Brevet FR2922487A1 — publié le 20090424

La présente invention concerne le domaine technique des pneumatiques pour véhicule automobile. Plus précisément, l'invention concerne la fixation d'un dispositif notamment électronique, tel qu'un capteur de pression, sur un pneumatique. Le dispositif électronique est rigide et il est déconseillé de le fixer directement sur le pneumatique car cela risque de perturber le comportement mécanique du pneumatique en roulage, notamment lorsqu'il se déforme. Il est donc connu dans l'état de la technique, notamment d'après le document EP-A1-1 544 001, d'utiliser un organe en gomme collé à la surface du pneumatique et formant support pour le dispositif électronique. L'organe en gomme est parfois désigné sous le terme anglais � patch �. Cet organe réalise une transition mécanique entre le dispositif rigide et le pneumatique souple de sorte que le dispositif ne perturbe pas le comportement du pneumatique. On parle parfois de découplage mécanique réalisé entre le dispositif électronique et le pneumatique. L'invention a notamment pour but de proposer un organe qui permette un meilleur découplage mécanique et par suite une meilleure endurance de l'assemblage de l'organe sur la surface d'un pneumatique. A cet effet, l'invention a pour objet un organe formant support pour un dispositif, comprenant une masse de gomme délimitée par deux surfaces opposées sensiblement parallèles formant respectivement une surface de support et une surface de liaison avec un pneumatique, la masse comprenant une ouverture ménagée dans la surface de liaison délimitant un évidement ménagé dans la masse et l'ouverture ne débouchant pas à l'extérieur de la surface de liaison. De préférence, la surface de support s'étend au moins partiellement au droit de la surface de l'ouverture. En étant en contact avec la surface de support, le dispositif rigidifie la masse de gomme et plus particulièrement la partie de la masse qui est située au droit de la surface de support. Or, du fait de l'évidement, une partie de la masse rigidifiée par le dispositif n'est pas en contact avec le pneumatique. Ainsi, la partie du dispositif située au droit de la surface de l'ouverture n'a pas d'influence mécanique directe sur le pneumatique. Il en résulte que l'évidement de l'organe de l'invention améliore le découplage mécanique entre le dispositif et le pneumatique. - 2 Le fait que l'ouverture ne débouche pas à l'extérieur de la surface de liaison ne limite que très peu la surface de contact entre la masse et le pneumatique et permet ainsi de conserver à l'organe une excellente endurance. La présence de l'évidement a aussi l'avantage de limiter la masse de l'organe ce qui permet, dans le cas d'un organe et d'un dispositif adaptés pour un véhicule de tourisme, que l'ensemble ait une masse inférieure à 10 grammes (g). On peut ainsi placer l'ensemble à la surface du pneumatique sans se préoccuper de l'azimut parce qu'il n'y a pratiquement pas de conséquence en uniformité de l'ensemble pneumatique et roue. Un organe selon l'invention peut en outre comprendre l'une ou plusieurs des 10 caractéristiques suivantes. û La projection orthogonale de la surface de support sur la surface de liaison coïncide sensiblement avec l'ouverture ménagée dans la surface de liaison. Ainsi, le découplage entre le dispositif et le pneumatique est excellent puisque le dispositif n'a aucune influence mécanique directe avec le pneumatique. 15 û Le rapport entre la profondeur de l'évidement et la distance entre les deux surfaces de support et de liaison est compris entre 1/4 et 1/2, de préférence sensiblement égal à 3/8. Lorsque ce rapport est trop faible, il y a un risque de frottement de la surface de l'évidement avec la surface du pneumatique ; lorsque ce rapport est trop élevé, l'organe devient trop souple et peut entrer en résonance en 20 roulage ce qui limite de façon très marquée son endurance. û Le rapport entre la surface de l'ouverture et la surface de la masse de gomme en contact avec la surface de liaison est compris entre 0,15 et 0,30. Lorsque ce rapport est inférieur à 0,15, le découplage mécanique lié à l'évidement devient insuffisant et lorsque ce rapport est trop élevé, la surface de liaison avec le pneumatique devient 25 insuffisante pour conserver une bonne endurance à haute vitesse de roulage. û L'organe comprend un canal ménagé dans la masse et débouchant à la fois sur la surface de support et au fond de l'évidement. Ce canal permet de positionner correctement le dispositif sur la surface de support. Il facilite également le collage de l'organe sur