Unité électronique adaptée pour être positionnée sur la face interne d'une bande de roulement d'un pneumatique
L'invention concerne une unité électronique adaptée pour être positionnée sur la face interne d'une bande de roulement d'un pneumatique en vue de la mesure de paramètres de fonctionnement d'une roue de véhicule équipée du dit pneumatique.
De plus en plus de véhicules automobiles possèdent des systèmes de surveillance comportant des unités électroniques intégrant une carte électronique comprenant un capteur de pression doté d'une chambre de mesure de la pression à l'intérieur du pneumatique, montées sur chacune des roues des véhicules, et dédiées à la mesure de paramètres, tels que pression et température, des pneumatiques équipant ces roues.
Actuellement, ces unités électroniques sont classiquement solidarisées sur les jantes des roues, et les solutions mises en œuvre pour assurer la fixation consistent soit à les fixer directement sur les jantes, soit à les insérer dans des berceaux eux-mêmes fixés sur les jantes, soit à les intégrer aux systèmes de valve de gonflage fixés sur ces jantes.
Il est toutefois apparu qu'il pouvait être intéressant d'associer les unités électroniques non plus aux jantes mais aux pneumatiques, et plus particulièrement de les positionner sur la face interne de la bande de roulement des dits pneumatiques. La solution adoptée pour assurer le maintien des unités électroniques consiste alors à les insérer dans un réceptacle souple collé sur la face interne de la bande de roulement du pneumatique, réalisé en un matériau élastique apte à former une « poche » de forme rétentive dans laquelle se trouve emprisonnée l'unité électronique.
Une telle solution assure un parfait maintien des unités électroniques, mais il est par contre apparu que les unités électroniques actuelles n'étaient pas conçues pour répondre de façon satisfaisante et notamment sans requérir un surdimensionnement excessif, aux contraintes imposées par ce nouveau positionnement.
La présente invention vise à combler cette lacune et a pour principal objectif de fournir une unité électronique de conception adaptée pour résister de façon optimale aux contraintes résultant d'un positionnement de la dite unité électronique sur la bande de roulement d'un pneumatique.
A cet effet, l'invention vise une unité électronique intégrant une carte électronique comprenant un capteur de pression doté d'une chambre de mesure de la pression à l'intérieur d'un pneumatique, la dite unité électronique, adaptée pour être positionnée sur la face interne d'une bande de roulement du dit pneumatique, comportant :
■ un boîtier doté d'une paroi frontale, dite fond du boîtier, et d'une paroi latérale s'étendant en périphérie du fond de boîtier et délimitant une face ouverte opposée au dit fond, le dit boîtier étant adapté pour reposer sur le pneumatique par son fond et pour loger la carte électronique de façon que la chambre de mesure du capteur de pression débouche en regard de sa face ouverte,
■ un couvercle d'obturation de la face ouverte du boîtier, percé d'au moins un orifice d'entrée d'air ménagé de façon à être décalé par rapport à la chambre de mesure du capteur de pression,
■ et des moyens de solidarisation du boîtier et du couvercle. L'unité électronique selon l'invention comporte donc un boîtier et un couvercle conçus de façon que le boîtier puisse reposer sur le pneumatique par sa paroi de fond, de sorte que les efforts centrifuges maximaux sollicitent une pièce structurante très résistante constituée du dit fond du boîtier.
Cette disposition est notamment autorisée grâce à la présence et à la conception du couvercle dont chaque orifice d'entrée d'air est disposé de façon à être décalé relativement à la chambre de mesure du capteur de pression, autorisant de positionner le dit capteur de pression en regard de la face ouverte du boîtier tout en évitant l'obstruction de la chambre de mesure par les polluants divers, et ce,
■ malgré l'exposition des dits orifices d'entrée d'air vers lesquels se dirigent naturellement les particules sous l'effet de la force centrifuge,
■ et sans nécessiter de filtre ou de tout autre moyen susceptible de se colmater.
De plus le boîtier est conçu de façon que le capteur de pression de la carte électronique soit disposé en regard de la face ouverte du dit boîtier, de sorte que la pile d'alimentation électrique de cette carte électronique, qui constitue l'élément le plus lourd intégré dans le boîtier, se trouve ainsi obligatoirement située dans le fond du dit boîtier et donc non susceptible de bouger sous l'effet
des efforts centrifuges subis et de transmettre ces efforts vers les autres éléments, tel que la carte électronique, intégrés dans le boîtier.
