Brevet FR2578202A2 — publié le 19860905

FR 2578202 A2 19860905 FR 8415841 A 19841016 Le présent certificat d'addition concerne certaines variantes de réalisation de pressostats pour la détection du dégonflement de pneumatiques. La demande de brevet français 84 07 413 décrit un dispositif avertisseur de dégonflement de pneumatiques pour véhicules automobiles comprenant un pressostat et des moyens pour transmettre de la roue à la carrosserie et pour traiter l'information donnée par ce pressostat afin d'avertir le conducteur sur l'état de ses pneumatiques. Le pressostat décrit dans cette demande est réalisé de façon à pouvoir être facilement monté sur la jante de la roue dont on veut surveiller la pression et avoir un contact qui bascule lorsque la pression d'air atteint une valeur prédéterminée. La plupart des véhicules possèdent quatre roues identiques équipées de pneumatiques de même dimensions ainsi qu'une roue de secours interchangeable avec l'une quelconque des roues principales. Cependant, les constructeurs d'automobiles préconisent souvent de gonfler les roues avant et arrières à des valeurs de pression différentes. I1 est également assez souvent conseillé de permuter les roues afin d'obtenir une usure uniforme des bandes de roulement. Par ailleurs, la température de l'enveloppe des pneumatiques augmente lorsque le véhicule roule, à cause des déformations qui provoquent une dissipation d'énergie à l'intérieur du caoutchouc ; la chaleur engendrée se transmet à l'air contenu dans ladite enveloppe, dont la pression augmente. Si, lorsque le pneu est chaud, il apparaît une fuite, de l'air pourra s'échapper sans que la pression devienne inférieure à la valeur de réglage du pressostat, cette valeur devant être choisie plus petite que la pression de gonflage à froid. I1 est donc intéressant d'utiliser un pressostat dont la pression de référence puisse être ajustée d'une part selon que la roue est utilisée sur l'essieu avant ou l'essieu arrière du véhicule, d'autre part en fonction de la température de l'air de gonflage. Cet ajustement pourra être manuel et à la disposition de l'utilisateur selon qu'il utilisera une roue à l'avant ou à l'arrière de son véhicule. Le réglage devra être simple et ne pas nécessiter d'outillage particulier, ni d'appareil de mesure de la pression. L'ajustement en fonction de la température devra bien sur être automatique et continu. Un exemple de réalisation d'un pressostat à deux valeurs de point de consigne est décrit ci-dessous en regard des dessins 1, 2 et 3 donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale axiale du pressostat. - la figure 2 représente une vue en perspective cavalière des éléments de réglage 4 et 7. - la figure 3 représente une vue du pressostat incorporé dans un sous-ensemble permettant le montage sur une jante. Le pressostat comprend un corps métallique 13 contenant - un embout métallique 2, de révolution, traversé par un orifice coaxial, - une coupelle métallique 3, également de révolution et, comportant un alésage coaxial, - une membrane métallique élastique 1, interposée entre l'embout 2 et la coupelle 3, - une couronne 4 en matière isolante comportant un bossage 6 de révolution qui se centre dans l'alésage de la coupelle 3. - un support de contact 7 maintenu en appui entre la couronne 4 par - une rondelle élastique 12 - une rondelle métallique 9 appuyée sur la face du support de contact 7 opposée à la couronne 4 et rendue solidaire dudit support par un rivet tubulaire 8, - un axe de contact métallique 10 traversant l'ensemble des pièces 3, 4, 7, 8 et 9 et pouvant être rendu solidaire du rivet 8 par un cordon de soudure. L'embout 2, la membrane 1 et la coupelle 3 sont rendus solidaires par une soudure qui assure l'étanchéité entre ces trois pièces et ménage une chambre dans l'embout 2, limitée par la membrane 1. Cette chambre communique avec l'extérieur par l'orifice traversant l'embout 2. L'embout 2 comporte un lamage cylindrique à une extrémité. La membrane 1 est en appui sur ladite extrémité de telle façon que le