roulement. L'élément capteur peut être ramené à une telle position soit par une action centrifuge, soit au moyen d'un ressort ou d'autres moyens élastiques. S'il n'y a pas de dispositif mécanique d'impact incorporé dans le dispositif avertisseur, c'est-b-dire qu'à la différence d'un choc raide, il y a une pression exercée sur l'élément piézo-électrique par l'élément capteur, il faut introduire un dispositif suppresseur de tension dans les moyens de transfert du signal, afin de transmettre un signal correct.Le dispositif suppresseur de tension, par exemple un éclateur, agit en introduisant dans le circuit de transfert une coupure telle que la charge électrique produite par l'élément piézo-électrique s'accumule jusqu'8 ce qu'un niveau suffisant est atteint pour vaincre la coupure, et à ce moment. la charge se décharge brusquement, Le récepteur pour le signal transféré de l'élément piézoélectrique peut être monté sur le véhicule et peut être relié à un dispositif auditif ou visuel pour avertir le conducteur que l'ensemble pneumatique-roue est dégonflé, Le dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques est particulièrement approprié pour être utilisé avec un ensemble pneumatique-roue conçu pour rouler en état partiellement ou complètement dégonflé, c'est-à-dire avec des déviations cycliques élevées, par exemple comme décrits dans les brevets britanniques N01 359 467 et N"1 359 468 de la même Demanderesse. Lorsqu'un véhicule muni d'un ou de plusieurs de ces ensembles pneumatiqueroue a une détérioration de pneumatique, les caractéristiques de maniabilité du véhicule sont à peine affectées, de sorte que le conducteur, sans en prendre connaissance, peut continuer à rouler avec un ensemble dégonflé, Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalise. La figure 1 est une représentation schématique montrant une coupe par une partie d'un ensemble pneumatique-roue ayant un dispositif avertisseur du dégonflage du pneumatique qui comprend un dispositif générateur mecanique d'impact. La figure 2 est une représentation schématique montrant une coupe par une partie d'un ensemble pneumatique-roue ayant un dispositif avertisseur du dégonflage du pneumatique qui comprend un éclateur dans les moyens de transfert du signal. La figure 3 est une représentation schématique d'un récepteur approprié pour être monté sur un véhicule pour recevoir les signaux délivrés par un dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques. La figure 4 est une représentation schématique du dispositif générateur mécanique d'impact 13 montré sur la figure 1 ainsi que de sa position par rapport à l'élément piézo-électrique. L'ensemble pneumatique-roue illustré sur la figure 1 comprend un pneumatique 1 monté sur la jante 2 délimitant une chambre de gonflage 3, Un élément capteur 4 pénètre à travers la Jante 2 dans un logement tubulaire 5 qui contient un dispositif générateur mécanique d'impact 13 logé dans un logement secondaire 20 avec un élément piézo-électrique 6 connecté dans le circuit de transfert 7. Une représentation schématique du dispositif générateur de choc mécanique et de sa position par rapport à l'élément piézo-électrique est donnée par la figure 4. Le circuit de transfert 7 comprend une tige de ferrite 8 qui a une longueur de 19 mm et un diamètre de 9 mm, et qui porte une bobine 9 de 1000 spires de fil de cuivre de 0,152 mm de diamètre et une bobine 10 de 100 spires de fil du même type.La bobine de 100 spires est connectée à l'élément piézo-électrique 6 tandis que la bobine de 1000 spires est connectée à un condensateur il de 2000 pF, la combinaison constituant un circuit accordé résonnant sur environ 10 kHz. Lorsque l'ensemble pneumatique-roue roule à sa pression normale de régime l'élément capteur 4 reste sans contact avec la surface intérieure 12 du pneumatique. En cas de diminution progressive de la pression de gonflage, l'intérieur du pneumatique dans la zone de contact pneumatique-surface de roulement en vertu du contact avec la surface de roulement est dévié radialement vers l'intérieur et par suite entre en contact avec élément capteur 4, lorsque ledit élément passe par la région voisine de la zone de contact, et le pousse radialement vers l'intérieur, de sorte que l'élément capteur presse le dispositif générateur mécanique d'impact 13, qui par suite délivre un choc raide et par cela active, une fois par révolution de l'ensemble, l'élément piézoélectrique 6 logé dans le logement 5.Le signal, c'est-à-dire la charge électrique, délivré par l'élément piézo-électrique 6 passe par la bobine 10 et est converti en signal oscillant dans le circuit accordé formé par la bobine 9 et le condensateur 11. Le champ magnétique alternatif établi autour du noyau à tige de ferrite 8 de la bobine 9 est détecté par un récepteur (non montré) monté sur le véhicule. L'ensemble pneumatique-roue illustré sur la figure 2 comprend un pneumatique 1 monté sur une Jante 2 délimitant une chambre de gonflage 3. Un élément capteur 4 passe à travers la Jante 2 dans un logement tubulaire 5 contenant un élément piézoélectrique 6 connecté dans un circuit de transfert qui comprend une tige de ferrite 8, qui a une longueur de 19 mm et un diamètre de 9 mn et qui porte une