Brevet FR2692845A1 — publié le 19931231

VALVE DE GONFLAGE DE ROUE A PNEUMATIQUE COMPORTANT UN CAPTEUR DE POSITION ET ROUE EQUIPEE D'UNE TELLE VALVE La présente invention a pour objet une valve de roue, notamment pour véhicule automobile, permettant le gonflage de la roue comportant un pneumatique. Dans la demande de brevet français 92 11 383 déposée le 24 septembre 1992 au nom de la demanderesse, un capteur de position relative de deux organes est prévu pour être utilisé pour la mesure de la position relative de deux organes tournant d'un véhicule automobile, un transmetteur étant disposé entre ltun des organes tournant et un support non tournant de cet organe, pour transmettre l'information du capteur; selon cette même demande de brevet antérieure qui décrit une utilisation préférée de ce capteur, l'un des organes tournant est la jante de la roue du véhicule, l'autre organe tournant étant la bande de roulement du pneumatique porté par la jante ; selon une forme de réalisation décrite, le capteur de position comprend une aiguille constituée d'au moins deux parties cylindriques montées coulissantes l1une dans l'autre et portant des traces conductrices adaptées à fermer au moins un circuit électrique, ladite fermeture donnant alors la position relative des deux parties coulissantes, donc des deux organes tournant, les deux extrémités de 1' aiguille étant chacune en contact avec chacun des deux organes. Pour faciliter la mise en extension de l'aiguille afin que les extrémités de l'aiguille soient bien en contact avec chacun des deux organes, le capteur comporte une chambre étanche dans laquelle est introduit l'air comprimé régnant dans le pneumatique et un conduit relie l'intérieur de la chambre étanche à la valve de gonflage du pneumatique. Une telle disposition donne satisfaction; l'information transmise par le capteur est utilisée pour la mesure de la hauteur relative des masses suspendue et non suspendue du véhicule, cette mesure pilotant par exemple le réglage de l'assiette du véhicule ; cette information est également utilisée pour délivrer au conducteur du véhicule une information représentative de la pression régnant à l'intérieur du pneumatique. Toutefois, une telle disposition nécessite deux traversées de la jante de la roue : une traversée pour la valve de gonflage, et une traversée pour le capteur de position. La présente invention a pour but de simplifier cette disposition, en n'utilisant qu'une seule traversée de jante pour réaliser les deux fonctions, celle de la valve de gonflage, et celle du capteur de position ; la sécurité de l'étanchéité de la roue est assurée par le fait qu'il n'y a qu'une traversée de jante et que l'étanchéité utilisée pour ladite traversée est celle, déjà éprouvée, mise en oeuvre pour la valve de gonflage ; en outre, l'invention permet de diminuer le prix de revient de l'ensemble. Ainsi, selon l'invention, une valve de gonflage de roue à pneumatique est caractérisée par le fait qu'elle comprend un capteur de position indiquant la position relative de la bande de roulement du pneumatique par rapport à ladite valve de gonflage. Avantageusement, le capteur de position est constitué d'une aiguille comportant au moins deux parties cylindriques portant des traces conductrices mises en relation électrique, ou non, en fonction de la position axiale relative des deux parties ; un transmetteur d'informations transmet les informations données par le capteur de position. De préférence, la valve de gonflage est constituée d'un insert en matériau isolant, surmoulé d'une matière élastomère, recevant un obus de valve ; l'insert comprend deux portions cylindriques concentriques, dont une portion supérieure qui reçoit l'obus et une portion inférieure, de diamètre plus petit que celui de la portion supérieure et bordée radialement, le long de l'une de ses génératrices, d'un canal qui, d'un côté, débouche dans la portion supérieure et de l'autre est limité par un rebord transversal. Selon une forme de réalisation, un manchon est introduit dans l'insert, l'aiguille