Brevet FR2578324A1 — publié le 19860905

Interrupteur manométrique actionné pneumatiquement, destiné au contrôle de la pression des pneumatiques La présente invention concerne un interrupteur manométrique actionné pneumatiquement, destiné au contrôle de la pression des pneumatiques, comportant une capsule for- mant boîtier, ouverte vers l'intérieur du pneumatique, pouvant être introduite dans une ouverture correspondante d'une jante de roue de véhicule, contenant un boîtier d'interrupteur comportant une première membrane de commutation électriquement conductrice, exposée à la pression du pneumatique, une cham- bre de pression de référence remplie de gaz, isolée du pneu- matique par la première membrane de commutation, comportant un premier contact de commutation coopérant avec la première membrane de commutation, introduit en Atant cyclé dans le boîtier d'interrupteur, ainsi qu'un circuit oscillant devant être fermé au moyen du premier contact de commutation et de la première membrane de commutation. Le fluide remplissant un pneumatique de véhicule est soumis à de fortes variations de température, en raison de conditions environnantes, de puissance de frottement et d'écrasement variant constamment. Les interrupteurs isométri- ques actionnés pneumatiquement, que l'oh utiflis pour contrô- ler une pression ou une valeur-limite de la pression du fluide de remplissage, doivent donc être pourvus d'une compensation de température. Pour cette raison, il est connu, par exemple par la DE-OS 28 32 447, de munir un tel interrupteur manométrique d'une chambre de pression de référence. Celle-ci se trouve dans un boîtier de l'interrupteur manométrique, et elle est isolée par une membrane de l'intérieur du pneumatique du vé- hicule. Cette membrane sert, en même temps qu'un contact de commutation placé dans le boîtier en étant isolé, pénétrant dans la chambre de pression de référence, disposé centralement par rapport à elle, à fermer un circuit délivrant des signaux. La chambre de pression de référence est remplie d'un gaz sous pression; cette pression y est choisie de façon que, pour une pression correcte du fluide de remplissage du pneumatique du véhicule, la membrane soit en contact avec le contact de commutation et s'en écarte en montant lorsque la pression diminue. Grâce à la membrane, il se produit une compensation de température entre le fluide de remplissage et le gaz de la chambre de pression de référence, de sorte qu'il règne à peu près la même température des deux côtés de la membrane, et que la compensation de température est, par suite garantie. L'inconvénient de tels interrupteurs manométriques consiste cependant en ce que l'étanchéité de la chambre de pression de référence et, par suite, la constance de la pres- sion du gaz qui y est contenu ne peuvent être garanties sur un intervalle de temps prolongé, comme, par exemple, sur la durée de vie moyenne ou même maximale d'un véhicule automo- bile. En raison de fuites inévitables dues, par exemple, à la fatigue du matériau ou à la diffusion gazeuse, cette pres- sion peut tomber très au-dessous de sa valeur nominale, dès une durée de fonctionnement relativement courte. On ne peut donc plus s'apercevoir d'une pression incorrecte du pneuma- tique, et cela peut entraîner des situations dangereuses pen- dant la marche du véhicule automobile, car le conducteur se fie de toutes façons au système. En outre, on ne peut con- trôler que très difficilement le fonctionnement de l'inter- rupteur manométrique ou la pression régnant dans la chambre de pression de référence, car on ne peut la mesurer directe- ment. En conséquence, l'invention a pour objet un inter- rupteur manométrique actionné pneumatiquement destiné à con- trôler la pression de référence d'un pneumatique, dont on contrôle constamment le fonctionnement correct pendant la marche du véhicule, et qui soit en outre d'une structure simple et d'un coût de revient économique. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, le bottier de l'interrupteur comporte une seconde membrane de commutation électriquement conductrice, isolant la cham- bre de pression de référence de l'intérieur de la capsule du boîtier, ainsi qu'un second contact de commutation coo- pérant avec la seconde membrane de commutation coopérant avec la seconde membrane de commutation, exerçant une influence sur le circuit oscillant, et l'intérieur de la capsule du boîtier est isolé de l'intérieur du pneumatique de façon étan- che à la pression. Les avantages que permet d'obtenir l'invention con- sistent en premier lieu en ce qu'on obtient un interrupteur manométrique de contrôle de la pression des pneumatiques dont on puisse contrôler constamment, pendant la marche d'un véhi- cule qui en est pourvu, l'efficacité de fonctionnement