bobine 9 de 1000 spires de fil de cuivre de 0,152 mm de diamètre connectée à un condensateur 11 > ainsi qulà l'élément piézo-électrique 6, dans cette dernière connexion étant inséré un éclateur 14. Lorsque ltensemble pneumatique-roue roule à sa pression de régime normale l'élément capteur 4 reste sans contact avec la surface intérieure 12 du pneumatique, En cas de diminution progressive de la pression de gonflage, l'intérieur du pneumatique dans la zone de contact pneumatique-surface de roulement est dévié radialement vers l'intérieur arin de presser et par cela d'activer, une fois par révolution de l'ensemble, l'élément piézoélectrique 6 logé dans le logement tubulaire 5. Le signal, c'est-à-dire la charge électrique, délivré par l'élément piézoélectrique 6 passe dans le circuit de transfert contenant l'éclateur 14.La charge électrique s'accumule Jusqulà ce qu'un niveau suffisant est atteint pour vaincre la coupure dans le circuit et est ensuite brusquement déchargée et passe directement dans le circuit accordé formé par la bobine 9 et le condensateur 11. Le champ magnétique résultant établi autour du noyau à tige de ferrite 8 de la bobine 9 est détecté par un récepteur (non montré) monté sur le véhicule. Un récepteur approprié est illustré sur la figure 3. Ledit récepteur est composé d'une tige de ferrite 15 ayant un diamètre de 9 mm et une longueur de 215 mm et qui porte une bobine 16 de 1000 spires, un condensateur 17 et un condensateur shunt d'ajustage 18 qui peut être ajusté pour que le récepteur résonne à la fréquence du champ magnétique alternatif produit par la tige de ferrite 15. Le circuit du récepteur comprend un amplificateur à gain élevé 19. En fonctionnement, le signal de sortie de l'amplificateur est redressé et le signal résultant est filtré pour éliminer les parasites provenant du système d'allumage du véhicule. Le signal filtré est ensuite utilisé pour actionner un système avertisseur auditif ou visuel monté sur le véhicule. Un dispositif mécanique d'impact, approprié, marqué 13 sur la figure 1 est illustré sur la figure 4, où est illustré également l'élément piézo-électrique 6. Le dispositif mécanique d'impact est logé dans un logement tubulaire secondaire 20, à une extrémité ouverte, dans lequel est fixé à l'une des extrémités l'élément piézo-électrique 6, dont la face actionnable est dirigée vers l'intérieur du logement secondaire 20, Un piston cylindrique 21 est monté à coulissement dans le logement secondaire 20 et présente un nez 22 pour activer l'élément piézo-électrique, Un ressort de rappel 23 est prévu entre le nez 22 et l'extrémité actionnable de l'élément piézoélectrique 6. Une portion de découpage annulaire 24 est prévue près de l'extrémité 25 du piston 21 opposée au nez 22. Un ressort hélicoldal 26 est situé dans la portion de découpage annulaire 24, dont l'une des extrémités bute contre la face du découpage annulaire 24 la plus proche du nez 22. Un élément de manchon tubulaire 27 ayant une extrémité fermée 28 est monté à coulissement sur le piston 21, de sorte qu'on peut transférer une pression de l'élé- ment capteur 4 de la figure 1 sur l'extrémité fermée 28. Une butée annulaire 29 est prévue sur la surface intérieure de l'élément de manchon 27 telle que ladite butée pénètre dans lp portion découpée 24 et entre en contact avec l'extrémité du ressort hélicoïdal 26, de sorte que la pression peut être transmise par l'intermédiaire du ressort hélicoïdal au piston 21. Le diamètre du dégagement dans le logement secondaire 20 permet le glissement de l'élément de manchon 27 sur le piston 21 sans que le logement secondaire 20 soit obstrué.La longueur dudit dégagement est telle que, lorsque le ressort hélicordal 26 est presque complètement comprimé, l'extrémité de 1'élément de manchon 27 s'approche de l'extrémité de la région alésée où il est prévu qu'il agisse sur un dispositif de libération du piston. Le dispositif de libération du piston comprend une ouverture circulaire 30 qui s'étend radialement dans le piston et qui contient un roulement à billes 31 qui peut glisser dans l'ouverture, et un ressort de compression 32 qui pousse le roulement 31 vers l'extérieur, de sorte qu'il bute contre la surface intérieure du logement secondaire 20. En fonctionnement lorsque l'ensemble pneumatique-roue est dégonflé et l'élément capteur passe par la région voisine de la zone de contact pneumatique-surface de roulement ledit élément est pressé par le pneiflnatique déformé et pousse ainsi l'élément de manchon 27 qui comprime å son tour le ressort hélicoïdal 26 qui accumule de l'énergie Jusqu'à ce que l'extrémité de l'élément de manchon 27 entre en contact avec le roulement à billes 31 et le déplace radialement dans l'ouverture 30 libérant par cela le piston 21 et ppliquant ainsi sur l'élément piézoélectrique 6 la force d'impact requise.Le ressort de rappel 23 applique une faible force pour renvoyer le piston 21 et ramener à sa position initiale le rculement à bill )1 lorsque l'élément capteur s'écarte de la zone de contact pneumatique-roue. L'invention ne se limite pas aux pièces composantes des exemples précités. Par exemple, au lieu d'utiliser l'élément capteur 4, on peut mouler dans le flanc du pneumatique un élément piézo-électrique qui peut être polarisé pour être sensible à la compression ou à la flexion . Dans ce cas, la déviation du flanc du pneumatique dans la région de l'élément piézo-électrique, qui se produit lorsque ledit élément passe par la région voisine de la zone de contact pneumavique-surface de roulement, exerce une pression ou un moment de flexion sur l'élément piézoélectrique qui sert à activer l'élément. Le signal délivré par l'élément piézo-électrique est transféré ensuite à un récepteur situé sur le véhicule, de la manière décrite en liaison avec la figure 1 ou 2. REVENDICATIONS 1.