Brevet FR2579323A1 — publié le 19860926

DISPOSITIF AAGNETIQUE DE CONTROLE DE LA PRESSION DES PNEUMATIQUES La présente invention concerne un dispositif magnétique de contrôle de la pression des pneumatiques, notamment pour véhicule automobile. Le probleme technique du contrôle de la pression du fluide contenu dans le pneu est très important dans la mesure où le gonflage des pneus a une grande influence, tout d'abord sur la. tenue de route du véhicule dans les virages et aussi sur la durée de vie des pneus en raison des risques d'éclatement des pneus sous-gonflés par augmentation de leur température. En effet, un pneu sous-gonflé peut éclater en raison du travail de flexion qu'il subit sur ses flancs entratnant un décollement entre la gomme de la bande de roulement et les ceintures de métal ou une déchirure du tissu interne du pneu. Le contrôle de la pression d'un pneu s'effectue à l'heure actuelle par des dispositifs télémétriques alimentés par pile ou encore par des manomètres à contact alimentés par un contact tournant ou par l'intermédiaire d'un capteur de proximité dont l'oscillation s'arrête lorsque le contact est établi dans le manomètre. De tels dispositifs sont coûteux parce qu'ils sont complexes. Le but de la presente invention est de permettre un contrôle de la pression d'un pneu par un dispositif peu onéreux, délivrant une information par tout ou rien sur la valeur de la pression. Ce dispositif peut offrir une sécurité de fonctionnement positive, en émettant un signal lorsque la pression du pneu est supérieure ou égale à une valeur de référence l'absence d'un tel signal signifiant soit une baisse de pression, soit une anomalie du dispositif lui-même. Pour cela, l'objet de l'invention est un dispositif magnétique de contrôle de la pression d'un pneu, équipant notamment la roue d'un véhicule automobile, essentiellement caractérise parce qu'il comprend, d'une part, placés au niveau de la jante de la roue, des moyens d'émission d'un champ magnétique variable dont la valeur varie en fonction de la pression du fluide de gonflage et, d'autre part, placés sur une partie fixe de l'attache de la roue au véhicule, des moyens de détection de ce champ magnétique à chaque tour de roue. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'émission du champ magnétique sont constitués par un aimant associé à une culasse de shuntage du champ magnétique, cet aimant se déplaçant par rapport à la culasse sous l'effet d'une membrane élastique sensible à la pression de gonflage, de telle sorte qu'il soit shunté par la culasse lorsque la pression est inférieure à une valeur de référence. Selon une variante de réalisation du dispositif, l'aimant et son shunt sont liés aux;parois d'une chambre de référence déformable, contenant un fluide à une pression de référence correspondant au seuil d'alerte. Selon une autre variante de réalisation, le déplacement de l'aimant est provoqué par celui d'une membrane soumise, d'un côté, à la pression du fluide contenu dans le pneu et, de l'autre côté, à la pression atmosphérique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparateront dans la description qui suit, de divers exemples de réalisation donnés à titre indicatif, illustrée par les figures suivantes qui représentent - La figure 1 : une vue en coupe transversale d'une roue de véhicule équipée d'un dispositif selon l'invention. - Les figures 2 à 6 : des variantes de réalisation du dispo sitif de contrôle selon l'invention. Les éléments qui, dans les différentes figures, remplissent les mêmes fonctions en vue des mêmes résultats portent les mêmes références. Sur la figure 1 représentant une coupe transversale d'une roue, on distingue l'axe de rotation ii de la roue, la jante 1 à laquelle est fixé le pneumatique 2. Le dispositif magnétique de contrôle de pression du pneu comporte des moyens d'émis permanent sion 3 d'un champ magnétique/variable, placés au niveau de la jante 1, et des moyens de détection 4 du champ magnétique à chaque tour de roue, placés sur une partie fixe 5 de l'attache de la roue au véhicule, par exemple sur l'étrier de frein enserrant le frein à disque 6. La figure 2 est un exemple détaillé de réalisation du dispositif de contrôle selon l'invention, pour lequel le champ magnétique émis est dirigé selon un rayon de la roue. Les moyens d'émission 3 d'un champ magnétique H variable sont logés dans une cavité la de la jante 1, avantageusement réalisée en aluminium ou en magnésium laissant passer le champ magnétique. Ces moyens d'émission 3 sont constitués par un