Ces caractéristiques conduisent, à une optimisation de la résistance structurelle de l'unité électronique vis-à-vis des contraintes mécaniques qui la sollicitent et donc notamment à une optimisation de la compacité et donc du poids de cette unité électronique.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le boîtier est partiellement rempli d'un matériau d'enrobage apte à assurer un blocage mécanique des éléments intégrés dans le dit boîtier.
De plus, de façon avantageuse selon l'invention, d'une part le boîtier intègre un manchon annulaire s'étendant en saillie sur la carte électronique de façon à délimiter une chambre annulaire dans le prolongement de la chambre de mesure du capteur de pression, et d'autre part, le matériau d'enrobage est adapté pour recouvrir totalement la carte électronique et s'étendre autour du manchon annulaire, sur une hauteur partielle de ce dernier.
Ces dispositions conduisent à assurer un parfait blocage mécanique de l'ensemble des composants intégrés dans le boîtier sans risque de pénétration du matériau d'enrobage dans la chambre de mesure.
De plus, le manchon annulaire forme un siphon qui délimite une zone de réception dans laquelle sont retenus les polluants.
Selon une première variante avantageuse de réalisation, le manchon annulaire est formé d'un seul tenant avec le capteur de pression, ce dernier consistant donc en un composant spécifique présentant une « cheminée» en sortie de la chambre de mesure.
Selon une seconde variante avantageuse de réalisation, ce manchon annulaire consiste en un joint annulaire reposant sur la carte électronique dans le prolongement de la chambre de mesure du capteur de pression, et le couvercle comporte, formée en sous-face de ce dernier, une structure en saillie de forme adaptée pour comprimer le dit joint annulaire et pour délimiter un passage de circulation d'air.
Selon ce mode de réalisation, le capteur de pression consiste en un composant classique sur lequel le joint annulaire est maintenu comprimé de façon à éviter l'intrusion de matériau d'enrobage dans la chambre de mesure.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le couvercle présente une sous-face et le boîtier possède un aménagement interne adapté pour délimiter un conduit d'air entre chaque orifice d'entrée d'air du couvercle et la chambre de mesure du capteur de pression.
Cette disposition conduit à la création d'un canal permettant de dévier le cheminement de l'air à l'intérieur du boîtier, et qui constitue, en outre, un cloisonnement d'isolation et donc de protection d'éléments intégrés dans le boîtier, tels que l'antenne radio classiquement utilisée pour les communications entre l'unité électronique et une unité centrale embarquée dans le véhicule.
De plus, chaque conduit d'air forme, au moins à l'aplomb de chaque orifice d'entrée d'air du couvercle, un réceptacle présentant, depuis la sous face du couvercle, une profondeur supérieure à la profondeur minimale du dit conduit d'air. De tels réceptacles forment, en effet, des zones de réception des polluants qui permettent de retenir ces derniers.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention visant la formation des conduits d'air :
■ l'aménagement interne du boîtier est réalisé par un remplissage partiel du dit boîtier au moyen du matériau d'enrobage, adapté pour que le dit matériau d'enrobage forme une surface définissant le fond de chaque conduit d'air,
■ et une structure de hauteur adaptée pour pénétrer partiellement dans le matériau d'enrobage, est ménagée en sous-face du couvercle, selon un contour adapté pour délimiter latéralement chaque conduit d'air.
Ce mode de réalisation nécessite simplement de réaliser une structure en sous-face du couvercle, et de contrôler le taux de remplissage en matériau d'enrobage de façon que ce dernier forme une surface définissant le fond de chaque conduit d'air.
De plus, la structure formée en sous-face du couvercle forme avantageusement une enceinte constituant le tronçon terminal de chaque conduit d'air, à l'intérieur et sur une hauteur partielle de laquelle s'étend le joint annulaire.
Une telle enceinte délimitée par un tronçon de la structure ménagée en sous-face du couvercle, forme une chambre dotée d'une entrée d'air débouchant au dessus du joint annulaire, et donc positionnée en hauteur par rapport au fond du conduit d'air d'alimentation de cette enceinte, de sorte que les polluants sont retenus à l'intérieur du dit conduit d'air.
Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, chacun des réceptacles formé à l'aplomb d'un orifice d'entrée d'air est constitué d'une enceinte formée en sous-face du couvercle, de profondeur supérieure à celle du conduit d'air dont la dite enceinte forme le tronçon initial.
De tels réceptacles formés d'un seul tenant avec le couvercle ont la particularité de présenter un volume parfaitement défini et maîtrisé, indépendant du niveau de remplissage du boîtier en matériau d'enrobage. Cette conception ne nécessite donc pas de maîtriser parfaitement le niveau de ce matériau d'enrobage qui bénéficie d'une grande tolérance.
Selon un mode de réalisation avantageux des réceptacles, chaque orifice d'entrée d'air et le réceptacle associé s'étendent coaxialement et présentent une même section.
Selon ce principe, les polluants qui se déposent dans un réceptacle sont évacués par gravité lorsque le boîtier est en position haute de la roue, de sorte qu'une vidange automatique des réceptacles est réalisée ponctuellement.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le couvercle comporte une excroissance recouvrant chaque orifice d'entrée d'air, percée d'une pluralité de conduits d'amenée d'air radiaux relativement au dit orifice d'entrée d'air, ménagés de façon à déboucher dans ce dernier.
En premier lieu, la multiplication des entrées d'air conduit à diminuer la taille des dites entrées et donc la taille des polluants susceptibles de pénétrer dans le boîtier, et par conséquent de limiter les possibilités d'obturation de la chambre de mesure du capteur de pression.
De plus, les conduits radiaux forment une chicane qui limite l'introduction des particules sous l'effet de l'accélération centrifuge.
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'exemples non limitatifs trois modes de réalisation préférentiels. Sur ces dessins :
■ la figure 1 est une vue partielle d'une roue de véhicule équipée d'une unité électronique selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'une unité électronique selon l'invention, à laquelle est annexé un
détail partiel de cette unité électronique représenté en coupe à une échelle agrandie,
■ la figure 3 est une coupe par un plan transversal A du premier mode de réalisation de l'unité électronique selon l'invention,
■ la figure 4 est une vue de dessous du couvercle de ce premier mode de réalisation de l'unité électronique selon l'invention,
■ la figure 5 est une coupe par un plan transversal représentant un deuxième mode de réalisation d'une unité électronique selon l'invention,
■ la figure 6 est une vue de dessous du couvercle de ce deuxième mode de réalisation d'unité électronique selon l'invention,
■ et la figure 7 est une coupe par un plan transversal représentant un troisième mode de réalisation d'une unité électronique selon l'invention.
Les unités électroniques 1 selon l'invention dont trois modes de réalisation sont représentés à titre d'exemples aux figures, sont adaptées pour être positionnées sur la face interne 2a d'une bande de roulement 2 d'un pneumatique 3, en vue de la mesure de paramètres de fonctionnement d'une roue de véhicule équipée du dit pneumatique monté sur une jante 4.
A cet effet, tel que représenté à la figure 1 , l'unité électronique 1 est insérée dans un réceptacle souple 5 collé sur la face interne 2a de la bande de roulement 2 du pneumatique 3, réalisé en un matériau élastique apte à former une « poche » 5, de forme rétentive dans laquelle se trouve emprisonnée la dite unité électronique.
Chacune des unités électroniques 1 selon l'invention se compose :
■ d'un boîtier 6 (figure 3), comportant une paroi de fond 6a de forme générale elliptique et une paroi latérale 6b de hauteur constante, s'étendant en périphérie du fond de boîtier 6a et délimitant une face ouverte opposée au dit fond,
■ et d'un couvercle 7 d'obturation de la face ouverte du boîtier 6.
Cette unité électronique 1 intègre, logés dans le boîtier 6, une pile 8 disposée dans le fond du dit boîtier, et, au dessus de cette pile 8 relativement au fond 6a, une carte électronique 9 sur laquelle est notamment connecté un capteur de pression 10 doté d'une chambre de mesure 11 disposée de façon à déboucher en regard de la face ouverte du dit boîtier.