- Dispositif avertisseur du dégonflage du pneumatique pour un ensemble pneumatique-roue caractérisé en ce qu'il comprend un élément piézo-électrique pour produire un signal en réponse à la pression due à une déviation cyclique élevée qui apparatt lorsque ledit ensemble roule en état dégonflé, des moyens de transmission de signal, ainsi qu'un récepteur pour le signal transmis. 2.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumati ques selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cristal de l'élément comprend une céramique polycristalline. 3,- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques selon la revendication 2, caractérisé en ce que la céramique polycristalline choisie est soit le titanate de baryum soit le titanate de plomb, soit le zirconate de plomb, soit des mélanges desdites céramiques, 4,- Dispositif avertisseur du dégonglage des pneumatiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément piézo-électrique est situé dans la roue. 5.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un élément capteur qui est monté dans l'ensemble de telle manière qu'il puisse être pressé par le pneumatique déformé lorsque ledit élément passe par la région voisine de la zone de contact pneumatique-surface de roulement sil'ensemble roule en état dégonflé et applique à son tour une pression sur l'élément piézo-électrique afin de l'activer, 6.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie actionnable de l'élément capteur est située dans la chambre de gonflage délimitée par le pneumatique et la jante. 7.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'élément capteur est attaché à la jante de la roue de l'ensemble. 8.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumati ques selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'élément capteur est attaché dans un creux de la jante de la roue de l'ensemble. 9.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens tels que,après que 1'é- lément capteur ait été pressé par l'intérieur du pneumatique ledit élément est ramené à une position où il peut être à nouveau pressé par l'intérieur du pneumatique lorsqu'il passe à nouveau près de la zone de contact pneumatique-surface de roulement. 10.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens prévus pour ramener élément capteur à une position où il peut à nouveau être poussé par l'intérieur du pneumatique lorsqu'il passe à nouveau près de la zone de contact pneumatiquesurface de roulement sont des moyens élastiques; 11.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que l'élément capteur est positionné de manière à ne pas venir en contact avec le pneumatique lorsque dans ;'ensemble qui roule la pression du pneumatique est égale à la pression recommandée pour cet ensemble particulier. 12.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneuma tiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément piézo-électrique est incorporé dans le flanc du pneumatique, 13.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif mécanique d'impact qui permet que la pression augmente jusqu'à un certain niveau et décharge ensuite cette pression sous forme de choc raide. 14.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneuma tiques selon la revendication 13,caractérisé en ce que le dispo sitif mécanique d'impact est muni de moyens pour le ramener à une position telle que ledit dispositif d'impact puisse être pressé par l'élément capteur lorsque ledit élément est à nouveau pressé par le pneumatique déformé. 15.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneuma tiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un dispositif suppresseur de tension dans les moyens de transfert du signal. 1 Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques selon la revendication 15, caractérisé en ce que le dispositif suppresseur de tension comprend un éclateur, 17.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le récepteur est connecté à un dispositif auditif ou visuel pour avertir que ensemble pneumatique-roue est en état dégonflé. 18.- Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qutil est conçu à agir lorsqu'il est monté sur un ensemble pneumatique-roue, en réponse à une déviation cyclique élevée. 19. - Dispositif avertisseur du dégonflage des pneumatiques,caractérisé essentiellement par la description ci-dessus et avec référence à l'une quelconque des figures du dessin annexé et illustré par lesdites figures, 20,- Ensemble pneumatique-roue caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif avertisseur du dégonflage du pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 19.