Brevet FR3146963A1 — publié le 20240927

L’invention concerne un dispositif d’équilibrage dynamique (30) pour roue de véhicule comportant un anneau tubulaire creux (31) définissant au moins un canal intérieur de circulation (32) logeant une masselotte respective (33), une pompe hydraulique bidirectionnelle (34), pour chaque dit canal, un couple correspondant de deux conduites radiales (35, 36) s’étendant entre ladite pompe et les deux extrémités de ce canal de sorte à constituer avec ce dernier un circuit hydraulique rempli d’un liquide, des électrovannes ménagées chacune au niveau d’une dite conduite radiale respective de sorte à autoriser ou empêcher la circulation de liquide dans cette conduite, un capteur gyroscopique (37), et une unité de pilotage (38) reliée audit capteur gyroscopique et configurée pour actionner ladite pompe et lesdites électrovannes de manière générer une circulation sélective de liquide dans un dit circuit hydraulique et suivant une direction donnée afin d’entraîner le déplacement de la masselotte logée dans le canal correspondant. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2 Dispositif d’équilibrage dynamique à fonctionnement hydraulique pour roue La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement le domaine des dispositifs d’équilibrage de roues des véhicules automobiles. L'équilibrage d'une roue est le processus par lequel on s'assure que la masse de la roue est uniformément répartie autour de son axe de rotation. Cela permet d'éviter les vibrations qui peuvent être ressenties dans le volant ou dans le siège du conducteur lors de la conduite. Les roues qui ne sont pas équilibrés correctement peuvent provoquer une usure irrégulière des pneus, une usure prématurée des roulements et des suspensions, et une diminution de la maniabilité du véhicule. Pour équilibrer une roue, on la place généralement sur une machine d'équilibrage qui mesure la répartition de la masse sur cette roue et indique où ajouter de la masse pour l’équilibrer. Des masses d'équilibrage sont ensuite ajoutées généralement par collage à des endroits spécifiques sur la jante. Bien qu’efficace, ce type d’équilibrage statique par ajout de masses doit être répété régulièrement afin de compenser les variations de la répartition de la masse dans la jante et/ou le pneu causées par exemple par des dommages subis par ces éléments. On connaît également des dispositifs d’équilibrage dynamique d’une roue de véhicule prévus pour maintenir l'équilibre de la roue en mouvement en temps réel, sans avoir besoin de recourir à un équilibrage statique régulier. De tels dispositifs d’équilibrage dynamique de roues utilisent des systèmes électroniques et/ou mécaniques pour ajuster la masse de la roue en temps réel. Ils peuvent inclure des capteurs de mouvement et de vibrations qui mesurent les vibrations de la roue et des micro-moteurs qui ajustent automatiquement le poids de la roue en déplaçant des masses internes ou externes. Le document US 3,164,413 A1 divulgue un tel dispositif d’équilibrage dynamique de roue comprenant des billes d’acier noyées dans un fluide d’amortissement compris dans un tube périphérique, le fluide permettant de restreindre le mouvement des billes. Cependant, la solution proposée par le document présente une marge d’amélioration, car le déplacement des billes dans le tube périphérique manque de stabilité et de précision, ce qui peut donner lieu à un déséquilibrage de la roue du véhicule automobile. La présente invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer une solution simple, performante et économique permettant d’assurer un auto-équilibrage des roues du véhicule automobile afin de préserver ses composants d’une usure excessive. Elle propose à cet effet un dispositif d’équilibrage dynamique pour roue de véhicule automobile prévu pour être monté fixement contre la face intérieure du voile interne de la jante d’une dite roue, caractérisé en ce qu’il comporte : - un anneau tubulaire creux définissant au moins un canal intérieur de circulation s’étendant le long d’au moins une portion de la circonférence de cet anneau et logeant une masselotte d’équilibrage respective montée mobile à coulissement le long de ce canal ; - une pompe hydraulique bidirectionnelle ; - pour chaque dit canal intérieur de circulation, un couple correspondant de deux conduites radiales respectivement d’aspiration/refoulement et de refoulement/aspiration s’étendant entre ladite pompe et les deux extrémités de ce canal de sorte à constituer avec ce dernier un circuit hydraulique rempli d’un liquide ; - des électrovannes ménagées chacune au niveau d’une dite conduite radiale respective de sorte à autoriser ou empêcher la circulation de liquide dans cette conduite ; - un capteur gyroscopique configuré pour mesurer un effet de balourd de ladite roue durant sa rotation ; et - une unité de pilotage reliée audit capteur gyroscopique et configurée, en fonction des données transmises par ce dernier, pour actionner ladite pompe et lesdites électrovannes de manière générer une circulation sélective de liquide dans un dit circuit hydraulique et suivant une direction donnée afin d’entraîner le déplacement de la masselotte logée dans le canal correspondant . Le dispositif d’équilibrage dynamique selon l’invention permet ainsi d’assurer de manière automatique, en temps réel, et avec précision l’équilibrage d’une roue de véhicule automobile de sorte à limiter de manière efficace les vibrations d’un tel véhicule automobile et ainsi d’augmenter la durée de vie de ses composants. Selon des caractéristiques préférées dudit dispositif d’équilibrage dynamique selon l’invention : - celui-ci comporte plusieurs dits canaux intérieurs de circulation non communicants entre eux et s’étendant les uns à la suite des autres chacun le long d’une portion respective de la circonférence dudit anneau ; - les différents canaux intérieurs de circulation présentent une longueur identique de sorte à s’étendre sur un même secteur angulaire dudit anneau ; - celui-ci comprend trois dits canaux intérieurs de circulation s’étendant chacun sur un secteur angulaire de 120° ; - celui-ci comporte un unique dit canal intérieur de circulation s’étendant sur l’ensemble de la circonférence dudit anneau et dont les deux extrémités sont non communicantes ; - celui-ci comporte en outre des moyens de détection de la position de chaque dite masselotte le long du canal de circulation correspondant ; - lesdits moyens de détection sont constitués par des capteurs de position sans contact de type à effet Hall et associés chacun à une mire magnétique ; et/ou - la liaison entre ladite unité de pilotage et ledit capteur gyroscopique, lesdites électrovannes, et/ou ladite pompe est assurée l’intermédiaire d’un protocole de communication sans fil en temps réel. L’invention vise également sous un second aspect une roue de véhicule automobile comportant une jante recevant un pneumatique, ladite jante comprenant un voile interne s’étendant selon un plan moyen perpendiculaire à l’axe de rotation de cette roue et prévu pour être couplé par boulonnage à un moyeu d’un train roulant dudit véhicule automobile ; caractérisé en ce qu’elle intègre un tel dispositif d’équilibrage dynamique monté fixement contre la face intérieure dudit voile interne. L’invention vise enfin sous un troisième aspect un véhicule automobile comprenant au moins une telle roue. L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée de plusieurs exemples de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - représente une vue en perspective d’une roue de véhicule automobile comprenant un dispositif d’équilibrage dynamique selon l’invention ; et - illustre de manière schématique le dispositif d’équilibrage dynamique de la . La représente une vue en perspective d’une roue 1 destinée à être montée sur un véhicule automobile non représenté et comportant une jante 10 recevant un pneumatique 20. Réalisée préférentiellement dans un matériau métallique, la jante 10 comprend un voile interne 11 s’étendant selon un plan moyen perpendiculaire à l’axe de rotation A de la roue 1 et prévu pour être couplé par boulonnage à un moyeu d’un train roulant du véhicule automobile. Ce voile interne 11 est avantageusement ajouré de manière à limiter sa masse et générer un flux d'air axial lors du roulage du véhicule automobile de sorte à permettre le refroidissement de ses freins. La jante 10 comprend également une portée sensiblement cylindrique 12 centrée sur l’axe de rotation A et recevant le pneumatique 20. Cette portée 12 est reliée rigidement au bord périphérique du voile interne 11 par le bord interne de sa face intérieure tournée à l’opposée de ce pneumatique 20. La roue 1 intègre également un dispositif d’équilibrage dynamique selon l’invention 30 monté fixement contre la face intérieure du voile interne 11 de la jante 10, ce dispositif 30 étant apte à détecter un problème de déséquilibrage de la roue 1 et d’assurer automatiquement son rééquilibrage de façon dynamique pendant le roulage du véhicule automobile. Représenté de manière schématique sur la , le dispositif d’équilibrage dynamique 30 comporte un anneau tubulaire creux 31 définissant une pluralité de canaux intérieurs de circulation 32 non communicants entre eux et s’étendant les uns à la suite des autres chacun le long d’une portion respective de la