Brevet FR2586622A2 — publié le 19870306

FR 2586622 A2 19870306 FR 8513059 A 19850903 Dispositif de dégonflage pour pneumatiques de véhicules. L'invention faisant l'objet du brevet principal concerne un dispositif de dégonflage de roues de véhicules, notamment de véhicules d'intervention rapide, destiné à permettre, à l'aide d'une commande centralisée, un dégonflage extrêmement rapide des pneumatiques des roues du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte, sur chaque roue comprenant un pneumatique à dégonfler, une servo-vanne comportant un clapet à forte section de passage susceptible de mettre instantanément le pneumatique en communication avec l'air libre, ainsi qu'un capteur de pression sensible à la pression du pneumatique et auquel est associé un circuit électrique relié à une électrovanne de la servovanne pour commander la fermeture du clapet, et épice qu'il comporte, au niveau de chacune desdites roues, un organe de couplage électromagnétique constitué par un transmetteur tournant dont le primaire, fixe par rapport au châssis du véhicule, est alimenté à partir d'une source de courant et dont le secondaire, solidaire de la roue et tournant sans contact avec le primaire en face de ce dernier, est relié d'une part à l'électrovanne pour la commander et d'autre part au circuit de capteur de pression, ce dernier étant agencé pour que, lorsque la pression détectée par le capteur a atteint une valeur basse prédéterminée, il interrompe ia liaison entre le pneumatique et l'air libre. Dans un mode de mise en oeuvre préféré, la source de courant électrique adresse au primaire de chaque transmetteur tournant un courant continu haché ou "rupté", permettant ainsi le passage dans le secondaire d'une puissance irportante qui peut être de l'ordre de quelques dizaines de watts, ce qui permet d'assurer une commande efficace, sure et rapide de l'électrovanne, ainsi qu'une alimentation suffisante du circuit associé au capteur devenu sensible à la pression. La fréquence du courant haché ou rupté est choisie afin d'être compatible avec l'environnement électrique ou électromagnétique, et notamment hertzien, dans lequel le véhicule peut être amené à opérer. De préférence, la commande de l'alimentation en courant est réalisée par l'intermédiaire d'un calculateur destiné à adresser le courant simultanément aux différents éléments primaires des transmetteurs tournants qui assurent le couplage au niveau des différentes roues du véhicule. Selon un perfectionnement, le dispositif peut également être utilisé pour assurer le gonflage des pneumatiques du véhicule, et notamment le gonflage pendant la marche, et dans ce cas on prévoit sur le véhicule une source d'air ou de gaz comprimé, des électrovannes de distribution pilotées par un calculateur pour adresser la pression aux différentes roues par l'intermédiaire chaque fois de joints tournants qui ne sont mis sous pression que pendant l'opération de gonflage, lesdits joints tournants aboutissant à la servo-vanne de chaque pneumatique, laquelle est alors conçue, d'une façon en soi connue, pour pouvoir assurer, en fonction d'instructions de commande transitant par le dispositif de couplage électromagnétique, le dégonflage ou le gonflage. La présente addition se propose de perfectionner le dispositif tel que défini selon l'une quelconque des revendications du brevet principal, de façon à améliorer aussi bien le fonctionnement que la précision et la fiabilité du dispositif. De façon avantageuse le dispositif, comprenant un transformateur tournant possédant un primaire et un secondaire séparés par un entrefer, portés l'un par la partie fixe du véhicule et l'autre par la roue et disposés au regard l'un de l'autre, est caractérisé en ce que le primaire et le secondaire se trouvent disposés entre deux roulements de roue. Les roulements peuvent avantageusement être les roulements interposés entre une fusée et la jante coaxiale de la roue. De préférence, et selon un perfectionnement de l'invention, notamment dans le cas où le dispositif est associé à des moyens de gonflage et/ou de dégonflage utilisant un passage d'air par joint tournant, le transformateur tournant du dispositif de l'invention est interposé entre deux joints tournants, eux-mêmes disposés entre les roulements. L'invention permet ainsi non seulement d'obtenir un diamètre de transformateur tournant aussi faib-le que possible, puisque le transformateur est disposé au niveau du