Brevet FR2494194A1 — publié le 19820521

La présente invention concerne les appareils avertisseurs de défaillance de pneumatiques. On a déjà proposé divers types d'appareils avertisseurs destinés à indiquer à un conducteur d'un véhicule qu'un pneumatique de ce véhicule présente une réduction de la pression de gonflage. Cependant, une indication de la défaillance d'un pneumatique ou un avertissement d'une défaillance imminente peut être donné par mise en oeuvre d'un autre procédé comprenant la détection de la température excessive du pneumatique (indépendamment de la pression de gonflage) et l'invention concerne ce dernier type d'appareil avertisseur. Un appareil de détection de température excessive de pneumatique, déjà proposé, met en oeuvre un élément présentant une résistance électrique et thermosensible, présentant des difficultés techniques pour la connexion électrique fiable entre la résistance montée sur le pneumatique et le circuit monté sur le véhicule et devant être sensible aux variations de résistance électrique induites par les variations de température. En outre, l'élément résistif doit être monté après fabrication du pneumatique et il peut donc être mis en oeuvre en dehors du contrôle de qualité du fabricant de pneumatiques et peut poser des problèmes supplémentaires d'équilibrage des pneumatiques. L'invention concerne un appareil avertisseur de défaillance de pneumatique, comprenant un pneumatique, un élément thermosensible associé au pneumatique et qui peut être libéré du pneumatique au-delà d'une température prédéterminée, et un dispositif de détection et d'indication qui, à la suite du retrait de cet élément, donne une indication correspondante. Une température excessive d'un pneumatique peut être provoquée par un certain nombre de paramètres, notamment une vitesse excessive, une surcharge, un gonflement erroné et une détérioration de la structure, par exemple une séparation des nappes et elle peut provoquer une panne du pneumatique par destruction. L'invention concerne un appareil avertisseur qui détecte une température excessive du pneumatique, et la sélection convenable de la température à laquelle l'élément thermosensible est libéré permet la création d'un avertissement préalable d'une défaillance imminente du pneumatique et permet ainsi l'utilisation de précautions avant que la défaillance se manifeste. La température prédéterminée de retrait ou de libération est de préférence choisie afin qu'elle soit comprise entre la température maximale de sécurité du pneumatique en utilisation normale, c'est-à-dire la température maximale à laquelle le pneumatique peut fonctionner dans les conditions pour lesquelles il a été prévu, sans risque notable de défaillance, et la température à laquelle le pneumatique présente une défaillance. La température prédéterminée de retrait ou libération est de préférence choisie vers l'extrémité inférieure de cette plage de manière qu'elle soit légèrement supérieure à la température maximale de sécurité, et que l'avertissement préalable de la présence d'une température excessive du pneumatique et en conséquence d'un défaillance potentielle de celui-ci soit aussi précoce que possible. L'élément thermosensible est avantageusement placé dans une cavité formée dans le pneumatique, par exemple pendant le moulage de celui-ci. De préférence, la cavité débouche à l'extérieur du pneumatique, et le dispositif de détection et d'indication est placé à l'extérieur du pneumatique. La défaillance thermique commence souvent dans la région de l'épaulement dans laquelle, dans presque tous les cas, la température de fonctionnement est la plus élevée et en conséquence, dans une construction avantageuse, l'élément thermosensible est placé dans la région de l'épaulement. L'expression "région de l'épaulement" désigne la partie du pneumatique comprise entre le bord radialement externe du flanc au moins et les régions latéralement externes de la bande de roulement adjacente. Dans une construction avantageuse, le pneumatique a plusieurs cavités contenant chacune un élément thermosensible correspondant, ces éléments étant répartis dans l'une ou dans les deux régions d'épaulement du pneumatique, si bien que la température du pneumatique peut être contrôlée à plusieurs emplacements distants circonférentiellement et les risques de défaut de détection d'une augmentation excessive localisée de température avant défaillance du pneumatique sont réduits. L'élément thermosensible comprend de préférence une substance qui fond ou se ramollit suffisamment à la température prédéterminée pour que l'élément puisse être éjecté hors de la cavité. Cet élément peut être formé entièrement d'une telle substance fusible. Dans une variante, l'élément peut comprendre un ensemble composite d'une telle substance fusible avec un élément rapporté non fusible comprenant un ou plusieurs objets, de préférence solides.Des substances fusibles qui conviennent comprennent des alliages métalliques et des cires dont les compositions peuvent etre choisies afin