lamage détermine une chambre, mise en communication avec l'extérieur par un orifice qui traverse l'embout 2 suivant son axe. La coupelle 3 comporte également un lamage, tourné vers la membrane 1. Les pièces 1, 2 et 3 sont serrées l'une contre l'autre et soudées entre elles de façon à assurer l'étanchéité au moins entre l'embout 2 et la membrane 1. Par ailleurs, du côté opposé à la membrane, la coupelle 3 comporte une face plane sur laquelle vient en appui la couronne 4. Comme il a été précédemment indiqué, la couronne 4 comporte de préférence un bossage cylindrique 6 qui permet de centrer la couronne 4 par rapport à la coupelle 3. Le côté opposé à la face d'appui contre la coupelle 3, la couronne 4 comporte un chambrage cylindrique visible sur la figure 2, interropu sur une partie de la circonférence, correspondant à un angle au centre d'environ 500. Dans le fond de ce chambrage sont disposées des nervures radiales, 5, de préférence au nombre de quatre, dont l'un au moins des flancs constitue une rampe, les rampes de toutes les nervures étant disposées dans le même sens dans une rotation autour de l'axe de la couronne. La couronne 4 est traversée par un alésage cylindrique coaxial permettant le passage de l'axe de contact 10. Le support de contact 7 vient se loger dans le chambrage de la couronne 4, dans laquelle il est centré par sa surface périphérique. Il comporte sur la face d'appui en regard de la couronne 4, des nervures 11, un nombre égal au nombre de nervures 5 de la couronne 4 et possédant également une rampe au moins d'un côté. L'écartement entre deux nervures 5 est supérieur à la largeur d'une nervure 11 et inversement l'écartement entre deux nervures 11 est supérieur à la larguer d'une nervure 5. Ainsi, lorsque le support de contact 7 est en appui dans le fond du chambrage de la couronne 4, il y a 2 positions extrêmes possibles. Soit les nervures 5 et 11 sont en appui l'une contre l'autre, soit les nervures 5 sont disposées entre les nervures 11 et réciproquement. Les rampes respectives des flancs des nervures 5 et Il sont disposées de telle façon qu'une rotation d'environ 300 du support 7 par rapport à la couronne 4 provoque un mouvement axial dudit support 7 entre ces deux positions extrêmes. Le support 7 comporte au moins uindex 14 qui vient se loger dans l'évidement d'environ 500 de la couronne 4. La largeur de cet index d'environ 200 d'angle au centre, permet la rotation d'environ 300 ci-dessus définie, à l'intérieur de l'évidement de 500, faisant déplacer le support 7 entre ses deux positions entrêmes. Au montage, la rondelle élastique 12 est placée contre la face du support 7, avant mise en place de la rondelle 9 ec sertissage du rivet 8. Cet ensemble 7, 8, 9, 12 est introduit dans le chambrage de la couronne 4, elle-même centrée dans l'alésage de la coupelle 3. La coupelle 3 a été préalablement soudée avec l'embout 2 et la membrane 1 comme indiqué ci-dessus. Le tout est introduit dans le corps 13 qui est ensuite serti sur un épaulement de l'embout 2 prévu à cet effet. La hauteur du chambrage de la couronne 4 est suffisante pour que ce soit cette couronne qui vienne en appui dans le fond su corps 13, quelle que soit la position du support 7. La rondelle élastique 12 vient également en appui dans le fond du corps 13 et, par la pression qu'elle exerce sur le support 7, assure le contact de celui-ci avec la couronne 4. Une échancrure est prévue dans le corps 13 pour permettre, le passage de l'index 14. La rondelle 12 a également pour fonction de permettre un léger déplacement du support de contact 7 lorsque, par suite d'une surpression, la membrane 1 appuie trop fort sur le flot de contact 10, ce déplacement ayant l'avantage d'éviter une déformation permanente de la membrane. Réglage : L'index 14 est tourné dans la position où le support 7 a ses nervures 11 intercalées avec les nervures 5 de la couronne 4. La 1ère pression de tarage de l'alerte est appliquée sur la membrane 1 à travers 1' ori- fice de l'embout 2. Ladite membrane élastique se déforme d'une hauteur