plus petit rayon de llinterface entre la partie fixe et la partie rotative de la roue, ainsi qu'une stabilité et une précision maximales d'entrefer dues au voisinage immédiat de deux roulements disposés de part et autre, mais encore une protection totale contre les agressions mécaniques et une protection importante contre les risques de souillure. Le dispositif selon l'invention permet également de maintenir le transformateur tournant soit dans un environnement d'air ou de gaz, soit dans un environnement d'huile. De façon avantageuse, le dispositif peut être conçu pour que le transmetteur tournant transmette à la partie fixe les informations relatives à la pression, des moyens, tels que, par exemple, une calculatrice, étant prévus, de préférence sur la partie fixe, pour piloter le dégonflage etlou le gonflage du pneumatique. En d'autres termes, le circuit électronique associé au capteur de pression, et qui comporte, sur la roue, des moyens de mise en forme des signaux du capteur,. comporte une partie portée de préférence par la partie fixe ou châssis du véhicule pour piloter le dégonflage etlou le gonflage en utilisant les signaux de pression provenant du capteur. On peut ainsi obtenir plusieurs valeurs différentes de dégonflage etlou de gonflage avec une grande précision. De préférence, des signaux de pression sont transférés depuis le secondaire ou le primaire, pendant les intervalles de temps séparant les impulsions successives de courant haché ou rupté. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel La figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un dispositif selon l'invention au niveau de la roue avec une servo-vanne montée sur la partie rotative de la roue. La figure 2 représente une vue schématique du dispositif selon la figure 1. La partie fixe d'un véhicule présente une fusée 1, solidaire d'un châssis et une roue 2 comprenant un moyeu 3 avec un disque, et une jante 5 sur laquelle est monté un pneumatique (non représenté). Entre le moyeu et la fusée sont interposés deux roulements à rouleaux usuels 6, 7 dont les chemins sont calés respectivement sur la fusée et sur le moyeu, et ceci d'une façon usuelle. Le moyeu présente, de façon usuelle, une partie médiane de plus petit diamètre intérieur formant, de chaque côté, un épaulement axial pour les chemins de roulement 5 de moyeu des roulements 6 et 7. La fusée 1 est entourée, au regard de la partie médiane précitée, d'une pièce 8 en forme de manchon, présentant une gorge périphérique dans laquelle est disposé l'enroulement primaire 9 d'un transformateur tournant. Comme on le voit sur la partie supérieure de la figure, la pièce 8 présente des perçages 10 qui réalisent un passage en communication avec un perçage il pratiqué dans la fusée, le conduit ainsi réalisé permettant le passage des conducteurs électriques aboutissant au primaire 9. En face de la pièce 8 se trouve disposée une pièce 12, en forme de L, calée contre une pièce 13 maintenue en place par l'un des deux chemins de roulement solidaires du moyeu 3. Entre les pièces 12 et 13 sont calées deux pièces ferromagnétiques 14, 15 qui forment, lorsqu'elles sont réunies, une gorge interne occupée par le secondaire 16 du transformateur tournant. Un perçage dans la pièce 12 forme un passage en communication avec des perçages 18 du moyeu pour constituer un conduit permettant le passage des conducteurs électriques qui sont reliés, par l'intermédiaire d'un connecteur coaxial schématiquement représenté en 19, à l'électronique de roue disposée dans un logement annulaire 20. Le logement 20 comporte encore une servo-vanne avec une électrovanne de commande. Enfin, dans le boîtier 20 se trouvent contenus les moyens électroniques associés à un capteur de pression. Entre les pièces 12 et 15, respectivement 13 et 14, sont serrés les corps de deux joints d'étanchéité 23, 24 dont les ivres coopèrent avec la surface lisse de ia pièce 8. Comn e on le voit, ces joints, d'un type usuel, présentent une partie en contact avec la surface de la pièce 8, une partie radiale s'étendant, pour le joint 23, au contact de l'aile radiale de la pièce 12 et, pour le joint 24, le long de l'aile radiale de la pièce 13. Enfin une semelle périphérique des joints s'appuie contre les parties horizontales correspondantes de la pièce 12. On voit par ailleurs que les ailes radiales des pièces 12 et 13 s'étendent jusqu'au voisinage de la surface cylindrique de la pièce 8 dont elles sont séparées par un faible intervalle dont l'épaisseur est de préférence de l'ordre de 3110sèmes de millimètre.Ces pièces ont pour but de guider le moyeu lors de son montage sur la fusée de façon que les joints ne puissent être endommagés. Les faces centrifuges des pièces 15 et 14, qui délimitent ltentrefer avec la pièce ferro-magnétique 8, sont éloignées de celles-ci d'une distance de l'ordre de 5/10èmes de millimètre, ce qui constitue l'entrefer. Les ressorts circulaires placés sur les joints 23, 24 tendent à appliquer ceux-ci contre la surface cylindrique de la pièce 8 d'une façon suffisante pour assurer l'étanchéité à l'huile de sorte que l'huile ou la graisse en provenance des roulements n'est pas à même de parvenir dans l'espace délimité entre les joints 23, 24. Le fluide ou l'air sous pression destiné au pneumatique, en provenance d'une source ou d'un compresseur porté par le châssis du véhicule, passe par une canalisation 25 constituée par des perçages pratiqués dans la fusée 1, et un perçage radial 26 pratiqué dans la pièce 8 et communiquant avec une gorge interne 27 de celle-ci.De là, I'air passe par des passages 28 pratiqués dans la pièce 13, aboutissant à une gorge périphérique 29 en communication avec un passage 30 de la pièce 12 puis avec des passages 31 du moyeu et de la roue pour parvenir à la servo-vanne de gonflage de pneumatique. Enfin, des passages d'huile (non représentés! permettent la circulation d'huile pour la lubrification des roulements. Grâce à la parfaite protection qui est ainsi réalisée, le transformateur tournant 9, 16, peut être réalisé de façon très élaborée. Lorsque aucune pression de fluide n'est adressée à la canal il sation 25, les lèves des joints 23, 24 ne sont sollicitées que par leurs ressorts et se contentent d'assurer l'étanchéité à I'huile En conséquence, il n'y a pratiquement pas d'usure des lèvres du fait de la rotation par rapport à la pièce 8. Par contre, si l'on établit la pression dans le conduit de fluide pour le gonflage du pneumatique, les lèvres sont repoussées sous l'effet de la pression et viennent coopérer avec la surface périphérique de la pièce 8 pour assurer l'étanchéité à l'air. Le transformateur tournant bénéficie de la protection, d'une part, des joints 23, 24, et d'autre part, des roulements 6, 7 et ne risque pas d'agression mécanique.Les joints contribuent à assurer une protection supplémentaire contre les risques d'encrassement, notamment au niveau de l'entrefer. En outre, on comprend que les primaire et secondaire du transformateur tournant, qui sont au contact de pièces métalliques importantes et dans un environnement d'huile, sont convenablement refroidis, ce qui permet le passage d'une quantité importante d'énergie si on le désire. On se réfère plus particulièrement à la figure 2. Le dispositif présente une partie mobile A portée par la roue et une partie fixe B commune à chaque partie de roue. La partie fixe comporte un dispositif de commande désigné dans son ensemble par 32 et alimenté par une source de courant continu 33, par exemple la batterie 12 V ou 24 V du véhicule. Cette source alimente un dispositif d'alimentation 34 qui comporte un convertisseur continu/continu. Ce courant est rupté à la fréquence idoine et adressé par le dispositif à un ensemble d'interrupteurs 35, 36, 37 et 38 qui desservent chacun l'une des roues. Ce dispositif d'alimentation est piloté par un dispositif logique de commande et de contrôle 39, ci-après dénommé calculateur, qui est relié par l'intermédiaire d'une interface classique 40 à un bus 41 aboutissant à un panneau de commande actionné par le pilote du véhicule.Le calculateur 39, en fonction des commandes du pilote, est capable d'actionner un, plusieurs ou la totalité des interrupteurs 35, 36, 37 et 38, en fonction des instructions à envoyer, pour le dégonflage des pneumatiques des roues. Chacun des interrupteurs précités commande l'alimentation d'un bobinage primaire 9 de transmetteur tournant attribué à la roue correspondante. Un circuit 43 permet de retourner au calculateur des informations, de préférence sous forme d'un signal modulé en fréquence, en provenance de la partie mobile A. De tels moyens ont été représentés par exemple dans la demande de brevet français ne 8027676 déposée par la déposante le 29 décembre 1980 et l'on pourra se reporter à cette demande pour les détails de réalisation. Ce signal nxodulé en fréquence permet au calculateur de connaître à tout