qu'elles donnent la température nécessaire de fusion ou de ramollissement, alors que l'élément rapporté, lorsqu'il est utilisé, peut être formé d'une matière non métallique, par exemple d'une matière plastique, mais très avantageusement d'une matière métallique telle que l'aluminium ou le cuivre ; dans certaines applications, il peut aussi avantageusement être formé d'une matière magnétique telle que le fer. L'élément peut être formé in situ par coulée d'une quantité convenable de la substance fusible, avec ou sans élément rapporté,dans la cavité formée dans le pneumatique. Dans une variante, l'élément peut comprendre un bouchon préalablement formé qui peut être introduit dans la cavité le moment venu. L'utilisation de bouchons formés préalablement permet à l'utilisateur de remplacer un bouchon éjecté après fonctionnement de l'appareil d'avertissement. La cavité peut être réalisée afin qu'elle retienne positivement l'élément à l'intérieur en utilisation normale. Ainsi, lorsque l'élément est formé in situ ou comprend un bouchon formé préalablement la cavité peut avoir un profil tronconique plus large à la base qu'à l'embouchure, et la cavité peut avoir une formation interne de positionnement telle qu'une gorge annulaire dans laquelle une formation complémentaire de positionnement de laélérnGnt se loge. Dans une variante, lorsque 1 'élément comprend un bouchon formé préalablement1 celui-ci peut avoir un faible surdimensionnement afin qu'il soit emmanché à force dans la cavité. Le dispositif de détection et d'indication peut comporter un dispositif de détection des bruits ou sons et ultrasons créés par une ou plusieurs cavités vides lorsqu'un pneumatique surchauffé tourne dans l'atmosphère enronnante, associé à un ou plusieurs dispositifs convenables d'avertissement acoustique et/ou visible, placés de préfe rence près de la position de conduite du véhicule ; les cavités ont de préférence une configuration et une dimension qui accroissent la création des bruits ou des sons. Dans une variante dans laquelle l'élément thermosensible est formé d'une matière métallique ou magnétique ou contient suffisamment d'une telle matière, le dispositif de détection et d'indication peut comprendre tout dispositif convenable de détection de métaux ou de matières magnétiques, associé à un dispositif indicateur convenable si bien que la détection de la matière métallique ou magnétique dans les cavités indique que les pneumatiques restent endeçà de la température prédéterminée ; ; inversement, le défaut de détection de la présence de la matière métallique ou magnétique dans les cavités indique que le pneumatique a dépassé la température prédéterminée ou que l'appareil d'avertissement est en panne Ce dernier mode de fonctionnement présente donc une caractéristique de sécurité automatique et représente un autre avantage de ce mode de réalisation de l'invention. L'invention concerne aussi un pneumatique destiné à être utilisé dans un appareil d'avertissement selon l'invention, le pneumatique ayant au moins un élément thermo sensible qui lui est associé et qui peut être libéré du pneumatique au-delà d'une température prédéterminée. L'élément est de préférence placé dans une cavité formée dans le pneumatique, avantageusement dans la région de l'épaulement. Le pneumatique a de préférence plusieurs cavités contenant chacune un élément thermosensible et réparties dans l'une au moins des régions des épaulements du pneumatique. Ce dernier peut être fabriqué et commercialisé alors que l'élément est placé dans la cavité. Dans une variante, le pneumatique peut être fourni sous forme d'un ensemble d'éléments comprenant le pneumatique dont une ou plusieurs cavités ne sont pas remplies, et des éléments formés préalablement et destinés à être introduits dans la cavité ou les cavités, ou une masse d'une substance fusible sous une forme permettant la coulée dans la cavité ou les cavités, avec ou sans objet supplémentaire comme décrit précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique représente schématiquement un appareil d'avertisse- ment de défaillance de pneumatique selon l'invention. L'appareil d'avertissement de défaillance de pneumatique représenté sur la figure comprend un pneumatique 10 représenté schématiquement en coupe transversale, la jante sur laquelle est monté le pneumatique 10 étant supprimée par raison de clarté. Le pneumatique 10 peut être du type à carcasse radiale, de type diagonal ou de type diagonal ceinture, ou un pneumatique plein, la structure précise du pneumatique 10 n'entrant pas en ligne de compte dans le cadre de l'invention. Le pneumatique 10 a deux régions 12 et 14 d'épaulement qui sont disposées chacune (comme indiqué pour l'épaulement 14) du bord radialement externe 16 d'un flanc 18 à un point 20 qui se trouve dans les régions externes latéralement de la bande de roulement adjacente 22. Chacune des régions 12, 14 d'épaulement a plusieurs cavités réparties circonférentiellement autour du pneumatique 10, la figure ne représentant qu'une seule