H1. L'axe de contact 10, guidé dans le rivet tubulaire 8 est maintenu en contact avec la membrane par une force légère, qui peut être son propre poids. On réalise alors l'assemblage de l'axe 10 et du rivet 8 par soudure ou par collage. Les conditions sont donc réalisées pour que le contact entre la membrane 1 et l'axe 10 existe lorsque la pression appliquée à travers l'embout 2 est supérieure à la pression de tarage, et n'existe pas lorsque cette pression est inférieure à la pression de tarage. Lorsque le contact est établi, il y a continuité électrique entre la rondelle 9, le rivet 8, l'axe 10, la membrane 1, l'embout 2 et le corps 13. Lorsque l'index 14 est tourné de façon à amener les nervures 11 du support 7 en appui sur les nervures 5 de la couronne 4, l'axe 10; lié au support 7,se déplace d'une quantité H2 égale à la somme des hauteurs des nervures 5 et 11. I1 sera alors nécessaire d'appliquer une seconde pression, supérieure à la première pression de tarage, pour amener la membrane 1 en contact avec l'axe 10. La forme extérieure de l'embout 2 et du corps 13 permettent d'incorporer le pressostat dans un surmoulage 16 comportant une rainure annulaire 17 analogue aux valves pour pneumatique sans chambre. Un connecteur 18 viendra épouser, de façon classique, les formes extérieures du surmoulage 16 de façon à rendre l'appareil étanche aux projections. Le connecteur sera disposé de façon à permettre un accès facile à l'index 14, pour le changement de pression de tarage. I1 va de soit que l'axe de contact 10 pourrait être remplacé par une vis micrométrique comme il est indiqué dans la demande de brevet 84 07 413.L'utilisation d'un axe lisse permet une réduction des coûts de fabrication et du temps de réglage. L'homme de l'art concevra qu'il est également possible d'obtenir plusieurs valeurs de réglage du pressostat en réalisant des nervures à deux ou plusieurs niveaux séparés par des rampes, ces nervures à plusieurs niveaux étant réalisées soit à la fois sur les pièces 4 et 7 soit sur l'une seulement de ces pièces, par exemple la couronne 4, la nervure 11 à un seul niveau du support 7 ayant alors une hauteur égale à la hauteur totale des nervures 5 de la couronne 4. Une autre variante de pressostat à valeur de tarage variable est donnée dans la description ci-dessous en regard des figures 4 et 5 dans lesquelles - la figure 4 représente une vue en coupe axiale longitudinale d'un pressostat selon l'invention. - la figure 5 représente une vue en coupe partielle axiale longitudinale du pressostat monté sur une jante. Le pressostat comprend - Deux coupelles métalliques 52 et 53 de révolution percées suivant leur axe d'un orifice. - Une membrane métallique élastique 51 - Une première lame de connexion 60 dont l'extrémité 62 est formée de façon à permettre un raccordement électrique - Une rondelle isolante 54 cylindrique, avantageusement réalisée en alumine percée en son centre d'un orifice et métallisée sur ses deux faces planes. - Un boîtier 55 de révolution muni sur un côté d'une seconde lame de connexion 61 permettant un second raccordement électrique. - Une chambre 56 contenant un ressort 57 et un plot de contact 58. La membrane élastique 51 est maintenue par soudure "en sandwich" entre les deux coupelles 52 et 53 dont les concavités se font face, ces trois pièces étant isoaxiale La soudure assure l'étanchéité du joint entre la membrane 51 et la coupelle 52 d'une part, entre la membrane 51 et la coupelle 53 d'autre part. La lame de connexion 60 est également soudée sur l'une des coupelles par exemple la coupelle 52. Cette même coupelle 52 est soudée, par sa face plane opposée à celle qui porte la membrane, sur la rondelle 54, de façon isoaxiale. La rondelle isolante 54 est soudée, par sa seconde face plane métallisée, sur le boîtier 55. Par ailleurs, la chambre 56, contenant le ressort 57 et le plot de contact 58, à son rebord 59 partiellement replié en au moins trois points. Le plot de contact 58 est ainsi poussé par le ressort 57 contre le rebord 59 et ne peut sortir de la chambre 