Brevet FR2918315A1 — publié le 20090109

L'invention concerne une unité électronique de mesure de paramètres de fonctionnement d'une roue de véhicule, comprenant un boîtier électronique et une valve de gonflage de type snap-in permettant de solidariser le dit boîtier électronique sur une jante de roue. De plus en plus de véhicules automobiles possèdent des systèmes de surveillance et/ou de mesures de paramètres comportant des capteurs. A titre d'exemple concernant de tels systèmes, il peut être cité les systèmes de surveillance de la pression des pneus comportant des boîtiers électroniques montés sur chacune des roues de véhicules, dédiés à la mesure de paramètres, tels que pression et/ou température des pneumatiques équipant ces roues, et destinés à informer le conducteur de toute variation anormale du paramètre mesuré. Une des solutions actuelles la plus couramment utilisée pour assurer la fixation des boîtiers électroniques sur les jantes des roues consiste à réaliser des unités électroniques composées chacune d'un boîtier électronique et d'une valve de gonflage assemblée avec le dit boîtier électronique. La valve de gonflage permet également de solidariser le boîtier électronique sur la jante de la roue. Une première solution concernant de telles unités électroniques consiste à réaliser des valves de gonflage spécifiques aptes à assurer la transmission des efforts auxquels sont soumis les boîtiers électroniques. Toutefois, cette solution s'avère onéreuse car, outre le prix élevé des valves de gonflage, généralement entièrement métalliques, elle nécessite la réalisation de pièces annexes (écrous, joints d'étanchéité...) spécialement conçues pour garantir une fixation étanche des valves de gonflage sur les jantes. En vue de pallier cet inconvénient, une seconde solution a consisté à réaliser des valves de gonflage de même conception de base que les valves de gonflage classiques de type snapin , modifiées de façon à assurer la reprise des efforts auxquels sont soumis les boîtiers électroniques. Cette solution a notamment abouti à la réalisation d'une unité électronique telle que décrite dans le brevet US 6 005 480 comprenant une valve de gonflage de type snap-in comportant : un corps de valve en un matériau élastomère, muni d'un alésage axial longitudinal et destiné à s'étendre au travers d'un orifice ménagé dans une jante, le dit corps de valve étant composé d'un tronc déformable élastiquement et d'une tête de 2 butée contre la jante séparée du tronc par un col, adapté pour se positionner de façon étanche dans l'orifice ménagé dans la dite jante, • et une âme tubulaire creuse en un matériau rigide, logeant un mécanisme d'obturation et de dimensions adaptées pour se loger dans l'alésage du corps de valve et s'étendre de part et d'autre dans le prolongement du dit corps de valve, la dite âme tubulaire étant constituée de deux tronçons longitudinaux agencés l'un par rapport à l'autre et relativement au corps de valve, de façon à autoriser une déformation élastique du tronc apte à permettre le montage de la valve de gonflage au travers de l'orifice de la jante. De plus, l'unité électronique comporte des moyens de solidarisation du boîtier électronique et de la valve de gonflage adaptés pour assurer une fixation du dit boîtier électronique sur la portion de l'âme tubulaire de la valve de gonflage s'étendant dans le prolongement de la tête de butée du corps de valve. Selon ce principe, l'âme tubulaire logée dans le corps de valve est conçue pour assurer la reprise des efforts auxquels sont soumis les boîtiers électroniques solidarisés sur cette dernière, et les modifications apportées aux valves de gonflage classiques de type snap-in en vue de l'obtention de ce résultat sont minimes et donc peu coûteuses. Par contre, il s'avère que cette conception conduit à une limitation importante des performances, en termes d'étanchéité et de longévité, des valves de gonflage. En effet, la conception des moyens de solidarisation du boîtier électronique et de la valve de gonflage qui conduit à solidariser le boîtier électronique sur l'âme tubulaire de la valve de gonflage, impose de ménager un espace libre entre la tête de butée du corps de valve et le dit boîtier électronique : un tel espace libre est, en effet, obligatoire pour autoriser, lors