circonférence de cet anneau 31. De manière avantageuse, les différents canaux intérieurs de circulation 32 présentent une longueur identique de sorte à s’étendre sur un même secteur angulaire de l’anneau 31. En l’espèce et tel que représenté sur la , le dispositif d’équilibrage dynamique 30 comprend trois canaux intérieurs de circulation 32 s’étendant chacun sur un secteur angulaire de 120°. Chaque canal 32 loge une masselotte d’équilibrage respective 33 montée mobile à coulissement le long de ce canal. De masse identique, les masselottes 33 présentent avantageusement un profil incurvé en arc de cercle de même rayon moyen que celui de l’anneau 30 et leur section est préférentiellement sensiblement complémentaire de la section intérieure de ce canal 32. Le dispositif d’équilibrage dynamique 30 comporte également une pompe hydraulique bidirectionnelle 34 agencée avantageusement au niveau de l’axe de rotation A de la roue 1. Pour chaque canal 32, le dispositif 30 comporte un couple correspondant de deux conduites radiales respectivement d’aspiration/refoulement 35 et de refoulement/aspiration 36 s’étendant entre la pompe 34 et les deux extrémités de ce canal 32 de sorte à constituer avec ce dernier un circuit hydraulique rempli d’un liquide constitué avantageusement par de l’eau. Le dispositif d’équilibrage dynamique 30 comporte également : - des électrovannes non représentées ménagées chacune au niveau d’une conduite radiale respective d’aspiration/refoulement 35 ou de refoulement/aspiration 36 de sorte à autoriser ou empêcher la circulation de liquide dans cette conduite ; - un capteur gyroscopique 37 fixé solidairement au voile interne 11 de la jante 10, préférentiellement à proximité de l’axe de rotation A de la roue 1 ; - des moyens de détection non représentés de la position de chaque masselotte 33 le long du canal correspondant 32 ; et - une unité de pilotage 38 reliée à la pompe 34, aux électrovannes, au capteur gyroscopique 37 ainsi qu’aux moyens de détection de la position des masselottes 33. Le capteur gyroscopique 37 est configuré pour mesurer un effet de balourd de roue 1 lorsqu’elle présente une répartition non symétrique de sa masse autour de son axe de rotation A. Les moyens de détection de la position de chaque masselotte 33 sont par exemple constitués par des capteurs de position sans contact de type à effet Hall associés chacun à une mire magnétique. Dotée d’un microcontrôleur, l’unité de pilotage 38 est configurée, en fonction des données transmises par le capteur gyroscopique 37, pour actionner la pompe 34 et les électrovannes de manière générer une circulation sélective de liquide dans l’un des circuits hydrauliques et suivant une direction donnée a ou b afin d’entraîner le déplacement de la masselotte 33 logée dans le canal correspondant 32. On va maintenant décrire plus en détails le fonctionnement du système d’équilibrage automatique 30 selon l’invention. Lorsque le capteur gyroscopique 37 détecte un effet de balourd sur la roue 1 durant sa rotation, l’unité de pilotage 38 est apte à déterminer le déplacement nécessaire d’au moins une masselotte 33 dans le canal correspondant 32 vers une position de consigne pour permettre le retour à une répartition sensiblement symétrique de la masse de la roue 1 autour de son axe de rotation A. Cette unité de pilotage 38 est également configurée pour générer le déplacement de cette masselotte 33 en en actionnant la pompe 34 dans le sens de circulation adéquat et en envoyant un signal d’ouverture aux deux électrovannes ménagées sur le couple de conduites radiales 35, 36 associées au circuit hydraulique comprenant le canal 32 logeant cette masselotte 33. Dès que l’unité de pilotage 38 détecte, à partir des données transmises par les moyens de détection de la position des masselottes 33, que la masselotte en question atteint la position de consigne, cette unité de pilotage 38 envoie un signal de fermeture à ces deux électrovannes et arrête la pompe 34. L’unité de pilotage 38 peut ensuite éventuellement actionner à nouveau la pompe 34 et deux autres électrovannes pour générer le déplacement d’une ou de plusieurs autres masselottes 33. La liaison entre l’unité de pilotage 38 et le capteur gyroscopique 37, les moyens de détection de la position de chaque masselotte 33, les électrovannes, et/ou la pompe 34 est avantageusement assurée l’intermédiaire d’un protocole de communication sans fil en temps réel, basé par exemple sur un système de communication de type Wifi (par exemple selon la norme IEEE 802.11n ou IEEE 802.11ac), ou encore sur un système de communication de type Bluetooth (par exemple selon la norme Bluetooth v5). Selon des variantes