Brevet FR2750651A1 — publié le 19980109

Dispositif automatique et autonome de regonflage et de maintien de pression d'air dans les pneumatiques La présente invention concerne un dispositif permettant de maintenir la pression d'air dans des pneumatiques de toutes natures et de les regonfler automatiquement en cas de fuite légère. Le gonflage des pneus se fait traditionnellement à l'arrêt du véhicule et aucun ajustement n'est possible en cours de trajet. I1 existe des systèmes de détection de sous gonflage, utilisables pendant les trajets, mais qui, en aucun cas, ne remédient de façon autonome et automatique au défaut qu'ils détectent. Le dispositif selon l'invention concerne un système autonome assurant un contrôle permanent, en cours de trajets, de la pression des pneus et permettant un regonflage automatique à une pression choisie par l'utilisateur en cas de fuite légère ou d'insuffisance de gonflage. L'utilisation de cette invention constitue une amélioration importante des conditions de confort et de sécurité routiers. Le système est adaptable sans modification importante aux roues et aux pneumatiques existant actuellement sur le marché. L'énergie utilisée provient exclusivement de celle communiquée au pneu par les diverses occurrences du trajet telles que les chaos de la route, les virages, les accélérations, les freinages, les chargements et déchargements du véhicule, etc..., et se traduisant par une augmentation de la pression d'air, même légère, à l'intérieur du pneu. Une partie de cette énergie habituellement dispersée en chaleur et en déformations est utilisée pour faire fonctionner l'invention. La caractéristique principale du dispositif selon l'invention est d'amplifier ces variations de pression du pneu pour injecter l'air surpressé dans celui-ci. L'invention utilise pour cela la convertibilité de l'énergie potentielle mécanique contenue dans un gaz. La même énergie peut se caractériser par le travail d'une certaine pression sur une certaine surface et par le travail d'une pression plus forte sur une surface plus petite. La figure 1 représente le principe schématisé de l'invention. Les formes et les dimensions relatives des divers éléments tels qu'ils apparaissent sur la figure ne sont données qu'à titre indicatif et peuvent différer de façon importante de la réalité. Certaines des valves sont symbolisées sur la figure 1 par une flèche et une barre. Le sens de la flèche indique le sens de circulation d'air qu'autorise la valve. En référence à cette figure, le dispositif selon l'invention est constitué de: - Un ensemble primaire ); - Un ensemble secondaire (g); - Un dispositif de transfert et de conversion de l'énergie(i)reliant L'ensemble primaire ) à l'ensemble secondaire &commat;); (g - Un conduitreliant le pneumatique Q à 1' ensemble primaire - Un conduit0 reliant 1' ensemble secondaire au pneumati que soit directement soit par l'embranchement (w;5 , Un conduit Q8 reliant 1' ensemble secondaire(9 au,Weum,a; tiqu 1 en passant eventuellement par une partie du cond i 2 reliée directement au pneu sans passer par une des valves ou 9 ; - Une valve( reliant 1' ensemble secondaire 23 à l'extérieur; - Une valve reliant l'ensemble secondair 23 et le conduit n - Une valve 1 reliant l'ensemble secondaire 23 et le conduit Les fonctions de chacun des éléments constituant l'invention sont les suivantes: Le conduit(ss)tr,asmet l'air à la pression intérieure du pneu vers l'ensemble primaire 2. L'ensemble primaire 22)reçoit l'air sous pression du conduit 2 et transmet les variations d'Xrgie de cet air au dispositif de transfert et de conversion de l'énergie 6 Le dispositif de transfert et de conversion d\ l'énergi6) trans forme l'énergie reçue de l'ensemble paomaire (G)et transme l'énergie transformée à l'ensemble secondaire (g) L'ensemble secondaire 23 utilise i' 'nergie reçue par le dispositif de transfert et de conversion e 'énergi 6 pour porter l'air qu'il con tient à une pression supérieure à celle de l'air contenu dans le pneu. Le conduit 6gtransfere l'air en surpression produit par l'ensemble secondaire ) à l'intérieur du pneu. L'ensemhle des éléments dzLdisDositif selon l'invention. sauf dans certaines circonstances la valve ,sont étanches à l'air extérieur. Dans toute la description de l'invention, est appelé conduit tout dispositif permettant passivement le passage de l'air de l'intérieur d'un élément à l'intérieur d'un autre