aimant 12 associé à une culasse de shuntage 14 du champ magné tique H, cet aimant se déplaçant par rapport à la culasse sous l'effet d'une membrane 8 élastique sensible à la pression de gonflage de telle sorte qu'il soit shunté par la culasse 14 lorsque la pression est inférieure à une valeur de référence. Dans l'exemple particulier de la figure 1, l'aimant 12 et la culasse de shuntage 14 sont liés aux parois 8 et 9 respecti- vement d'une chambre de référence 10 déformable, contenant un fluide à une pression P de référence correspondant au seuil r d'alerte. Cette chambre de référence 10 se compose de deux - métalliques par exemple parois 8 et 9 ou membranes souples étanches,/solidaires d'une paroi latérale 7 fixée dans la cavité de la jante 1. Un canal 23 est percé dans la paroiiatérale 7 pour permettre à la pression P du fluide de gonflage, remplissant 1 'inté- o rieur 11 du pneu 2, d'agir sur les deux parois 8 et 9. L'aimant 12 est attaché à la membrane -8 par un support non magnétique 13 et placé dans l'axe de symétrie de la culasse magnétique 14 de shuntage, elle-même attachée à l'autre membrane 9 par un support non magnétique 15. Ainsi disposé, l'aimant émet un champ magnétiqueitdirigé selon un rayon de la roue, lorsque la pression P à l'intérieur 11 du pneu 2 o est supérieure à la somme des forces résultant de la pres sion P de référence et de l'effort magnétique développé par r l'aimant 12 sur la -culasse 14, dégageant ainsi l'aimant 12 de la culasse de shuntage 14. Par contre, lorsque la pression P o dans le pneu diminue et devient inférieure à la pression P r les parois 8 et 9 s'écartent l'une de l'autre et l'aimant est shunté par la culasse 14. Le dispositif de contrôle de la pression, selon l'invention, comporte de plus un détecteur 4 de champ magnétique placé, par exemple, sur l'étrier du frein à disque 6 de la roue, en regard de l'aimant 12 à chaque tour de roue. Soit il détecte la présence d'un champ magnétique H quand la pression dans le pneu est suffisante, soit il n'est pas excité quand ce champ H est trop faible. Ainsi, à chaque tour de roue, le détecteur 4 passe d'un état excité à un etat non excité quand la pression P du pneu est supérieure à la pression P de la chambre de référence, correspondant au seuil de sécurité choisi pour le type de pneu, et son indication peut être faite au conducteur par un dispositif électronique à mémoire de type connu. On remarque que les deux parois 8 et 9 de la chambre de référence 10 étant identiques, elles subissent le même deplacement vers un plus grand rayon de la roue lorsque sa vitesse de rotation s'accroît, permettant un fonctionnement du dispositif de contrôle quasiment invariable en fonction de la vitesse du véhicule. La figure 3 représente un autre exemple de réalisation du dispositif de contrôle de la pression d'un pneu selon l'invention, comportant également une chambre de référence 10 mais se différenciant de la figure 2 par la direction du champ magnétique H qui est ici tangentielle à la jante 1 de la roue. Dans ce cas, l'aimant 12 est en forme de disque percé en son centre et présente une polarité nord vers le centre et une polarité sud vers l'extérieur par exemple. Comme précédemment, il est attaché à la paroi élastique 8 de la chambre de référence 10 par un support 13 non magnétique. La culasse de shuntage 14 est également en forme de disque magnétique attaché à l'autre paroi 9 de la chambre de référence par un support non magnétique 15 passant par le trou de l'aimant 12. Lorsque la pression P dans le pneu est supérieure à la pres o sion P dans la chambre 10, l'aimant 12 et la culasse 14 sont r éloignés l'un de l'autre et le champ magnétique H créé par l'aimant est suffisant pour être détecté par un détecteur 4 orienté perpendiculairement à un rayon de la roue. Lorsque la pression P de gonflage du pneu est trop faible, les o membranes 8 et 9 de la chambre de référence 10 s'écartent l'une de l'autre et la culasse 14 vient en contact avec l'aimant 12 faisant alors diminuer le champ magnétique H emis. Dans l'exemple de réalisation de la figure 4, le dispositif de contrôle ne comporte pas de chambre de référence, mais est utilisable avec une jante 1 en acier comportant une cavité lb semi-ouverte, de faible profondeur par exemple, dont le fond est percé d'un orifice 16 en son centre. Cette cavité est fermée par une membrane élastique 8 étanche en forme de chaussette, à laquelle elle est fixée par un anneau 17 vissé ou emmanché sur la jante 1.L'aimant 12, en forme de disque, de polarités nord en son