cavité 24 dans la région 12 et une autre cavité 26 dans la région 14. Les cavités 24 et 26 sont représentées sous forme schématique et leurs configuration, dimension et emplacement optimaux peuvent être déterminés de façon empirique, compte tenu des principes généraux de mise en oeuvre de l'invention tels que décrits dans le présent mémoire. Chacune des cavités, notamment les cavités représentées 24 et 26, est remplie par un élément therinosensible 25 et 27 formé d'une substance solide fusible ayant une température de fusion ou de ramollissement pratiquement égale à une température prédéterminée qui est excessive compte tenu de la structure et des conditions normales de fonctionnement du pneumatique 10 et qui de préférence ne dépasse que marginalement la température maximale normale de sécurité du pneumatique 10 afin que, lorsque ce dernier s'échauffe à la température prédéterminée, la substance fonde ou se ramollisse suffisamment soit pour s'écouler hors des cavités sous l'action de la force de pesanteur, soit pour être chassée hors des cavités sous l'action de la force centrifuge induite par la rotation du pneumatique 10.Par exemple, la substance peut être formée d'un alliage comprenant au moins trois des éléments choisis dans le groupe qui comprend le bismuth, le plomb, le cadmium et l'étain, ou une matière thermoplastique non métallique par exemple une cire paraf f inique ayant une composition donnant la température nécessaire de fusion ou de ramollissement. Dans une variante, chacune des cavités peut contenir un élément comprenant un ou plusieurs objets convenables, par exemple un morceau de configuration particulière ou des granulés d'aluminium ou de cuivre, ou un aimant, fixé dans la cavité par une certaine quantité de substance fusible du type décrit précédemment. L'appareil d'avertissement de défaillance de pneumatique comporte en outre deux détecteurs 30 et 32 fixés convenablement sur le châssis (non représenté) d'un véhicule qui est supporté par le pneumatique 10, afin qu'ils se trouvent à proximité convenable des cavités et dans l'alignement de celles-ci. Le détecteur 30 est fixé près de la région 12 et le détecteur 32 près de la région 14. Les détecteurs 30 et 32 peuvent être sous forme de tout dispositif convenable capable de détecter la présence ou l'ab- sence dans les cavités 24 et 26 des éléments thermosensibles 25 et 27.Si ces derniers sont formés par une matière métallique ou contiennent une quantité suffisante de matière métallique, les détecteurs 30 et 32 peuvent être des détecteurs de métaux sensibles à la présence ou à l'absence de la matière métallique dans les cavités, ou ils peuvent être d'un type donnant une réponse positive dans les deux cas. Dans une variante, que les éléments 25 et 27 soient métalliques ou non, et lorsque les détecteurs 30 et 32 doivent être sensibles uniquement aux cavités vides, il peut s'agir de transducteurs de fréquences acoustiques (par exemple de microphones) commandés par les bruits ou sons ou ultrasons créés par le mouvement des cavités vides lors de la rotation du pneumatique dans l'atmosphère ambiante ; dans ce cas, les cavités ont de préférence des configurations et des dimensions qui en font de puissants générateurs d'énergie acoustique, par exemple sous forme de cavités résonnantes acoustiques. Le son peut être créé par la rotation normale du pneumatique et/ou par le passage d'un gaz (par exemple d'air) provenant de buses convenablement disposées, montées sur le véhicule afin que le débit de gaz devant les cavités soit accru. Les détecteurs 30 et 32 sont reliés à une unité centrale 34 de traitement et de commande des signaux détectés, recevant aussi des signaux équivalents (repérés par les références 36, 38 et 40) provenant d'autres détecteurs non représentés, associés à d'autres pneumatiques non représentés, montés sur le véhicule, ces autres pneumatiques étant formés d'une manière semblable ou identique au pneumatique 10, en ce qui concerne les cavités contenant des éléments thermosensibles. L'unité 34 de détection est reliée à une unité 42 d'alimentation et de commande d'indicationS assurant le fonctionnement d'un dispositif 44 d'avertissement visuel (par exemple une lampe clignotante) etfou un dispositif 46 d'avertissement acoustique (par exemple une sonnerie, une trompe ou une sirène) ,en fonction des conditions de tem rature détectées dans un ou plusieurs pneumatiques et en particulier de manière qu'un aversisse-lent distinct et de préférence impératif portant sur la température excessive détectée dans un pneumatique quelconque appartenant au système d'avertissement soit transmis.Les dispo- sitifs 44 et 46 d'avertissement sont montés de préférence près de la position de conduite du véhicule afin qu'ils puissent être facilement vus ou entendus par le conducteur, et ils peuvent donner une indication sur le pneumatique particulier dans lequel la température excessive a été détectée. Il est bien entendu que lVinventqon n'a été décrite et représentée qu'à titre exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. Par exemple, différents arrange'nts de cavités et de détecteurs sont possibles ; par exemple, des cavités et un détecteur peuvent être associes à un seul épaulement de pneumatique et, dans un cas limite, une seule cavité contenant un élément rapporté peut être formée dans chaque région d'épaulement ou seulement dans une seule des régions dlé- paulement. La fiabilité peut être accrue par association de plusieurs détecteurs à chaque épaulement, et les détec tueurs multiples peuvent être d'un même type ou de types différents. Les cavités alternées peuvent être remplies d'élé ments thermosensibles qui fondent ou se ramollissent à des températures différentes Si bien que, par exemple, une température légèrement en excès peut être indiquée, de même qu'une température plus élevée et plus dangereuse. La circuit de détection et d'indication a été représenté schématiquement et peut être de toute forme con venable remplissant les fonctions nécessaires. Un dispositif de vérification de circuit (non représenté) peut être incorporé afin qu'il vérifie le fait que le fonctionnement est convenable. Le circuit est de préférence réalisé et utilisé de toute manière connue donnant des garanties de sécurité. REVENDICATIONS 1. Appareil d'avertissement de défaillance de pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend un élément thermosensible (25, 27) associé à un pneumatique (10) et qui peut être libéré du pneumatique (10) au-dessus d'une température prédéterminée, et un dispositif de détection et d'indication (30, 32, 44, 46) dont le fonctionnement dépend de la libération de l'élément (25, 27) et qui donne ainsi une indication de cette libération. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température prédéterminée est choisie afin qu'elle se trouve dans la plage comprise entre la température maximale de sécurité d'utilisation normale du pneumatique et la température à laquelle le pneumatique présente une défaillance, de préférence dans la partie inférieure de cette plage. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément thermosensible (25, 27) contient une substance fusible telle qu'un alliage métallique ou une cire, qui fond ou se ramollit à la température prédéterminée. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit élément (25, 27) est placé dans une cavité (24, 26) formée dans le pneumatique (10) et qui est ouverte vers ltextérieur du pneumatique (10). 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément (25, 27) est un bouchon formé préalablement. 6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément (25, 27) est formé in situ dans la cavité. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la cavité (24, 26), l'élément (25, 27) ou les deux ont une construction assurant une retenue matérielle de l'élément (25, 27) à l'intérieur de la cavité jusqu'à la température prédéterminée. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de détection et d'indication (30, 32, 44, 46) est destiné à détecter des bruits ou sons ou ultrasons créés par la cavité après la libération de l'élément associé et à commander un dispositif d'avertissement (44, 46). 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de détection et d'indication (30, 32, 44, 46) est destiné à détecter la présence de l'élément (25, 27) dans la cavité (24, 26) et à commander un dispositif d'avertissement (44, 46) à la suite de la libération de l'élément (25, 27). 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que la cavité (24, 26) est placée dans la région d'un épaulement (12, 14) du pneumatique. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que plusieurs cavités (24, 26) de préférence réguliè- rement réparties, contenant chacune un élément correspondant (25, 27) sont placées dans la région de l'épaulement (12, 14) du pneumatique, et le dispositif de détection et d'indication (30, 32, 44, 46) fonctionne après libération de l'un quelconque des éléments et en donne une indication. 12. Appareil selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu'une cavité (24, 26) au moins contenant un élément correspondant (25, 27) est placée dans chaque région d'épaulement (12, 14) du pneumatique et un dispositif correspondant de détection et d'indication (30, 32, 44, 46) est utilisé pour chaque région d'épaulement (12, 14) du pneumatique. 13. Pneumatique destiné à être utilisé avec un appareil d'avertissement de défaillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le pneumatique (10) a au moins un élément thermosensible (25, 27) qui lui est associé et qui peut être libéré du pneumatique (10) au-dessus d'une température prédéterminée. 14. Pneumatique destiné à être utilisé avec un appareil d'avertissement de défaillance de pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le pneumatique (10) a au moins une cavité (24, 26) à l'intérieur, destinée à loger un élément thermosensible (25, 27) qui, lors de l'utilisation du pneumatique (10), est libéré de la cavité (24, 26) à une température prédéterminée.