sans fuite, avec peu de résistance et de telle façon que le déplacement d'air se fait depuis les zones à haute pression vers les zones à pression plus basse. Est appelé valve tout dispositif se comportant comme un conduit sous certaines conditions, et dans d'autres conditions, interdisant le passage de l'air. Le dispositif selon l'invention fonctionne en cycles répétitifs comportant les phases suivantes: 1) Phase 1: En l'absence d'effort extérieur particulier sur le pneu: La pression d'air à l'intérieur du pneu (gest stable. Celle-ci est transmise à l'ensemble primaire(par le conduits21 L 'ensemble primaire( , ne transmet aucune variation d'énergie au dispositif de conversic Snergie(ti\. La valve ) autorise l'air ntenu par l'ensemble secondaire à être maintenu, par le conduit 18 , à la même pression que l'air conte nu dans le pneu 0 . 2) Phase 2: Apparition d'un effort extérieur particulier surle pneu: L'effort Ç)l2ovoque une augmentation de la pression d'air à l'intérieur du pneu. Celle-ci est transmise à l'ensemble primaire gpar le conduits. L'ensemble primaire, transmet cette variation d'énergie au dispositif de transfert et de conversion de l'énergie t3 Le dispositif(ss)agit sur l'ensemble secondaire(g? de façon à ce que celui-ci porte l'air qu'il contient à une pression supéneure à celle de l'air contenu à ce moment là dans le pneu. La pression supplémentaire Drauoauée. à ce stade du fonctiQ e- ment de i'invention par le dispositif(t)et l'ensemble secondaire(), est appelée, dans le reste de la description, surpression et l'air est dit surpressé . La pression d'air à l'intérieur du pneu est inférieure à celle à l'intérieur de l'ensemble secondaire 2 et la valve autorise la circulation d'air de cet ensemble secondaire, vers le pneu , I'air surprisse est donc insufflé dans le pneu 0 viale conduit 0 L'air ainsi déDlacé contribue au regonflage du Dneu. La valve interdit pendant cette phase la sortie de l'air surpres- sé vers l'exténeur. 3) Phase 3 Disparition de l'effort extérieur particulier sur le pneu: Le dispositif selon l'invention revient dans la position d'équilibre de la phase 1. Le retour à cette position provoque une dénression dans l'ensemble secondaire r dépression suffisante pour permettre' l'air extérieur de pénétrer dans cet ensemble en passant par la valve ). La valve $)in empêche l'air déjà contenu dans le pneu de péné trer dans l'ense e secondaire (g . L'air aui a servi au regonflage du pneu dans la phase 2 est ainsi remplacé à l'intérieur de l'ensemble secondaire ar de l'air venant de l'extérieur. La valv) autorise, en fin de cette phase, l'air sous pression ve nant du pneu culer librement dans le conduit (P) . Le pneu(i), l'ensemble primaire (9, ,l 'ensemble secondair 23 communiquent alors librement entre eux par l'intermédiaire du cond 18t les pressions s'équilibrent. Les pressions d'air dans 1' ensemble primaire (i) et dans l'ensemble secondaire Q sont à nouveau égales à la pression d'air dans le pneu. L'ensemble des éléments constitutifs de l'invention reviennent donc dans l'état ou ils étaient à la phase 1 et le pneu a subi un regonflage. Le cvcle peut alors recommencer comme décrit plus haut autant de fois que l'effort (2est exercé sur le pneu Il faut noter que le fait que la pression d'air dans l'ensemble sesecondaire soit égale en phase I et en fin de phase 3 à celle à l'intérieur de l'ensemble primaire n'est pas indispensable, sous certaine condition, au fonctionnement de l'invention. Il faut, pour cela, que la surpression engendrée par 'ensemble soit supérieure à la pression d'air souhaitée pour le pneu i Dans ce cas le conduit (9 et la valve (e sert qu'â améliorer le rendement de l'invention. Selon les différents modes de fabrication, le dispositif selon l'invention peut répondre aux caractéristiques définies dans les cas suivants: Cas N 2:Dispositif selon le principe de base décrit ci-dessus caractérisé: - En ce que l'ensemble primaire G2 est constitué d'un cylindre(i), d'un piston()et d'un système de rappel(3 comme indiqué sur la figure 3' - En ce gue l'ensemble secondaire( est constitué d'un cylindre(!) et d'un piston 8 comme indiqué sur la figure 4 - En ce que le dispositif de transfert et de conversion de l'énergie G est constitué d'un ensemble rigide, comme indiqué sur la figure re portant intégralement l'effort qu'il reçoit du piston(ss) sur le piston ( ) - En ce que le piston , le dispositif