étant articulée autour d'un axe porté par ledit manchon ; le manchon porte une échancrure et l'extrémité de l'aiguille proche de l'axe d'articulation porte un tenon transversal traversant l'échancrure et s'étendant jusque dans le canal. De préférence, l'aiguille est reçue dans un soufflet étanche porté par la valve à une de ses extrémités, son autre extrémité étant solidaire de la partie cylindrique de l'aiguille adaptée à venir au contact de la face intérieure de la bande de roulement du pneumatique. Avantageusement, l'alimentation du pneumatique en air comprimé est effectuée à travers l'aiguille qui présente à cet effet des orifices à son extrémité; un clapet anti-retour est placé en amont des dits orifices sur le chemin de ladite alimentation. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire, maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur les dessins annexés. Sur ces dessins -la figure t montre, en coupe partielle, une roue de véhicule automobile équipée d'une valve de gonflage selon l'invention; - la figure 2 montre, à plus grande échelle, en coupe partielle, le capteur de position que comprend la valve de gonflage de la figure 1; - la figure 3 montre partiellement, à plus grande échelle, un détail, en coupe, de la figure 1, et notamment le transmetteur; - la figure4 est une vue éclatée, à grande échelle, en coupe, de la valve de gonflage selon l'invention; - Ia figure 5 représente la valve de la figure 4 montée, dans la position où elle est opérationnelle; - la figure 6 est une coupe selon VI-VI de la figure 5 - la figure7 montre, à grande échelle, en détail et en coupe, partiellement, l'extrémité 211 du capteur de position. La figure 1 montre, en coupe partielle, une roue 3 avant de véhicule automobile ; un pneumatique 2, sans chambre à air, est reçu à étanchéité par une jante 3B portée par un flasque 3A fixé par des vis, comme connu en soi, au voile 18A d'un moyeu 18 traversé par un arbre de roue 9 et porté par un pivot 26 ; le moyeu 18 est monté à rotation sur le pivot 26 par l'intermédiaire de roulements 25 ; le voile 18A du moyeu 18 porte également un disque de freinage 4 ; une roue de véhicule est bien connue et ne sera donc pas décrite davantage. La jante 3B porte une valve de gonflage 200. La valve de gonflage 200 comprend un capteur de position constitué d'une aiguille 213 destinée à donner une indication représentative de la position relative entre, d'une part, la jante 3B et, d'autre part, la face intérieure de la bande de roulement 242 du pneumatique 2, l'aiguille 213 étant située à l'intérieur du pneumatique 2 et portée par la valve 200. L'aiguille 213 de longueur variable est constituée, dans l'exemple représenté figure 2, de deux parties cylindriques 205 et 210, la partie 210 extérieure, par rapport à l'axe de la roue, étant montée coulissante sur la partie 205. La partie intérieure 205 se présente sous la forme d'un manchon en matériau isolant; sur sa face extérieure, elle porte deux traces conductrices 207 et 208, s'étendant longitudinalement sur une certaine longueur axiale de la partie 205 ; les traces 207 et 208 se prolongent à l'extérieur de la partie 205, vers le haut par rapport à la figure 2, selon des languettes 215 et 216 élastiques, de longueur inégale, inclinées parallélement d'un même côté par rapport à l'axe de l'aiguille 213, vers la droite sur la figure 2. La partie 210 de l'aiguille 213, extérieure par rapport à l'axe de la roue, montée à coulissement sur la partie 205, est également en matériau isolant et porte à sa périphérie intérieurement une trace annulaire 212 conductrice; le montage est tel que, suivant la position axiale relative des parties intérieure 205 et extérieure 210, les traces 207 et 208 sont mises en relation électrique par la trace annulaire 212, ou non. La partie intérieure 205 de l'aiguille 213 porte un tenon 228 transversal, à son extrémité la plus éloignée de la partie 210 ; le rôle du tenon 228 apparaîtra ci-après, ainsi que le montage de l'aiguille 213 dans la valve de gonflage 200. Un transmetteur 14 