le pneumatique en évitant l'emprisonnement d'air dans l'évidement. Enfin, 30 il permet une communication fluidique entre l'évidement et l'air intérieur du pneumatique en coopérant avec un canal similaire ménagé dans le dispositif, Ainsi des variations de pression ou de température du pneumatique ne provoquent pas de - 3 différences de pression entre l'intérieur du pneumatique et l'intérieur de l'évidement, sources de déformations de l'organe. û Le bord périphérique de la surface de liaison est délimité par une surface de jonction de surfaces opposées convergeant vers leur surface de jonction suivant un angle compris entre 9 et 15 degrés, de préférence entre 10 et 12 degrés. L'angle des bordures de l'organe est un paramètre important à prendre en considération pour que la fixation de l'organe au pneumatique soit durable. En effet, si cet angle est inférieur à 9 degrés, des replis peuvent apparaître en bordure de l'organe car il est difficile d'aplatir correctement son bord périphérique. Si cet angle est supérieur à 15 degrés, le bord périphérique de l'organe est trop rigide si bien qu'il crée des contraintes trop fortes à la surface du pneumatique et provoque des cassures ou des décollements en roulage. û La surface de jonction du bord périphérique est sensiblement une ligne de jonction. û La surface de jonction du bord périphérique est normale à la surface de liaison et a une hauteur comprise entre 0,1 et 0, 2 mm. û Le bord périphérique comporte en plus un cordon de section sensiblement rectangulaire de même épaisseur que la surface de jonction et s'étendant vers l'extérieur de 0 à 1,5 mm. û L'organe comprend en plus une couche de gomme de liaison disposée sur la surface de liaison sans déborder au droit du bord périphérique de l'organe. L'invention a également pour objet un pneumatique qui comprend un organe tel que précédemment défini. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, 25 donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : û la figure 1 est une vue en perspective d'un organe selon l'invention, û la figure 2 est une vue en coupe de l'organe de la figure 1 suivant le plan II-II de la figure 1, et 30 û la figure 3 est une vue en coupe de l'organe de la figure 1 lorsqu'il est rapporté sur un pneumatique et qu'il supporte un dispositif. - les figures 4 à 6 sont des vues en coupe d'agrandissements de plusieurs modes de réalisation d'un bord périphérique d'un organe. -4 On entend par � module d'élasticité � d'une gomme ou mélange caoutchouteux, un module sécant d'extension à 10 % de déformation et à température ambiante ou spécifiée, la mesure est réalisée après un premier cycle d'accommodation jusqu'à 10 % de déformation : - E10 = Fio i.e. E= Fio (1 + E10~ et E= Fio x 1.1 dans laquelle E10 est égale à SxE10 S0xE10 S0x0.1 0.1 ; avec E10 : module d'extension sécant à 10% de déformation ; F10 : force d'extension à 10% d'extension ; S0: section initiale de l'éprouvette de test ; S : section de l'éprouvette de test à la déformation d'extension E, dans le cas de matériau en 10 caoutchouc, on sait que : S = S ; et E10 : déformation d'extension à 10%. 1+E On a représenté sur les figures un exemple d'organe selon l'invention adapté pour un véhicule de tourisme. L'organe est désigné par la référence générale 10 et est destiné à être rapporté sur un pneumatique 12 et à former un support pour un dispositif 14. Ce dispositif 14 peut être de type varié, par exemple électronique (capteur de 15 pression, capteur de température ...), mécanique ou autre. L'organe 10 comprend une masse 16 de gomme qui, comme représenté sur la figure 3, comprend une partie de support 18 de l'organe 14 et une partie de liaison 20 avec le pneumatique 12. Les parties 18 et 20 sont d'un seul tenant et leur séparation est imaginaire. La masse 16 de gomme est obtenue par moulage. 20 L'organe 10 est destiné à être rapporté sur une surface de préférence intérieure du pneumatique. Sur la figure 3, l'organe 10 est rapporté sur une gomme d'étanchéité intérieure 22 du pneumatique 12. La gomme intérieure 22 forme une partie de liaison complémentaire de la partie de liaison 20 de l'organe 10. La masse de gomme 16 est délimitée par une surface de support 24 de l'organe 25 14, la surface 24 étant constituée par la surface supérieure de la partie de support 18. Les dimensions de la surface de support 24 sont d'environ 15 millimètres x 12 millimètres (mm). Le dispositif 14 porté par la surface de support peut avoir des dimensions supérieures à celles de la surface de support 24, comme représenté sur la figure 3. 