de transfert et de conversion de l'énergie 6 le pistQ sont solidaires ,comme indiqué sur la fi eure 6 , et mobiles dans l'ensemble lui-même solidaire, comme indiqué sur la figure 7, cylindre ,cylindre (!), pièce d'assemblage Q)4, - En ce que le piston(i)obture le cylindre (i) de façon étanche, - En ce que le piston obture le cylindre G9 de façon étanche, - En ce oue la surnression nécessaire au fonctionnement de - eside à''' '' - ' ' -- la surface utile du piston(Eipar -- l'invention est due à l'infériorité de la surface utile du piston(ss)par rap port à celle du piston (, - En ce que le onctionnement de valve Gi est commandé par la position du piston 8 dans le cylindre 9 - Et en ce que 1 stère de rappelQ7 ramène l'ensemble solidaire pistoiÇ)5 , dispositifCt pisto) de sa position de fin de la phase 2 vers celle de la phase 1 du fonctionnement de l'invention. Le dispositif réalisé selon ce cas (cas N"2) est représenté par la figure 8 pour la phase 1 de son fonctionnement et par la figure 9 pour la phase 2 de son fonctionnement. Cas N" 3: Dispositif selon le principe de base caractérisé: - En ce que l'ensemble primaire est constitué d'un cylindre (g d'un piston(3et d'un système de rappel(7) comme indiqué sur la figure 3, - En ce q l'ensemble secondaire G3est constitué d'un cylindre() et d'un piston 8 comme indiqué sur la figure 4 - En ce que le dispositif de transfert et de conversion de l'énergie (s) est constitué d'un ensemble comportant des pièces articulées augmentant la force qu'il reçoit du pistonUpour la reporter sur le piston8, - En ce que le pisto dispositif de transfert et de conversion de l'énergie et le pistonQ) sont solidaires ,comme indiqué sur la figure 6, e m iles dans ltensemble kmême solidaire, cylindre ,cylindre 9 pièce d'assemblage ), - En ce que le pistons5 obture le cylindre (i)de façon étanche, - En ce que le piston( obture le cylindre fglde façon étanche, - En ce que la surpression nécessaire au fonctionnement de l'invention est due à l'augmentation, par le dispositif de transfert et de conversion de l'énergie(w), de la force due à la pression sur le piston(!) avant d'être appliquée sur e piston, - En ce que le onctionnement de la valve 9 est commandé par la position du piston dans le cylindre(9, - Et en ce que le système de pel ramène l'ensemble solidaire pistorC), dispositif(ss) et piston(tde sa position de fin de la phase 2 vers celle de la phases du fonctionnement de l'invention. Cas N"4: Dispositif selon le principe de base ou le cas 2) ou 3) caractérisé, comme indiqué sur la figure 10: - En ce que la pression maximum à laquelle le dispositif selon l'invention regonfle le oneu est réglée tar un svstème d'ajustement de la pression maximum admissible i avec dispositif de réglage Gi relié à l'ensemble secondaire - En ce que le système d'ajustement de la pression maximum admissible (0 avec dispositif de régalage permettent respectivement d'évacuer a extérieur l'air en excès en cas de dépassement de la pres- sion autorisée et de fixer cette pression autorisée. Cas N"5: Dispositif selon le principe de base 1), ou le cas 2), ou 3) ou 4) caractérisé, comme indiqué sur la figure 2: - En ce que l'ensemble du dispositif selon l'invention est placé dans l'enceinte sous pression du pneu; - En ce que les conduits destinés à permettre le passage de l'air des parties des l'invention vers l'intérieur du pneu communiquent directement avec celuici; - En ce que toutes les communications d'air avec l'extérieur, no tamment la prise d'air commandée par la valve i se font par un con duit (g) et par la valve 16 du pneu, conçue spécbement à cet usage. Cas Nç6:Dispositif selon le cas 4) et le cas 1),ou 2),ou 3) ou 5) caractérisé: - En ce que les dispositifs sont regroupés, par fabrication, en un seul élément. Cas N"7: Dispositif le cas 2) ou 3) caractérisé: - En ce que le réglage de la pression maximum admissible dans le pneu est assure par le o"'sitionneme e la valve (v) sur le cylindre (9 G et par le tarage du système de rappel 7 Cas N 8: Dispositif selon le cas 5) caractérisé en ce que l'ensemble de éléments constituant l'invention et la valve sont regroupés, par fabrication, en un seul élément. Cas N"9: Dispositif selon le cas 1),ou 2),ou 3),ou 4),ou 5),ou 6),ou 7) caractérisé en ce que l'ensemble des éléments constituant l'invention sont regroupés, par fabrication, en un seul élément. REVENDICATIONS Revendication 1:Dispositif automatique et autonome de regonflage et de maintien de pression d'air dans les pneumatiques caractérisé en ce qu'il comporte, (en référence à la figure 1): - Un ensemble primaire - Un ensemble secondaire - Un dispositif transfert et de conversion l'énergie reliant L'ensemble primaire (=J à l'ensemble secondaire 2, - Un conduitG2reliant le pneumatique (i) à 1' ensemble primaire (2L3 , - Un conduit Qi reliant 1' ensemble secondaire (8) au pneumati que soit directement soit par l'embranchement 5; - Un conduit 8 reliant 1' ensemble secondaire 3 au,Rneumy en en passant éventuellement par une partie du con uit il ou 2 reliée directement au pneu sans passer par une des valves O ou 19: - Une valveQ7 reliant l'ensemble secondaire Q3 à l'extérieur; - Une valve &commat;) reliant l'ensemble secondaire Q3 et le conduit - Une valve reliant I'ensemble secondaire et le conduit Le dispositif est également caractérisé en ce que son fonctionnement s'effectue en cycles comportant les 3 phases suivantes: Phase 1: En l'absence d'effort exterieur particulier sur le pneu. La pression d'air à l'intérieur du pneu est stable. Celle-ci est transmise à l'ensemble primaire par le conduit L'ensemble primaire ne transmet aucune variation d'énergie au dispositif de conversion de l'énergie Lavalveautorisel'aircontenuparl'ensemblesecondaire à êtremaintenuarleconduitàlamêmepressionquel'aircontenu dans le pnelSar 8J), p ne 1. Phase 2: Apparition d un effort extérieur particulier sur le pneu: L'effort provoque une augmentation de la pression d'air à l'intérieur du pneu Celle-ci est transmise à l'ensemble primaire par le conduit L'ensemble primaire transmet cette variation d'énergie au dispositif de transfert et de conversion de l'énergie Le dispositif agit sur l'ensemble secondaire de façon à ce que celui-ci porte l'air qu'il contient à une pression supérieure à celle de l'air contenu à ce moment là dans le pneu. La pression supplémentaire provoquée, à ce stade du fonctionnement du dispositif par le dispositi et l'ensemble secondaire est appelee, dans le reste de la description, surpression et l air est dit surpressé . La pression d'air à l'intérieur du nneu est inférieure à celle à l'intérieur de l'ensemble secondaire et la valve autorise la circulation d'air de cet ensemble secondaire. vers le nneu l'air surpressé est donc insufflé dans le pneu via le conduit L'air ainsi déplacé contribue au regonflage du pneu. La valve interdit pendant cette phase la sortie de l'air surpressé vers 1 efleneur. Phase 3 Disparition de l'effort extendeur particulier sur le pneu. Le dispositif revient dans la position d'équilibre de la phase 1 . Le retour à cette position provoque une dépression dans l'ensemble secondaire , dépression suffisante pour permettre à l'air extérieur de pénétrer dans cet ensemble en passant par valve La valve empêche l'air déjà contenu dans le pneu de pénétrer dans l'ensemble secondaire L'air qui a servi au regonflage du pneu dans la phase 2 est ainsi remplacé à l'intérieur de l'ensemble secondaire par de l'air venant de l'extérieur. La valve autorise, en fin de cette phase, l'air sous pression venant du pneu à circuler librement dans le conduit Le pneu 1 , l'ensemble primaire 22 , l'ensemble secondaire 23 communiquent alors librement entre eux par intermédiaire du conduit et les pressions s'équilibrent. Les pressions d'air dans 1' ensemble primaire et dans l'ensemble secondaire sont de nouveau égales à la pression d'air clans le pneu. L'ensemble des éléments constitutifs de l'invention revient donc dans l'état ou ils étaient à la phase 1 et le pneu a subi un regonflage. Le celle neut alors recommencer comme décrit nlus haut autant de fois que l'effort est exercé sur le pneu Revendicatlon 2: Dispositif selon la revendication 1) caractérisé: - En ce que l'ensemble primaire ouest constitué d'un cylindre ) d'un plston(5)et d'un système de rappe (comme indiqué sur la fl gure 3); - En ce l'ensemble secondaire( est constitué d'un cylindre() et d'un piston 8 (comme indiqué sur la figure 4) - En ce que le dispositif de transfert et de conversion de l'énergie est constitué d'un ensemble rigides comme indiqué sur la figure 5) re- portant intégralement l'effort qu'il reçoit du pistor sur le piston - En ce ue le piston le dispositif de transfert et de conversion de l'énergie 6 t le piste sont solidaires (comme indiqué sur la fi gure 6 ) et morilles dans,lXnsemble lui-même