et, par suite, la correction de la pression régnant dans sa cham- bre de pression en reférence. En outre, il est d'une struc- ture simple et est, par suite, robuste et simple et écono- mique à fabriquer. On va décrire à présent l'invention avec davanta- ge de détails, au moyen d'exemples de réalisation représentés sur le dessin annexé dont: La figure 1 est une coupe d'un interrupteur manométrique actionné pneumatiquement selon l'invention; La figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 Les figures 3 à 6 sont des schémas de montage électriques mettant en évidence quatre états de commutation possibles de l'interrupteur manométrique; La figure 7 est une vue correspondant à la figure 1, avec un autre mode d'exécution de l'interrupteur ma- nométrique; La figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7; La figure 9 est un schéma de montage électrique de l'inter- rupteur manométrique de la figure 7; Les figures 10 et 11 représentent deux possibilités d'agen- cement de l'interrupteur manométrique sur une roue de véhicule. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un inter- rupteur manométrique actionné pneumatiquement, destiné à contrôler la pression des pneumatiques de véhicules, dont la capsule de boîtier 2 se compose d'un boîtier de base 3 et d'un couvercle 4. Entre le boîtier de base 3 et le cou- vercle 4 est inséré un premier joint annulaire 5 en matière élastique, qui isole hermétiquement la capsule de boîtier 2 de l'extérieur. Le boîtier de base 3, comportant un file- tage 6, vissé dans la jante d'une roue de véhicule est, de préférence, en métal (en aluminium), le couvercle 4 en matière plastique (par exemple, en polyamide), étant relié au boîtier de base 3 par vissage, sertissage ou un autre mode de liaison approprié, par concordance de forme et/ou sous l'action de forces. La capsule de boîtier 2 contient un boîtier d'in- terrupteur 7 fixé au moyen d'un circlip 8 dans le boîtier de base 3 contre un second joint annulaire 9 en matière élas- tique. Une première membrane de commutation 10 est fixée annuj-lairement sur le boîtier 7 de l'interrupteur et elle isole une chambre de pression de référence 11 à l'intérieur d'un pneumatique de véhicule, ou de son fluide de remplissage, avec lequel elle peut communiquer par une ouverture 12 ménagée dans le boîtier de base 3. La chambre de pression de référence 11 est remplie d'un gaz sous pression (pression de référence). La pression de référence est, dans ce cas, choisie de façon que, lorsque la pression du fluide de remplissage du pneumatique du véhi- cule est correcte (ou supérieure), la première membrane de commutation 10 est juste en contact avec un premier contact de commutation 13, tandis que, lorsque la pression du fluide de remplissage diminue, elle s'en écarte en montant. Le premier contact de commutation 13 sort du boîtier d'interrupteur 7 en formant un coude par une première traversée 14 étanche aux gaz et électriquement isolante pratiquée latéralement dans ledit boîtier 7 et il y est inséré. Pour pouvoir contrôler aussi la pression de réfé- rence. le boîtier de commutateur 7 est isolé de son côté opposé à la première membrane de commutation 10, par une seconde membrane de commutation 15, d'une cavité intérieure 16 de la capsule de boîtier 2, soumise, de préférence, à la pression atmosphérique (c'est-à-dire la pression de l'air environnant). La seconde membrane de commutation 15 est éga- lement fixée annulairement au boîtier de commutateur 7. Elle n'est pas encore en contact avec un second contact de commu- tation 17, pour une pression de référence correcte; si, par contre, la pression de référence diminue légèrement, la se- conde membrane de commutation 15 vient au contact de celui- ci. Le second contact de commutation 17 est également cou- dé et il est inséré dans une seconde traversée latérale 18 étanche aux gaz et électriquement isolante 18, opposée a la traversée 14. L'un au moins des contacts de commutation 13, 17 et/ou l'une au moins des membranes 10, 15 peuvent comporter des dispositifs d'ajustement (non représentés), permettant de modifier (d'adapter) les points de commutation auxquels les membranes 10, 15 s'écartent en montant des contacts 13, 17 ou descendent sur eux. Le point de commutation de l'une au moins des mem- branes 10 et/ou 15 peut aussi cependant être réglée par la pression régnant dans la chambre de pression de référence 11 et/ou par précontrainte de la membrane 10 et/ou 15 lors du soudage et/ou par déformation plastique du ou des contacts 13 et /ou 17. Le second contact 17 peut aussi cependant être réglé par augmentation de la pression régnant dans la capsule de boîtier 2. Des composants électriques de l'interrupteur mano- métrique, qui servent à la transmission sans fil de signaux de mesure