d'informations, disposé entre deux pièces, l'une fixe et l'autre mobile, comprend un disque annulaire 20 maintenu (figure 1) sur la face intérieure du voile 18A du moyeu 18 ; le disque 20 est donc entraîné en rotation avec la roue du véhicule ; un tel disque 20 est en matériau isolant et porte (figure 3) sur l'une de ses faces deux pistes circulaires concentriques 21 et-22 reliées chacune respectivement par un conducteur noyé dans le disque à un moyen de connexion 41 apparent sur l'autre face du disque 20; lorsque le disque est en place sur le moyeu 18, le moyen de connexion 41 coopère avec des moyens de connexion complémentaires portés par une broche 19 (figure 1), également en matériau isolant, traversée par deux conducteurs chacun se trouvant ainsi électriquement relié à chacune des pistes circulaires 21, 22 du disque 20. La broche 19 traverse le voile 18A du moyeu 18, et celui du disque 4, ainsi que le flasque 3A de la roue, à la manière d'un pion de positionnement de la roue pour son montage, une telle disposition facilitant habituellement le montage et démontage de ladite roue. Un câble électrique 17 à deux conducteurs porte à chacune de ses extrémités un connecteur, à savoir un connecteur de montage du câble sur la broche 19 et un connecteur 241 de liaison à la valve 200 de façon qu'ainsi les traces conductrices 207 et 208 de l'aiguille 213 soient en liaison électrique avec les pistes circulaires 21, 22 du disque 20, comme décrit ci-après. Le transmetteur 14 comprend également (figure 3) un galet 36 cylindrique de section circulaire constitué d'un cylindre isolant ayant deux inserts métalliques concentriques en forme de rivets creux; chaque insert comprend, d'une part, une portion cylindrique 29, 30 s'étendant selon l'axe longitudinal du galet 36 et légèrement en saillie par rapport à une face frontale 42 dudit galet 36, et, d'autre part, un collet 29A, 30A se terminant périphériquement par un retour en forme de V en saillie par rapport à la surface extérieure cylindrique du galet 36. Le galet 36 est amené à rouler sur un chemin de roulement intérieur 27 annulaire fixe centré sur l'axe du moyeu 18 et porté par un manchon 46 que présente le pivot 26 et qui définit un espace annulaire 48 occupé, comme connu en soi, par un joint d'étanchéité disposé entre le pivot 26 et le moyeu 18, vers l'extérieur par rapport aux roulements 35. Le chemin de roulement intérieur 27 également en matériau isolant présente à sa surface extérieure deux gorges annulaires de section en forme de V revêtues d'un matériau conducteur 50, 51, ledit V étant légèrement plus ouvert que le V des retours des collets 29A, 30A des inserts du galet 36, lesdits retours étant amenés à rouler dans les gorges du chemin de roulement intérieur 27 lorsque le galet 36 roule sur ledit chemin de roulement intérieur 27 ; cette disposition assure un bon contact électrique. Des conducteurs 31, 32 noyés dans le chemin de roulement intérieur 27 relient les matériaux conducteurs 50 et 51 à deux conducteurs extérieurs 33, 34 via un connecteur radial schématisé en 53 porté par une protubérance radiale 54 du chemin de roulement intérieur 27, la protubérance 54 et les conducteurs 33, 34 étant logés dans une rainure 47 radiale du pivot 26. L'entraînement du galet 36 est assuré par un logement axial de section circulaire ménagé dans le disque 20 au centre des pistes circulaires 21, 22, ledit logement recevant un téton 45, de section également circulaire, porté par le galet 36 selon son axe et en saillie par rapport à sa face d'extrémité 42. La valve 200, représentée en détail sur les figures 4 à 7, est constituée d'un insert 218 en matériau électriquement isolant comprenant deux portions cylindriques concentriques 218A, 218B ; la portion cylindrique 218A, située à la partie supérieure, est de section circulaire et est munie de deux filetages : un filetage extérieur 243 pour le montage d'un bouchon de valve 209 et un filetage intérieur 222 qui reçoit, comme connu en soi, un obus de valve 201 dans le corps 202 duquel est prévu un siège de clapet