centre et sud sur sa circonférence, porte une piece 18 non magnétique, en forme de champignon dont la tige passe à travers l'orifice 16 de la jante 1 et le chapeau est de diamètre supérieur à celui de l'orifice 16 pour limiter le déplacement de l'aimant. Par cet orifice 16 de la jante, la membrane 8 est soumise sur une face à la pression P o régnant à l'intérieur 11 du pneu, tandis que son autre face est soumise à la pression atmosphérique PA. Pour répartir uniformément la pression P venant du pneu sur toute la face o de la membrane 8, la surface interne de la cavité lb de la jante 1 comporte des stries 19. Ce dispositif de contrôle est conçu de telle sorte que lorsque la pression P dans le pneu est supérieure à une valeur de o seuil définie pour le pneu, l'aimant 12 est suffisamment décollé de la jante 1 pour émettre un champ magnétique détectable par un détecteur 4 placé en face. Lorsque la pression P devient inférieure au seuil, l'aimant 12 est plaqué contre la jante 1 en acier qui shunte le champ . Pour dimi- nuer l'influence de la force centrifuge, due à la rotation de la roue, sur l'aimant 12 et la membrane élastique 8, celles-ci doivent avoir un poids réduit par rapport à leur largeur. L'exemple de réalisation du dispositif de contrôle représenté sur la figure 5 se distingue du précédent par l'emploi d'un aimant en caoutchouc magnétique. L'aimant 12 est solidaire de la membrane élastique8 ou en est une partie réalisée en caoutchouc magnétique dur. La membrane 8 comporte à son pourtour des bourrelets 21 et 22 permettant l'accrochage de la membrane 8 dans la cavité lb de la jante 1 en acier qui comporte des stries 19. Le caoutchouc magnétique de la membrane 8 peut être composé de grains de samarium-cobalt dispersés dans un élastomère fluoro siliconé dont les caractéristiques changent peu avec la température. On peut ajouter à ce melange de la poudre de ferrite douce pour constituer un shunt magnétique interne dont l'effet serait décroissant avec la température. En effet, pour que le dispositif de contrôle ne change pas d'indication avec un accroissement de la température du pneu, augmentant alors la pression du fluide de gonflage, il est souhaitable d'augmenter simultanément la force de l'aimant 12, puisqu'il n'existe pas de chambre de compensation en température dans cette variante de réalisation. La figure 6 représente une autre variante de réalisation dans le but de résoudre le problème du placage de l'aimant 12 sur la culasse 14,à grande vitesse de rotation de la roue,par la force centrifuge. Pour cela, l'aimant 12 et la culasse 14 sont de formes identiques, ainsi que de poids et d'élasticité. Ils peuvent être réalisés par exemple tous les deux par un matériau élastomère chargé de matériaux magnétiques, dur pour l'aimant 12 et doux pour la culasse 14. Cette culasse 14, portant des stries 19 toujours pour une équirépartition de la pression sur tout l'aimant 12, et cet aimant 12 subiront la même déformation en fonction de la vitesse de la roue. Les membrannes élastiques 8 et 9 (notamment dans le cas des Figures 2 et 3), agissant sur la position de l'aimant 12 par rapport à la culasse 14 seront avantageusement en forme de cône ou de S pour permettre un déplacement brusque sous l'action d'une faible variation de la pression PO dans le pneu. o Concernant les moyens de détection 4 du champ magnétique, ceux-ci peuvent être avantageusement du type à effet Hall réalisés sur une plaquette de silicium pour les variantes des figures 3 à 5 et du type magnétorésistif comprenant une couche de permalloy sur silicium pour la variante de la figure 2. Ces moyens detecteurs peuvent être également constitués par une bobine, incluant ou non un noyau magnétique, excitée par le champ magnétique émis par l'aimant. Le signal électrique obtenu, croissant linéairement avec la vitesse de la roue, peut être limité par un réseau passe-bas comportant une résistance et une capacité suivant le schéma connu pour un capteur magnétique. A titre d'indication non limitative, pour des pressions de gonflage d'un pneu comprises entre 1,5 et 3 bars, une membrane élastique 8 d'un diamètre voisin de 15 mm, un aimant 12 en samarium-cobalt pesant entre 10 et 100 milligrammes et un détecteur de champ t du type magnétorésistif, il est possible de détecter un champ plus de 1 cm de distance entre l'aimant et le détecteur et de minimiser l'effet de la force centrifuge et des cahots de la route. L'invention n'est, bien entendu, pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés précédemment mais comprend tous les équivalents techniques et leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées dans le cadre des revendications ci-jointes. REVENDICATIONS 1. Dispositif magnétique de contrôle de la pression d'un pneu, notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, placés au niveau de la jante (1) de la roue, des moyens d'émission (3) d'un champ magnétique permanent variable H dont la valeur varie en fonction de la pression du fluide de gonflage du pneu (2) et, d'autre part, placés sur une partie fixe de l'attache de la roue au véhicule, des moyens de détection (4) de ce champ magnétique H à chaque tour de roue. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'émission (3) d'un champ magnétique H sont constitués par un aimant (12) associé à une culasse (14) de shuntage du champ magnétique, cet aimant (12) se déplaçant par rapport à la culasse (14) sous l'effet d'une membrane élastique (8) étanche sensible à la pression (P ) de gonflage, de sorte o qu'il soit shunté par la culasse lorsque la pression (P ) est o inférieure à une valeur de référence (pur) 3.Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au niveau de la jante (1) de la roue est réalisée une chambre (10) déformable étanche remplie d'un fluide à une pression de référence (Pr) et soumise extérieurement à la pression (P ) du fluide de gonflage du pneu (2), l'aimant (12) étant relié à une des parois (8) de la membrane et la culasse de shuntage (14) étant reliée à l'autre paroi (9). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la chambre de référence (10) se compose de deux parois (8 et 9) élastiques étanches, solidaires d'une paroi latérale (7) fixée dans une cavité (1 a) de la jante (1), cette paroi (7) étant percée d'un canal (23) permettant à la pression (P ) du pneu d'agir sur les deux parois (8 et 9) et en ce que l'aimant (12) est attaché à la paroi (8) par un support (13) non magnétique et placé dans l'axe de symétrie de la culasse (14) de shuntage elle-même attachée à l'autre paroi (9) par un support non magnétique (15). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'aimant (12) émet un champ magnétique g dont la direction est celle d'un rayon de la roue du véhicule. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'aimant (12) est en forme de disque percé en son centre et en ce que la culasse de shuntage (14) est en forme de disque destiné à être plaqué contre l'aimant, de sorte que le champ magnétique 8 émis est tangentiel à la jante (1) de la roue du véhicule. 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la jante (1) comporte une cavité (1 b) semi-ouverte dont le fond est percé d'un orifice (16) en son centre et fermée par une membrane élastique étanche (8) dont une paroi est soumise à la pression P du fluide de gonflage du pneu (2) et dont o l'autre paroi est soumise à la pression atmosphérique, cette membrane (8) agissant sur l'aimant (12) en modifiant sa position par rapport à la culasse. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la membrane (8) est en forme de chaussette, fixée à la cavité (1 b) de la jante (1) par un anneau, et en ce que l'aimant (12) est en forme de disque portant une partie (18) non magnétique en forme de champignon dont la tige passe à travers l'orifice (16) de la jante (1) et le chapeau est de diamètre supérieur à celui de l'orifice (16). 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la membrane (8) est en caoutchouc magnétique doux et en ce que l'aimant (12) est en caoutchouc magnétique dur, la membrane comportant à son pourtour deux bourrelets (21 et 22) permettant son accrochage dans la cavité (1 b). 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'aimant (12) et la membrane (8) sont en matériau élastomère chargé de matériaux magnétiques, durs pour l'aimant (12) et doux pour la membrane (8), et sont de même formes et poids. 11. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le fond de la cavite (1 b) de la jante (1) comporte des stries 19. 12 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection (4) du champ magnétique sont constitués par un circuit intégré à effet Hall ou magnétorésistif relié à un circuit électronique d'alerte au conducteur, ou encore par une bobine, incluant ou non ùn noyau magnétique relié par un filtre passe-bas au circuit d'alerte. 13. Dispositif selon les revendications 2 à 4, 7 à 10, caractérisé en ce que les membranes élastiques (8, 9) ont une forme conique ou en S permettant un déplacement brusque pour une faible variation de la pression (P ) dans le pneu. o