à un ensemble électronique de traitement et d'affi- chage (non représenté), sont logés d ans le couvercle 4 et ils sont coulés avec lui ou dans celui-ci, ou bien y sont fixés; les composants sont reliés aux éléments de commuta- tion 10, 13, 15, 17 par des lignes (conducteurs) électriques. Dans le cas d'un système de transmission sans fil des signaux de mesure fonctionnant sur la base d'un circuit résonnant série, du type décrit de façon simple dans le DE- A-28 54 199 ou dans le compte-rendu de recherche TV 7672 du Ministère Fédéral de la Recherche et de la Technologie (de République Fédérale d'Allemagne) "Reifeneigenschaften und Fahrsicherheit; Arbeitsgebiet I, Luftdruckkontrollsystem" (Propriétés des pneumatiques et sécurité de la conduite; domaine I, système de contrôle de la pression des pneumatiques), de R.Weber et autres, de la Dr. Ing.h.c.F. Porsche AG, pages 107 et suivantes, il suffit d'une bobine électrique 19 et d'un condensateur 20, qui sont rassemblés en un circuit os- cillant (circuit résonnant série) au moyen d'une résistance 21 servant d'élément d'amortissement, du contact de commuta- tion 13 et de la membrane de commutation 10. La résistance 21 peut être shuntée, selon l'invention, par le second contact de commutation 17 et la seconde membrane de commutation 15, ce qui correspond à une compensation de l'amortissement du circuit oscillant, lorsque l'interrupteur manométrique 1 est défectueux. La bobine électrique 19 peut être réalisée sous la forme d'une bobine plate imprimée ou d'une bobine enroulée, pourvue éventuellement d'un noyau de ferrite. La figure 2 est une coupe de l'interrupteur mano- métrique 1 de la figure 1, dans le plan des contacts de commu- tation 13 et 17. Le boîtier de base 3 avec le filetage 6 et le bottier d'interrupteur 7, avec la chambre de pression de référence 11 présentant une section droite ovale dans. cette zone, ainsi que les traversées 14 et 18 avec les contacts 13 et 17, y sont visibles. La chambre de pression de référence 11 comporte une ouverture de remplissage 22, fermée au moyen d'une bille 23 enfoncée hermétiquement ou d'une valve. Par suite, la charge de gaz de la chambre de pression de référence peut présenter la pression de référence nécessaire, de sorte que l'interrup- teur manométrique peut être adapté aux pressions prescrites des pneumatiques de véhicules individuels. On a représenté dans les schémas de montage élec- triques des figures 3 à 6 le câblage des composants électri- ques 19, 20 et 21 avec les contacts de commutation 13, 17 et les membranes de commutation 10 et 15 sous forme d'inter- rupteurs, y compris leurs états de commutation. Le premier contact de commutation 13 et la première membrane de commutation 10 y sont symboliquement représentés par le premier interrupteur 24 le second contact de commuta- tion 17 et la seconde membrane de commutation 15 par le se- cond interrupteur 25, un interrupteur ouvert correspondant dans chaque cas à l'état de la membrane écartée du contact. Sur la figure 3, les deux interrupteurs sont ouverts3 cela signifie que la pression du pneumatique est trop faible et que la pression de référence est correcte. Le circuit os- cillant est, par suite, interrompu, de sorte qu'un champ électrique pénétrant par couplage inductif dans la bobine 19, reste sans influence sur le champ accordé sur la fr6- quence de résonnance du circuit oscillant. Cela entraîne une indication de défectuosité. Selon la figure 4, le premier interrupteur 24 est fermé et le second interrupteur 25 ouvert; la pression de référence et la pression du pneumatique sont correctes, le circuit résonnant est amorti au moyen de la résistance 21> il en résulte un circuit résonnant série qui atténue for- tement le champ appliqué inductivement à la bobine 19, il n'y a pas d'indication de défectuosité. Un premier interrupteur 24 ouvert et un second interrupteur 25 fermé (figure 5) indiquent comme un premier interrupteur 24 fermé et un second interrupteur 25 ouvert (figure 6), un interrupteur manométrique défectueux (pression de référence trop basse), la pression du pneumatique étant, en outre trop basse dans le premier cas (figure 5). La résis- tance 21 est, par suite, shuntée, de sorte que le circuit oscillant non amorti entraîne une amplification de 'résonnance et, par suite, une amplification du champ appliqué inductive- ment à la bobine 19, ce qui déclenche une indication de dé- fectuosité. Il est donc toujours délivré une indication de défectuosité, lorsque le champ appliqué par induction à la bobine 19 n'est pas influencé ou est même encore amplifié. Dans ce dernier cas, il peut se produire en plus une une indication renvoyant à une défectuosité dans l'interrup- teur manomeétrique. Dans le cas d'un interrupteur manométrique 1' ac- tionné