56. La chambre 56 est introduite dans le boîtier 55 de façon que le plot 58 entre en contact avec la membrane 51, avec une force suffisamment faible pour ne pas déformer cette membrane. Cette force peut avantageusement être représentée par le poids de la chambre 56, lorsque l'axe du pressostat est vertical, le plot 58 étant posé sur la membrane 51. Réglage et fermeture du pressostat. Un cordon de brasure à bas point de fusion, telle que de la soudure à l'étain est placée entre le boîtier 55 et la chambre 56. Le pressostat est alors enfermé dans une enceinte étanche, non représentée. Cette enceinte est emplie d'un gaz neutre, de préférence de l'azote sec. La pression de ce gaz est réglée à la température ambiante de façon à être égale à la pression de tarage à la même température. L'enceinte, le gaz qu'elle contient et le pressostat sont alors portés à la température de fusion de la brasure qui coule entre le boîtier 55'et la chambre 56. Pendant cette opération, la membrane élastique 51 soumise à la même pression sur ses deux faces, n'est pas déformée et reste en contact avec le plot 58. Après refroidissement, la brasure assure l'étanchéité du boîtier. Une partie du gaz neutre reste emprisonnée dans l'espace compris entre la chambre 56, le boîtier 55, la rondelle 54, la coupelle 52 et la membrane 51. Une fois ramené à la température ambiante, ce gaz revient à la pression de tarage. Fonctionnement. Le pressostat est monté sur la jante de la roue de façon que la pression de l'air qui gonfle le pneumatique soit appliqué 51 à travers l'orifice de la coupelle 53. Lorsque cette pression est inférieure à la pression de tarage du pressostat, la force que ladite pression exerce sur la membrane 51 est inférieure à la force antagoniste exercée par le gaz neutre sur l'autre face de la membrane. La résultante de ces deux forces déforme la membrane en l'écartant du plot 58. Inversement, dès que la pression de gonflage du pneumatique dépasse la pression de tarage du pressostat, la résultante des forces de pression qui s'exercent sur la membrane 51 pousse cette membrane contre le plot 58 et assure le contact électrique entre ces deux pièces et, par l'intermédiaire de la coupelle 52 et la lame de connexion 60 d'une part, de la chambre 56 et le boîtier 55 d'autre part, la liaison électrique entre les lames de raccordement 61 et 62 est établie. En cas de forte surpression dans le pneumatique, le plot 58, poussé par la membrane, se déplace vers l'intérieur de la chambre 55, en comprimant le ressort 57. De cette façon, la membrane ne risque pas d'être déformée de façon permanante. La rondelle 54 assure l'isolement électrique entre les lames de raccordement 61 et 62 lorsque la membrane 51 n'est pas en contact avec le plot 58. Le pressostat 50 est surmoulé de façon classique et fixé sur la jante, par l'intermédiaire d'un canon de fixation 64, à un emplacement tel que le corps du pressostat soit à la même température que le gaz de remplissage de l'enveloppe du pneumatique. Les lames de raccordement 61 et 62 sont raccordées aux bobines de couplage 83 et 84 telles que décrites dans la demande de brevet numéro 84 07 413. Avantages de ce pressostat. La variation de pression de l'air du pneumatique, en fonction de la température, étant la même que la variation de pression du gaz neutre qui emplit le pressostat, le rapport entre les valeurs de ces deux pressions est indépendant de la température. En particulier si ces deux pressions sont égales, elles le restent lorsque la température varie. Dans ces conditions, l'ouverture des contacts du pressostat ne se produira que si la masse d'air contenue dans le pneumatique diminue, c'est-à-dire s'il y a une fuite. La pression de tarage du pressostat est définie par la pression qui règne dans l'enceinte étanche,au moment de la soudure de la chambre sur le corps. Il est donc facile de réaliser avec les mêmes pièces constitutives des pressostats tarés à des valeurs différentes. I1 est à remarquer que dans les deux variantes de pressostats décrites ci-dessus, la membrane est