De plus, un joint annulaire 12 en un matériau compressible est positionné sur le capteur de pression 10 de façon à délimiter une chambre annulaire 13 s'étendant dans la continuité de la chambre de mesure 11 du dit capteur de pression.
En dernier lieu concernant le boîtier 6, ce dernier est, de façon classique, destiné, après mise en place du couvercle 7 tel qu'explicité plus loin, à être partiellement rempli d'un matériau de remplissage 14 adapté pour enrober l'ensemble des composants, le niveau de remplissage étant, en outre, déterminé de façon qu'une portion de hauteur du joint annulaire 12 émerge du dit matériau de remplissage.
Tel que précité, le couvercle 7 est adapté pour obturer la face ouverte du boîtier 6. Ce couvercle 7 présente, en premier lieu, un bord périphérique 15 arrondi de façon à ne pas former d'arête vive susceptible d'endommager la poche souple 5.
De plus, une jupe périphérique 16 est formée en sous-face de ce couvercle 7 de façon à venir s'emboiter dans le boîtier 6, la hauteur de la dite jupe étant, en outre, adaptée pour que la portion inférieure de cette dernière pénètre le matériau d'enrobage 14.
Ce couvercle 7 est, en outre, percé d'au moins un orifice 17 (figure 4) pour le remplissage partiel du boîtier au moyen du matériau de remplissage 14.
Ce couvercle 7 est également percé d'au moins un orifice d'entrée d'air 18 ménagé de façon à être décalé par rapport à la chambre de mesure 11 du capteur de pression 10. En l'exemple représenté aux figures 2 à 4 le couvercle 7 est percé d'un seul orifice d'entrée d'air 18 décalé transversalement par rapport à la chambre de mesure 11 , et aligné avec cette dernière sur un axe transversal parallèle à l'axe transversal de symétrie du couvercle 7.
Positionnée au dessus de l'orifice d'entrée d'air 18 (figure 2), le couvercle 7 comporte une excroissance 19 en forme de dôme dans lequel sont ménagées des gorges radiales 21 (en l'exemple au nombre de six) séparées par des pontons radiaux 20, et communiquant avec l'orifice central d'entrée d'air 18 par des orifices radiaux 22. De plus le fond 23 de chacune de ces gorges présente une pente ascendante en direction de l'orifice 22 associé, adaptée pour tendre à évacuer les particules tombant dans les dites gorges.
En dernier lieu, le couvercle 7 comporte, ménagée en sous-face de ce dernier, une structure 24 de hauteur adaptée pour pénétrer partiellement dans le matériau d'enrobage 14, consistant en une nervure formant un contour adapté pour délimiter latéralement un conduit d'air s'étendant entre l'orifice d'entrée d'air 18 et la chambre de mesure 11 , dont le fond est délimité par la surface 26 du matériau de remplissage 14.
Tel que représenté à la figure 4, la nervure 24 définit un contour en forme générale de 8 délimitant deux chambres annulaires 25, 28 respectivement concentriques avec l'orifice d'entrée d'air 18 (chambre 25) et la chambre de mesure 11 (chambre28), reliées par un couloir linéaire 27.
De plus, un épaulement radial annulaire 29 est formé à l'intérieur de la chambre 28 et adapté pour maintenir le joint annulaire 12 comprimé entre le dit épaulement et le capteur de pression 11.
En dernier lieu, le boîtier 6 et le couvercle 7 sont dotés d'organes d'encliquetage conjugués consistant, tel que représenté à la figure 2 en des orifices d'encliquetage tels que 30 ménagés dans la paroi latérale 6b du boîtier 6 et en des crochets d'encliquetage 31 disposés en saillie sur la face externe de la jupe périphérique 16 du couvercle 7.
Le couvercle 7 et le boîtier 6 de cette unité électronique 1 sont donc, dans un premier temps, assemblés, le joint annulaire 12 étant préalablement positionné dans la chambre 28 du couvercle de façon à se trouver comprimé, après assemblage, au contact du capteur de pression 11.