et un clapet associé dont on voit en 214 la tige ; le corps 202 est muni d'un filetage extérieur 203 qui coopère avec le filetage 222, un joint torique 204 coopérant avec la surface intérieure de la portion supérieure cylindrique à section circulaire 218A. La partie inférieure de la portion supérieure 218A se prolonge selon la portion cylindrique 218B, de section également circulaire mais de diamètre plus petit que celui de la portion supérieure 218A. La portion inférieure 218B est bordée radialement, le long de l'une de ses génératrices, par un canal 219 qui s'étend dans le prolongement de la paroi de la portion supérieure 218A, et qui d'un côté débouche dans la portion supérieure 218A et de l'autre est limité par un rebord transversal 220. A son extrémité inférieure, la portion inférieure 218B est limitée par un fond 221 percé d'une ouverture axiale 231 de diamètre plus petit que celui de la portion inférieure 218B. L'insert 218 est, comme connu en soi, surmoulé d'une matière élastomère 217 et présente une gorge pour montage à étanchéité dans une ouverture 206 de la jante 3B. A l'intérieur de l'insert 218 est introduit librement un manchon 223 cylindrique dont le diamètre extérieur est, au jeu de montage près, égal au diamètre intérieur de Ia portion inférieure 218B; le manchon 223 porte un axe 227, perpendiculaire au plan des figures 4 et 5, autour duquel est articulée l'aiguille 213, à l'extrémité supérieure de sa partie intérieure 205 ; une échancrure 224 prévue à l'extrémité inférieure du manchon 223 reçoit le tenon 228 transversal dont la longueur est telle que son extrémité radiale s'étend dans le canal 219 ainsi, la mise en place de l'aiguille 213 dans l'insert 218 positionne angulairement, par rapport à l'insert 218, l'aiguille 213 et le manchon 223. L'ouverture 206 de la jante 3B présentant une échancrure de positionnement 206A recevant un pion de centrage du surmoulage 217A, l'ensemble est positionné par rapport à la jante 3B. Une ouverture 244 traverse la paroi du manchon 223 à ltopposé, par rapport à son axe, de l'échancrure 224. A la surface intérieure de la portion inférieure 218B, deux plots 215A, 216A font saillie et sont reliés par des conducteurs noyés dans l'insert 218 et dans le surmoulage 217 au connecteur 241 (figure 5), donc au câble 17. Un soufflet étanche 249 reçoit l'aiguille 213 ; en se reportant à la figure 7, plus précisément, l'aiguille 213 reçoit à son extrémité une tête 211 fixée à l'extrémité de la partie extérieure 210 de l'aiguille 213 ; la tête 211 est munie d'une queue 234 clipsée en 235 sur la partie extérieure 210 ; à son extrémité opposée à la queue 234, la tête 211 présente une châsse 252 dans laquelle est montée une sphère 251 ayant la liberté de tourner sur elle-même dans la châsse 252 ; ctest par l'intermédiaire de la sphère 251 que l'aiguille 213 est au contact de la bande de roulement 242 : grâce à cette disposition, d'éventuels déplacements transversaux de la bande de roulement 242 lors du roulage du pneumatique 2 font tourner la sphère 251 et ne transmettent pas d'efforts mécaniques transversaux à l'aiguille 213 ; la tête 211 présente un plateau 232 circulaire ; l'extrémité inférieure du soufflet 249 présente un bord transversal annulaire 239 disposé entre le plateau 232 et la bordure transversale de l'extrémité de la partie extérieure 210 de l'aiguille 213 ; le clipsage de la tête 211 maintient à étanchéité le bord transversal 239 du soufflet 249; à l'intérieur de la queue 234, est rapporté un siège 236 de clapet, le clapet étant constitué d'une bille 237 appliquée sur ce siège par un ressort 238 ; la paroi cylindrique de raccordement du plateau 232 à la châsse 252 est percée d'orifices 233 la bille 237 autorise de l'air sous pression provenant de l'intérieur de l'aiguille 213 et du soufflet 249 à sortir par les orifices 233. A son autre extrémité opposée à la tête 211, le soufflet 249 présente une bordure annulaire transversale 230 en appui sur le fond 221 intérieur de la portion 218B. Lorsque l'ensemble est monté, le manchon 223 