du montage de la valve de gonflage équipée d'un boîtier électronique, les déformations axiale et radiale du tronc du corps de valve permettant son introduction et son passage dans l'orifice de la jante. Or, un tel espace libre conduit à décaler de façon notable la position du centre de gravité de l'ensemble valve de gonflage / boîtier électronique par rapport à la position du centre de gravité d'une valve de gonflage seule, et par voie de conséquence, conduit à modifier les zones de surface de la valve de gonflage assurant l'étanchéité, et à augmenter les contraintes subies au niveau des zones de contact entre la valve de gonflage et la jante. Dans la pratique, ces modifications et augmentations des sollicitations 35 auxquelles sont soumises les valves de gonflage, conduisent, tel que précité, à une limitation importante des performances, en termes d'étanchéité et de longévité, des dites valves de gonflage. 3 La présente invention vise à pallier ces inconvénients et a pour objectif principal de fournir une unité électronique conçue pour que les sollicitations auxquelles sont soumises les valves de gonflage soient similaires à celles sollicitant une valve de gonflage dépourvue de boîtier électronique. A cet effet, l'invention vise une unité électronique comprenant un boîtier électronique, une valve de gonflage de type snap-in telle que décrite plus haut, et des moyens de solidarisation du boîtier électronique et de la valve de gonflage comprenant : • une bague solidaire du boîtier électronique, adaptée pour être montée coulissante autour de la portion de l'âme tubulaire s'étendant dans le prolongement de la tête de butée du corps de valve, dans une position du boîtier électronique où ce dernier s'étend dans le prolongement direct de la valve de gonflage, • et des moyens d'assemblage de la bague du boîtier électronique sur la tête de butée du corps de valve. Selon l'invention, et en premier lieu, les efforts sollicitant le boîtier électronique sont transmis, par l'intermédiaire de la bague, vers l'âme tubulaire de la valve de gonflage qui s'avère ainsi conçue pour assurer la rigidité de la dite valve de gonflage. De plus, le boîtier électronique est : • assemblé directement sur la tête de butée du corps de valve (sans espace libre), de sorte que la position du centre de gravité de l'ensemble valve de gonflage / boîtier électronique est optimisée quelle que soit l'épaisseur de la jante, • monté coulissant relativement à l'âme tubulaire de façon à autoriser les débattements relatifs de ces deux éléments lors du montage de la valve de gonflage sur une jante, sans nécessiter d'espace libre. Du fait de ces spécificités, et dans la pratique, l'unité électronique selon l'invention permet de garantir un comportement de la valve de gonflage similaire à celui d'une valve de gonflage de type snap-in traditionnelle. Selon un premier mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, l'âme tubulaire de la valve de gonflage est constituée de deux tronçons longitudinaux solidarisés dans le prolongement l'un de l'autre au niveau du col du corps de valve : • un premier tronçon longitudinal solidarisé au corps de valve à l'intérieur de l'alésage de ce dernier, s'étendant dans le tronc du dit corps de valve et dans le prolongement du dit tronc, • et un second tronçon longitudinal libre en translation à l'intérieur de l'alésage du corps de valve, s'étendant dans la tête de butée du dit corps de valve et dans le prolongement de la dite tête de butée. 4 De plus, le second tronçon longitudinal de l'âme tubulaire présente alors, avantageusement, un diamètre externe inférieur à celui du premier tronçon longitudinal de la dite âme tubulaire, adapté pour obtenir une solidarisation par emmanchement en force des dits tronçons longitudinaux En outre, l'alésage du corps de valve présente avantageusement, à l'intérieur de la tête de butée, une section interne de dimensions adaptées pour ménager un espace annulaire autour du second tronçon longitudinal de l'âme tubulaire, autorisant les débattements (coulissement) entre ce dernier et la tête de butée. Par ailleurs, les moyens d'assemblage de la bague du boîtier électronique sur la tête de butée du corps de valve comprennent avantageusement, selon l'invention : • une chambre annulaire ménagée dans la tête de