instant la pression régnant à l'intérieur du pneu. Ce circuit de détection 43 peut cependant etre omis dans une version simplifiée du. dispositif selon l'invention. Le primaire fixe 9 du transmetteur tournant- est disposé au regard du secondaire 16 monté rotatif sur l'ensemble de roue A pour assurer un couplage électromagnétique délivrant à l'ensemble A des impulsions à la fréquence idoine, le dispositif étant facilement susceptible ainsi de transmettre à la partie A une puissance de plusieurs dizaines de watts. Le secondaire 16 alimente un circuit d'alimentation stabilisé 45 permettant de délivrer une tension stabilisée continue. Simultanément, le secondaire 16 alimente le bobinage ou dispositif de commande de l'électrovanne 47 faisant partie de la servo-vanne 48 et qui se trouve en communication, par un passage normalement obturé par un clapet, avec l'intérieur du pneumatique 50. Le pneumatique 50 est égalenent en communication par un passage 49 avec un capteur de pression 51 susceptible de fournir une tension contlnue variable en fonction de la valeur de la pression. Le capteur 51 transmet cette information à un amplificateur 52 dont lae sortie aboutit à un circuit d'indication de pression 55, qui, lorsqu'il est actionné, adresse au secondaire 16 un signal ayant une fréquence déterminée comprise, par exemple, entre 50 kHz et 100 kHz. Ce signal est transmis, par couplage électromagnétique, au primaire 9 puis, par le circuit 43 et des filtres convenables, au calculateur 39 de la partie de commande et de contrôle B. De plus, le passage hors gamme, de la fréquence comprise entre 50 et 100- kHz, par valeur supérieure ou inférieure, permet de détecter par l'intermédiaire du calculateur les anomalies éventuelles de la partie mobile. Ces différents éléments 51, 52 et 55 sont alimentés par le dispositif d'alimentation stabilisé 45. Le fonctionnement est alors le suivant : les différents pneumatiques étant supposés gonflés à leur valeur normale, adaptée au roulage sur surface dure ou sur route, le pilote snuhaite provoquer le dégonflage d'une ou plusieurs roues jusqu'à la valeur limite inférieure choisie. Il commande alors le calculateur 39 qui provoque l'actionnement du ou des relais correspondant à la ou aux roues choisies et alimentant le primaire 9 de roue.Le signal de puissance est recueilli par le secondaire 16 qui adresse au dispositif d'alimentation stabilisée 35 et au dispositif de commande 47 de l'électro-vanne 48, provoquant instantanément l'ouverture de cette dernière, ce qui provoque l'ouverture du clapet de la servo-vai;né 45 et donc la liaison pneumatique - air libre par un échappemn' fJe grande cect;o;. L'ouverture reste maintenue jusqu'à ce que la pression détectée par ie capteur 51 ait atteint une valeur limite inférieure affichée à l'avance dans le calculateur 39, ce qui provoque la fermeture de l'électro-vanne 47, donc de la servo-vanne 48. Le pilote est également informé que la valeur limite a été atteinte et que la servo-vanne est fermée. Pour le gonflage, on relie, par un distributeur approprié (non représenté) d'un type classique, le passage 25 à une source de pression, telle que par exemple un compresseur monté sur le véhicule. La pression qui s'établit ainsi dans le passage 31 est adressée à l'intérieur du pneumatique 50 par l'intermédiaire d'un simple clapet antiretour 56, qui peut avantageusement être monté également dans le corps de la servo-vanne 48 pour communiquer avec le pneumatique 50. Pendant cette opération de gonflage, la valeur de la pression est adressée, comme précédemment, au moyen de calcul 39 qui provoque au bon moment, par l'intermédiaire du distributeur (non représenté), la cessation de l'envoi de la pression dans le passage 25 et, par conséquent, l'arrêt du gonflage à la valeur désirée affichée dans le calculateur 39. REVEt4DICATIONS 1) Dispositif de déc,onflage de roues de véhicules, notamment de véhicules d'intervention rapide, destinc à permettre, à l'aide d'une commande centralisée, un dégonflage extrêmement rapide des pneumatiques des roues du véhicule, selon l'une quelconque des revendications du brevet principal, comportant, sur chaque roue comprenant un pneumatique à dégonfler, une servo-vanne (48), un clapet à forte section de passage susceptible de mettre instantanément le pneumatique (50) en communication avec l'air libre, ainsi qu'un capteur de pression (51) sensible à la pression du pneumatique et auquel est associé