applique à étanchéité, par sa face d'extrémité 229, la bordure 230 du soufflet 249 contre ce fond 221; cette application est obtenue par serrage de l'obus 201 dont le bord d'extrémité 225 vient prendre appui sur la paroi d'extrémité supérieure du manchon 223 dans cette position, le tenon 228 a été retenu par le rebord 220 du canal 219 et l'aiguille 213 a basculé autour de son axe 227, son axe longitudinal faisant alors un angle avec celui de la valve 200 ; après gonflage de la roue, l'aiguille 213 s'est mise en extension sous l'action de la pression de gonflage de l'air qui a traversé l'aiguille et le soufflet pour atteindre l'intérieur du pneumatique. C'est la position représentée figure 5. Avantageusement, l'application de la bille sur son siège 236 par le ressort 238 assure la mise en extension de l'aiguille puisqu'une pression, définie par le tarage du ressort 238, doit nécessairement régner dans le soufflet avant que la bille 237 décolle de son siège : cette pression déploie le soufflet 249, donc l'aiguille 213 dont l'extrémité est attelée au soufflet 249. Parallèlement, après rotation de l'aiguille 213 autour de son axe 227, les languettes 215, 216 sont venues élastiquement au contact des plots 215A, 215B, en traversant l'ouverture 244 du manchon 223. Le fonctionnement est le suivant. Le transmetteur 14 assure que les conducteurs 33, 34 sont électriquement reliés aux traces 207 et 208 de l'aiguille 213 tandis que la roue tourne: en effet, les pistes circulaires 21, 22 du disque 20 sont, comme on l'a vu, en liaison électrique avec lesdites traces 207 et 208 de l'aiguille 213 ; les portions cylindriques 29 et 30 des inserts du galet 36, de même diamètre que les pistes circulaires 21, 22 du disque 20, sollicitées en contact avec celles-ci par des moyens élastiques non représentés, restent au contact de ces pistes 21, 22, en tournant sur elle-même lorsque le disque 20, tournant avec le moyeu 18, entraîne le galet 36 par le téton 45, et oblige celui-ci à rouler sur le chemin de roulement intérieur 27 ; au cours de ce roulage, les retours du galet 36 roulent dans les gorges du chemin de roulement intérieur et sont au contact des revêtements 50, 51 du chemin de roulement intérieur 27, donc en liaison avec les conducteurs 33, 34 ; un chemin de roulement extérieur complète le transmetteur à la manière d'un roulement à aiguilles. La hauteur radiale du pneumatique, c'est-à-dire la hauteur mesurée entre la jante 3B et la face intérieure de la bande de roulement 242 au sol du pneumatique, étant une image très représentative de la pression de gonflage, l'invention prévoit une mesure de cette hauteur et le déclenchement d'un signal d'alarme lorsqu'elle atteint un seuil critique ; pour ce faire, la trace annulaire 212 de la partie 210 de l'aiguille 13 est positionnée de telle sorte que lorsqu'elle atteint, lors de la retraction de l'aiguille, en roulage, au point le plus bas face au sol, les traces 207 et 208 de la partie 205 de l'aiguille, la longueur totale de l'aiguille correspond à la hauteur radiale d'alerte pour le pneumatique. Un circuit électrique d'alimentation d'une lampe témoin est ouvert en conditions normales, la trace annulaire 212 étant éloignée des traces 207 et 208 ; lorsque la cote d'alerte est atteinte, la trace annulaire 212 rencontre les traces 207 et 208 et la lampe s'allume ; on notera qu'en roulage, la déformation du pneumatique au contact du sol, qui cesse en d'autres points, notamment au point diamétralement opposé, conduit à une variation périodique de la longueur de L'aiguille et donc à un clignotement automatique de la lampe, retenant ainsi plus fortement l'attention du conducteur du véhicule. Bien entendu, la partie intérieure 205 de l'aiguille 213 peut porter intérieurement une trace en regard de plusieurs traces, trois par exemple, et indiquer un pneu normal, surgonflé ou sousgonflé. L'aiguille 213 peut avoir des applications autres que le gonflage du pneumatique. C'est ainsi que les informations données par l'aiguille 213 relatives à la hauteur radiale du pneumatique 