30 La masse de gomme 16 est également délimitée par une surface de liaison 26 avec le pneumatique 12, opposée à la surface de support 24 et sensiblement parallèle -5 à celle-ci. La surface de liaison 26 est constituée par la surface inférieure de la partie de liaison 20 de l'organe 10. Les dimensions de la surface de liaison 26 sont d'environ 40 mm x 32 mm. Les deux surfaces 24 et 26 sont sensiblement planes et sont distantes l'une de 5 l'autre d'environ 4 mm. L'organe 10 comprend une ouverture 28 ménagée dans la surface de liaison 26 et délimitant un évidement 30 ménagé dans la masse 16. L'ouverture 28 est représentée en trait pointillé sur la figure 2. La profondeur de l'évidement 30 est d'environ 1,5 mm. 10 On notera que du fait de la présence de l'évidement 30 dans la masse 16, il existe au moins un plan imaginaire de section de la masse 16 sensiblement parallèle aux surfaces opposées 24 et 26 dans lequel la section de la masse 16 à une forme générale annulaire. La masse 16 est conformée de sorte que la surface de support 24 s'étend au 15 moins partiellement au droit de la surface de l'ouverture 28. En d'autres termes, la projection orthogonale de la surface 24 sur la surface de liaison 26 délimite la surface de l'ouverture 28. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, la projection orthogonale de la surface de support 24 sur la surface de liaison 26, symbolisée par des traits de projection 36, 20 coïncide sensiblement avec l'ouverture 28. Grâce à l'évidement 30, la partie de la masse 16 qui est située au droit de la surface de liaison 24, et qui est de ce fait rendue rigide par la présence du dispositif 14, n'est pas en contact avec la gomme intérieure 22 du pneumatique 12. La partie de support 18 est reliée à la partie de liaison 20 par des ponts de 25 matière 38 liés à la périphérie de la partie de support 18. Ces ponts de matière 38 ont une faible épaisseur, par exemple égale à 4 mm, de sorte qu'ils sont souples et qu'ils permettent un mouvement relatif des deux parties 18 et 20, notamment en cas de déformations du pneumatique 12 ou de vibrations du dispositif 14. Cela permet d'améliorer plus encore le découplage mécanique entre le pneumatique 12 et le 30 dispositif 14. La masse de gomme comprend en outre et de façon optionnelle un canal 32 ménagé dans la partie de support 18 de la masse 16 et débouchant d'un côté sur la surface de support 24 et de l'autre au fond de l'évidement 30. Ce canal permet de -6 positionner correctement le dispositif 14 sur la surface de support 24. Il facilite également le collage de l'organe 10 sur le pneumatique en évitant l'emprisonnement d'air dans l'évidement 30. Enfin, il permet une communication fluidique entre l'évidement 30 et l'air intérieur du pneumatique en coopérant avec un canal similaire ménagé dans le dispositif. Ainsi des variations de pression ou de température du pneumatique ne provoquent pas de différences de pression entre l'intérieur du pneumatique et l'intérieur de l'évidement, sources de déformations de l'organe. La gomme utilisée pour la fabrication de la partie de liaison 20 de la masse 16 est une gomme dont le module d'allongement à 10 % est au plus égal à celui du pneumatique 12. En d'autres termes, la partie de liaison 20 est plus souple que la gomme intérieure 22. A titre d'exemple, pour un module d'allongement à 10% de la gomme intérieure 22 du pneumatique égal à 2,2 MPa à 65°C, on choisira, pour fabriquer l'organe 10, une gomme dont le module d'allongement est au plus égal à 2,2 MPa à 65°C. Pour une bonne endurance de l'assemblage, il convient que le module de la gomme de l'organe respecte cette valeur limite dans toute la plage des températures du pneumatique en roulage, par exemple entre 0 et 80 degrés Celcius. La gomme utilisée peut être naturelle ou synthétique. La partie de liaison 20 de l'organe 10 comprend un bord périphérique 40 délimité par la ligne de jonction 41 entre la surface de liaison 26 et une surface supérieure 42 de la partie de liaison 20. Pour des raisons de fabrication et notamment pour faciliter l'éventation lors du moulage, la ligne de jonction 41 peut ne pas être d'épaisseur nulle mais présenter une épaisseur faible, de l'ordre de 0,1 à 0,2 mm. On parle alors dans ce cas de surface de jonction 41. Les deux surfaces 26 et 42 convergent vers la ligne de jonction 41 et font entre elles, à proximité de la ligne 41, un angle a compris entre 9 et 15°, de préférence entre 10 et 12°. Comme représenté sur la figure 3, la solidarisation de l'organe 10 sur le pneumatique 12 est réalisée au moyen d'un matériau de liaison 44, intercalée entre la surface