élastique. I1 n'est donc pas prévu de ressort pour déterminer la loi de déplacement de la membrane en fonction des pressions appliquées. La masse de la membrane est très faible et le fonctionnement est très peu influencé par les accélérations dues à la rotation rapide de la roue et aux cahots de la chaussée. R E U E N.D I C A T I O N S 1 - Pressostat pour avertisseur de dégonflement de pneumatique de véhicules du type comprenant une membrane soumise d'un côté à la pression qui règne dans le pneumatique caractérisé par le fait que la membrane est élastique, conductrice de l'électricité et est fixée sur sa périphérie à au moins une coupelle,par une soudure d'étanchéité, que la pression du pneumatique tend à pousser la membrane contre un plot de contact et par le fait que la valeur de la pression de tarage pour laquelle le contact s'établit entre la membrane et le plot de contact peut être modifiée selon les conditions d'utilisation de la roue sur laquelle est monté le pressostat. 2 - Pressostat selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le plot de contact 10 est mobile par rapport à la membrane 1, ledit plot étant rendu solidaire d'un support 7 muni de nervures radiales 11 dont les flancs sont inclinés, que lesdites nervures coopèrent avec un nombre égal de nervures analogues 5 d'une couronne 4 fixe, afin de transformer un mouvement de rotation du support 7 autour de son axe en un mouvement de translation suivant cet axe, le mouvement de rotation étant obtenu par la manoeuvre diun index 14, pour modifier la pression de tarage. 3 - Pressostat selon la revendication 2 caractérisé par le fait que les nervures 5 de la couronne 4 ou les nervures 11 du support 7 ou toutes les nervures ont plusieurs niveaux séparés par des rampes, de façon à permettre au support 7 de prendre plusieurs positions différentes correspondant à autant de valeurs de pressions de tarage. 4 - Pressostat selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé par le fait que le réglage de la pression de tarage est réalisé en amenant le plot de contact 10 au contact de la membrane 1 lorsque cette dernière est soumise à la pression de référence sur sa face en communication avec l'intérieur du pneumatique, puis en immobilisant le plot de contact par rapport à son support, de préférence par une soudure ou une brasure. 5 - Pressostat selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte un volume étanche, limité par une membrane 51, que ce volume est empli d'un gaz neutre, à une pression égale à la pression de tarage, que la pression du pneumatique est appliquée sur la face de la membrane 51 opposée à ce volume, de telle sorte que la pression du gaz neutre évolue de la même façon, sous l'effet de la température, que la pression d'air à l'intérieur de l'enveloppe du pneumatique. 6 - Pressostat selon la revendication 5 caractérisé par le fait que le réglage de la pression de tarage est réalisé en plaçant le pressostat dans une enceinte étanche emplie d'un gaz neutre, après avoir préparé un cordon de soudure entre le boîtier 55 et la chambre 56, que le plot de contact 58 est amené au contact de la membrane 51 et que le gaz contenu dans l'enceinte étanche est chauffé à volume constant jusqu'à fusion du cordon de soudure, pour réaliser l'étanchéité entre le boîtier 55 et la chambre 56. 7 - Pressostat selon l'une des revendications 5 ou 6 caractérisé par le fait que le gaz neutre est de l'azote. 8 - Pressostat selon l'une des revendications 4 ou 6 caractérisé par le fait que le plot de contact est mis en contact avec la membrane, pendant le réglage, par son propre poids, l'axe du pressostat étant placé en position verticale. 9 - Pressostat selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé par le fait qu'il comporte un élément élastique, rondelle 12 ou ressort 57 qui permet au plot de contact de se déplacer lorsqu'il est poussé par la membrane en cas de surpression dans le pneumatique, de façon à éviter une déformation permanente de ladite membrane à l'endroit où elle appuie sur le plot de contact.