Le boîtier 6 est ensuite rempli de matériau de remplissage introduit par l'orifice de remplissage 17, de façon à obtenir un taux de remplissage partiel adapté pour que le matériau de remplissage 14 s'étende sur une hauteur partielle du joint annulaire 12.
Une fois ce remplissage effectué, un conduit d'air, destiné à dévier le cheminement de l'air, et délimité par la nervure 24 et la surface 16 du matériau de remplissage 14, est formé entre l'orifice d'entrée d'air 18 et la chambre de mesure 11.
De plus, ce conduit d'air se termine par une chambre 28 dotée d'une entrée d'air débouchant au dessus du joint annulaire, 12 et donc positionnée en hauteur par rapport au fond 16 du dit conduit d'air, de sorte que les tronçons
25, 27 de ce dernier situés en amont de cette chambre 28 forment un réceptacle pour les polluants.
L'unité électronique représentée aux figures 5 et 6 est décrite ci- dessous en utilisant comme références numériques les mêmes références que celles utilisées ci-dessus, pour désigner des éléments identiques, et des références identiques avec rajout du symbole « ' » pour désigner et représenter des éléments de structure différente remplissant une même fonction que les éléments correspondants du premier mode de réalisation.
Cette unité électronique se différencie principalement de celle-ci-dessus décrite en ce que le couvercle 7' comporte :
■ deux orifices d'entrée d'air 18'a, 18'b alignés selon un même axe transversal et disposés symétriquement de part et d'autre de la chambre de mesure 11 du capteur de pression 10,
• et, en regard de chaque orifice 18'a, 18'b, un réceptacle cylindrique 25'a, 25'b coaxial avec le dit orifice et de même section de ce dernier, chacun des dits réceptacles :
- étant obturé par une paroi de fond 26'a, 26'b,
- étant réalisé d'un seul tenant avec le couvercle 7',
- présentant une hauteur adaptée pour plonger partiellement dans le matériau de remplissage 14.
De plus, les deux réceptacles 25'a, 25'b sont reliés à la chambre 28' concentrique avec la chambre de mesure 11 , chacun par un couloir linéaire 27'a, 27'b.
Selon ce principe, les polluants qui se déposent dans un réceptacle 25'a, 25'b sont évacués par gravité lorsque le boîtier 6 est en position haute de la roue, de sorte qu'une vidange automatique des dits réceptacles est réalisée ponctuellement.
De plus, les réceptacles 25'a, 25'b formés d'un seul tenant avec le couvercle 7' ont la particularité de présenter un volume parfaitement défini et maîtrisé, indépendant du niveau de remplissage du boîtier 6 en matériau d'enrobage. Cette conception ne nécessite donc pas de maîtriser parfaitement le niveau de ce matériau d'enrobage qui bénéficie d'une grande tolérance.
De même que précédemment, l'unité électronique représentée à la figure 7 est décrite ci-dessous en utilisant comme références numériques les
mêmes références que celles utilisées pour décrire le premier mode de réalisation, pour désigner des éléments identiques, et des références identiques avec rajout du symbole « " » pour désigner et représenter des éléments de structure différente remplissant une même fonction que les éléments correspondants du premier mode de réalisation.
Selon ce mode de réalisation un réceptacle de grand volume 25" est ménagé en regard d'un orifice d'entrée d'air 18" unique, le dit réceptacle présentant une paroi de fond 26", et étant réalisé d'un seul tenant avec le couvercle 7".
De plus, les orifices d'entrée d'air 18", 22" de cette unité électronique sont d'une même conception que ceux du premier mode de réalisation, et sont donc ménagés dans un dôme 19" formant une excroissance sur le dessus du couvercle 7".
Toutefois, à des fins de réalisation par moulage du couvercle 7", et compte tenu de la présence du réceptacle 25", le dôme 19"consiste en une pièce réalisée indépendamment adaptée pour venir s'emboiter dans une réservation 32 ménagée à cet effet dans le couvercle 7".
Une telle unité électronique présente l'avantage de posséder un réceptacle 25" de grand volume pour les polluants et des orifices d'entrée d'air radiaux multiples qui conduisent à diminuer la taille des polluants susceptibles de pénétrer dans le boîtier 6, et par conséquent de limiter les possibilités d'obturation de la chambre de mesure 11 du capteur de pression 10.