pneumatiquement, correspondant aux figures 7, 8, res- pectivement au schéma de montage de la figure 9, des compo- sants identiques composants de la figure 1 sont désignés par les mêmes références numériques, tandis que des composants qui ne sont identiques que par leur fonction sont munis d'un prime. Dans ce mode de réalisation, un second contact 17' n'est pas amené au contact de la seconde membrane 15 de l'intérieur de la chambre de pression de référence 11', mais de l'extérieur au moyen d'un pontet 26 fixé sur le boîtier d'interrupteur 7'. Le pontet 26 est vissé au boîtier 7', ou bien il lui est lié d'une- autre façon par concordance de forme et/ou sous l'action de forces. Pour que la membrane 15 soit soumise à la pression régnant dans la capsule de boîtier 2, elle comporte une ou plusieurs perforations 27, 28 ou des ajours. Le second contact 17' est inséré ou vissé dans une seconde traversée électriquement isolante 18'. Une ouverture de remplissage 22' comportant une bille 23' enfoncée hermé- tiquement ou une valve peut alors être présente à l'endroit o, dans le cas de l'interrupteur manométrique 1 selon la figure 1, le second contact 17 est introduit dans le bottier d'interrupteur 7. Les deux éléments de commutation 24 et 25' formés par la première membrane de commutation 10 et le premier contact de commutation 13, respectivement la seconde membrane de commutation 15 et le second contact de commutation 17', ont une influence sur le circuit oscillant, non plus séparément, mais en étant montés en série, ce qui ressort de la figure 9. Il se produit, par suite, toujours une signa- lisation de défectuosité, lorsque l'une au moins des membra- nes 10 ou 15 s'écarte -du contact, respectivement 13 ou 17' qui lui correspond, donc que la pression du pneumatique ou la pression régnant dans la chambre de pression de référence, ou ces deux pressions, descendent au-dessous de leur valeur prescrite. Une détection sélective des défectuosités n'est assurément, par suite, plus possible. Cependant, l'ajustement est de l'interrupteur manométrique est facilité pour cela, du fait qu'à présent le point de commutation de la première membrane 10 peut être réglé au moyen de la pression régnant dans la chambre de pression de référence 11', tandis que le point de commutation de la seconde membrane 15 peut être réglé par déplacement (rotation) du pontet 26 vissé ou du second contact 17' vissé dans la traversée 18'. Bien entendu, les possibilités d'utilisation du système de contrôle de la chambre de pression de référence ne se limitent pas seulement aux systèmes de transmission qui fonctionnent sur la base d'un circuit résonnant série; on peut aussi l'utiliser pour d'autres systèmes de trans- mission, actifs comme passifs. Sur les figures 10 et 11, l'interrupteur manométri- que est agencé, d'une part sur l'exemple d'une jante de roue de véhicule classique (figure 7) et, d'autre part, sur l'exem- ple d'une jante à obturateur central et éléments de support creux en forme de rais et ouverts vers l'intérieur du pneu- matique entre une base de jante et l'obturateur central (fi- gure 8). L'interrupteur manométrique 1 est placé, dans le cas de la roue de véhicule 29 représentée sur la figure 7, dans une base 30 de la jante 31, de sorte. qu'il est exposé à la pression du fluide de remplissage du pneumatique 32. Un élément de couplage 33 qui émet le champ transmis par cou- plage inductif à la bobine 19 et contrôle son intensité de signal, est placé, par exemple, sur un support de roue, et il est franchi par l'interrupteur manométrique 1 une fois par tour de roue. Conformément à la figure 8, l'interrupteur manomé- trique 1 est pfacé dans une cavité en forme de rai 34 d'une jante 35. La roue de véhicule 36 est reliée, dans ce cas, à un support de roue (non représenté) au moyen d'un obturateur central 37. La cavité en forme de rai 34 est ouverte vers le pneumatique 38 du véhicule, de sorte que l'interrupteur manométrique 1 peut capter la pression intérieure du pneu- matique. L'élément de couplage 33 est fixé, de nouveau, à un support de roue non représenté; d'une façon appropriée. FE: \7EC N D I C A T I O N S 1. Interrupteur manométrique actionné pneumatique- ment, destiné au contrôle de la pression des pneumatiques, comportant une capsule formant boîtier ouverte vers l'inté- rieur du pneumatique, pouvant être introduite dans une ou- verture correspondante d'une jante de roue de véhicule, conte- nant un bottier d'interrupteur qui comporte une première mem- brane de commutation électriquement conductrice, exposée & la pression du pneumatique, une chambre de pression de réfé- rence remplie de gaz, isolée du pneumatique par la première membrane de commutation et comportant un premier contact de commutation coopérant avec la première membrane