solidaire (comme jqdiqué sur la figure 7) cylindre 3 ,cylindre G pièce d'assemblage (8), - En ce que le piston(i)obture le cylindre (i) de façon étanche, - En ce que le piston8 obture le cylindre /7 de façon étanche, - En ce que la surpression nécessaire au fonctionnement du dispo sitif est due à I'infériorité de la surface utile du piston(8) par rapport à celle du piston 5, - En ce que le onctionnement de la valve Gi est commandé par la position du piston 8 dans le cylindre 9 - Et en ce que 1 stème de rappel(9amène l'ensemble solidaire pistoiÇ)s , dispositifkl pisto) de sa position de fin de la phase 2 vers celle de la phase 1. Revendication 3: Dispositif selon la revendication 1) caractérisé: - En ce que l'ensemble primaire est constitué d'un cylindre d'un piston(5)et d'un système de rappe 7 (comme indiqué sur la fi gure 3), - En ce quel'ensemble secondaire i)est constitué d'un cylindre(t et d'un piston 8 (comme indiqué sur la figure 4), - En ce que le dispositif de transfert et de conversion de 11 énergie est consititué d'un ensemble comportant des pièces articulées augmentant la force qu'il reçoit du piston pour la reporter sur le piston - En ce,qoe le pisto dispositif de transfert et de conversion de l'énergie 6 ) et le pistonS s ont solidaires (comme indiqué sur la figure 6) e mobiles dans l'ensembleli-même solidaire, cylindrer ,cylindre3, ,pièce d'assemblage O - En ce que le piston obture le cylindre de façon étanche, - En ce que le piston obture le cylindre Se façon étanche, - En ce que la surpression nécessaire au fonctionnement du dispositif est due à l'augmentation, par le dispositif de transfert et de conver- sion de l'énergie Q)6, de la fondue à la pression sur le piston)5 avant d'être appliquée sur le piston 8 - En ce que le,4onctionnement de la valve est commandé par la position du pistor dans le cylindre - Et en ce que le système de,qppeli)ramène l'ensemble solidaire pistor(ss), dispositifG6 et pistonOde sa position de fin de la phase 2 vers celle de la phase 1 Revendlcatlon 4: Dispositif selon la revendication 1),ou 2) ou 3) caractérisé (comme indiqué sur la figure 10): - En ce que la pression maximum à laquelle le dispositif regonfle le pneu est réglée par un système d'ajustement de la pression maximum ad (sible (P) avec dispositif de réglage Gi relié à l'ensemble secondaire - En ce aue le système d'aiustement de la Dression maximum admissible avec dispositif de réglage permettent respectivement d'évacuer l'extérieur l'air en excès en cas de dépassement de la pression autorisée et de fixer cette pression autorisée. Revendlcatlon 5: Dispositif selon la revendication 1), ou 2), ou 3) ou 4) caractérisé (comme indiqué sur la figure 2): - En ce que l'ensemble du dispositif est placé dans l'enceinte sous pression du pneu; - En ce que les conduits destinés à permettre le passage de l'air de l'intérieur des parties du dispositif vers l'intérieur du pneu communiquent directement avec celui-ci; - En ce que toutes les communications d'air avec l'extérieur, notamment la prise d'air commandée par la valve se font par un conduit et par la valve du pneu, conçue spéciaement à cet usage. Revendication 6:Dispositif selon la revendication 4) et la revendication 1),ou 2),ou 3) ou 5) caractérisé: - En ce que les dispositife sont regroupés, par fabricaUOll, en un seut elemem. Revendication 7: Dispositif la revendication 2) ou 3) caractérisé: - En ce que le réglage de la pression maximum admissible dans le pneu est assuré par le positionnemeWe la valve sur le cvlindre et par le tarage du système de rappe Revendication 8: DisDositif selon la revendication 5) gactérisé en ce que l'ensemble de éléments le constituant et la valve sont regroupés, par fabrication, en un seul élément. Revendication 9: Dispositif selon la revendication 1),ou 2),ou 3),ou 4),ou 5),ou 6),ou 7) caractérisé en ce que l'ensemble des éléments le constituant sont regroupé s, par fabrication, en un seul élément. Revendication 10: Dispositif selon la revendication 1 )ou 2)ou 3)ou 4)ou 5)ou 6)ou 7)ou 8)ou 9) caractérisé: -in ce aue la suroression de l'air à l'intérieur de l'ensemble secondaire en phase 2, est suffisante pour que le système puisse fonctionner sans que la pression à l'intérieur de l'ensemble secondaire soit, en phase 1, égale à la pression de l'air à l'intérieur du pneu - En ce que, de ce fait, l'existence de la valve et celle du conduit sont facultatives.