de liaison 26 de l'organe 10 et la gomme intérieure 22. Cette couche de liaison 44 s'étend tout du long de la surface de liaison 26 mais n'en déborde pas. En d'autres termes, la couche de liaison 44 affleure le bord périphérique 41. De préférence, l'angle a entre les deux surfaces 26 et 42 est compris entre 10 et 12 degrés dans une zone du bord périphérique 40 s'étendant jusqu'à une distance d d'environ 7 mm de la ligne de jonction 41. -7 Les figures 4 à 6 présentent en coupe des agrandissements de trois modes de réalisation du bord périphérique 40. A la figure 4, les deux surfaces 26 et 42 se rejoignent jusqu'à former une ligne de jonction 41, c'est-à-dire une surface de jonction 41 d'épaisseur nulle. A la figure 5, le bord périphérique 40 est délimité par une surface de jonction 41 normale à la surface 26 et d'épaisseur a de l'ordre de 0,1 à 0,2 mm. A la figure 6, le bord périphérique 40 comprend un cordon 47 de section rectangulaire et qui s'étend sur une distance I comprise entre 0 (comme sur la figure 5) et de l'ordre de 1,5 mm. La présence de ce cordon 47 et de la surface de jonction 41 facilitent l'éventation des moules de fabrication des organes. On peut aussi utiliser des évents par exemple à d'autres endroits et conserver une géométrie telle qu'illustrée à la figure 4. Aux figures 4 à 6 on voit aussi la couche 44 de gomme de liaison disposée contre la surface de liaison 26, d'épaisseur b de l'ordre de 0,3 mm. Cette couche de gomme de liaison se termine au bord périphérique sans dépasser du cordon ou de la surface ou de la ligne de jonction. Enfin, l'invention ne se limite pas à l'exemple décrit ci-dessus puisqu'on peut par exemple prévoir toutes géométries pour les parties de support du dispositif et une pluralité d'évidements dans la masse 16.20 REVENDICATIONS 1. Organe (10) formant support pour un dispositif (14), caractérisé en ce qu'il comprend une masse (16) de gomme délimitée par deux surfaces opposées (24, 26) sensiblement parallèles formant respectivement une surface de support (24) et une surface de liaison (26) avec un pneumatique (12), la masse (16) comprenant une ouverture (28) ménagée dans la surface de liaison (26) délimitant un évidement (30) ménagé dans la masse (16) et l'ouverture ne débouchant pas à l'extérieur de la surface de liaison. 2. Organe selon la revendication précédente, dans lequel la surface de support (24) s'étend au moins partiellement au droit de la surface de l'ouverture (28). 3. Organe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la projection orthogonale de la surface de support (24) sur la surface de liaison (26) coïncide sensiblement avec l'ouverture (28) ménagée dans la surface de liaison (26). 4. Organe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport entre la profondeur de l'évidement (30) et la distance entre les deux surfaces de support (24) et de liaison (26) est compris entre 1/4 et 1/2, de préférence sensiblement égal à 3/8. 5. Organe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport entre la surface de l'ouverture (28) et la surface de la masse de gomme en contact avec la surface de liaison est compris entre 0,15 et 0,30. 6. Organe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un canal (32) ménagé dans la masse (16) et débouchant à la fois sur la surface de support (24) et au fond de l'évidement (30). 7. Organe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le bord périphérique (40) de l'organe (10) est délimité par une surface de jonction (41) de surfaces opposées (26, 42) convergeant vers leur surface de jonction (41) suivant un angle (a) compris entre 9 et 15 degrés, de préférence entre 10 et 12 degrés. 8. Organe (10) selon la revendication 7, dans lequel la surface de jonction (41) du bord périphérique (40) est sensiblement une ligne de jonction.-9 9. Organe (10) selon la revendication 7, dans lequel la surface de jonction (41) du bord périphérique (40) est normale à la surface de liaison (26) et a une hauteur comprise entre 0,1 et 0,2 mm. 10. Organe (10) selon la revendication 9, dans lequel le bord périphérique 5 comporte en plus un cordon de section sensiblement rectangulaire de même épaisseur que la surface de jonction et s'étendant vers l'extérieur de 0 à 1,5 mm. 11. Organe (10) selon l'une quelconque des revendication précédentes, dans lequel l'organe comprend en plus une couche de gomme de liaison disposée sur la surface de liaison sans déborder au droit du bord périphérique de l'organe. 10 12. Pneumatique (12), caractérisé en ce qu'il comprend un organe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes.