Brevet FR2940930A1 — publié le 20100716

-1- Domaine de l'invention [0001] L'invention concerne la fixation d'un module, notamment électronique, tel un capteur de pression, à l'intérieur d'un pneumatique. Elle concerne plus précisément un ensemble module électronique-support pour fixation sur une paroi de pneumatique. Elle concerne enfin le support et le pneumatique correspondants. Arrière plan technologique [0002] De plus en plus de véhicules automobiles possèdent, à des fins de sécurité, des systèmes de surveillance comportant des modules électroniques et/ou capteurs montés sur chacune des roues du véhicule, dédiés à la mesure de paramètres tels que pression ou température des pneumatiques des roues, et destinés à informer le conducteur de toute variation anormale du paramètre mesuré. [0003] Lors de l'utilisation d'un dispositif électronique, il est préférable de ne pas le fixer directement sur le pneumatique car cela risque de perturber le comportement mécanique du pneumatique en roulage, notamment lorsqu'il se déforme. Cela risque par ailleurs de solliciter mécaniquement le module trop fortement et éventuellement de l'endommager. [0004] Le document EP 1 385 710 décrit un dispositif de fixation d'un module électronique de surveillance sur un pneumatique. Ce dispositif comporte une pluralité d'emplâtres en mélange caoutchouteux pourvus d'inserts rigides destinés à recevoir une vis. Le module électronique de surveillance destiné à être fixé par vissage est pourvu de pattes latérales percées à travers lesquelles les vis sont disposées. Ce dispositif est complexe, coûteux à réaliser et peu fiable, principalement en raison d'une rigidité de fixation trop élevée. [0005] Le document US 7 009 506 décrit un système de fixation d'un module électronique comprenant un support (� patch �) présenté selon divers modes de réalisation permettant des fixations amovibles. Selon une forme de réalisation, l'insert est pourvu d'une cavité sphérique partiellement ouverte pour l'insertion du module. Une telle cavité impose une forme très particulière au module électronique. Par ailleurs, le maintient uniquement par serrage peut s'avérer insuffisant en cas de forte sollicitation, comme c'est souvent le cas en roulage. Selon un autre mode de réalisation, l'insert comporte une portion interne fileté. Dans ces divers modes de réalisation, le module électronique est soit entièrement, soit en très grande proportion maintenu dans l'insert. Cela requiert un insert de grande dimension. Cela entraîne 2940930 -2- surtout une très forte sollicitation mécanique du module, qui subit toutes les contraintes auxquelles le support est soumis. Compte tenu des conditions sévères de roulage que doivent supporter les pneumatiques, ce type de fixation est trop contraignant pour les modules de technologies récentes, qui se veulent léger, compact, et non contraints à de trop fortes 5 sollicitations mécaniques. [0006] L'invention a notamment pour but de proposer un mode de fixation qui permette une meilleure endurance de l'assemblage sur la surface d'un pneumatique. Elle a aussi pour objectif de proposer un mode de fixation permettant la pose et dépose facile et rapide du module électronique, que ce soit pour maintenance ou remplacement. 10 Brève description de l'invention [0007] A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble module électronique-support de fixation pour assurer la fixation d'au moins un module électronique à une paroi interne d'un pneumatique, comprenant : - un support de fixation, comportant un corps sensiblement souple de forme sensiblement 15 allongée, ledit corps comportant au moins une surface de liaison susceptible d'être posée de façon sensiblement permanente contre une paroi interne d'un pneumatique, au moins un logement sensiblement cylindrique, ouvert à l'opposé de la surface de liaison ; - un module électronique, destiné à être fixé au support. [0008] Cet ensemble est caractérisé en ce qu'il comprend également : 20 - au moins un insert de fixation, comportant un corps cylindrique allongé, surmonté d'une tête de fixation élargie par rapport au corps, ledit insert étant prévu pour montage par insertion dans le logement dudit support ; et - au moins un élément d'assemblage, coopérant d'une part avec le module électronique, et susceptible de coopérer avec l'insert ; 25 - le logement du support comportant une chambre de forme et dimension adaptées pour loger la tête de l'insert. [0009] Un tel ensemble permet de produire un très bon découplage des contraintes habituellement rencontrées entre la paroi du pneumatique et le support, qui sont souples, et le module, qui est plus rigide. Il permet par ailleurs une réutilisation des modules. 2940930 -3 [0010] Selon un mode de réalisation avantageux, la surface de liaison de l'ensemble module électronique-support de fixation comporte un adhésif. [0011] Après fixation du module électronique au support, la face du module électronique adjacente au support est de préférence distante de ce dernier d'au moins un millimètre. 5 [0012] Selon une autre caractéristique avantageuse, le support comporte un bord périphérique délimité par une surface de jonction entre les surfaces opposées supérieures et de liaison convergeant vers leur surface de jonction suivant un angle (a) compris entre 9 et 15 degrés, et plus particulièrement entre 10 et 12 degrés. [0013] L'angle des bordures du support est un paramètre sensible à prendre en considération 10 pour que la fixation du support au pneumatique soit durable. En effet, si cet angle est inférieur à 9 degrés, des replis peuvent apparaître en bordure du support car il est difficile d'aplatir correctement son bord périphérique. Ce cas est désigné par le terme � festonnage �. Si cet angle est supérieur à 15 degrés, le bord périphérique du support est trop rigide. Il crée alors des contraintes trop fortes sur la paroi du pneumatique, ce qui peut causer des cassures ou des 15 décollements du support en roulage. [0014] L'élément d'assemblage peut coopérer avec l'insert par vissage, clipsage, collage, emmanchage à force, magnétisme ou accrochage. [0015] Selon une variante avantageuse, le corps cylindrique de l'insert comporte, à l'opposée de la tête, une ouverture cylindrique axiale pourvue d'un filetage interne axial et 20 l'élément d'assemblage est une vis. [0016] L'invention prévoit également un pneumatique comportant un ensemble tel que préalablement présenté. [0017] Dans ce pneumatique, le module d'allongement à 10% de la surface de liaison du support est préférablement au plus égal au module d'allongement à 10% de la portion de paroi 25 du pneumatique sur laquelle le support est fixé. [0018] L'invention prévoit par ailleurs un support de fixation pour module électronique, susceptible de supporter le module électronique par l'intermédiaire d'au moins un insert et destiné à assurer la fixation du module électronique à une paroi interne d'un pneumatique, comprenant un corps sensiblement souple de forme sensiblement allongée, ledit corps 30 comportant au moins une surface de liaison susceptible d'être posée de façon sensiblement 2940930 -4- permanente contre une paroi interne d'un pneumatique, au moins un logement sensiblement cylindrique, pour loger l'insert, ouvert à l'opposé de la surface de liaison et comportant une chambre conformée sensiblement au fond du logement de forme et dimension adaptées pour loger la tête de l'insert . 5 [0019] Un tel support de fixation est avantageusement constitué principalement de matériaux caoutchouteux. [0020] La surface de jonction du bord périphérique peut être sensiblement une ligne de jonction. Alternativement, la surface de jonction du bord périphérique peut être une surface normale à la surface de liaison et présenter une hauteur comprise entre 0,1 et 0,2 mm. 10 [0021] Le bord périphérique peut aussi comporter, 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. Cette surface de liaison et ce cordon facilitent notamment l'éventation lors du moulage du support. [0022] Le support peut comprendre en plus une couche de mélange de liaison, disposée sur 15 la surface de liaison, sans déborder au droit du bord périphérique du support. Dans une telle variante, après la fabrication par moulage du support, suivi d'une vulcanisation, on pose ensuite sur la surface de liaison une couche de mélange de liaison non vulcanisé destinée à assurer la liaison entre la surface du pneumatique et la surface de liaison du support. L'épaisseur de cette couche de mélange de liaison est de l'ordre de 0,3 mm. On réalise ensuite 20 une découpe de l'ensemble support et couche de mélange de liaison, par exemple avec un emporte pièce. La surface de découpe du mélange de liaison doit être exactement dans le prolongement de la surface de découpe du cordon du support. Cela permet d'éviter après assemblage sur la surface du pneumatique d'avoir une couche de mélange de liaison qui déborde du support. Un tel débordement pourrait entraîner une diminution de la durée de vie 25 de l'assemblage par oxydation du mélange de liaison faisant saillie. La présence du cordon augmente la marge de tolérance de l'opération de découpe du support comprenant le mélange de liaison. Le risque de mordre sur la partie inclinée de la surface supérieure devient pratiquement nul. [0023] L'invention prévoit aussi un pneumatique comportant un support de fixation pour 30 module électronique tel que préalablement décrit. 2940930 -5- [0024] Enfin, l'invention prévoit un insert de fixation pour ensemble module électronique-support, comportant un corps cylindrique allongé surmonté d'une tête de fixation élargie par rapport au corps, ledit insert étant adapté pour montage par insertion dans un logement dudit support prévu à cette fin. De manière avantageuse, l'insert comporte, à l'opposée de la tête, 5 une ouverture cylindrique pourvue d'un filetage interne axial, ledit filetage étant adapté pour loger une vis coopérant avec le module électronique. Description brève des dessins [0025] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple en se référant aux dessins annexés dans lesquels : 10 - la figure 1 est une vue en perspective d'un support selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe d'une portion centrale du support de la figure 1 suivant le plan II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2, avec un insert disposé dans un des logements du support ; 15 - la figure 4 présente une vue en coupe d'une plus grande portion du support de la figure 1, suivant le plan II-II de la figure 1, avec deux inserts et un module électronique en cours d'assemblage par vissage ; - la figure 5 illustre un ensemble support-module électronique disposé contre une paroi d'un pneumatique, conformément à l'invention ; 20 - la figure 6 présente une vue en coupe d'agrandissement d'un premier mode de réalisation de bord périphérique d'un support ; - les figures 7, 8 et 9 sont des vues en coupe d'agrandissements de trois modes de réalisation de bord périphérique d'un support avec une couche de gomme de liaison ; [0026] Ces figures illustrent un mode de réalisation d'un ensemble module électronique- 25 support avec fixation par vissage, mais s'appliquent également aux autres modes de réalisation revendiqués. Elles sont données dans un but purement illustratif et n'ont aucun caractère limitatif. -6 Description de modes de réalisation [0027] 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 = F10 i.e. E1° = F io (1 + E1°) et E10 = F10 x 1,1 dans laquelle E1° est égale à o, l ; avec SXE10 S0XEl0 SXO,1 E10 : module d'extension sécant à 10% de déformation ; F10 : force d'extension à 10% d'extension ; So : 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 caoutchouteux, on sait que: S =1 ~ S ; et co : déformation d'extension à 10 %. [0028] Les figures illustrent un exemple d'ensemble module électronique-support de fixation adapté notamment pour un véhicule de tourisme. Le support 10 est destiné à être rapporté sur un pneumatique 100 pour fixer un module électronique 60 à l'intérieur de la cavité de ce dernier, plus particulièrement contre une paroi interne 101 du pneumatique. Le module fixé peut être de divers types, selon les besoins et le type d'utilisation prévu. A titre d'exemple, on peut citer des modules électroniques tels que : capteur de pression, de température, de vibration, etc., de préférence munis de moyens de communication avec un dispositif centralisé prévu sur le véhicule. [0029] La figure 1 présente une vue en perspective d'un support de fixation 10 selon l'invention. Il est constitué d'un corps 11 sensiblement plat et allongé. Sur une première face, on prévoit une surface de liaison 26, sensiblement plane et uniforme, destinée à coopérer avec la paroi interne du pneumatique, pour une fixation de préférence permanente. Pour faciliter le placement et la fixation de l'ensemble, cette surface peut être pourvue d'un adhésif adapté aux matériaux caoutchouteux. Selon un autre mode de réalisation, la surface peut aussi être pourvue d'une couche de mélange de liaison 44, tel que décrit plus loin. [0030] D'autres modes de fixation peuvent aussi être prévus, par soudage, collage, surmoulage, etc. [0031] Le support comporte au moins un logement 20. Dans l'exemple de la figure 1, quatre logements 20 sont prévus, afin de bien répartir l'effort de maintien pour un module électronique de forme rectangulaire, correspondant sensiblement au pourtour du support. Le 2940930 -7- nombre, l'agencement, et l'espacement prévu entre les logements varient selon les modes de réalisation, en fonction de plusieurs paramètres, tels que le type et le nombre d'éléments d'assemblages 50 utilisés, la surface et la forme du module à fixer, le type d'utilisation prévu pour les pneumatiques (avion, véhicule de tourisme, véhicule agricole ou poids lourd, 5 véhicule industriel, etc.), la durée de fixation prévue, etc. [0032] Les logements 20 sont avantageusement prévus dans des portions du corps 11 dont l'épaisseur est plus importante par rapport au reste du support. Entre ces portions, des passages amincis 12 permettent de réduire la masse du support et de régler le niveau de souplesse souhaité. 10 [0033] Tel qu'illustré aux figures 1, 6, et 7, 8, et 9, le support comprend un bord périphérique 40 délimité par la ligne de jonction 41 entre la surface de liaison 26 et une surface supérieure 42. 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 15 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 alpha compris entre 9 et 15 degrés, et de préférence entre 10 et 12 degrés. [0034] De préférence, l'angle alpha 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 20 mm de la ligne de jonction 41. [0035] Les figures 7, 8 et 9 présentent en coupe des agrandissements de trois modes de réalisation du bord périphérique 40. Sur cet trois figures une couche de mélange de liaison 44 est représentée. A la figure 7, 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. 25 [0036] A la figure 8, 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. [0037] A la figure 9, le bord périphérique 40 comprend un cordon 47 de section rectangulaire et qui s'étend sur une distance comprise entre 0 (comme sur la figure 7) et de l'ordre de 1,5 min. La présence de ce cordon 47 et de la surface de jonction 41 facilitent 2940930 -8 l'éventation des moules de fabrication des supports. On peut aussi utiliser des évents par exemple à d'autres endroits et conserver une géométrie telle qu'illustrée à la figure 7. [0038] Toujours aux figures 7, 8 et 9, on note la présence d'une couche 44 de mélange de liaison, d'épaisseur b de l'ordre de 0,3 mm, disposée contre la surface de liaison 26. Cette 5 couche optionnelle de mélange de liaison se termine au bord périphérique sans dépasser du cordon ou de la surface ou de la ligne de jonction. [0039] La figure 2 montre une vue en coupe d'une portion du support de fixation de la figure 1, en particulier une portion dans laquelle un logement 20 est prévu. Selon cet exemple, le logement comporte une ouverture du côté opposé à la surface de liaison 26. Le logement se 10 prolonge dans le support et se termine par une chambre 21 de largeur plus importante par rapport au reste du logement. [0040] Ce logement est prévu pour recevoir la tête 32 d'un insert, tel qu'illustré à la figure 3. L'insert comporte un corps cylindrique allongé 31, entouré d'une part par une tête 32, et d'autre part par un pied 33. La tête 32 a un diamètre plus grand que la portion voisine du 15 corps, afin de procurer un effet de maintien par serrage lorsque l'insert est en position dans le logement correspondant du support. Le pied 33 est agencé comme une extension amincie du corps. Le corps 11 du support et l'insert sont configurés de façon à ce que le pied 33 soit en saillie par rapport au corps, afin de procurer un appui pour le module électronique 60, tel qu'illustré à la figure 4. Cet agencement permet d'espacer le module 60 du corps 1l, d'au 20 minimum 1 mm. Dans l'exemple de la figure 4, l'insert a un diamètre non constant entre le pied et la tête, mais la portion adjacente à la tête 32 a un diamètre en retrait par rapport à la tête. Le diamètre externe de l'insert et le diamètre interne du logement 20 correspondant sont prévus de façon à procurer un ajustement serré. On obtient ainsi un bon maintien, malgré les nombreuses sollicitations mécaniques que l'ensemble doit subir. La figure 3 montre bien une 25 portion d'étranglement 12, qui assure un maintien efficace de l'insert malgré les efforts axiaux importants tendant à expulser ce dernier du support en service. [0041] Les inserts 30 sont prévus afin de coopérer avec un élément d'assemblage 50, coopérant par ailleurs avec le module électronique 60 dont la fixation doit être assurée. Dans ce mode de réalisation, tel qu'illustré à la figure 4, les éléments d'assemblage 50 sont des vis. Les vis sont prévues de façon à maintenir le module 60 en appui contre les pieds 33 des 2940930 -9 inserts : la tête de la vis est en appui du côté extérieur du module, la tige de la vis étant maintenue dans l'ouverture cylindrique 34 par un filetage interne 35. [0042] La figure 5 montre un ensemble module électronique-support après fixation contre la paroi interne 101 d'un pneumatique 100. On aperçoit le bord périphérique 40 du support 10 5 sur lequel le module 60 est fixé. Dans cet exemple, l'ensemble est positionné dans la portion inférieure du flanc du pneumatique. Cette position, ainsi que l'orientation de l'ensemble, peuvent varier selon les mises en oeuvre. [0043] Les supports 10 sont de préférence constitués d'un mélange caoutchouteux unique. Cela facilite leur réalisation. Ce mélange présente un module d'allongement à 10 % au plus 10 égal à celui de la paroi du pneumatique contre laquelle le support est destiné à être fixé. En d'autres termes, le support est plus souple que le mélange adjacent du pneumatique. A titre d'exemple, pour un module d'allongement à 10% du mélange interne du pneumatique égal à 2,2 MPa à 65°C, on choisira, pour le mélange caoutchouteux du support un mélange dont le module d'allongement est au plus égal à 2,2 MPa à 65°C. Pour une bonne endurance de 15 l'assemblage, il convient que le module du mélange utilisé respecte cette valeur limite dans toute la plage des températures du pneumatique en roulage, typiquement entre 0 et 80 degrés Celsius. Le mélange peut être à base de caoutchouc naturel et/ou synthétique. [0044] Il est bien entendu aussi possible que les supports soient constitués de plusieurs couches de mélanges caoutchouteux. Dans ce cas, le mélange caoutchouteux de la surface de 20 liaison a un module au plus égal à celui du mélange de la paroi du pneumatique. [0045] Enfin, l'invention ne se limite pas aux exemples préalablement décrits. On peut par exemple prévoir une pluralité de géométries pour le support et les inserts. Par ailleurs, le nombre d'inserts et d'éléments d'assemblage peut également varier selon les modes de réalisation, en particulier en fonction de la forme et des dimensions du module électronique. REVENDICATIONS1. Ensemble module électronique-support de fixation pour assurer la fixation d'au moins un module électronique (60) à une paroi interne (101) d'un pneumatique (100), comprenant : - un support de fixation (10), comportant un corps (11) sensiblement souple de forme sensiblement allongée, ledit corps comportant au moins une surface de liaison (26) susceptible d'être posée de façon sensiblement permanente contre une paroi interne (101) d'un pneumatique (100), au moins un logement (20) sensiblement cylindrique, ouvert à l'opposé de la surface de liaison ; et - un module électronique (60), destiné à être fixé au support (10) ; l'ensemble étant caractérisé en ce qu'il comprend également : - au moins un insert de fixation (30), comportant un corps cylindrique (31) allongé, surmonté d'une tête (32) de fixation élargie par rapport au corps, ledit insert étant prévu pour montage par insertion dans le logement (20) dudit support ; - au moins un élément d'assemblage (50), coopérant d'une part avec le module électronique (60), et susceptible de coopérer avec l'insert (30) ; - le logement (20) du support (10) comportant une chambre (21) de forme et dimension adaptées pour loger la tête (32) de l'insert. 2. Ensemble module électronique-support de fixation selon la revendication 1, dans lequel la surface de liaison (26) comporte un adhésif. 3. Ensemble module électronique-support de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (10) comporte un bord périphérique (40) délimité par une surface de jonction (41) entre les surfaces opposées supérieures (42) et de liaison (26) convergeant vers leur surface de jonction (41) suivant un angle (a) compris entre 9 et 15 degrés, et plus particulièrement entre 10 et 12 degrés. 4. Ensemble module électronique-support de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément d'assemblage (50) est susceptible de coopérer avec l'insert (30) par vissage, clipsage, collage, emmanchage à force, magnétisme ou accrochage. 5 25-11- 5. Ensemble module électronique-support de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le corps cylindrique (31) de l'insert (30) comporte, à l'opposée de la tête (32), une ouverture cylindrique (34) axiale pourvue d'un filetage interne (35) axial et dans lequel l'élément d'assemblage (50) est une vis. 6. Pneumatique comportant un ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Pneumatique selon la revendication 6, dans lequel le module d'allongement à 10% du mélange caoutchouteux de la surface de liaison (26) du support (10) est au plus égal au 10 module d'allongement à 10% de la portion de paroi (101) du pneumatique (100) sur laquelle le support est fixé. 8. Support de fixation pour module électronique, susceptible de supporter le module électronique (60) par l'intermédiaire d'au moins un insert (30) et destiné à assurer la fixation 15 du module électronique à une paroi interne (101) d'un pneumatique (100), comprenant un corps (11) sensiblement souple de forme sensiblement allongée, ledit corps (11) comportant au moins une surface de liaison (26) susceptible d'être posée de façon sensiblement permanente contre une paroi interne d'un pneumatique, au moins un logement (20) sensiblement cylindrique, pour loger l'insert (30), ouvert à l'opposé de la surface de liaison 20 (26) et comportant une chambre (21), conformée sensiblement au fond du logement, de forme et dimension adaptées pour loger la tête (32) de l'insert . 9. Support de fixation pour module électronique selon la revendication 8, constitué principalement de matériaux caoutchouteux. 10. Support de fixation pour module électronique selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, dans lequel, la surface de liaison (26) comporte un adhésif. 11. Support de fixation pour module électronique selon l'une quelconque des revendications 30 8 à 10, comportant un bord périphérique (40) délimité par une surface de jonction (41) entre les surfaces opposées supérieures (42) et de liaison (26) convergeant vers leur surface de 10 15- 12 - jonction suivant un angle (a) compris entre 9 et 15 degrés, et plus particulièrement entre 10 et 12 degrés. 12. Pneumatique comportant un support de fixation pour module électronique selon l'une 5 quelconque des revendications 8 à 11. 13. Pneumatique selon la revendication 12, dans lequel le module d'allongement à 10% du mélange caoutchouteux de la surface de liaison (26) est au plus égal au module d'allongement à 10% de la portion de paroi (101) du pneumatique (100) sur laquelle le support (10) est fixé. 14. Insert de fixation pour ensemble module électronique-support selon l'une des revendications 1 à 5, comportant un corps cylindrique (31) allongé surmonté d'une tête de fixation (32) élargie par rapport au corps (31), ledit insert (30) étant adapté pour montage par insertion dans un logement (20) dudit support (10) prévu à cette fin. 15. Insert de fixation pour ensemble module électronique-support selon la revendication 14, comportant, à l'opposée de la tête (32), une ouverture cylindrique (34) pourvue d'un filetage interne (35) axial, ledit filetage étant adapté pour loger une vis (50) coopérant avec le module électronique (60).