butée du corps de valve au niveau du débouché de l'alésage, • un manchon creux solidaire de la bague du boîtier électronique, de dimensions adaptées pour se loger dans la chambre annulaire, • et des organes conjugués de blocage relatif en translation de la bague relativement au corps de valve, ménagés sur le manchon et à l'intérieur de la chambre annulaire. De plus, afin d'assurer un verrouillage de l'assemblage de la bague du boîtier électronique sur la tête de butée du corps de valve, cette tête de butée forme avantageusement, sur le pourtour de la chambre annulaire, un embout cylindrique présentant une gorge annulaire externe logeant un anneau élastique de verrouillage. Selon un autre mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, le boîtier électronique et la bague sont agencés de façon que le dit boîtier électronique soit incliné d'un angle de l'ordre de 10 à 40 par rapport à l'axe longitudinal du corps de valve. Une telle inclinaison permet de maintenir les boîtiers électroniques sensiblement au contact du fond des jantes (pour un large panel de jantes existantes sur le marché) et de limiter ainsi les contraintes subies. D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins : - la figure la est une coupe longitudinale par un plan axial A de la figure 3, représentant une valve de gonflage conforme à l'invention, - la figure 1 b est une vue longitudinale, partiellement en coupe par le plan longitudinal A, d'un boîtier électronique selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'une unité électronique selon l'invention, - la figure 3 est une coupe longitudinale par le plan axial A représentant cette unité électronique montée sur une jante de roue, - et la figure 4 est une vue schématique illustrant une variante de réalisation de la bague selon l'invention. 5 L'unité électronique selon l'invention représentée à titre d'exemple aux figures est destinée à être montée sur une roue d'un véhicule en vue de la mesure de paramètres de fonctionnement (pression, température, accélération...) de la dite roue, et de la transmission des données mesurées vers une unité centrale (non représentée) montée sur le véhicule. Cette unité électronique se compose d'un boîtier électronique 1 (figure 1 b) adapté pour être monté à l'intérieur de l'enveloppe d'un pneumatique, et d'une valve de gonflage 2 (figure 1 b), de solidarisation de ce dernier sur la jante de la roue équipée de ce pneumatique. En premier lieu, la valve de gonflage 2 consiste en une valve de gonflage 15 snap-in comportant un corps de valve 3 en un matériau élastomère muni axialement d'un alésage longitudinal cylindrique 4. De façon classique, ce corps de valve 3 se subdivise, en outre, longitudinalement, en un tronc 5 et une tête de butée 6, séparée du tronc 5, par un col 7. De plus, le tronc 5 est composé de deux tronçons longitudinaux de formes 20 adaptées pour conférer au dit tronc des facultés de déformation élastique longitudinale et radiale : un premier tronçon d'extrémité 5a de plus grande longueur, de forme cylindrique ou légèrement tronconique, et un second tronçon 5b de forme tronconique d'angle au sommet supérieur à celui du premier tronçon 5a. La tête de butée 6 est quant à elle de forme générale cylindrique et présente, 25 selon l'invention, une face frontale 6a par rapport à laquelle s'étend un embout cylindrique axial 10 de diamètre inférieur à celui de la dite tête de butée, sur la paroi périphérique duquel est ménagé un espace (par exemple une gorge annulaire) 11 apte à loger un anneau élastique 12 (figure 3) du type Circlip ou tout dispositif analogue susceptible de comprimer l'embout cylindrique 10 sur la bague 20. 30 Le col 7 de ce corps de valve 3 présente, enfin, la forme d'une rainure annulaire délimitée par deux épaulements 8, 9 de jonction respective avec le tronc 5 et la tête de butée 6. Le corps de valve 3 comporte, en dernier lieu, selon l'invention, une chambre cylindrique 13 ménagée dans l'embout cylindrique 10, au niveau du débouché de 35 l'alésage 4, à l'intérieur et dans le fond de laquelle est ménagée une gorge annulaire interne 14. 