de commuta- tion, introduit ou étant isolé dans le boîtier d'interrup- teur, ainsi qu'un circuit oscillant devant être fermé au moyen du premier contact de colmmutation et de la première membrane de commutation, caractérisé en ce que le boîtier d'interrup- teur (7) comporte une seconde membrane de commutation (15) électriquement conductrice, isolant la chambre de pression de référence (11) de l'intérieur (16) de la capsule formant boîtier (2), ainsi qu'un second contact de commutation (17) exerçant une influence sur le circuit oscillant (19, 20), coopérant avec la seconde membrane de commutation (15) , et en ce que l'intérieur de la capsule de boîtier (2) est infé- isolé de l'intérieur du pneumatique de façon étanche à la pression. 25. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pression régnant dans la capsule formant boîtier (2) est inférieure à la pression régnant dans la chambre de pression de référence (11) et correspond, de préférence, à peu près à la pression atmosphérique. 3. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le second contact de commuta- tion (17) est introduit en étant isolé dans le boîtier d'in- terrupteur (7), et en ce que la seconde membrane de commu- tation (15) entre en contact avec le second contact de commu- tation (17), lorsque la pression régnant dans la chambre de pression de référence (11) diminue. 4. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que, lorsque la seconde membrane de commutation (15) est au contact du second contact de commuta- tion (17), un élément d'amortissement (21) du circuit oscillant (19, 20) est shunté et/ou une fréquence de résonance du circuit oscillant (19, 20) est modifiée. 5. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le second contact de comutation, qui coopère avec la seconde membrane de commutation (15), est placé de façon à être isolé à l'extérieur du boîtier d'in- terrupteur (7), et en ce que la seconde membrane de commuta- tion (15) est en contact avec le second contact de commuta- tion (17) pour une pression de référence correcte ou supé- rieure, et s'en écarte en montant et interrompt le circuit oscillant, lorsqte la pression de référence diminue. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la capsule de boîtier (2) se compose d'un boîtier de base (3) comportant un filetage extérieur (6), de préfé- rence en métal, et d'un couvercle (4), de préférence en ma- tière plastique, le boîtier de base (3) et le couvercle (4) étant isolés hermétiquement l'un de l'autre par- un premier joint annulaire (5) en matière élastique et étant reliés mu- tuellement,par concordance de forme et/ou sous l'action de forces. 7. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1, 5 et 6, cartactérisé en ce que le boîtier d'interrupteur (7) est bloqué dans le bottier de base (3) au moyen d'un cir- clip (8) et en est, de préférence, isolé, et en ce que l'in- térieur de la capsule de boîtier (2) est isolée de la pression du pneumatique au moyen d'un second joint annulaire (9) en matière élastique. 8. Dispositif selon l'ensemble des revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que le premier contact de commu- tation (13) et le second contact de commutation (17) sont insérés en direction radiale dans des traversées (14, 18) électriquement isolantes, sont guidés à travers le bottier d'interrupteur (7) dans la chambre de référence (11) et y sont dirigés en direction axiale vers les centres des membra- nes de commutation (10, 15) qui leur correspondent. 9. Dispositif selon l'ensemble des revendications et 8, caractérisé en ce que les traversées isolantes (14, 18) sont en matière plastique ou en une matière céramique, par exemple en verre. 10. Dispositif selon l'ensemble des revendications 5 et 8, caractérisé en ce que l'un au moins des contacts de commutation (13, 17) et/ou l'une au moins des membranes de commutation (10, 15) comportent des dispositifs d'ajustement permettant de modifier (adapter) les points de commutation auxquels les membranes de commutation (10, 15) s'écartent en montant des contacts de commutation (13, 17) ou les rejoi- gnent en descendant. 11. Dispositif selon l'ensemble des revendications , 8 et 10, caractérisé en ce que le point de commutation de l'une au moins des membranes de commutation (10 et/ou 15) est réglé au moyen de la pression régnant dans la chambre de pression de référence (11) et/ou par précontrainte de la membrane de commutation (10 et/ou 15) lors du soudage et/ou par déformation plastique d'un contact de commutation (13 et/ou 17). 12. Dispositif selon l'ensemble des revendications 2, 5, 8, 10 et 11, caractérisé en ce que le point de commu- tation de la seconde membrane de commutation (15) est réglé par augmentation de la pression régnant dans la capsule de boîtier (2).