de réalisation non représentées, le nombre de masselottes 33 et de canaux intérieurs de circulation correspondants 32 peut être différent en étant avantageusement compris entre deux et cinq. Selon d’autres variantes de réalisation non représentées, le dispositif d’équilibrage 30 peut ne comporter qu’une seule masselotte 33 circulant dans un unique canal intérieur de circulation 32 s’étendant sur l’ensemble de la circonférence de l’anneau 31 et dont les deux extrémités sont non communicantes. De nombreuses variantes de réalisation sont possibles et on rappelle à cet égard que la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe également toutes les variantes d’exécution à la portée de l'homme du métier. Dispositif d’équilibrage dynamique (30) pour roue (1) de véhicule automobile prévu pour être monté fixement contre la face intérieure du voile interne (11) de la jante (10) d’une dite roue (1), caractérisé en ce qu’il comporte : - un anneau tubulaire creux (31) définissant au moins un canal intérieur de circulation (32) s’étendant le long d’au moins une portion de la circonférence de cet anneau (31) et logeant une masselotte d’équilibrage respective (33) montée mobile à coulissement le long de ce canal (32) ; - une pompe hydraulique bidirectionnelle (34) ; - pour chaque dit canal intérieur de circulation (32), un couple correspondant de deux conduites radiales respectivement d’aspiration/refoulement (35) et de refoulement/aspiration (36) s’étendant entre ladite pompe (34) et les deux extrémités de ce canal (32) de sorte à constituer avec ce dernier un circuit hydraulique rempli d’un liquide ; - des électrovannes ménagées chacune au niveau d’une dite conduite radiale respective (35, 36) de sorte à autoriser ou empêcher la circulation de liquide dans cette conduite ; - un capteur gyroscopique (37) configuré pour mesurer un effet de balourd de ladite roue (1) durant sa rotation ; et - une unité de pilotage (38) reliée audit capteur gyroscopique (37) et configurée, en fonction des données transmises par ce dernier, pour actionner ladite pompe (34) et lesdites électrovannes de manière générer une circulation sélective de liquide dans un dit circuit hydraulique et suivant une direction donnée afin d’entraîner le déplacement de la masselotte (33) logée dans le canal correspondant (32). Dispositif d’équilibrage dynamique (30) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte plusieurs dits canaux intérieurs de circulation (32) non communicants entre eux et s’étendant les uns à la suite des autres chacun le long d’une portion respective de la circonférence dudit anneau (31). Dispositif d’équilibrage dynamique (30) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les différents canaux intérieurs de circulation (32) présentent une longueur identique de sorte à s’étendre sur un même secteur angulaire dudit anneau (31). Dispositif d’équilibrage dynamique (30) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’il comprend trois dits canaux intérieurs de circulation (32) s’étendant chacun sur un secteur angulaire de 120°. Dispositif d’équilibrage dynamique (30) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte un unique dit canal intérieur de circulation (32) s’étendant sur l’ensemble de la circonférence dudit anneau (31) et dont les deux extrémités sont non communicantes. Dispositif d’équilibrage dynamique (30) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comporte en outre des moyens de détection de la position de chaque dite masselotte (33) le long du canal de circulation correspondant (32). Dispositif d’équilibrage dynamique (30) selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection sont constitués par des capteurs de position sans contact de type à effet Hall et associés chacun à une mire magnétique. Dispositif d’équilibrage dynamique (30) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la liaison entre ladite unité de pilotage (38) et ledit capteur gyroscopique (37), lesdites électrovannes, et/ou ladite pompe (34) est assurée l’intermédiaire d’un protocole de communication sans fil en temps réel. Roue de véhicule automobile (1) comportant une jante (10) recevant un pneumatique (20), ladite jante (10) comprenant un voile interne (11) s’étendant selon un plan moyen perpendiculaire à l’axe de rotation (A) de cette roue (1) et prévu pour être couplé par boulonnage à un moyeu d’un train roulant dudit véhicule automobile ; caractérisé en ce qu’elle intègre un dispositif d’équilibrage dynamique (30) selon l’une des revendications 1 à 8, monté fixement contre la face intérieure dudit voile interne (11). Véhicule automobile comportant au moins une roue (1) selon la revendication 9.