6 La valve de gonflage 2 comporte, en outre, une âme tubulaire creuse 15 en un matériau rigide, de dimensions adaptées pour se loger dans l'alésage 4 du corps de valve 3 et s'étendre de part et d'autre dans le prolongement du dit corps de valve. Cette âme tubulaire 15 est constituée de deux tronçons longitudinaux distincts 18, 19 solidarisés dans le prolongement l'un de l'autre au niveau du col 7 du corps de valve 3. Le premier de ces tronçons longitudinaux 18 consiste en une tige cylindrique creuse 18 de type connu en soi, par exemple réalisée en laiton, et destinée notamment à loger le mécanisme d'obturation (non représenté) de la valve de gonflage 2. Cette tige cylindrique 18 est solidarisée au corps de valve 3, à l'intérieur de l'alésage 4 de ce dernier, et s'étend, d'une part, intérieurement, dans le tronc 5 jusqu'au col 7, et extérieurement dans le prolongement du dit tronc. De plus, le tronçon 16 de cette tige cylindrique 18 situé dans le prolongement du corps de valve 3 présente un filetage externe adapté (de manière connue) pour permettre le vissage d'un capuchon de protection 17. Il est à noter en outre que, de façon usuelle, l'adhérence du corps de valve 3 avec la face externe de la tige cylindrique 18 peut être obtenue en réalisant le corps de valve 3 par surmoulage de la dite tige cylindrique. Selon l'invention, le second tronçon longitudinal 19 de l'âme tubulaire 15 de la valve de gonflage 2 consiste, quant à lui, en un tube cylindrique 19 en un matériau tel que de l'acier présentant, pour une même épaisseur, une résistance supérieure à celle du laiton, le dit tube cylindrique étant solidarisé au tronçon d'extrémité 18a de la tige cylindrique 18 situé dans le col 7, et présentant une longueur adaptée pour s'étendre, intérieurement, dans la tête de butée 6 du corps de valve 3 et, extérieurement, dans le prolongement de la dite tête de butée. Ce tube cylindrique 19 présente un diamètre externe inférieur à celui du diamètre interne du tronçon d'extrémité 18a de la tige cylindrique 18, adapté pour obtenir une solidarisation par emmanchement en force du dit tube dans le dit tronçon d'extrémité. De plus, ce diamètre est, de fait, inférieur au diamètre de l'alésage 4, de sorte que, lors de déformations longitudinales du tronc 5, le tube cylindrique 19 solidaire de la tige cylindrique 18 et donc du tronc 5, possède une liberté de déplacement axial (coulissement) à l'intérieur de la tête de butée 6. Le boîtier électronique de cette unité électronique se compose, quant à lui, d'un boîtier creux 1 destiné à loger l'électronique de l'unité électronique 1, associé à une bague 20 solidaire du dit boîtier électronique, adaptée pour être montée coulissante le long du tronçon du tube cylindrique 19 s'étendant dans le prolongement de la tête de butée 6 du corps de valve 3, dans une position du boîtier électronique 1 où ce dernier s'étend dans le prolongement direct de la valve de gonflage 2. Cette bague 20 comporte une platine 21, d'une part, agencée par rapport au boîtier électronique 1 de façon que ce dernier soit incliné d'un angle de l'ordre de 10 à 40 par rapport à l'axe longitudinal du corps de valve 3, et d'autre part, dont la liaison avec le dit boîtier électronique est renforcée par deux goussets latéraux 22, 23 (figure 2). De plus, cette platine 21 est percée d'un orifice circulaire 24 de diamètre conjugué du diamètre externe du tube cylindrique 19, sur le pourtour duquel s'étend un manchon cylindrique 25 de dimensions adaptées, d'une part pour coulisser le long du tube cylindrique 19, et d'autre part, pour se loger dans la chambre cylindrique 13. Ce manchon 25 est, en outre, doté, au niveau de son extrémité, d'une nervure externe annulaire 26 de forme adaptée pour se loger dans la gorge annulaire 14 de la chambre cylindrique 13. Le boîtier électronique 1 et la valve de gonflage 2 de l'unité électronique selon l'invention sont, en premier lieu, assemblés, par introduction du manchon 25 dans la chambre cylindrique 13, et verrouillage de l'assemblage au moyen d'un anneau élastique 12, dans une position où le boîtier électronique 1 s'étend dans le prolongement direct, sans espace libre, de la tête de butée 6 du corps de valve 3, et se trouve incliné d'un angle de l'ordre de 10 à 40 par rapport à l'axe longitudinal du dit corps de valve 3. L'unité électronique ainsi réalisée peut ensuite être introduite et mise en place dans un orifice 28 (figure 3) ménagé dans une jante 27, grâce aux facultés de déformations radiale et