2 peuvent être utilisées pour le pilotage de la suspension du véhicule automobile, dans le cadre d'une suspension dite active ou intelligente; pour affiner la précision des informations, et/ou le nombre de celles-ci, plusieurs traces 208, décalées axialement et circonférentiellement, peuvent être prévues en regard de la trace 207 ; ces différentes traces sont associées à autant de pistes sur le disque 20 du transmetteur et de portions cylindriques sur le galet du transmetteur ; plusieurs capteurs peuvent également être répartis à la périphérie de la roue : dans ce cas, bien entendu, un des capteurs est incorporé à la valve de gonflage, conformément à la présente invention, chacun des autres capteurs étant reçu dans un soufflet, ou présentant une chambre étanche, chaque soufflet ou chaque chambre étanche étant en relation avec ladite valve de gonflage. Comme on le voit, la disposition selon l'invention permet l'intégration d'un capteur de position dans la valve de gonflage de la roue, ce qui simplifie l'implantation et le montage de celui-ci. L'invention a également pour objet une roue à pneumatique équipée d'une valve de gonflage telle que décrite ci-dessus. REVENDICATIONS 1 - Valve de gonflage de roue (3) à pneumatique (2), caractérisée par le fait que la valve de gonflage (200) comprend un capteur de position (213) indiquant la position relative de la bande (242) de roulement du pneumatique (2) par rapport à ladite valve (200) de gonflage. 2 - Valve de gonflage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le capteur de position est constitué d'une aiguille (213) comportant au moins deux parties cylindriques (205, 210) portant des traces conductrices (207, 208, et 212) mises en relation électrique, ou non, en fonction de la position axiale relative des deux parties (205, 210). 3 - Valve de gonflage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'un transmetteur (14) d'informations transmet les informations données par le capteur de position (213). 4 - Valve de gonflage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle est constituée d'un insert (218) en matériau isolant, surmoulé d'une matière élastomère (217), recevant un obus de valve (201). 5 - Valve de gonflage selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'insert (218) comprend deux portions cylindriques concentriques (218A, 218B), dont une portion (218A) supérieure qui reçoit l'obus (201) et une portion (218B) inférieure, de diamètre plus petit que celui de la portion supérieure (218A) et bordée radialement, le long de l'une de ses génératrices, d'un canal (219) qui, d'un côté, débouche dans la portion supérieure (218A) et de l'autre est limité par un rebord transversal (220). 6 - Valve de gonflage selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée par le fait qu'un manchon (223) est introduit dans l'insert (218), l'aiguille (213) étant articulée autour d'un axe (227) porté par ledit manchon (223). 7-Valve de gonflage selon les revendications 5 et 6, caractérisée par le fait que le manchon (223) porte une échancrure (224) et l'extrémité de l'aiguille (213) proche de l'axe d'articulation (227) porte un tenon (228) transversal traversant l'échancrure (224) et s'étendant jusque dans le canal (219). 8 - Valve de gonflage selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée par le fait que l'aiguille (213) est reçue dans un soufflet étanche (249) porté par la valve à l'une de ses extrémités, et son autre extrémité étant solidaire de l'aiguille (213). 9 - Valve de gonflage selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisée par le fait que l'alimentation du pneumatique en air comprimé est effectuée à travers l'aiguille (213) qui présente à cet effet des orifices (233) à son extrémité, un clapet anti-retour (236, 237) étant placé en amont des dits orifices (233) sur le chemin de ladite alimentation. 10 - Roue à pneumatique équipée d'une valve de gonflage, caractérisée par le fait que la valve de gonflage (200) a les caractéristiques selon l'une des revendications 1 à 9 précédentes.