un circuit électrique relié à une électrbvanne (47) de la servo-vanne (48) pour commander la fermeture du clapet, et, au niveau de chacune desdites roues, un organe de couplage électro-magnétique (9, 16) constitué par un transmetteur tournant dont le primaire (9), fixe par rapport au châssis du véhicule, est alimenté à partir d'une source de courant et dont le secondaire (16), solidaire de la roue et tournant sans contact avec le primaire en face de ce dernier, est rèlié d'une part à l'électrovanne pour la commander et d'autre part au circuit de capteur de pression, ce dernier étant agencé pour que, lorsque la pression détectée par le capteur a atteint une valeur basse prédétermi- née, il interrompe la liaison entre le pneumatique et l'air libre, caractérisé en ce que le primaire et le secondaire (9, 16) se trouvent disposés entre deux roulements (6, 7) de roue. 2) Dispositif de dégonflage de roues de véhicules, notamment de véhicules d'intervention rapide, destiné à permettre, à l'aide d'une commande centralisée, un dégonflage extrêmement rapide des pnemmati- ques des roues du véhicule, selon l'une quelconque des revendications du brevet principal, comportant, sur chaque roue comprenant un pneumatique à dégonfler, une servo-vanne (ex8) comportant un clapet à forte section de passage susceptible de mettre instantanément le pneumatique (50) en communication avec l'air libre, ainsi qu'un capteur de pression (51) sensible à la pression du pneumatique et auquel est associé un circuit électrique relié à une électrovanne (47) de la servovanne (48) pour cornmander la fermeture du clapet, et, au niveau de chacune clesdites roues, un organe de couplage électro-magnétique (9, 16) constitué par un transmetteur tournant dont le primaire (9), fixe par rapport au châssis du véhicule, est alimenté à partir d'une source de courant et dont le secondaire (16), solidaire de la roue et tournant sans contact avec le primaire en face de ce dernier, est relié d'une part à l'électrovanne pour la commander et d'autre part au circuit de capteur de pression, ce dernier étant agencé pour que, lorsque la pression détectée par le capteur a atteint une valeur basse prédéterminée, il interrompe la liaison entre le pneumatique et l'air libre, caractérisé en ce que des moyens (39) fixés sur la partie fixe du véhicule et sensibles aux signaux de pression du capteur, sont agencés pour piloter le dégonflage etlou le gonflage du pneumatique. 3) Dispositif selon la revendication 1 prise isolément ou combinée avec la revendication 2, caractérisé en ce que les roulements (6, 7) sont interposés entre une fusée et une jante coaxiale de la roue. 4) Dispositif selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le transformateur tournant (9, 16) est interposé entre deux joints tournants eux-mêmes disposés entre les deux roulements (6, 7), et permettant le gonflage etlou le dégonflage du pneumatique. 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits joints tournants ne se mettent en contact d'étanchéité qu'en cas d'établissement de pression. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 3, 4, 5, caractérisé en ce que le primaire (6) du transformateur tournant est porté dans une gorge d'une pièce (8) en forme de manchon, calée sur une fusée (1) entre les deux roulements (6, 7), et en ce que le secondaire (16) est disposé entre deux pièces en forme de L (12, 13) rapprochées l'une de l'autre pour former une gorge recevant le secondaire, iesdites pièces étant solidaires du moyeu de la roue. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la fusée etlou la jante possèdent des perçages permettant le passage des conducteurs électriques relatifs au primaire et au secondaire. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 à 7, caractérisé en ce que la partie fixe, et notamment la fusée, ainsi que le moyeu et la roue, comportent des passages (25, 30) pour la circulation d'un fluide entre la partie fixe et le pneumatique. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de circulation huile au voisinage du transformateur tournant. 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que des signaux de pression transitent entre le secondaire et le primaire du transformateur tournant (9, 16) pendant l'intervalle de temps séparant deux impulsions consécutives d'un courant haché ou rupté adressé à l'électrovanne (47) depuis la partie fixe du véhicule par l'intermédiaire du transformateur tournant.