longitudinale du tronc 5 du corps de valve 3. On notera notamment que la libre déformation des zones du tronc 5 lors du montage sur la jante est facilité par l'existence de l'espace libre 4. Cet espace permet que l'effort d'insertion d'une valve "snap in" classique, ou d'une valve "snap in" modifiée selon la présente invention (c'est à dire liée à un boîtier électronique) soit sensiblement le même. Lors cette introduction, en outre, le tube cylindrique 19 solidarisé à la tige cylindrique 18 et désolidarisé de la tête de butée 6, ne contrarie en rien les déformations du tronc 5. En outre, pendant cette introduction, la bague 20 coulisse le long du tronçon du tube cylindrique 13. Lorsque la valve "snap in" a été mise en place dans l'orifice de la jante, la bague 20 reste en contact direct (sans espace libre) avec la tête de butée 6. Par contre, une fois l'unité électronique montée sur la jante 27, ce tube cylindrique 19 joue un rôle primordial de rigidification de la valve de gonflage 3. De plus, la position du centre de gravité de l'ensemble valve de gonflage 3 / boîtier électronique 1 est optimisée du fait de l'absence d'espace entre ces deux éléments, de sorte que l'unité électronique selon l'invention permet de garantir un comportement de la valve de gonflage 1 similaire à celui d'une valve de gonflage de type snap-in traditionnelle. Enfin, l'inclinaison du boîtier électronique 1 permet, en outre, de maintenir le dit boîtier électronique sensiblement au contact de la gorge 29 que forme le fond de la jante 27, et de limiter ainsi les contraintes subies. Une variante de réalisation du tube cylindrique 19 est illustrée à la figure 4. Selon cette variante de réalisation, le tube cylindrique 19' est réalisé sous la forme d'une goupille élastique. Ainsi le tube cylindrique 19' présente une fente longitudinale 31. Son introduction dans la tige cylindrique 18, ne se fait plus avec un emmanchement à force comme précédemment illustré, mais en resserrant le tube 19' sur lui même afin de le mettre en place dans la tige 18. On évite ainsi, notamment de créer des copeaux de matière lors de l'emmanchement dans la tige cylindrique 18, qui doit rester exempte de toutes excroissances, puisqu'elle sert de passage d'air. Cette goupille élastique 19' (ou tout autre élément élastique analogue) est mise en place dans la tige 18 sans créer de contraintes et en évitant toute dégradation issue du frottement entre la tige 18 et le tube (goupille élastique) 19'. Ceci permet de ne pas dégrader l'étanchéité à l'air de cette zone. On notera que cette élément élastique (goupille 19') est précontraint au moment de son introduction dans la tige 18 ce qui permet de garantir une rétention acceptable de ces deux pièces l'une dans l'autre. Comme cela est représenté à la figure 4, la bague 20' peut alors avantageusement être modifiée et présentée au niveau du manchon 25' une clavette interne 30, adaptée pour coopérer avec la fente 31 de la goupille élastique 19'. Ce faisant la coopération de la clavette 30 et de la fente 31 de la goupille permet de bloquer en rotation la goupille 19' par rapport à la bague 20' et au corps de la valve 3. REVENDICATIONS 1. Unité électronique de mesure de paramètres de fonctionnement d'une roue de véhicule, comprenant • un boîtier électronique (1), • une valve de gonflage (2) de type snap-in , de solidarisation du boîtier électronique (1) sur une jante (27) de roue, comportant • un corps de valve (3) en un matériau élastomère, muni d'un alésage axial longitudinal (4) et destiné à s'étendre au travers d'un orifice (28) ménagé dans la jante (27), le dit corps de valve étant composé d'un tronc (5) déformable élastiquement et d'une tête (6) de butée contre la jante (27), séparée du tronc (5) par un col (7) adapté pour se positionner de façon étanche dans l'orifice (28) ménagé dans la dite jante, • et une âme tubulaire creuse (15) en un matériau rigide, logeant un mécanisme d'obturation et de dimensions adaptées pour se loger dans l'alésage (4) du corps de valve (3) et s'étendre de part et d'autre dans le prolongement du dit corps de valve, la dite âme tubulaire étant constituée de deux tronçons longitudinaux (18, 19) agencés l'un par rapport à l'autre et relativement au corps de valve (3), de façon à autoriser une déformation élastique du tronc (5) apte à permettre le montage de la valve de gonflage (2) au travers de l'orifice (28) de la jante (27), • et des moyens de solidarisation du boîtier électronique (1) et de la valve de gonflage (2), la dite unité électronique étant caractérisée en ce que les moyens de solidarisation du boîtier électronique (1) et de la valve de gonflage (2) comprennent : • une bague (20) solidaire du boîtier électronique (1), adaptée pour être montée coulissante autour de la portion de l'âme tubulaire (15,19) s'étendant dans le prolongement de la tête de butée (6) du corps de valve (3), dans une position du boîtier électronique (1) où ce dernier s'étend dans le prolongement direct de la valve de gonflage (2), • et des moyens d'assemblage (13, 14, 25, 26) de la bague (20) du boîtier électronique (1) sur la tête de butée (6) du corps de valve (3). 2. Unité électronique selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'âme tubulaire (15) de la valve de gonflage (2) est constituée de deux tronçons longitudinaux solidarisés dans le prolongement l'un de l'autre au niveau du col (7) du corps de valve (3) : • un premier tronçon longitudinal (18) solidarisé au corps de valve (3) à l'intérieur de l'alésage (4) de ce dernier, s'étendant dans le tronc (5) du dit corps de valve et dans le prolongement du dit tronc, 10 • et un second tronçon longitudinal (19) libre en translation à l'intérieur de l'alésage (4) du corps de valve (3), s'étendant dans la tête de butée (6) du dit corps de valve et dans le prolongement de la dite tête de butée. 3/ Unité électronique selon la revendication 2 caractérisée en ce que le second tronçon longitudinal (19) de l'âme tubulaire (15) présente un diamètre externe inférieur à celui du premier tronçon longitudinal (18) de la dite âme tubulaire, adapté pour obtenir une solidarisation par emmanchement en force des dits tronçons longitudinaux 41 Unité électronique selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisée en ce que l'alésage (4) du corps de valve (3) présente, à l'intérieur de la tête de butée (6), une section interne de dimensions adaptées pour ménager un espace annulaire autour du second tronçon longitudinal (19) de l'âme tubulaire (15). 51 Unité électronique selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les moyens d'assemblage de la bague (20) du boîtier électronique (1) sur la tête de butée (6) du corps de valve (3) comprennent : • une chambre annulaire (13) ménagée dans la tête de butée (6) du corps de valve (3) au niveau du débouché de l'alésage (4), • un manchon creux (25) solidaire de la bague (20) du boîtier électronique (1), de dimensions adaptées pour se loger dans la chambre annulaire (13), • et des organes conjugués (14, 26) de blocage relatif en translation de la 20 bague (20) relativement au corps de valve (3), ménagés sur le manchon (25) et à l'intérieur de la chambre annulaire (13). 61 Unité électronique selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que les moyens d'assemblage de la bague (20') du boîtier électronique (1) sur la tête de butée (6) du corps de valve (3) comprennent : 25 • une chambre annulaire (13) ménagée dans la tête de butée (6) du corps de valve (3) au niveau du débouché de l'alésage (4), • un manchon creux (25) solidaire de la bague (20) du boîtier électronique (1), de dimensions adaptées pour se loger dans la chambre annulaire (13), • et des organes conjugués (30, 31) de blocage relatif en rotation de la 30 bague (20') relativement au corps de valve (3), ménagés sur le manchon (25') et sur le second tronçon longitudinal élastique (19'). 71 Unité électronique selon la revendication 5 caractérisée en ce que la tête de butée (6) du corps de valve (3) forme, sur le pourtour de la chambre annulaire (13), un embout cylindrique (10) présentant une gorge annulaire externe (11) logeant un anneau 35 élastique (12) de verrouillage de l'assemblage de la bague (20) du boîtier électronique (1) sur la tête de butée (6), pour serrer le boitier électronique (1) sur la valve (2) .8/ Unité électronique selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que le boîtier électronique (1) et la bague (20) sont agencés de façon que le dit boîtier électronique soit incliné d'un angle de l'ordre de 10 à 40 par rapport à l'axe longitudinal du corps de valve (3).